НАПРЯЖЕНИЯ в осях вагонных

Характер (режим) изменения напряжений в детали машины или сооружения может быть неустановившимся (например, изменение напряжений в какой-либо детали пролетного строения моста вследствие движения по нему трамваев, автомобилей, пешеходов и проч.) и установившимся (например, изменение напряжений в шатуне и в стенке цилиндра внутреннего сгорания, во вращающейся вагонной оси, в трансмиссионном вале и т. п.). Из различных видов установившихся переменных напряжений наибольшее значение имеют циклические напряжения, действие этих напряжений к тому же наиболее хорошо изучено. Циклом изменения напряжения называется однократная смена напряжения (от наименьшего напряжения к наибольшему и обратно) если такой цикл во время работы детали непрерывно повторяется, то напряжения в ней называются циклическими. Действию циклических напряжений подвергаются оси вагонов, [c.536]

Возникновение переменных напряжений в деталях может быть как следствием действия на них периодически меняющихся нагрузок (штоки поршневых машин, зубья зубчатых передач), так н результатом действия постоянной нагрузки на подвижные детали (оси вагонных колес, различные валы). [c.328]

Возьмем железнодорожный поезд. Под действием нагрузки изгибаются оси вагонов и паровоза, по мере вращения осей изменяются и напряжения, возникающие в различных слоях материала. Те слои, которые только что находились наверху и растягивались, через доли секунды оказываются внизу и сжимаются. Такая нагрузка, — а ей подвергаются детали всех машин, — называется знакопеременной, она много раз подряд меняет направление своего действия и изматывает металл, утомляет его. Некоторые нагрузки могут породить колебание деталей. Например, удары струй газа в ротор турбины вызывают дрожание лопаток с частотой, доходящей до 200 тыс. колебаний в минуту Попробуйте подсчитать, сколько изгибов претерпевает каждая лопатка ротора в год, — от такой работы немудрено устать. [c.190]

Рассмотрим пример определения нормальных напряжений в поперечном сечении оси вагона (рис. 15.8). Вес вагона вызывает изгиб оси. Соответствующая расчетная схема и эпюра изгибающих моментов изображены на рис. 15.8, а, в. [c.324]

При вращении оси вагона точка К поперечного сечения (рис. 15.8, б) оказывается попеременно в зонах растяжения и сжатия. Закон изменения нормальных напряжений в точке К в зависимости от времени / определяется по формуле [c.324]

Изменение величины напряжений в деталях машин и сооружений может происходить или вследствие изменения величины нагрузки (так, напряжения в шатуне и в стенке цилиндра двигателя внутреннего сгорания меняются благодаря изменению давления газовой смеси внутри цилиндра), или вследствие изменения положения детали при действии постоянной нагрузки (так, при постоянной величине веса вагона, передающегося на оси, жестко соединенные с колесами, напряжения от изгиба в какой-либо точке сечения оси будут меняться вследствие изменения положения этой точки при вращении оси). [c.536]

В работе [64] рассмотрено влияние технологических факторов на остаточные напряжения в вагонных осях. Остаточные напряжения определены методом расточки с использованием датчиков сопротивления. После накатки роликом в поверхностном, слое действуют значительные осевые и окружные сжимающие напряжения. На некоторой глубине, зависящей от режима накатывания, их величины уменьшаются и знак меняется на обратный. Здесь, так же как и в работе [c.149]

Наиболее часто испытания проводят при симметричном цикле. При этом в испытательной машине обычно образец вращается, и для него реализуется та же схема нагружения чистым изгибом, что и показанная на рис. 15.1 для оси железнодорожного вагона. При симметричном цикле R = —1. Поэтому соответствующий предел выносливости обозначается через а-. Следует заметить, что при чистом изгибе максимальные напряжения возникают только на периферийных волокнах. Если же симметричный цикл реализуется в образце в условиях центрального растяжения сжатия, т.е. если напряжения в опасном сечении образца распределены равномерно, то получаемая в таких испытаниях величина предела выносливости a-ip составляет только 0,7 -i-0,9 от предела выносливости (j i, полученного при чистом изгибе образцов. [c.470]

