Приложение В (справочное). Пример расчета сил, действующих на боковую раму трехосной тележки при проверке на прочность и предварительной оценке сопротивления усталости

Приложение В
(справочное)

Пример
расчета сил, действующих на боковую раму трехосной тележки при проверке на прочность и предварительной оценке сопротивления усталости

В.1 Схема сил, действующих при проверке на прочность и предварительной оценке сопротивления усталости на боковую раму трехосной тележки с клиновым фрикционным гасителем колебаний по типу тележки модели 18-100, с односторонним нажатием тормозных колодок на крайние оси и двухсторонним нажатием на среднюю ось приведена на рисунке В.1.

Рисунок В.1 - Схема сил, действующих на боковую раму трехосной тележки

В.1.1 G _1,3 - ускорение, приложенное к боковой раме в вертикальном направлении.

В.1.2 Сила F _z1 действует в вертикальном направлении на опорную поверхность боковой рамы для установки упругих элементов рессорного подвешивания.

В.1.3 Сила F _z2 действует в вертикальном направлении на опорную поверхность проема для крайней колесной пары в боковой раме.

В.1.4 Сила F _z3 действует в вертикальном направлении на опорную поверхность боковой рамы на балансир средней колесной пары.

В.1.5 Силы F _z4, F _z5 действуют в вертикальном направлении на кронштейны боковой рамы для установки тормозной рычажной передачи.

В.1.6 Силы F _x1, F _x2 действуют в продольном направлении на поверхности боковой рамы, взаимодействующие с фрикционными клиньями рессорного подвешивания.

В.1.7 Сила F _x3 действует в продольном направлении на наружную упорную поверхность проема для крайней колесной пары в боковой раме, ограничивающую горизонтальное продольное перемещение крайней колесной пары.

В.1.8 Сила действует в продольном направлении на внутреннюю упорную поверхность проема для крайней колесной пары в боковой раме, ограничивающую горизонтальное продольное перемещение крайней колесной пары.

В.1.9 Сила F _x4 действует в продольном направлении на наружную поверхность отверстия в боковой раме для установки балансира средней колесной пары, ограничивающую горизонтальное продольное перемещение средней колесной пары.

В.1.10 Сила действует в продольном направлении на внутреннюю поверхность отверстия в боковой раме для установки балансира средней колесной пары, ограничивающую горизонтальное продольное перемещение средней колесной пары.

В.1.11 Сила F _y1 действует в боковом направлении на опорную поверхность боковой рамы для установки упругих элементов рессорного подвешивания.

В.1.12 Силы F _y2, F _y3 действуют в боковом направлении на поверхности боковой рамы, взаимодействующие с фрикционными клиньями рессорного подвешивания.

В.1.13 Сила F _y4 действует в боковом направлении на наружную упорную поверхность проема для крайней колесной пары в боковой раме, ограничивающую горизонтальное боковое перемещение крайней колесной пары.

В.1.14 Сила действует в боковом направлении на внутреннюю упорную поверхность проема для крайней колесной пары в боковой раме, ограничивающую горизонтальное боковое перемещение крайней колесной пары.

В.1.15 Сила F _y5 действует в боковом направлении на поверхность боковой рамы, взаимодействующую с балансиром средней колесной пары и ограничивающую горизонтальное боковое перемещение средней колесной пары.

В.1.16 Сила F _y6 действует в боковом направлении на опорную поверхность проема для крайней колесной пары в боковой раме.

В.1.17 Сила F _y7 действует в боковом направлении на опорную поверхность боковой рамы на балансир средней колесной пары.

В.2 Силы, действующие на боковую раму, при проверке на прочность в режиме Ia по 5.6, приведены в таблице В.1.

