Părți din cărucioarele de autovehicule de marfă și pasageri calculate pe sarcinile maxime care acționează în cele mai defavorizate, dar posibilitatea de a utiliza combinații. Proiectarea încărcărilor pentru principalele părți ale cărucioarele sunt statice, dinamice pe verticală, laterală de către forțele centrifuge și forțele de vânt și frâna de inerție.
Sarcina statică pe căruciorul Qst (Figura 1) este determinată de formula
unde Q este sarcina utila pe vagon;
T'-tara unui vagon fara carucioare.
Având în vedere corpul mașinii ca un fascicul pe două suporturi (tracțiuni ale boghiurilor din spate (2) și din față (1)), găsim modul în care se distribuie sarcina pe ele:
la baza căruciorului din față
dar la baza căruciorului din spate
unde l1 și l2 sunt distanțele față de centrul de greutate al autoturismului cu sarcina respectivă la axul boghiului față și spate orizontal;
S - baza mașinii.
Fig. 1 - Distribuția încărcăturii între vagoanele de vagoane
Pentru calcul, este selectat cel mai încărcat cărucior. Cu încărcătura distribuită uniform pe toată mașina și caroseria simetrică, care este valabilă pentru majoritatea mașinilor, vom avea
Încărcarea dinamică verticală Qd se determină prin înmulțirea sarcinii statice Qst cu coeficientul dinamicii verticale kd:
Încărcările orizontale determină încărcarea verticală suplimentară a boghiurilor pe o parte a autovehiculului și descărcarea corespunzătoare pe cealaltă parte.
Sarcina suplimentară verticală pe rulmenții de tracțiune din forțele de inerție Qi. care apare la frânare, este
unde Pu - forța longitudinală de inerție a mașinii fără a lua în considerare perechile de roți.
Sarcini verticale suplimentare pe diapozitive, care apar în urma acțiunii forței centrifuge Pc și a forței vântului Pv. sunt determinate de cărucioarele mașinii conform formulei
unde h și h sunt distanțele de-a lungul verticalei dintre vectorii forțelor Pj și Pg și planul vineri;
a este distanța dintre vineri și diapozitive.
Sarcina transversală orizontală (laterală) Pr de pinul de frecare de la forța centrifugă Pt a vagonului și presiunea vântului pe corpul său Pb pentru un cărucior este determinată prin formula
Forțele verticale sunt echilibrate de două reacții QA și QB.
- mișcarea mașinii de-a lungul unei linii drepte (nu există forță centrifugă) în cazul frânării de urgență (acțiunea forței de inerție) atunci când nu există forță vântului;
- mișcarea de-a lungul unei curbe (acțiunea forței centrifuge) în timpul unei frânări de urgență în prezența forței vântului.
unde l este lungimea calculată a fasciculului, egală cu distanța dintre centrele seturilor de resorturi.
În cel de-al doilea caz, corpul se înclină spre alunecările laterale, în timp ce sarcina verticală este distribuită între rulmentul axial și șipa (figura 2, c). Pentru a determina reacția QA a suportului A, să compunem ecuația de momente în raport cu suportul B.
Definim reacția suportului B, făcând ecuația de momente față de suportul A,
Momentul de îndoire din mijloc este
Așa cum se poate observa din ultima expresie, momentul din secțiunea mijlocie este mai mic decât în prima (a se vedea formula (6)) cu o sumă. Prin urmare, pentru
În secțiunea fasciculului de la locul de instalare al inelului de alunecare (a se vedea figura 2c), un al doilea moment este creat pentru a doua schemă de forță, decât pentru prima (a se vedea figura 2, b). Prin urmare, momentul de îndoire calculat pentru această secțiune va fi
Forța principală care acționează transversal pe rama longitudinală și o îndoaie în plan orizontal este forța de inerție care apare în timpul frânării de urgență. Se crede că este percepută simultan de ambele căruțe. Prin urmare, un cărucior în planul de referință al plăcii de împingere este acționat de o forță orizontală
Cel mai mare moment de la Rg. acționând în secțiunea mijlocie, este
Stresurile din momentul îndoirii fasciculului în plan vertical (figura 4, a) sunt:
în secțiunea mijlocie
în secțiune
unde Wx1 și Wx2 sunt respectiv momentele de rezistență în secțiunile mediei și de-a lungul pantei în raport cu axa xx.
Tensiunile din momentul îndoirii fasciculului în plan orizontal (Figura 4, b) sunt egale cu:
în secțiune
unde Wy1 și Wy2 sunt respectiv momentele de rezistență în secțiunile transversale ale mediei și de-a lungul pantei în raport cu axa yy.