К деталям, испытывающим переменные нагрузки, относятся, например, вращающиеся оси, валы, штоки поршневых машин и т. п. Шток паровой машины испытывает переменные нагрузки, причем знак напряжений в штоке изменяется в зависимости от направления движения поршня (растяжение—сжатие), при вращении вагонной оси одни и те л<е волокна оказываются то в растянутой, то в сжатой зонах. [c.307]

Усталостное разрушение происходит обычно внезапно, после большого числа повторных нагружений и при напряжениях, заметно меньших предела прочности материала, соответствующего однократному статическому нагружению. Особенно низко сопротивление усталостному разрушению при многократно повторяющейся нагрузке противоположного направления, когда напряжение в опасной точке сечения меняется от - -а до —о (симметричный цикл). Усталостному разрушению подвергаются такие важные детали, как коленчатые валы, поршневые пальцы и клапанные пружины двигателей, оси железнодорожных вагонов, стыки рельсов, лопатки турбин, гребневые винты пароходов и т. д. Как показывает статистика, более 80% поломок всех указанных металлических деталей происходит именно в результате разрушения от усталости. Усталостное разрушение проявляется в возникновении повреждений. При этом, помимо концентрации напряжений, вследствие резкого изменения формы сечения и плохой обработки поверхности (царапины), следует иметь в виду концентрацию напряжений от структурных дефектов самого металла (микропоры, шлаковые включения и т. д.). Если никаких принципиальных изменений в строении металла в зоне усталостного излома не происходит, то все же определенное изменение структуры металла (как показывают микроскопические и рентгенографические исследования) имеет место. [c.263]

Особенностью верхнего строения пути существующей конструкции является работа его с остаточными деформациями. Поэтому в расчетах пути на прочность учитывается частота приложения нагрузки тем, что допускаемые напряжения в рельсах определены исходя из предела выносливости рельсовой стали, а также допускаемые напряжения и в рельсах, и в балласте дифференцированы по нагрузкам от локомотивных и вагонных осей. [c.621]

Энергоснабжение. Все цельнометаллические пассажирские вагоны (кроме багажных) имеют индивидуальную систему электрического освещения, при которой каждый вагон оборудован автономной электростанцией. Электрооборудование состоит из следующих основных элементов генератора, приводимого во вращение от оси колесной пары вагона аккумуляторной батареи, питающей электроэнергией потребителей вагона на стоянках и при малой скорости устройства регулирования, необходимого для поддержания постоянного напряжения в осветительных лампах вагона и других потребителях при изменении скорости движения поезда. [c.215]

Если расстояние на станции между осями путей менее 4800 мм, то в технико-распорядительном акте станции должны быть указаны специальные меры по обеспечению безопасности работы ремонтных бригад и осмотрщиков вагонов. Запрещается производить какие-либо работы на крышах вагонов на электрифицированных участках без снятия напряжения в контактной сети. Для нормальной работы осмотрщиков вагонов и ремонтных бригад в парках станций необходимо содержать междупутья деповских и станционных путей в надлежащем состоянии своевременно производить уборку ненужных деталей, мусора, снега, льда. Пути, где производится осмотр и ремонт вагонов, должны быть всегда освещены в соответствии с установленными нормами. [c.239]

Некоторым элементам конструкций и машин приходится работать при периодически меняющихся (по величине и даже знаку) значениях напряжений. В подобных условиях работы находятся, например, оси вагонов, рельсы, рессоры, поршневые штоки, валы и многие другие детали машин. Переменные напряжения, как по- [c.293]

Задача 82. Определить наибольшее напряжение в средней части вагонной оси (фиг. 127) при нагрузке на шейки Р = 6000 кг. [c.136]

Переменные напряжения в детали могут возникнуть при действии не только переменных, но и постоянных нагрузок. Например, вращающаяся ось железнодорожного вагона находится под действием постоянной нагрузки (относительно небольшими изменениями нагрузки при движении вагона пренебрегаем), однако напряжения в поперечном сечении оси изменяются по симметричному циклу. Действительно (рис. 6), напряжение в произвольной точке А поперечного сечения оси определяется по формуле [c.15]

