螺旋弹簧的横向弹性特性

云铁漆 盖遮 力较 强

,

比红漆丹 易于 盖

,须

加以 改进

二。

,

漆 消油耗 量较 少

防。锈 能 性方面

,云

铁 漆在与 红丹 漆相 涂同 刷条 下件 可 以 到得 较厚 漆膜的。

云铁 漆的 防 锈性 能可 与 红丹漆媲

甚美至超过 丹 红

没 有 面在 的漆 况 情下

,

云 铁漆 贮 存性 能 比 红 漆丹好

显超 过红 丹

,

这 对涂 底 后 要漆隔 相 长当时

后才 能 涂

,

砚面

歇 云铁毒漆较小

性工人 同志欢 迎。

,

气味小,

,

受车间

特 别 时 在有 室外 晒 雨 淋日

漆的车 辆有 很好大 处

光在线 暗处 施较,

云 铁

为漆暗 褐 色

云漆

,

必 涂须 两刷道

才能 到起较

工不 与钢 板 颜易色 区

别,

产 漏 生 涂现象

好的 防锈 效

果。

弹旋的簧横 弹向特性

四方性 辆车研 究所

荣拿 生

卜近

年来

,

不 少国 在家 研究无 摇 台结

动影响

在, 导推 螺旋 弹 的 簧 横 刚 向 度计 算 式

构的 螺旋 弹 簧 悬 挂的 新 型高 客 速 转 向车

架如例式的

外此

,,

将 开 分考 这虑 些 因

法最 国近 大 报量 导了 采 用 种这悬 方挂

高 速 转 向 的结架构 和 研究结 果

英国

西

德 和瑞 士 也等都 有这 方 面的

,

峨丰助心 甲 定 试哎求式 犷一王

报导

消 取 摇 动而台利 螺旋 用 弹簧 的 横 向 弹所

是 高将速 转架向 今后 的 个 一 发展 方 向

以 研究 和 掌 螺旋 握 弹 簧的 向横弹 特性 性 间题

划 酬

丫 。

很趾 有必要

螺 旋

弹 赞 的 向横 刚

度在 究研 螺旋 弹簧的 横向弹 性 时

,

以 足

精确地 把 它看作 为 一 弹个 性圆 柱体 而 利 用 普 通 弹 性 理 论 的 法 加 以 解 方决题大为简

化。

,

从而能 间

使。

先首

,

我 们 不 考暂虑剪 切 变 形 影 的响

,

是 分析在 时一般 应该 考 虑剪

而研在 究

情况 这下

,图

示 当 量圆 柱 系 统 可以

列‘

变 形 和 圆 高柱度 随 载荷 的 变 化 影的响图

出以 微下方分程

式。

。诸 如 钢质 圆 柱 时则 通 常可以 不 考 这 虑些 因素

,

盲乒

式中

示所 是 旋 弹 螺 的簧一般情况 ,

,

即弹

一 首 一一

的一般 为解

‘一

是 当量

柱 圆的 曲 刚弯

的下端 为 刚性 定

固 动移和 动动转

,上 为端横 向 可自运

的,自 状态

由并且

受承

向力轴

一横 向力

和力一

矩一

了能 时 考 同轴察向 荷载 剪和切 变 形的 铁

道车

辆午 期 了第

9149-020 1Chin aAadcmec iJorualnEl cetonirc

Pubishlnig ouHse.Al lightrsre srevd.e

htt:p//ww.cwnk.nite

式 中常数的

可二由 以 下 边 界条件 定决

计。算 很 麻烦

,

但可用以 下 似

近时

,

,

式算计一

由此。 得八

一一下丁

了一一

图见式

一一一 犷

,

的 线就 是虚 按

和式式。

计得算的到

,

计 算 果 结是 十 分接

万 一 节 丫甲了气下 十一牛 丁

长一

,

近的

则 可求

代和式入

取并

二、

该得弹簧 自 端由部 的 向横 度挠 乙,

,

‘一

一一气

丢石石百

一夕上十

且 ,口口

沙洲口

州叫、 喇

,

一沪

户 州

气一

如弹 端 簧 没部 力有 作 用矩

,时

,,

,则

万 上不 一

若令

二月

我 们在 导推

式“

上时 有 没考虑 剪 变

切二

奋犷

下,

形,

现 在再

来 察考这 个 因 素影 响的

是简为 单起见

,

这里 将 暂 不考 虑轴 向

经 过 适当的变 后

二己

改写

各为

力 的

用作

,

图如

在 这情况 下

,

量当

圆 住 在 横 力

作向 下用 的横 挠 向度 为

式中

一石

’,

二 据根材 料 学 悉知

,

各度

实上际是 等 于 圆柱对

各影

因而 的 接 于近“

自由端只 有横 力向作 用时 产所 生 的 向横 挠因而

系数 给 出了垂直 载 当荷

较 时小

也,较小

,

,

由式无

大穷,

以看 出 当

时,

于是可 由 式

,

得该弹 的 簧 界临式 是 由 中于弯 曲所 产生 横 的挠 向度

, ,

载荷

。由 剪于 所切 生产 的横 向挠

度时 同由此 也可 把 值 表 示 以为下形 式

其值 为

一石 一百

铁备道 车辆 年第

飞 二 不

实犷

线

和。

的关

系 示 图

91942-100Ch niaAcad emci Jorual Elncetorin cPbulshing ioHuse .All irhtsgres evrde

