Определение коэффициентов вертикальной и горизонтальной динамики и амплитуды ускорений колебательного процесса

K ДВ  = ,                                  (4.1)

K ДГ  = ,                                (4.2)

где  - амплитуда вертикальных колебаний кузова, м;

 - статический прогиб рессор тележки, м; = 0.05 м;

 - коэффициент относительного трения = 0,08;

- суммарная горизонтальная жесткость рессорного подвешивания тележки, Н/м;

 - суммарная вертикальная жесткость рессорного подвешивания тележки, Н/м;

 - амплитуда горизонтальных колебаний кузова вагона, м;

 = nпр · Св;

nпр - количество двухрядных пружин в рессорном подвешивании всего вагона;

Св - вертикальная жесткость одной двухрядной пру- жины в подвешивании грузового вагона, 5,7· Н/м;

nпр = ;

mоб = Т + Рв.п. – nт · mт + nт · mнб;

mнб – масса надрессорной балки = 462 кг;

g – ускорение свободного падения = 9,81 м/с²;

mт – масса тележки = 5000 кг;

nт – количество тележек вагона = 2;

mоб = 24000 + 70000 - 2· 5000 + 2· 462 = 84924 (кг),

nпр = 29 (шт).

Рассматриваемый вагон имеет две тележки, каждая из которых включает в себя два рессорных комплекта, то количество пружин должно быть кратно четырем. Определим число пружин в одном рессорном комплекте:

nпр.к = 29/4 = 7,

nпр = 7· 4 = 28 (шт),

 = 28 · 5,7·  = 15,96·  (Н/м),

 =  = ,

 = nпр · Сг,                                                                                                (4.3)

Сг  - горизонтальная жесткость одной двухрядной пружины = 6,135·  (Н/м),

 = 28 · 6,135·  = 17,178  (Н/м).

Вертикальные колебания кузова:

Частота (обрессоренных масс) вынужденных колебаний кузова вагона

,

где L_р – длина рельсового звена, L_р=25м;

v – конструкционная скорость движения вагона, v = 120км/ч = 33,3м/с;

Квадрат собственной частоты обрессоренной массы вагона:

                                                 (4.4)

 

где m – обрессоренная масса вагона

Эквивалентное значение коэффициента вязкого трения:

 (кг/с),

где μ – коэффициент относительного трения; μ = 0,08÷0,1.

η₀-амплитуда возмущающего воздействия (величина вертикальных неровностей пути). η ₀= 0,01 м.

      Критическое значение коэффициента вязкого трения:

 (кг/с).

Степень демпфирования:

.

Амплитуда вертикальных колебаний подпрыгивания кузова:

,                                  (4.5)

Горизонтальные колебания кузова:

Частота вынужденных горизонтальных колебаний кузова:

,

где n – коничность поверхности катания колеса, n=1:20=0,05;

r – радиус колеса, r=0,45м;

S – половина расстояния между кругами катания колёс, S=0,79м;

Частота собственных горизонтальных колебаний кузова:

 

Эквивалентное значение коэффициента вязкого трения:

 

где n_в – число гасителей колебаний вертикальных;

n_г – число гасителей колебаний горизонтальных.

Критическое значение коэффициента сопротивление демпферов:

Степень демпфирования:

 Амплитуда горизонтальных колебаний кузова:

,                               (4.6)

где

 

Коэффициент вертикальной динамики:

Коэффициент горизонтальной динамики для упруго-фрикционного трения:

Полученный коэффициент вертикальной динамики для груженого вагона соответствует показателю качества хода на оценку «отл.», так как

0,2 < 0,349< 0,35

Амплитуда вертикальных ускорений в долях g:

Амплитуда горизонтальных ускорений:

Вывод:

Амплитуда ускорений для груженого вагона в вертикальном направлении j_B соответствует требованиям «Норм» на оценку «отл.» (0,092<0,20), а в горизонтальном направлении   j_T - на оценку «удовл.» (0,15<0,178<0,30).