6.2 Колесные пары ходовых частей вагона

Общие рекомендации к колесам заключаются в том, что диаметр их по кругу катания целесообразно, по условиям контактной прочности, выбирать по формуле:

где D- диаметр изношенного колеса, мм; D = 900 мм; q₀ - максимальная статическая нагрузка от оси на рельсы, кН;

для цистерны 15-1503-05 - q₀= 230 кН.

3,8·230=874 < 900

В качестве расчетной нагрузки принимаются вертикальная статическая нагрузка Q на обе шейки оси от массы вагона брутто с учетом коэффициента динамики и боковая горизонтальная нагрузка Н как доля (0,5) от осевой нагрузки q₀ приложенная в центре тяжести кузова, расположенном от центра оси на расстоянии

y_0=1,643;

Из условия равновесия оси, рассматриваемой как двухконсольная шарнирно опертая балка (рис. 4.3), определяются изгибающие моменты в трех расчетных сечениях: шейка оси у внутренней галтели, подступичная часть в плоскости круга катания и середина оси соответственно:

2b₂ - расстояние между точками приложения сосредоточенных нагрузок 0,5Q к шейкам оси;

Q - нагрузка на ось с учетом коэффициента вертикальной динамики;

l₁- длина шейки оси, м;

2s - расстояние между кругами катания колес, м;

r_k - радиус колеса, м.

Таблица 4.1

Найдем изгибающие моменты в трех расчетных сечениях:

По моментам M_I, M_{II ,}M_III и при известном диаметре находим напряжения для соответствующих сечений:

где i=I, II, III - номера сечений; d- диаметр сечения, м.

Уровень напряжений в шейке оси составит:

Уровень напряжений в подступичной части оси составит:

Уровень напряжений в средней части оси составит:

Значения допускаемых напряжений приводятся в табл. 4.2.

Таблица 4.2 Допускаемые напряжения для оси при условном методе

Вывод:

Условный метод расчета оси на прочность с нагрузкой q₀=230 кН показал, что она имеет достаточный запас прочности.