.htpt/:ww/.cwni.nkte

式 中

是 当日量 圆 柱 的 剪 切 度

将刚

,

中式

,是 剪

模 切量

,,

,

’和

之值代

入。

,得

,

我们

将 上 这述 些数 值 关系代 入 式 并 过 经整理后 。

,

,

, 一老

沪冬 一

、 、

号’

得 ,

。。

计 式

算,

‘式

中 常数

,

,

、、

、 万户 下

‘飞 己丫

下夕

,

。、

习全

下以 界条 边件确定

二二’

二时

,

由此 可 见由 得此

,

数是 比 值

己、

的函

,

,

,

样,

利用 些 关这系 可将

将其

代 式

入取

并 便可求 该 弹得

和垂 挠直度 比的 形 式表示 如

簧 由自端 的 横部 向挠度 己

饥队 一 一

{一

百匕

贡、

侧己

或 由此者而 得 螺该旋 弹 簧 垂的直 刚

度乙、

式中

和 横

向 刚

的己比值计 算

下 万歹多

一十

砰丁

一石

,

中式

是 给 了 出剪 切变 对 己形 的

,影 认一

另外

,〕

。响

实 践 中往 往 螺 使旋 弹 簧 上 下的所示

,

以 在同时考 虑轴向 力 和剪切 形变因索

影 响 时

,

承 在面 运动过程 保持 平 行如图 在 情 况这

,下

螺 弹旋簧 由端自 部的 向挠 横 度为“

其二 当 圆量柱 中 间的断面

图因而

所 示

形 曲 变线

可 的以 其 取当

量,

二厂厄

点矩弯为零

圆柱的 一。

半作 为 一 端 性刚固 定 图, ,

但是 须 指 必出

,时

在考虑 剪切

形 影 变

,而 另

一 端 为 弯无 矩作 的 自由端 之用圆 柱 来行研进究

学 法 方 与 将 因图

此临界荷载要 作 应相 改

变 。

,即式

计 算

这个系 统 的

数时的完 全 一

的 样界临荷

由下 将式计 算

日吮罗气片

叮在。

只要 把 得 的 横 向所挠度 值 乘 以二 便 倍 是我们

求要解 的 结果 了

,

由式

是式 未 虑考剪 切 变 形 时的 临 界 载

荷即

,

算计

于对其 均平直 为径

,

簧直 径条 为其 当 量圆柱的

效 有圈 数为的螺 旋 弹 簧和

日 〔 〕 为

,

,

泊是松 比“

,

是 ,性弹 模 量因而

,

可取

通过和

前面 样一的数 学过 程己

,

得关于

可 此外 弹该簧 在 载荷

下 的 垂 直 挠

其 度上 下支 面严 承格 持 平 保行的 螺 旋 弹簧 之 有关 计 算 式 公如

下。

“ 黔〔卜骨 〕

,,

,

,

饮道 车

年第

99412-100Chi n Acaadeim Jocrnal uleEtcornc iPubilhinsgHouse. Allrig tsh esrrvee.d

