5. Проверка устойчивости вагона против схода с рельсов

Оценку устойчивости против схода с рельсов вагона, производим по коэффициенту запаса устойчивости.

Коэффициент устойчивости колёсной пары против схода рельса определяется зависимостью

(5,1)

где угол наклона образующей конусообразной поверхности гребня колеса с горизонталью=60⁰;

=0,25-коэффициент трения поверхностей колёс и рельсов;

Р_в-вертикальная нагрузка от набегающего колеса на рельс;

Р_б-боковое усилие взаимодействия гребня набегающего колеса и головки рельса;

[К_ус]=1,4-допускаемое значение коэффициента запаса устойчивости.

Вертикальная нагрузка равна

Р_в=2Q^cn_ш (5,2)

Боковая сила равна

Р_б=Н_р+

где Q^ст_ш - сила тяжести обрессоренных частей вагона, действующих на шейку оси;

g_кп - сила тяжести необрессоренных частей;

-расчётное значение коэффициента вертикальной динамики

-расчётное значение коэффициента динамики боковой качки

-расчётное значение рамной силы;

2b=2,036 м.- расстояние между серединами шеек оси.

l=1.58 м.-среднее расстояние между точками контакта колёс с рельсами;

а₁ и а₂-расчётные расстояния о точек контакта до середин шеек: а₁=0,25 м, а₂=0,22м.;

r=0.45м. - радиус среднеизношенного колеса.

Сила тяжести обрессоренных частей вагона на шейку оси

Q^ст_ш= (5,3)

где m_бр-масса брутто вагона,т

m_т-масса тележки,т

m_н/б-масса надрессорной балки,т

m_рп-масса рессорного подвешивания тележки,т

п_ш-число шеек осей колёсных пар в вагоне

g=9.81м/с²

Q^ст_ш=

Сила тяжести необрессоренных частей на одну колёсную пару

g_кп=(m_кп+m_р)g

где m_кп-масса колёсной пары с буксовыми узлами,т

m_р-масса боковой рамы,т

g_кп=(1,402+0,403)*9,81=18 кН

Коэффициент вертикальной динамики

=0,75К_дв

К_дв=а+3,6*10^-4b₁

где а-коэффициент, равный для обресоренных частей тележки 0,1;

b₁-коэффициент, учитывающий влияние числа осей=(2+п_т)/2п_т

п_т-число осей в тележке

v=33м/с- конструктивная скорость

f_ст=0,05м.-статический прогиб рессорного подвешивания

К_дв=0,1+3,6*10^-4*1*(33-15)/0,05=0,2296

=0,75*0,2296=0,1722

Коэффициент динамики боковой качки

=0,25* К_дв=0,25*0,2296=0,0574

Рамная сила

=Р₀b₁(5+V)

где Р₀-расчётная статическая осевая нагрузка

b₁=1

=0,003-коэффициент, учитывающий тип ходовых частей вагона

К_ус=

=1,69>1.4

Устойчивость колёсной пары против схода с рельса обеспечивается.