3. Выбор схемы и расчёт рессорного подвешивания

3.1 Выбор схемы рессорного подвешивания

Рессорное подвешивание на электроподвижном составе служит для смягчения вертикальных ударов, передаваемых от пути на надрессорное строение при прохождении колёсных пар по неровностям. С другой стороны, рессорное подвешивание уменьшает воздействие подвижного состава на путь, обусловленное колебаниями надрессорного строения. Кроме того, с помощью рессорного подвешивания достигается равномерное распределение нагрузок между колёсными парами при следовании их по неровности пути. Поэтому правильно выбранная схема рессорного подвешивания придаёт электровозу хорошие динамические свойства и уменьшает склонность его к боксованию.

В правильно выбранной схеме (рисунок 3.1) количество расчётных точек подвешивания должно быть минимальным и в то же время достаточным для обеспечения устойчивого положения рамы тележки. Только в этом случае обеспечивается равномерное распределение нагрузок между колёсными парами, устойчивое горизонтальное положение рамы, что, в свою очередь, также является обязательным условием одинаковых осевых нагрузок.

Рисунок 3.1 – Схема рессорного подвешивания ВЛ10

Как видно из рисунка 3.1, рессорное подвешивание электровоза ВЛ10 имеет четыре (по две с каждой стороны) расчетные точки подвешивания. Поэтому тележки этого электровоза вполне устойчивы и дополнительных опор не требуется.

Для передачи вертикальной нагрузки от кузова на тележку применяют упругие боковые опоры, расположенные на поперечной оси тележки. По отношению к боковинам они располагаются точно посередине. Для передачи тягового и тормозного усилия от рамы тележки на раму кузова применяется шкворневое устройство, располагающееся посередине шкворневого бруса.

3.2 Расчёт листовых рессор

Расчёт рессорного подвешивания и его элементов может иметь две цели.

Во-первых, при выбранных схемах подвешивания рессор и пружин на базе существующего типа электровоза определение прогибов, жёсткостей и напряжений, сравнение их с допускаемыми значениями. Если найденные напряжения меньше допускаемых, расчёты на этом этапе заканчиваются.

Во-вторых, если напряжения окажутся больше допускаемых, необходимо рассчитать рессоры и пружины, которые вследствие их усиления будут отличаться от существующих. Но это отличие должно быть минимальным. Последнее обеспечит монтаж и установку усиленных рессор и пружин в те же габариты и изготовление их из тех же материалов, что и применяемые на эксплуатируемых электровозах.

Показанные на рисунке 2.1 реакции Р на рессоры

, (3.1)

(тс),

где P_сц – давление колесной пары на рельс;

Р_нпр - неподрессоренная масса, приходящаяся на одну колёсную пару, которая при опорно-осевом подвешивании двигателя включает в себя массу колёсной пары с буксами, 2/3 массы системы рессорного подвешивания и кожухов зубчатой передачи и половину массы тягового двигателя. В приближенных расчётах можно принять Р_нпр =6 тс.

В таблице 3.1 приводятся исходные данные для расчета листовых рессор.

Таблица 3.1 – Исходные данные для листовых рессор

Параметр	Значение
Расчётная длина, мм	1400
Ширина листа, мм	120
Толщина листа, мм	16
Число коренных листов, мм	3
Число наборных листов, мм	8
Длина хомута, мм	140

Примечание. Для обеспечения необходимого запаса по допускаемым напряжениям и число наборных листов увеличено на 1 по сравнению с применяемым на современных образцах.

Статический прогиб рессоры

, (3.2)

(мм),

где L - длина рессоры, определяемая точками крепления подвесок;

а - длина хомута;

Е - модуль упругости материала стали 55С2 и 60С2,

кГс/мм² ;

n_к - число коренных листов;

n_н - число наборных листов;

b и h - соответственно ширина и толщина листа.

Жёсткость рессоры