h

tpt://www.nck.ient

。。二

,

。。

,

。 。

为其 上 下支 承而保 持平 行 螺 旋 弹的 簧更具 有 代性表

,一

。扮

、下万

,

十任

以 下面 主要 将式

这些公 式 作来图 表及讨 论 各 种 参数 为 便了 于 设计 时 初 步估算 ,

一对弹 簧横 弹向性特 性 的影响 ,

一〔

据根式 比值 和

作了 图 所 示 于 关度 比 及 的 函 数 关 刚 曲系

。线

一一

这由个 图 也 可 以

方便 地很确 定 给 定 螺旋 簧 弹 的 横向 度 刚

一 曰厂厂厂厂厂厂 厂厂厂厂下

尸日厂厂厂厂厂厂厂厂厂尸厂巨口巨巨 一「 勺可厂厂 盯 巨厂口厂口巨巨口 口厂厂厂 厂 「口 厂厂厂厂习巨压口门巨厂巨口 四巨断厂厂 「一 飞 口巨厂巨口 巨日巨『 巨口 口厂口 厄炎 厂厂 厂厂 厂 厂 厂习 」 」日厂 门「瓶 厂 厂厂厂厂 日厂尸厂日叮厂曰厂口厂口日巨 「」 门门汀厂厂蚁斜 日盯 厂日「 门门厂盯日「 口 门门口口巨口口口口口日 厂曰厂门厂曰门口口厂口口厅口口口口口口 曰口 曰限一囚口厂 厂一 门厂 厂「厂 「双双 口〔厂 「 「厂曰「门叮门日门日曰曰口门厂门口 口口口 几 门 、口厂口口门 口口口口巨口口口口口口口 门厂口 喇恻口网厂尸 口日 曰一门口口口口巨口口口口口口 口曰口 口口巨 巨酬口口陌口口口口 口 日门下 日 「门口口门日厂尸口口口口口 日口曰口厂口日口又 曰汉日日曰… 厂 …门 日盯口曰口曰曰门门口门口下口日口 曰 口口口口口门日囚囚园口「… 口 口口口口口口囚困因曰口口口口门门 口 口口口口口二口口口口 … 口 口口 口口喇 口圈口口口口口曰图日万曰曰曰曰日门曰曰叮曰 曰曰 曰」 」口口口口口口口曰四闪 目口目曰日曰门门曰日门门 门口日口口口口口门口 厂口 习门… 「 … 曰门日闪别网门日门口口门口门门门口日门曰门门口曰曰曰门 日 门门门劝一口户口口圈口 门曰门 门门门门门门门门门 门门门门〕 户口日囚口口口口口口口口口口口口口口口口口口门 劝 门门门门 习曰窃阅划日习日日日日 」 口」口口到 口口 口门 训 曰门曰曰门门厂门门口巫 口阅之习困困 门口口口口口口口口日 口 」」口 门门 口曰 口日 囚曰日习困阅口困口日 日口曰日习习口 口 口门 门门门 曰口门币闷门口闷困口自户困之口 口鱼 」 日门门门门门 口曰曰门门 门门曰 门 门门门门门闷刃 团口困目嫂习日日目习困 」日口 口 口 口口 习 口口困口因习图团日曰口口口目日 口口 门口 门门口下 … 」 陌 口曰口可门 口口口 口口口口口曰口」 曰阿 曰 门汉「 曰口冷目曰二曰曰户

一一 一

由于 在 以上的 公 中

式,

构 成

一 对

相 变 数关而 同 时 随垂 直载 荷以

难 以 直 接 从 图 表中 看 出载 荷

化,

〔告普

。。

一,

。・

,一

,“

,

对横

刚度向,

的,影响

高 由度

但 是如 把果。

代之 以 弹 的簧 有 效自。

差〔 丫

,。

・‘

有则关,

夸咎

,

公一 中式便只 存 在一 载个 荷 变量 各

而便

清 楚 能看出 横 向 刚度和 垂 直载 荷 的相 互 关 例 如和

式了,

、 一飞甲 一

一一 介

图经 过 上 述

置 换 写 为后 以下形 式

是根据 ,式

作的对

己。

可把

式范围 时同

画 时出了 己

的曲线族

,

铁 车辆透

的 两条 曲线

年第

,

199 -42010C hnaiA cadmie coJrnal Elucertonic PbulihisngHou s.eA l rightsl reesverd