Таблица В.1 - Силы, действующие на боковую раму, при проверке на прочность в режиме Ia

Обозначение	Метод расчета
	Вариант 1	Вариант 2
G 1	, где g = 9,81 м/с 2 - ускорение свободного падения
F z1	, где - сила тяжести, действующая на боковую раму, по 5.6.3; n - число осей в тележке; - максимальная расчетная статическая осевая нагрузка; - сила тяжести тележки; - сила тяжести шкворневой балки; - количество надрессорных балок в тележке; - сила тяжести надрессорной балки; - сила тяжести рессорного подвешивания тележки; - сила тяжести обрессоренной массы тормозной системы тележки; - вертикальная составляющая силы инерции по 5.6.4; - продольная сила удара в режиме I (принимают N 1 = 2500 кН по перечислению а) 5.6.2); - расчетное расстояние от центра тяжести кузова вагона до уровня подпятника тележки (определяют с учетом высоты центра тяжести кузова вагона над центрами осей колесных пар 2,0 м); - база вагона (принимают = 8,9 м)
F x1, F x2	,	,
	где - сила, действующая от вертикальной поверхности фрикционного клина на боковую раму при силе F z1, действующей на рессорное подвешивание; - продольная сила инерции тележки в режиме I по 5.6.6; - масса тележки; - масса шкворневой балки; - масса надрессорной балки; - максимальная расчетная масса вагона
F x3, , , F x4	,	,
	где - продольная сила инерции крайней колесной пары в режиме I по 5.6.6; - продольная сила инерции средней колесной пары в режиме I по 5.6.6; - масса крайней колесной пары; - масса средней колесной пары
F z2, F z3	Силы реакции от действия G 1, F z1, F x1, F x2, F x3, , F x4,

В.3 Силы, действующие на боковую раму, при проверке на прочность в режиме Iб по 5.6, приведены в таблице В.2.

В.4 Силы, действующие на боковую раму, при проверке на прочность в режиме Iв по 5.6, приведены в таблице В.3.

Таблица В.2 - Силы, действующие на боковую раму, при проверке на прочность в режиме Iб

Обозначение	Метод расчета
	Вариант 1	Вариант 2
G 1	G 1 = g
F z1	F z1 = P
F x1, F x2	,	,
	где - сила, действующая от вертикальной поверхности фрикционного клина на боковую раму при силе F z1, действующей на рессорное подвешивание; Q - половина продольной силы, действующей на тележку от горочного вагонного замедлителя (силу, соответствующую действию горочного вагонного замедлителя на одну колесную пару, принимают равной 2Q = 240 кН по 5.6.8)
F x3,
F z2, F z3	Силы реакции от действия G 1, F z1, F x1, F x2, F x3,

Таблица В.3 - Силы, действующие на боковую раму, при проверке на прочность в режиме Iв

