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    一種貨車轉(zhuǎn)向架搖枕鋼彈簧的設(shè)計及選擇方法

    2020-08-24 07:44:18姚蘋桃
    科學(xué)咨詢 2020年12期
    關(guān)鍵詞:節(jié)距外徑題干

    姚蘋桃

    (重慶鐵路運輸高級技工學(xué)校 重慶 400030)

    在涉及到具體運算時應(yīng)知道以下重要公式:

    ◆彈簧的自由高度:H0= nt + d

    ◆彈簧的最小高度:Hb=(n + 1)d

    ◆彈簧在允許工作壓力下時的工作高度:H2= 0.4H0+ 0.6Hb

    ◆彈簧的初壓高度:H初= H工+ F

    ◆彈簧的實際工作壓力:P工=(H0-H工)P3/(H0-Hb)

    ◆彈簧最小工作壓力:P初=(H0-H初)P3 /(H0-Hb)

    ◆彈簧的圈數(shù):n=F/(t-d)* P3/(P2-P1)

    舉例說明:選擇貨車轉(zhuǎn)向架搖枕彈簧,其最大工作負荷為2500公斤,最小工作負荷為1200公斤,工作行程F=25毫米。

    搖枕彈簧設(shè)計及選擇的步驟如下:

    (1)確定最大工作負荷P2、最小工作負荷P1,和工作行程F

    由題干我們知道P2=2500kg,P1=1200kg,F(xiàn)=25mm。

    (2)確定彈簧材料直徑d及彈簧外徑D和彈簧節(jié)距t,在這過過程中我們要注意以下幾點:

    ①確定彈簧的負荷種類

    表1

    根據(jù)表1我們可以知道搖枕彈簧屬于負荷種類Ⅰ。

    ②確定彈簧料徑、外徑、節(jié)距等參數(shù)。

    結(jié)合步驟①再根據(jù)螺旋彈簧壓縮特性表選擇合適的彈簧,這里僅只附上滿足題意的部分表格。

    表2

    表格中,d表示彈簧料徑,D表示彈簧外徑,t表示彈簧節(jié)距,P3表示彈簧極限負荷,P2表示彈簧最大工作負荷,根據(jù)彈簧負荷種類不同而變化,根據(jù)步驟①應(yīng)知搖枕彈簧最大工作負荷P2應(yīng)以0.6P3為標準選擇。

    由題干知道最大工作負荷為2500KG,但表格中滿足P2>2500KG的彈簧有很多,那么這個時候我們可根據(jù)以下標準進行選擇。

    ◆當彈簧的極限工作負荷很大 ,而工作行程不是太大時,應(yīng)選外徑較小的值,能得到空間布置緊湊且工作壓力較大的目的[1];◆當彈簧的極限工作負荷不太大,但是工作行程非常大時,則可選外徑較大的值。因外徑越大,節(jié)距也就越大,每一圈的彈簧允許變形也大,能夠滿足工作行程較大的要求[2]。

    因為此類型彈簧應(yīng)用在轉(zhuǎn)向架上,行程F =25mm,我們可選擇滿足工作行程大的一種方法,即第二種,由此我們可以確定,選擇的彈簧參數(shù)是:

    d=30mm、D2=160mm、t=42、P3=4460kg、P2=2680kg。

    (3)是確定彈簧的工作圈數(shù)

    彈簧圈數(shù)n的公式為:

    n=F/(t-d)*P3/(P2-P1)= 25×4460 /(42-30)×(2680-1200)=6.3

    實際可取n=7。

    (4)求彈簧的高度

    ①彈簧的自由高度

    H0=nt + d =7×42 + 30 =324mm

    ②彈簧的最小高度

    Hb=(n + 1)d = 8×30 =240mm

    ③彈簧在允許工作壓力下時的工作高度

    H2=0.4H0+ 0.6Hb= 0.4×324 +0.6×240 =273.6mm則彈簧的實際高度可?。篐工= 275mm

    ④彈簧的初壓高度

    H初=H工+ F=275+25 =300mm

    (5)核算

    核算時應(yīng)從以下方面進行:

    ①彈簧實際允許最大工作負荷應(yīng)大于題干所給的最大負荷,小于表2中規(guī)定的最大允許工作負荷。

    ②彈簧實際最小工作負荷應(yīng)大于題干中規(guī)定的最小工作負荷。

    P工=(H0-H工)P3/(H0-Hb)=(324-275)×4460 /(324-240)=2601.7kg

    P工> P2因此能滿足設(shè)計要求。

    由表2可查得,所選彈簧允許得工作壓力為2680kg,P工< 2680kg,所以是安全的。

    P初=(H0-H初)P3/(H0-Hb)=(324-300)×4460 /(324-240)=1274.3kg

    P初> P1因此能滿足設(shè)計要求。

    自此,搖枕彈簧設(shè)計及選用完畢。

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