În mod similar, pentru o secțiune din locația de instalare:
Conform condițiilor de rezistență structurală, aceste tensiuni totale nu trebuie să depășească valorile maxime admise.
Conceptul de calcul al cadrului lateral turnat
Cadrul lateral turnat (peretele lateral) (Fig.5, a) este o structură monolită; are o formă complexă, secțiunile transversale ale elementelor sale sunt variabile. Toate acestea complică calculul peretelui lateral, face dificilă și greoaie. Corespunzător, peretele lateral este calculat pe verticală (forță statică, dinamică, verticală de forțe laterale) și sarcini orizontale.
Fig. 5 - Schema de calcul a flancului lateral al căruciorului
Datorită rigidității ansamblurilor pereților laterali, forțele de încovoiere sunt transmise nu numai la centurile lor, la care se aplică sarcina, dar și la alte elemente (tije), cauzând solicitări suplimentare de îndoire. Influența reciprocă a deformării tijelor creează forțe necunoscute în tije, iar numărul de necunoscute este mai mare decât numărul de ecuații statice. În acest caz, se spune că sistemul este static nedeterminat.
Se efectuează calculul sistemelor statice nedeterminate, după cum se știe din cursul "Rezistența materialelor", folosind metode speciale, dintre care una este metoda forțelor.
Esența calculului pereților laterali prin metoda forțelor este după cum urmează:
- În prealabil, pe baza experienței de exploatare a structurilor existente sau prin calcularea aproximativă, se aleg dimensiunile liniare principale ale peretelui lateral, unghiurile pantei tijei, forma și dimensiunile secțiunilor transversale ale tuturor elementelor sale.
- Pe baza datelor preliminare, se realizează schema de proiectare a flancului lateral (figura 5, b), care este reprezentată condițional de linii care trec prin centrele de greutate ale secțiunilor transversale ale elementelor sale; conduce dimensiunile cerute (l1. l2 și colab.) și arată acțiunea circuitului de sarcină R. general, se crede că sarcina este transmisă la cureaua inferioară, la trei puncte (pentru seturile de primăvară combinate), respectiv, rigidizari grup de primăvară. Liniile punctate la (Fig. 5b) este arătată (exagerat) ca și pereții laterali tija îndoite având sprijin la punctele A și B sub sarcină.
- Transformați sistemul calculat într-un static determinat prin eliminarea conexiunilor inutile. În acest scop, fiecare perete lateral în buclă închisă este tăiată într-un singur loc, provocând forțele interne care acționează la locul inciziei, sunt vneshnimi.Tak magnitudinea și direcția acestei forțe este necunoscut, site-ul de tăiat aplicat potențialii factori de forță - forțe normale și de forfecare, încovoiere. Considerând că părțile stângi și cele drepte ale elementului tăiat trebuie să rămână în poziția de echilibru, aceiași factori de forță care acționează asupra acestor părți trebuie să fie egali în mărime; direcția acelorași factori de forță poate fi aleasă de oricine, numai dacă acestea sunt direcționate opus unul față de celălalt. Indiferent dacă direcția este aleasă corect, va apărea semnul înainte de valoarea numerică a factorului de forță dat, care va rezulta ca rezultat. Același sistem determinat static, în care forțele externe nu sunt acum numai sarcina, ci și factorii de forță necunoscuți în secțiuni, se numesc sistemul principal.
- Pentru sistemul principal, scrieți un sistem de ecuații, numărul cărora este egal cu numărul de forțe necunoscute, Rezolvarea sistemului de ecuații, găsiți factori de forță necunoscuți. Ecuația se bazează pe faptul că mișcarea relativă a părților tijei în loc de tăiat din suma tuturor forțelor externe și interne existente, adică sarcina externă și factorii de securitate necunoscute trebuie să fie zero, deoarece, în realitate peretele lateral nu are aceste secțiuni.
- După determinarea factorilor de forță, ei construiesc diagramele complete finale ale forțelor transversale și normale ale momentelor de îndoire. Apoi, eforturile de îndoire, întindere (comprimare) și forfecare se calculează pornind de la dimensiunile și formele preselectate ale secțiunilor transversale ale elementelor laterale și ale diagramelor rezultate. Pe baza rezultatelor calculului stresului, dimensiunile secțiunilor transversale sunt corectate.
Conform curbei sumare prezentate a momentelor de încovoiere (Figura 5, c), cele mai mari momente apar în mijlocul centurii inferioare în punctele A și B, unde secțiunile sunt, respectiv, întărite.
