и, схильній дії внутрішнього тиску, виникають напруги, які можуть бути обчислені за формулами безмоментной теорії оболонок. Такі оболонки, які не відчувають вигину, називають мембранами, а напруги в них, що визначаються без урахування вигину-мембранними напруженнями.
Мембранні напруги в циліндричної частини котла складають:
в поперечному перерізі II (рис.8):
; (6)
в поздовжньому перетині II-II (за твірною):
; (7)
де радіус і товщина секції циліндричної частини котла ().
Мембранні напруги в сферичному днище:
, (8)
де радіус і товщина стінки днища ().
Розрахунковий тиск приймаємо. Тоді
4.2 Розрахунок на вертикальні навантаження
Вертикальні навантаження, що діють на котел, можуть розглядатися в якості рівномірно розподілених із загальною інтенсивністю
. (9)
де вага вантажу ();
вага котла (
);
динамічне навантаження (при розрахунку за I розрахунковому режиму);
довжина циліндричної частини котла ().
Тоді
Напруження в поперечному перерізі котла складають:
, (10)
де згинальний момент у розрахунковому перерізі котла;
момент опору вигину поперечного перерізу котла.
Реакції
Згинальний момент у шкворневом перерізі II становить:
Момент опору вигину поперечного перерізу котла:
Підставами ці значення в формулу (10):
4.3 Розрахунок на міцність осі колісної пари
Малюнок 4 - Розрахункова схема
Статичне навантаження на вісь від ваги вагона, тоді:
вертикальна сила
горизонтальна сила
Діаметри осі:
шийки d1=130 мм;
подступічной частини d2=194 мм;
середній частині d3=172 мм.
Матеріал осі - сталь Осв.
Допустимі напруги:
МПа;
МПа;
МПа.
. Перетин 1-1 (шийка осі)
;
Момент в перерізі 1-1:
Осьовий момент опору перерізу:
м3
Тоді напруга в перерізі 1-1 дорівнюватиме:
Мпа
lt;
. Перетин 2-2 (подступічная частина):
Осьовий момент опору перерізу:
м3;
Момент в перерізі 2-2 знаходимо за формулою:
Напруга в перетині 2-2
МПа
lt;
. Перетин 3-3 (середня частина осі):
Осьовий момент опору перерізу:
м3;
Момент в перерізі розраховуємо за формулою:
,
де N1 - вертикальна реакція рейок для лівого колеса.
тс? м
Тоді напруга в перетині 3-3 дорівнюватиме
lt;
Висновок: Вісь задовольняє умовам міцності по допускаються напруженням.
цистерна котел рама рейковий
5. Стійкість колісної пари
Згідно з вимогами норм повинно забезпечуватися стійкий рух коліс по рейковому шляху. Однак при несприятливих умовах, коли горизонтальна сила динамічного тиску колеса на головку рейки велика, а вертикальна мала, то гребінь колеса не буде ковзати по голівці рейки.
Тому для попередження сходів вагона в експлуатації проводиться перевірка стійкості руху колеса по рейці.
Коефіцієнт запасу стійкості розраховується за формулою:
(11)
де;
коефіцієнт тертя ();
- кут нахилу твірної гребеня колеса до горизонтальної осі ();
- горизонтальна сила динамічного тиску колеса на головку рейки;
- вертикальна складова сили, що виникає при набігання колеса на головку рейки.
Малюнок 5. Схема розрахунку стійкості коліс проти сходу з рейок
Навантаження, які діють на колісну пару:
(12)
де
(13)
де коефіцієнти вертикальної і бічний динаміки (згідно/3/приймаємо).
Тоді
Складемо суму моментів відносно точки 1:
де;
рамне зусилля (згідно/3/приймаємо);
;
радіус колеса по колу катання.
Складемо суму моментів відносно точки 2:
Складемо суму проекцій сил на вертикальну вісь Y:
Підставляємо знайдені значення у формулу (12):
Висновок: Розрахунковий коефіцієнт запасу стійкості більше нормативного. На підставі цього можна зробити висновок, що стійкість колеса при русі по рейках забезпечена.
Список використаних джерел <...