Фиг. 49. Дефектоскоп для определения пороков в шейках вагонных осей системы Колесникова—Матвеева 1 — секция соленоида 2— каркас ящика J -боковая стенка 4—внутренний цилиндр 5 — ручка б — панель для клемм 7 —клемма 8 — пластинка со схемой соединения 9—изолирующая подкладка 10 — штепсельное гнездо для стандартной вилки 110 а и 220 в 7 7—стандартные штепсельные вилки 100 а, 220 в 72 — шнур осветительный , Ь мм 73 - рубильник 14 — защитный кожух для рубильника 75 - сетка 76—упор 77 — пластина С указанием напряжения

При проходе колес через расчетное сечение пути вертикальные силы Р приложены не точно посредине головки рельса. На рельс, кроме того, действуют боковые силы. Все это приводит к косому изгибу и кручению рельса, в результате которого на одной из кромок его подошвы напряжения повышаются в [ раз. Коэффициент f перехода от величины напряжений по оси подошвы рельса к величине напряжений в его кромке определяется на основании опытов над различными типами подвижного состава и вообще зависят от радиуса кривой, типа рельсов и скорости движения вагона. Его величины можно найти, например, в [9]. [c.150]

Особую роль играет соосность автосцепок соударяющихся вагонов. Так, при несовпадении осей автосцепок на 100 мм напряжения в теле автосцепки при одинаковой продольной силе возрастают в 3—4 раза по сравнению с соосным расположением. [c.173]

Например, ось вагона, работающая на изгиб и вращающаяся вместе с колесами, испытывает циклически изменяющиеся напряжения, хотя внешние силы сохраняют свои значение и направление. Волокна оси оказываются то в растянутой зоне, то в сжатой. [c.306]

Ось вагона, вращающаяся вместе с колесами (рис. 450), также испытывает циклически изменяющиеся напряжения, хотя внешние силы сохраняют свою величину. Происходит это в результате того, чго частицы вращающейся оси оказываются попеременно то в растянутой, то в сжатой зонах. [c.386]

Напряжения, переменные во времени, возникают в элементах конструкций под действием нагрузок, переменных по величине или направлению, а также нагрузок, перемещающихся относительно рассматриваемого элемента. Так, например, вагонная ось изгибается под нагрузкой от веса вагона (рис. 15.1, а). В верхней части каждого поперечного сечения оси возникают нормальные напряжения растяжения (см. эпюру изгибающих моментов на рис. 15.1, б). При движении вагона колеса, а также жестко соединенные с ними оси вращаются и каждая точка оси оказывается то в верхней (растянутой), то в нижней (сжатой) половине сечения. Переменные напряжения возникают также в валах различных машин, в элементах фермы моста при движении по нему поезда и т. п. [c.544]

Трещины усталости в изделии, как правило, имеют местный характер и не затрагивают материала конструкции в целом. Тем не менее, во многих случаях развитие трещин усталости — очень опасное явление, которое может привести к серьезной катастрофе. Так, трещины усталости могут вызвать излом оси железнодорожного вагона и быть причиной железнодорожной катастрофы. Поэтому необходимо разработать такие методы расчета, которые обеспечивали бы безопасную работу при переменных напряжениях. Особенно это важно в машиностроении. [c.130]

Нормы допускаемых напряжений для вагонных осей в зависимости от метода расчёта приведены в табл. 10. [c.639]

Эта задача является чрезвычайно важной, особенно для машиностроения, где мы чаще всего встречаемся с многократным повторением переменных напряжений. Можно считать, что примерно 90% всех поломок частей машин являются следствием развития трещин усталости. Эти поломки чрезвычайно опасны и зачастую ведут к очень тяжелым катастрофам, так как обнаружить развивающуюся волосную трещину усталости далеко не всегда удается. Изломы вагонных осей и осей локомотивов на железнодорожном транспорте обычно вызываются подобными трещинами и сопровождаются почти неизбежно сходом поезда с рельсов с крайне тяжелыми последствиями. Подобного же рода катастрофы известны и в авиации и в других отраслях машиностроения. [c.536]

