Двухпролетный балластер ЭЛБ-3ТС

; .

Рисунок 9 – Схема для определения крутящего момента, действующего на крыло

Для определения опасного сечения строится эпюра крутящего момента:

1 участок (0)

;

; ;

; .

2 участок (0)

; ;

; .

3 участок (0)

; ;

; .

Для определения размеров сечения в наиболее опасном сечении находим приведенный момент от изгибающего и крутящего моментов [10]:

. (18)

Наиболее опасное сечение Б-Б:

Рисунок 10 – Схема наиболее опасного сечения

Момент сопротивления опасного сечения [10]:

Напряжение в наиболее опасном сечении [10]:

- условие выполняется.

При расчете щита на прочность рассматривают первый и третий случаи нагружения дозатора. Для первого случая принимают следующую расчетную схему: щит как двухконсольная балка, на длине которой действуют равномерно распределенные нагрузки [1]:

; , (19)

Распределенные нагрузки от сил резания и волочения, действующие по щит:

;

Расстояние от консоли до ролика принято по прототипу: .

Рисунок 11 – Схема для определения изгибающего и крутящего моментов, действующих на щит

На щит со стороны крыла действует сила , Н:

Реакции опор в шарнирах А и В:

: ;

Для определения опасного сечения строится эпюра изгибающего момента:

1 участок (0)

;

; ;

; .

2 участок (0)

;

; ;

; .

3 участок (0)

;

; ;

;

Для третьего случая нагружения принимают расчетную схему: щит как двухконсольная балка, на длине которой действуют равномерно распределенная нагрузка, сила на консоли от опирания крыла, происходит скручивание щита.

Рисунок 12 – Схема действия крутящего момента на щит

Для определения опасного сечения строится эпюра крутящего момента:

1 участок (0)

;

; ;

;

Наиболее опасное сечение N-N:

Рисунок 13 – Схема наиболее опасного сечения

Момент сопротивления опасного сечения [10]:

Напряжение в наиболее опасном сечении [10]:

- условие выполняется.

4 Проектирование механизма прикрытия крыла дозатора

4.1 Определение мощности привода

Разработка механизмов сводится к определению сил и затрат мощности при выполнении рабочих операций, подбору элементов привода механизмов, расчету отдельных узлов и деталей.

Условия расчета такие же, что и при определении кинематических параметров и сил, действующих на дозатор.

Схема к расчету приведена на рисунке 14.

Рисунок 14 – Схема к расчету механизма прикрытия крыла

Для расчета силы все силы резания балласта и от призмы волочения, действующие на части крыла при работе, проектируют на горизонтальную плоскость и приводят к двум силам и . Составляют уравнение суммы моментов этих сил относительно шарнира, соединяющего щит и крыло, и определяют составляющую усилия , действующую в узле Е перпендикулярно плоскости крыла.

: ,

где ; .

Сила является проекцией тяги в горизонтальной плоскости [1]:

, (20)

где - угол между горизонтальной проекцией оси тяги и вектором силы , град.

По известной определяют силу [1]:

, (21)

где - угол наклона тяги к горизонтальной плоскости, град.

По известной рассчитывают в выходном звене механизма [1]:

, (22)

где и - составляющие силы в плоскости тяги, кН; - коэффициент трения в ползуне (=0,5) [6].

;

Мощность привода механизма прикрытия крыла [1]:

, (23)

где -КПД механизма, [6]; - скорость прикрытия крыла.

Принят электродвигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый 4А132S4У3 с параметрами: ; .

4.2 Расчет передачи винт-гайка

Передача винт – гайка служит для преобразования вращательного движения в поступательное. Основным критерием резьбы винтовых механизмов является износостойкость.

Из условия износостойкости определяем диаметр винта [9]:

, (24)

где =0,5 – трапецеидальная и прямоугольная резьба; =2,0 - коэффициент высоты гайки; []=4..6 МПа – незакаленная сталь – чугун.

Принимаем стандартный диаметр .

Выбрана резьба 48х5 [7]: ; ; ; ; .

;

Принимаем .

Проверяем выбранную резьбу по напряжениям [9]:

; (25)

4.3 Расчет ползуна и направляющей механизма прикрытия крыла

Для определения диаметра направляющей механизма прикрытия крыла необходимо построить эпюру изгибающего момента, действующего на направляющую. Для этого определим реакции в опорах А и В.

На направляющую действуют момент и сила от составляющих силы :

где - эксцентриситет от до шарнира (принят =0,1м).

Для определения реакций в опорах А и В составим уравнение момента.

: ;

Рисунок 15 – Схема для определения сечения направляющей механизма прикрытия крыла

1 участок (0)

;

; ;

; .

2 участок (0)

;

; ;

; .

Момент сопротивления опасного сечения [10]:

, (26)

где .

Напряжение в опасном сечении [10]:

- условие выполняется.

Принимается направляющая круглого полого сечения: ; .

