Расчет поглощающего аппарата

В автосцепном устройстве грузового четырехосного вагона применяется поглощающий аппарат Ш-2-В. Расчет поглощающего аппарата сводится к расчету по энергоемкости, то есть величина кинематической энергии удара, воспринимаемой при ударном сжатии.

Энергоемкость поглощающего аппарата грузового вагона определяется по формуле:

,

где

m = Рбр = 93,3т – вес вагона брутто;

v = 2,5м/с – расчетная скорость вагонов при соударении;

кДж.

Такую энергоемкость может осуществить поглощающий аппарат Ш-2-В, который имеет увеличенную высоту пружин за счет отсутствия нажимной шайбы и более высокую стабильность.

Корпус автосцепки изготовлен из низколегированной стали марки 20ГЛ, имеющей характеристики:

- временное сопротивление разрыву σв = 550 мПа;

- предел текучести σт = 400 мПа;

- относительное удлинение δ = 15%.

Разрушение корпусов, отлитых из этой стали происходит при усилии 4 мН, если продольные силы совмещены.

Точный расчет головной части затруднен сложной конфигурацией, а также изменением величины, степени динамичности и точек приложения расчетных усилий в эксплуатации в связи с относительными перемещениями автосцепок, износами поверхности их контура, переменной величиной коэффициентов трения.

Меньше трудностей возникает при расчете хвостовика корпуса.

Смещение осей в вертикальном направлении допускается не более 50 мм, а в горизонтальном – не более 175 мм. Произведем расчет корпуса по сечению І-І. Наибольшее напряжение в этом сечении от продольных сил при максимальном вертикальном смещении не должен превосходить предела текучести выбранного материала.

Напряжение в сечении І-І:

σІ-І =,

где

N – продольное усилие, N = 2,5 мН;

F – площадь поперечного сечения І-І;

W – момент сопротивления;

M – изгибающий момент;

М = N∙ ε,

где

ε – эксцентриситет , ε = 50 мм.

М = 0,05∙2,5 = 0,125 мН∙м;

F = Н∙В-(Н - 2δ) ∙ (В - 2δ);

F = 0,175∙0,13 – (0,175-2∙0,04) ∙ (0,13-2∙0,04) = 0,018 м2;

;

м3.

Найдем напряжения в сечении І-І:

мПа;

[σ] = 400 мПа; 350,8 ‹ [σ],

таким образом, рассчитанный хвостовик автосцепки удовлетворяет условию прочности.

Тяговый хомут автосцепки СА-3 рассчитан на установку в нем поглощающих аппаратов с габаритными размерами 563×318×230 мм. Он представляет собой отливку, в головной части которой имеются окно для клина и приливы с отверстиями для прохода болтов, поддерживающий клин. Головная часть тягового хомута соединена с хвостовой частью верхней и нижней плоскости.

Тяговый хомут отлит из стали 20ГФЛ с временным сопротивление 540 мПа, пределом текучести 390 мПа, относительным удлинением 18%. Сталь нормализуют.

Напряжения в тяговом хомуте в наиболее опасном сечении с приложением продольной силы N = 2,5 мН не должны превышать σт.

Рассчитаем напряжения в сечении І-І:

,

где

N – продольная сила, N = 2,5 мН;

F – площадь поперечного сечения;

F = (0,15∙0,03)∙2 = 0,009 м2;

мПа;

σ = 277,8 мПа ‹ [σ]т = 390 мПа,

таким образом, тяговый хомут удовлетворяет данному условию прочности.

При модернизации платформы должны учитываться:

- снижение затрат на модернизацию;

- улучшение технико-экономических параметров;

- потребность вагонов в данной конструкции для перевозок.

Четырехосная платформа модели 13-9004, предназначенная для перевозки крупнотоннажных контейнеров модернизирована съемной опорой, с целью использования ее для перевозки большегрузных автомобильных полуприцепов.

Конструкция модернизированной платформы обеспечивает крепление устанавливаемых автомобильных полуприцепов за счет регулирования установки съемной опоры (см. рис. 32), и учетом габаритных размеров автомобильных полуприцепов, а так же придает устойчивость автомобильным полуприцепам. Съемная опора крепиться к хребтовой балке при помощи специальных приспособлений.

Рис. 32 Съемная опора

Для устойчивости колес в полу платформы устанавливается специальный карман. При установке автомобильного полуприцепа на вагон, колеса помещаются в карман, где закрепляются от продольных перемещений специальными башмаками. Башмаки жестко закрепляются запорными устройствами, что обеспечивает безопасность для перевозки автомобильного полуприцепа на железнодорожном транспорте.