Расчет эквивалентной жесткости первой и второй ступени подвешивания

Для последующего расчета динамических параметров проектируемой тележки при построении расчетных схем, всю систему упругих элементов рессорного подвешивания заменяют одним эквивалентным элементом, который при действии приходящегося на систему усилия дает то же опускание надрессорного строения (тот же прогиб), что и заменяемая ею группа упругих элементов (рессор и пружин). Отсюда следует, что работа такой группы упругих элементов и эквивалентного упругого элемента (пружины), вызванная приходящимся на систему усилием, одинакова.

Из определения эквивалентной Жесткости следует, что при прогибе на некоторую величину упругий элемент с эквивалентной жесткостью совершает ту же работу, что и заменяемая им система сбалансированных рессор и пружин. Эквивалентная жесткость трехосной тележки определяется из условия равенства этих работ. При равноплечих балансирах соответствующая нагрузка надрессорного строения равномерно распределена между колесами, вследствие чего усилие, приходящееся на каждую пружину равно , а на листовую рессору. Под этими нагрузками прогиб рессоры жесткостью равен , а у пружины жесткостью соответственно .

Работа, как рессор, так и пружин, имеющих линейную зависимость между усилием и прогибом, равна половине произведения усилия на вызванный им прогиб. Следовательно, работа одной пружины , дж, и одной листовой рессоры равна , дж:

Так как система упругих элементов первой ступени рессорного подвешивания электровоза ВЛ6О на сторону состоит из трех рессор и двух пружин найдем суммарную работу А, кДж, данной системы.

Эквивалентный упругий элемент на сторону рассмотренной системы имеет то же прогиб , м, и воспринимает то же усилие , что и реальная система, т.к. работа этих систем одинакова. Поэтому эквивалентная жесткость тележки на сторону имеет прогиб . Следовательно, работа эквивалентной системы равна Аэ, кДж:

Приравнивая работу действительного и эквивалентного рессорного подвешивания (А = Аэ), получим

после преобразований

или

Проверка: Найдем эквивалентную жесткость через реакции, действующие на систему.

,

Приравнивая работу действительного и эквивалентного рессорного подвешивания (А = Аэ), получим

После преобразований

или

Проверка сошлась.

При проектировании тележки локомотива следует выполнить расчет эквивалентной жесткости первой ступени рессорного подвешивания, приходящейся на тележку и сторону , кН/м, а так же эквивалентной жесткости второй ступени приходящейся на тележку , кН/м и обеих ступеней подвешивания , кН/м.