Опыт показывает, что главную роль в образовании этих изломов играет не качество материала обычно оно оказывалось вполне нормальным), а совершенно неправильная обработка детали, вызывающая весьма значительные местные напряжения. Гораздо реже могут быть случаи, когда плохое качество материала может обусловить появление трещины усталости при таком повреждении поверхности, которое при нормальном материале, может быть, и не вызвало бы излома. Нам известен случай излома оси вследствие наличия точки, выбитой острым керном на поверхности вагонной оси. [c.561]

Определение сопротивления усталости. Многие детали машин в процессе работы, кроме воздействия статических нагрузок, подвергаются знакопеременным (циклическим) нагрузкам, которые изменяются по величине или направлению или и по величине, и по направлению. В результате длительной службы металл постепенно переходит из пластичного состояния в хрупкое ( устает ). Это объясняется тем, что знакопеременные нагрузки приводят к образованию в изделиях микротрещин, которые постепенно расширяются и ослабляют связь между зернами металла, вследствие чего разрушение наступает при меньших напряжениях, чем предел текучести. Усталости подвержены вагонные оси, коленчатые валы, лопатки турбин, рессоры, пружины. [c.42]

Многие элементы машин и конструкций в процессе эксплуатации испытывают напряжения, периодически меняющиеся во времени. Например, такие напряжения испытывают детали кривошипношатунного механизма двигателей внутреннего сгорания, валы трансмиссий, лопатки турбин, рельсы и оси железнодорожных вагонов, пролетные строения мостов и др. [c.293]

Рассмотрим какие напряжения действуют в материале оси движущегося железнодорожного вагона (рис.20.2а). [c.295]

Элементы конструкций и машин часто работают при периоди чески меняющихся (по величине и даже по знаку) напряжениях В подобных условиях находятся, например, оси вагонов, рельсы рессоры, поршневые штоки, валы и многие другие детали машин При переменных напряжениях, как показывают практика и спе цнальные исследования, прочность конструкций ниже, чем при статических напряжениях. [c.129]

Обкатка роликами и шариками применяется в машиностроении как средство упрочнения валов, осей, пальцев, шпилек, зубчатых колес и других деталей. Накатывают цилиндрические поверхности, галтели, канавки, впадины зубьев и шлицев, торцовые поверхности и резьбы. По эффективности обкатка занимает одно из первых мест среди других методов поверхностного упрочнения. Она позволяет получить слой наклепа 3 мм и более, т. е. значительно больший, чем, например, при дробеструйной обработке. Это особенно важно для деталей больших размеров (глубина наклепа при обкатке подступич-ной части вагонных осей достигает 19 мм). Твердость поверхностных слоев, по сравнению с исходной, повышается на 20—40%, предел выносливости гладких образцов — на 20—30%, а при работе в коррозионной среде в 4 раза. В зонах концентрации напряжений, в местах контакта с напрессованными деталями предел выносливости повышается в 2 раза и более. Срок службы различных валов в результате накатки увеличивается в 1,5—2 раза, осей вагонов — в 25 раз, штоков молотов — в 2,5—4 раза и т. д. Обкатка не только создает наклеп и формирует остаточные напряжения сжатия, но и на 2—3 класса снижает шероховатость поверхности, доводя ее до 8—10-го классов. В связи с этим в ряде случаев.обкатка вытесняет малопроизводительное шлифование. Наряду с непосредственным упрочнением от наклепа, при этом устраняется вредное влияние на прочность деталей концентраторов напряжения, возникающих при шлифовании из-за прижогов. [c.107]

Группа советских ученых занималась исследованием механических свойств металлов и сплавов. Среди них почетное место занимает действительный член АН УССР Н. Н. Давиденков, опубликовавший ряд замечательных работ по актуальным вопросам металловедения, в частности Измерение остаточных напряжений в трубах (1931 и 1935 гг.). Большое число работ по прочности и пластической деформации было проведено действительным членом АН УССР С. В. Серенсеном, чл.-корр. АН СССР И. А. Одингом, доктором техн. наук И. В. Кудрявцевым и др. Много научно-исследовательских работ по изучению механических свойств железнодорожных изделий (рельсов, вагонных осей, бандажей, пружин) было опубликовано проф. Н. П. Щаповым. Помимо этого он много работал по исследованию механизма пластической деформации металлов и по методике определения механических свойств стали. Проф. Я. Б. Фрицман известен как автор многих исследований по теории прочности и методам механических испытаний металлов. [c.189]

Из всех испытаний явствует, что для данного максимального напряжения число циклов, необходимое для того, чтобы вызвать разрушение, уменьшается с возрастанием амплитуды цикла. Вёлер делает из этого вывод, что в мостах больших пролетов и в рессорах железнодорожных вагонов (где наибольшее напряжение производится главным образом постоянной нагрузкой, т. е. собственным весом) допускаемые напряжения могут быть приняты гораздо более высокими, чем в осях или в поршневых штоках (шатунах), где материал подвергается действию знакопеременного цикла напряжений. [c.206]

Элементы конструкций и машин часто работают при периодически меняющихся (по величине и даже по знаку) напряжениях. В подобных условиях находятся, например, оси вагонов, рельсы, рессоры, поршневые штоки, валы и многие другие детали машин. При переменных напряжениях, как показывают практика и специальные исследования, прочность конструкций ниже, чем при статических напряжениях. Следует отметить, что переменные напряжения могут возникать от постоянных нагр гзок при вращательном движении элементов машин. Так, постоянные изгибающие нагрузки, действующие на валы и оси, вызывают периодически меняющиеся напряжения в точках сечений в связи с их регулярными перемещениями из растянутой зоны в сжатую, и наоборот. [c.124]

Симметричный цикл напряжений. В этом случае напряжения изменяются от нуля до максимума, затем от максимума до нуля, от нуля до минимума. Таким изменениям напряжений подвергается, например, шейка вагонной оси. Когда колесо не вращается, на шейку действует постоянная изгибающая нагрузка. При вращении колеса изгибающее усилие не изменяется по времени, но так как ось вращается, то в ней вознш<ают напряжения, изменяющиеся по симметричному циклу (рис. 6, е). При переменных напряжениях такого рода предельным напряжением будет предел выносливости при изгибе. [c.31]

О. ж.-д. транспорта. Вследствие разнообразия условий на ж. д. находят себе применение свечные, масляные, керосиновые, спирто-калильные, газовые и электрич. источники света. Нормальным О. пассажирских вагонов в настоящее время признается только электрическое. Первоначально оно устраивалось от аккумуляторов, периодически заряжаемых на станциях. Теперь чаще всего применяется особая генераторная установка, состоящая из аккумуляторной батареи и специальной динамомашины, сцепленной с осью вагона. На остановках и при тихом ходе сеть питает батарея, в пути ток дает динамо, к-рая в то же время заряжает и батарею. Для саморегулирования эта установка, называемая осевой системой , имеет специальное устройство, выполняемое различно, но всегда состоящее из следующих частей. 1) Включающий автомат, к-рый при достаточном числе оборотов включает машину на сеть и батарею на зарядку при малых оборотах выключает машину. Включающие автоматы бывают центробежные и электромагнитные. 2) Переключатели полярности переключают полюсы машины при обратном ходе вагона по конструкции бывают электромагнитные или в виде особого супорта на самой машине. 3) Регулятор машины регулирует постоянство напряжения на зажимах машины. Это достигается или при помощи скользящего ремня или особыми электромагнитными регуляторами. Иногда машина регулируется на постоянную силу тока, тогда для сети ламп ставится отдельный регулятор напряжения. 4) Регулятор зарядки батареи делается обычно электромагнитного типа. Выключает батарею, когда ее напряжение достигнет предела (2,6 V на свинцовый и. 1,7 V на щелочной элемент). О. подвижного состава может производиться и от особого турбогенератора, устанавливаё-мого на паровозе, от к-рого ток распределяется по вагонам и подводится к вагонным батареям. Днем производится зарядка батарей, а ночью они работают на сеть. Электрифицированные составы обычно имеют мотор-генераторы, к-рые питаются током от тролер-ного провода. На ж. д. СССР находят применение машины и аппаратура самых разнообразных фирм. За последнее время имеются вагоны, оборудованные з-дом Динамо . Кислотные аккумуляторы производства ВЭО имеют емкость на 108—370 Ah при разрядном токе на 36—90 А. Щелочные аккумуляторы (Юнгнера) имеют емкость в 140—300 Ah при токе 17—38 А. [c.106]

На рис. 10 показана одна из таких осей. Вес поддерживаемого осью вагона стремится изгогнуть ось, как показано на рисунке. Это приводит к растяжению металла в верхней части оси и к сжатию — в нижней части. При вращении оси фиксированная точка па ее поверхности подвергается переменному циклу напряжений растягивающие напряжения — разгрузка — сжимающие напряжения — разгрузка — и снова растягивающие напряжения. [c.29]

Купейный вагон типа К. В таком вагоне с кондиционированием воздуха и комбинированным отоплением смонтированы холодильная установка типа МАБ-П для охлаждения подаваемого в вагон воздуха летом и электровоздухоподогреватели мощностью 11,5 кВт для обогрева в переходные периоды (весной и осенью). При движении поезда все потребители тока обеспечиваются электроэнергией от генератора типа DUGG-28B мощностью 28 кВт, а на остановках, за исключением электрокипятильника и охладителя питьевой воды, — от аккумуляторной батареи. Во избежание глубоких разрядов батареи к ее выводам подключен ограничитель разряда, который при достижении минимально допустимого напряжения отключает силовые нагрузки. Привод генератора редукторно-карданный типа EUK-160 от средней части оси колесной пары. [c.204]

Оси по своей длине делаются обычно разной толщины. Часть 1 оси (фиг 60), на которую напрессовывается колесо, называется подступичной частью, а часть 2, на которую опирается подшипник,—шейкой. Шейки осей грузовых электровозов с подшипниками скольжения в отличие от шеек вагонных осей не имеют буртиков. У электровозов с роликовыми подшипниками на концах оси имеется резьба для постановки удерживающей гайки (см. фиг. 58). Переход 3 (фиг. 60) от подступичной части оси к шейке носит название предподступичной части. В местах насадки зубчатых колёс на осях делаются соответствующие утолщения 4. называемые подступичной частью под центр зубчатого колеса. У электровозов с зубчатыми колёсами, насаженными на подступичную часть колёсного центра, таких утолщений ось не имеет (см. фиг. 57 и 60,/). Части 5 оси (фиг. 60) со стороны подступичных частей 4 являются шейками под моторноосевые подшипники (см. стр. 107). Переходы от одного диаметра оси к другому, называемые переходными галтелями, выполнены радиусом 20 мм для уменьшения напряжения в этих местах. [c.45]

Основными элементами колесных пар являются ось 1 (рис. 18), два коле зубчатое колесо 7 и подшипниковый узел корпуса редуктора тяговой переда Ось колесной пары имеет несколько участков различного диаметра буксоЕ шейки 1 (рис. 19), предподступичные части 2, подступичные части 3 для I прессовки колесных центров, шейку 4 под подшипники опоры редуктора, ср нюю часть 5. Для уменьшения концентрации напряжений переходы от одн( диаметра к другому делают плавными с радиусами закругления не менее 20 в На торцах оси для закрепления ее в центрах станка и правильной обрабо высверливают центровые конические отверстия. Оси моторных вагонов работа в тяжелых условиях при высоких знакопеременных нагрузках, поэтому изготовляют из специальной мартеновской стали марки Ос.Л (осевая локомот ная), обладающей повышенными механическими свойствами. Оси 2 колесн пар прицепных вагонов (рис. 20) изготовляют ковкой или штамповкой из ст марки Ос.В (осевая вагонная). Для увеличения срока службы осей буксоЕ шейки, подступичные части, среднюю часть оси и их галтели подвергают пове ностному упрочнению накаткой роликами, имеющими сферическую поверхнос [c.26]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...