Обозначение	Метод расчета
	Вариант 1	Вариант 2
G 1	G 1 = g
F z1	F z1 = P + 0,5 P N
F x3,	, где - действительная сила нажатия тормозной колодки на колесо крайней колесной пары; - максимальная расчетная нагрузка на триангель крайней колесной пары тележки при торможении
F z4, F z5	, где и - силы, действующие на кронштейнах подвеса тормозной рычажной передачи тележки, вызванные действием и ; - действительная сила нажатия тормозной колодки на колесо средней колесной пары; - расчетная нагрузка на триангель средней колесной пары тележки при торможении
F x1, F x2	. В случае, если при расчете полученное значение F x1 0, следует принять F x1 = 0
F y1, F y2, F y3	, где - боковая сила, действующая на боковую раму; - боковая сила, действующая на тележку при движении вагона в кривом участке пути по 5.6.9; N - продольная квазистатическая сила сжатия в режиме I [принимают N = 2500 кН по 5.6.2 перечисление б)]; - возможное одностороннее боковое перемещение шкворневого сечения кузова вагона за счет зазоров колесной пары в рельсовой колее, зазоров между буксой (адаптером) колесной пары и проемом для колесной пары в боковой раме, зазоров между пятником и подпятником, упругих боковых деформаций рессорного подвешивания (при расчете грузовых вагонов принимают = 0,04 м); - расстояние между задними опорными поверхностями упоров автосцепных устройств (принимают 2L = 12,47 м); - расчетная длина корпуса автосцепки (принимают = 1,0 м при действии сил внутрь вагона); - длина вагона по осям сцепления (принимают = 15,72 м); R - радиус кривой (принимают R = 250 м); - сила, равная произведению четверти горизонтальной жесткости рессорного подвешивания тележки Ж Г на номинальное значение перемещения а надрессорной балки относительно боковой рамы в боковом направлении до ограничения
F y6, F y7	.	, где - коэффициент трения между опорными поверхностями боковой рамы на буксу (адаптер) и балансир соответственно с буксой (адаптером) и балансиром. Приближенно силы F z2, F z3 определяют из соотношений: , где - расстояние от центра нажатия рессорного комплекта на опорной поверхности боковой рамы до середины опорной поверхности проема для крайней колесной пары в продольном к оси пути направлении; - расстояние от центра нажатия рессорного комплекта на опорной поверхности боковой рамы до середины опорной поверхности боковой рамы на балансир средней колесной пары в продольном к оси пути направлении
F z2, F z3, F y4, , F y5	F z2, F z3, , F y5 - силы реакции от действия G 1, F z1, F z4, F z5, F x1, F x2, F x3, , F y1, F y2, F y3	F z2, F z3, F y4, F y5 - силы реакции от действия G 1, F z1, F z4, F z5, F x1, F x2, F x3, , F y1, F y2, F y3, F y6, F y7

B.5 Силы, действующие на боковую раму, для предварительной оценки сопротивления усталости в режиме III в соответствии с приложением А, приведены в таблице В.4.

Таблица В.4 - Силы, действующие на боковую раму, для предварительной оценки сопротивления усталости в режиме III

Обозначение	Метод расчета
G 3	, где - наибольшее вероятное значение коэффициента динамической добавки; - коэффициент для определения наибольшего вероятного значения коэффициента динамической добавки (принимают для тележки = 1); - среднее вероятное значение коэффициента динамической добавки; А - коэффициент для необрессоренных частей тележки (принимают А = 0,15); В - коэффициент для определения среднего вероятного значения коэффициента динамической добавки [принимают В = 0,00036 м/(м/с)]; V - конструкционная скорость вагона; - скорость движения вагона для определения среднего вероятного значения коэффициента динамической добавки (принимают V 0 = 15 м/с); - коэффициент, учитывающий влияние числа осей n в тележке; - расчетный статический прогиб рессорного подвешивания в вагоне с максимальной расчетной массой; - наибольший статический прогиб несущей конструкции вагона под действием силы тяжести груза (принимают для тележки f 2 = 0); - параметр распределения (принимают = 1,13); - расчетная односторонняя вероятность (принимают = 0,97)
F z1	, где - вертикальная динамическая сила, действующая на боковую раму в режиме III
F x1, F x2	, где - сила, действующая от вертикальной поверхности фрикционного клина на боковую раму при силе F z1, действующей на рессорное подвешивание; - продольная сила инерции тележки в режиме III по А.4; - продольная сила удара в режиме III (принимают N 3 = 800 кН по А.2)
F x3,	, где - продольная сила инерции крайней колесной пары в режиме III по А.4; - продольная сила инерции средней колесной пары в режиме III по А.4
F y4,	, где - рамная сила, действующая от колесной пары на боковую раму тележки по А.6; - среднее вероятное значение рамной силы; - коэффициент для определения среднего вероятного значения рамной силы (принимают = 0,003 м/с); - начальное значение скорости движения вагона для определения среднего вероятного значения рамной силы (принимают = 5 м/с)
F z2, F z3, F y5	Силы реакции от действия G 3, F z1, F x1, F x2, F x3, , F y4,