Calculul cărucioarelor de autoturisme
Transportul de autoturisme este o parte complexă și responsabilă a mașinii și atunci când se deplasează toate elementele ei percep un complex de forțe care provoacă stres în nodurile și detaliile sale. Cel mai dificil și consumator de timp este calculul cadrelor cărucioarelor. Atunci când se efectuează calcule preliminare ale cadrului, grinzile longitudinale și laterale pot fi considerate ca grinzi separate sprijinite sau încorporate liber la capete. În acest caz, atunci când se calculează forța, se determină prin comparație cu tensiunile permise ale celor mai mari tensiuni totale din acțiunea tuturor sarcinilor. Elementele individuale ale cadrului de boghiu, în special nodurile și conexiunile nod de grinzi în care întăreau agățat piese, sistem de frânare și o alta, în care, datorită concentrației de stres probabil condiție periculoasă atunci când se calculează Acordăm o mare atenție.
Schema de proiectare a cadrului căruciorului este un sistem de bare tridimensional format din linii care trec prin centrele de greutate ale secțiunilor grinzilor profilate închise și prin centrele de îndoire ale secțiunilor pentru grinzile profilului deschis (figura 6).
Fig. 6 - Schema de calcul a transportului unui autoturism
La calcularea cărucioarele ia în considerare cadre următoarele sarcinile principale care acționează asupra cadrului: Pst sarcină statică verticală a masei brută a părților corpului și camioane, pe baza cadrului, atunci când un model simetric al reacțiilor izvoare; încărcătura dinamică verticală, determinată prin înmulțirea sarcinii statice cu coeficientul dinamicii verticale kd. forțele care răsucesc cadrul și sunt cauzate de asimetria reacțiilor arcurilor de osie sub acțiunea sarcinilor verticale statice și dinamice (încărcare simetrică înclinată).
Încărcarea simetrică oblică pentru boghiurile cu două axe constă în patru forțe egale aplicate cutiilor de osii. Două dintre aceste forțe, situate în diagonală, funcționează în sus, iar celelalte două - în jos. Aceste forțe sunt cauzate de diferiți factori asimetrici, în special nereguli în cale și toleranțe la fabricarea și uzura elementelor individuale ale cărucioarelor. Se iau în considerare forțele de interacțiune a roților cu șinele, care apar atunci când mașina se deplasează de-a lungul unei curbe. Calculul cadrelor de carucior trebuie efectuat prin metode exacte de mecanică a construcțiilor, deoarece metodele aproximative nu oferă rezultate exacte, iar rezistența insuficientă a elementelor cărucioarelor reprezintă o amenințare la adresa siguranței traficului feroviar.
Părțile individuale ale suspensiei centrale (suspensie, tracțiune, cercei, role de articulație, grinzi de sprijin) se calculează pe următoarele forțe:
Suspensia este calculată pentru cea mai mare încărcătură
unde P2 este sarcina verticală a sub-fasciculului;
γ este unghiul suspensiilor cu verticala.
La determinarea sarcinii verticale P2 pentru acest caz, în loc de Qst, trebuie luată cea mai mare forță verticală egală cu (1 + kd) Qst + Qu. Apoi, indicând P2 cu P'2 pentru un caz dat, obținem pentru o suspensie:
unde Qst este sarcina statică determinată de formula (1);
Qi este sarcina exercitată de forțele de inerție în timpul frânării;
Pr este forța orizontală determinată de formula (5);
h1 - înălțimea punctului de aplicare Pr deasupra nivelului capului șinei;
L este distanța dintre suporturi.
Stresul σ în partea de mijloc a suspensiei este determinat în funcție de mărimea forței U'2.
Atunci când se calculează, trebuie îndeplinită condiția de rezistență
unde Fn este aria secțiunii transversale calculate a suspensiei;
2 - coeficient, ținând cont de prezența a două umerase pe fiecare parte a leagănului;
[σ] - tensiunea admisibilă pentru suspensia de oțel.
Deoarece suspensia poartă caroseria unei mașini de pasageri, acestea sunt fabricate din clase de oțel mai durabile pentru a avea o marjă de siguranță mărită.
Grinzile de susținere (substrat) se calculează în conformitate cu schema dată (figura 7). Formulele de calcul sunt:
Tronsoanele de grinzi de sprijin și perne de pandantive de leagăn sunt calculate pentru forfecare și zdrobire în conformitate cu formulele din cursul "Rezistența materialelor".
Fig. 7 - Schema de calcul a fasciculului de susținere
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: