КОЛЕСНЫЕ ПАРЫ
Распределение
эксплуатационных нагрузок
Линии срока службы
(вероятность безотказной работы
Р0)
50 % ^
/
Распределение
допустимых нагрузок
м )= ^ 9
0/0 \
^
йк
/
Расчетный срок службы
Расчетный
^ ^
(коэффициент запаса
коллектив нагрузок
^ Ь
л
с _
/_
у>п
^
~
---------------
1
Усуа,ег,99%, Ъ ат ,в)г 1 >
’am,В
Gam,50 %
Срок службы по износу
Степень отказов
Детали с заниженными размерами
Рис. 4. Определяющие параметры для оценки предела выносливости в эксплуатации (по
обеим осям —
логарифмическая шкала):
а ; —
амплитуда напряжений; I —
срок службы
число циклов нагружения должно
достигать величины
приблизи-
тельно равной 109.
В правильно рассчитанной дета-
ли скорость развития трещин будет
относительно невелика, и ее мож-
но контролировать при норматив-
ном интервале инспекций. Если же
расчетный размер оказался
мень-
ше, то интенсивность развития тре-
щин сместится в сторону пониже-
ния срока службы. Это произойдет
при
меньших
эксплуатационных
нагрузках, в связи с чем интервалы
обследований придется значитель-
но сократить. Поскольку срок служ-
бы оси колесной пары до появления
трещины во много раз больше, чем
время между моментом появления
трещины и разрушением оси, наи-
высший приоритет следует отдавать
как можно более точному определе-
нию размеров.
С экономической точки зрения
эксплуатационная прочность ходо-
вой части подвижного состава в от-
личие от рекомендуемого значения,
получаемого расчетом по длитель-
ной прочности, также является оп-
тимальным
вариантом.
При
ком-
плексном
рассмотрении учитыва-
ют все
критерии,
касающиеся за-
данного срока службы, безопасной
эксплуатации, степени надежности,
целесообразной с технической точ-
ки зрения. При этом значительно
сокращаются расходы на текущее
содержание и технические осмотры.
Результаты исследований и ис-
пытаний,
проводившихся
на про-
мышленных
предприятиях,
пока-
зывают, что между расчетным сро-
ком службы
I
и напряжениями а
(или величинами диаметров
сГ)
су-
ществует
зависимость,
имеющая
для срока службы вид
К
=
1в (°ат.в/°ап,,ь)к'’
( ! )
для определения размеров
d
4 - 4 (4 Л ,)1/"*'.
(2)
где
Ьх
ожидаемый
срок
службы
при
эксплуатационных
напряже-
ниях
<зат
ы\
задаваемый
срок
службы;
оатВ
допустимое
напря-
жение для достижения срока служ-
бы 1В
;
диаметр, требуемый для
достижения срока
службы
Ев;
dx
реальный диаметр;
п
показатель
степени для напряжений (при этом
п
=
1...2 для обода колеса и колес-
ного диска,
п
= 3 для оси колесной
пары);
к*
показатель степени для
срока службы (8 >
к* >
5 в зависи-
мости
от
градиента
напряжений,
качества поверхности и уровня на-
пряжений в рассматриваемом сече-
нии детали).
Исходя из срока службы
L.
и за-
данного
срока
службы
Lir
можно
определить
необходимое
сниже-
ние уровня
напряжений
по
отно-
шению к стои л и увеличение тол-
щины стенки относительно
dx.
С другой стороны, исходя из ве-
личин
допустимых
напряжений
оаег
и нагрузки, эквивалентной раз-
рушающей а
, можно рассчитать
ожидаемый срок службы
L
по от-
ношению к заданному сроку служ-
бы LB
:
L
=
L„(a
/
ст
)**.
(3)
Согласно соотношению
между
нагрузками и сроком службы, по-
вышение на 10% величины напря-
жений по отношению к допустимо-
му (при типичном показателе сро-
ка службы
к*
= 6) приведет к сокра-
щению срока службы детали вдвое.
Повышение напряжений в оси ко-
лесной
пары
на
10%
произойдет
при уменьшении ее диаметра на 3%.
Оценка эксплуатационной
прочности осей колесных пар
поезда ICE 3
Для расчетов оси колесной па-
ры поезда ICE 3 принята осевая на-
грузка 17 т, причем моторные оси,
как
у
ICE
TD,
изготавливаются
из стали марки 34 CRNiMo6. Оси
поддерживающих
колесных
пар
изготавливаются
из стали марки
25СгМо4. Колесные пары, как уже
отмечалось,
рассчитаны
на
сум-
марный пробег 15 млн км. Расчеты
и оценка прочности проводились в
ноябре 2002 г. компанией-изгото-
вителем в соответствии со стандар-
тами EN 13104 (оси моторных ко-
лесных пар, TRS) и EN 13103 (оси
поддерживающих
колесных
пар,
LRS).
В
качестве допустимых
напря-
жений для
осей
моторных
колес-
ных пар принимались значения, по-
лученные
в
процессе
ходовых
ис-
пытаний и ряда исследований осей,
а для поддерживающих колесных
пар —
значения напряжений в осях.
44
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, № 10
предыдущая страница 45 Железные дороги мира 2011 10 читать онлайн следующая страница 47 Железные дороги мира 2011 10 читать онлайн Домой Выключить/включить текст