Втулка, применяемая в ползуне, выбирается из условий:

, (27)

, (28)

что означает: удельная нагрузка на единицу расчетной поверхности вкладыша не должна превышать допускаемой величины.

Принимается втулка с внутренним диаметром , наружным диаметром и длиной [8].

Принята втулка А 100/115 х 140 ГОСТ 1978 [8].

5 Исследовательская часть проекта

По заданию необходимо исследовать изменение наклона подрезного ножа на боковом крыле:

где - изменение нагрузки, действующей на крыло;

- угол резания, град (;;).

;

Рисунок 16 – График изменения нагрузки резания, действующей на основную часть крыла

6 Меры безопасности при работе машины

1. К работе на машине допускаются лица, прошедшие медицинский осмотр, как лица, связанные с движением поездов, воздействием шума и вибрации.

2. Обслуживающий персонал машины должен быть обеспечен спецодеждой. Во время работы одежда должна быть застегнута, стянута поясом, а волосы должны быть убраны под головной убор.

3. Запрещается приступать к работе при наличии следующих неисправностей:

- при подъеме путевой решетки электромагнитный подъемник сбрасывает ее;

- при нормальном напряжении электромагнитный подъемник сбрасывает путь;

-при движении электромагниты сбрасывают поднятую путевую решетку;

-при включении механизма поворота крыла дозатора крыло не поворачивается;

- при наличии неисправности в электрической, гидравлической и пневматической систем;

- неисправность тормозной системы;

- неисправность звуковой и световой сигналов;

- неисправность ходовых частей и автосцепок.

4. Для обеспечения нормальной работы деталей и их сопряжений, а также для своевременного выявления и устранения возникающих дефектов необходимо проводить техническое обслуживание, состоящее из ежемесячных и периодических уходов за механизмами машины.

5. Проверку основных рабочих органов производят машинист и его помощник.

6. Машину необходимо содержать в чистоте, следить, чтобы в кабинах, на ступеньках и поручнях не было масла и грязи.

7. Машина должна быть снабжена огнетушителями, расположенными в легкодоступном месте, полностью готовыми к применению.

8. Не допускается хранение и перевозка в кабинах машины легковоспламеняющихся веществ.

9. Перед выездом машины на перегон необходимо убедиться, что все рабочие органы приведены в транспортное положение и надежно закреплены.

10. Перед началом работы, в перерывах, во время работы и по окончании смены должен обязательно выполняться весь объем контрольно-осмотровых работ.

11. При работе на машине запрещается находиться на расстоянии ближе 1 м от работающих органов машины.

12. Всем членам обслуживающей машину бригады запрещается находиться на междупутье во время работы машины и пропуске поездов по соседнему пути. После оповещения приближения поезда по соседнему пути все указанные лица, за исключением находящихся в кабинах машины, должны сойти на обочину пути в место, указанное руководителем работ.

13. Запрещается сходить с машины и садиться на нее во время движения.

14. Запрещается работа машины в темное время суток при неисправных фарах освещения рабочих органов и пути в зоне их работы.

15. Машина должна быть снабжена аптечкой с набором медикаментов и перевязочных средств для оказания первой медицинской помощи.

Список использованных источников

1. адорин Г. П. Дозирующие и профилирующие устройства путевых машин: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2000. – 38 с.

2. Путевые машины: Учебник для вузов ж.-д. транспорта/ Под редакцией С. А. Соломонова. – 2-е издание, переработанное и дополненное – М.: Транспорт, 1985. – 375 с.

3. Машины и механизмы для путевого хозяйства: Учебник для техникумов ж.-д. транспорта/ Под редакцией С. А. Соломонова. – 3-е издание, переработанное и дополненное – М.: Транспорт, 1984. 440 с.

4. Толмазов А. Ф. Электробалластеры: материал технической информации.- М.: Транспорт, 1965. 151 с.

5. Соломонов С. А. Балластировочные, щебнеочистительные машины и хоппер – дозаторы. М.: Транспорт, 1991. 336 с.

6. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие/ С. А. Чернавский, К. Н. Боков, И. М. Чернин, Г. М. Ицкович, В. П. Козинцов. – 3-е издание, стереотипное. – М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. – 416 с.

7. Анурьев В. И. Справочник конструктора – машиностроителя. М., 2001; Т.1. 728с.

8. Анурьев В. И. Справочник конструктора – машиностроителя. М., 2001; Т.2.

9. Иванов М. Н. Детали машин: Учебник для студентов высших технических учебных заведений. – 5-е издание, переработанное – М.: Высшая школа, 1991. – 383 с.

10. Ахметзянов М. Х., Лазарев И. Б. Сопротивление материалов. Учебное пособие для вузов. Новосибирск: СГУПС, 1997. 300 с.

11.СТО СГУПС 1.01СДМ.01-2007. Система управления качеством. Курсовой и дипломный проекты. Требования к оформлению. Новосибирск, 2007. 60 с.