.htt:/pww/.cnkwi.net

所有有 实 意 义际的 负 载 情 况 本基上 都 在是这

两条 之 线间 的 围 范内

从。这 图个 以可清 楚 地因而 垂

毛和

。。

出横 看 刚向度

直 载 下荷

,

垂和直挠 度

己之

间的数关系函 增加

,

们 间 的关系

各它

与 簧 弹 的细长 度

当垂 载荷 直可 能增加 由图

,

关有 在 同不

口的

。亦

加时

,

留丫洲洲 陌目 二 二 泛 ‘ 二 鑫兰老扛

,

洛也可 能 减 小或 几 是 乎 不变大 在约。

之乙

可以看 出

,

不 多 为 常数 的 加而增增 加 轴 相 交点

处 稳 的定 状

,态

时。

,

之时,

而二

,则

随 之的 增 加 而 小减 曲线 与横 坐 己订标

意这味 弹 着 簧 于处

不。

,

可能 发 生弯 情 屈

叫少 以 尸州 国 沂 洲尸 卜 术澎 训 幼尸盏声 伍 丫产

尸尸

,份

’〕

、 、、

占・

产洲 尸沪

尹洲

声曰

, 口 ‘口 口‘ 曰 ‘口口 口户

匕,

咋灭

,

匕口

峭久

、 ‘护‘

窄闷

女之之

、 、

、李

之多

之边万 馨减丈弃 卜

,,、、

, 叭、

理 论

与 试验 结果 的 比 较为验 证以 公上 式 的 精 确 程度工 厂

,的

场利用 四

方 。

型转 向 架摇的枕 簧 弹进行 了横

石向

咖特 试 性验

试 方验 法图

简 图如 示所

试验

,是

在 等 分 周圆 六的 个方 施 加 向 向力横来 测 定弹簧 横 向的 一力挠 度 特 性曲 线的 为

考察 推在 导 刚 度公 式 时略 去 轴载 向荷影 响

的后 误差程 度 示曲 线是

。 并垂使

直载荷

持不 保变

,按式

作图了,

从别 这图 以可清 看楚到 垂直 载荷 对 的 影 响是十分 显 著 的

即 各

较 大 的

细 弹簧高,

此。 外

,反

式按

中的 数系值作 图了,

此由 图可 看以 剪出 切 形 变的 影响 很也尤 其是 粗 矮 的 弹簧 由图 了

和图

正这 和情的 相

,

了己 , 琳

己己玉

二二二 二

看以 出

,

和 都

大是于

‘ 尸,日 州

数正

道 铁车辆

期1949-210 Chin0a cadAmec Jouirna lEeltcroni cPulbishin Housg. eAl lrihtg rsserved.e

tth:p//ww.wcnikn.e

之t

被试 簧弹的 设 计参数是

二。

米 毫

, 公斤 毫

米,

试 验比 值小,

公斤 米

毫,

误差

,,

,实

际 自 由高 度。

。是但在 试 验 时

弹 簧 在 试 验 载荷

下。

米 毫米

。有

效自 高 由度

其两 端 第 一 个 有效 簧 圈已 部 分 和 固 定 簧接 触 而 圈 使有效 圈 数 有 所减少

经适 当 的修 正公斤 毫

,。

时斤 试 验得到 的特 性 公

,

向刚度 的 计 算 值

为’

。线

此由 求 的得 各个 方向横 刚 向 值度 用极 ,

米 度

, 试比 值 大 公验 斤 毫 米

,

误差

坐标 示于 图

其数

值 分 别 约为

所以

。 文 本的 上述 理 公论 具 式有 够 足的 确精

扛创 叱艺土土土

上上上 止』」’

阵 烹

绷 厚 孔封 哪

“对

现 用 公 式的 讨

论这 里主 要 对 目 前国 推内 和荐 实 际 用使的 两个 计 算 车辆 旋螺弹簧 横 刚向 度的公 式 进行

七」 止 止』土

叱 扫上州

翻。

口葬

,

加翻

撇鹭

—们

论讨

特别 明说外

,

所 里 用符 号 的 义意》

推上荐 用 以 下

〕 与均 本 文 述上相 同

位移祠

《 年铁 科 学道 技术

式计算 螺旋 弹 簧 横的向 度挠 〔“十

卫工 至

中式

, 弹 为 变形 簧后上 下 支 承面 的 夹 角

于上 下 支承 保面 持 行平的弹簧

,

再 若利 以 下用近 似 值数 关系 ,

,

则图

经 适 过当变 换 可改 写后为

,,

、 ,

老分

,

。・

,

十“

,

’斤 毫米

,

一米

,

斤公毫 米

,

公,斤 毫 斤公公斤

此式 与式

公式 实 际 上 本 文 公是式

,比

较 以可 出

这个

的时情

毫米

米二

公斤

二即它没 考有 虑轴向载荷 的影 响,

所以

,均为平

偏 上高艺

尤 是其对 于

大的细 高

,弹

簧可 能 误差 大较,

一・

关于

这 点一

“圆

弹簧

一 二

,

。,

公斤 米毫二

的 向横 性

刚也 说能明

所提 的试 验供资 料,

较小 的第

,

,

组 矮弹

。。

最 大值 和 最 值小 之间相 差 为 △

,

算 值和 试 值较 验接近 组

细高 弹 簧

但对 于

公斤毫 米

按式

。照

可见 螺 旋弹簧 的 横 向弹

较大

则两者相差 第很

性大 具有 明 的显 方向

性 其次 《车 辆 强度

》教科 书 中 议建 使用 以

理 的 计 论 算值为

式公 算 计螺 旋弹 簧 的 横向挠度 “ 〔“铁

道 丰秘 年第 期

19942-001C hnai cAdemiacJo unrla Eectronic Plublihisng Husoe. lAl igrhs treersedv.

h

tp:t//ww.wnkc.nie

t

如图己

一一

所示

,。

上簧 质 横量向位 移 时 其 高。

一七

一, 二二吧尸 一 了一月

心式

是中 在指荷

一 载 弹下簧 两 支 承 间 面 的

艺二。

度 将

低 降

乙位

能 的 失 将 损由弹 簧 向横挠

当 簧上质 量 的 横 向 ’

,曲产

生 的 变 形能 平 衡

来移位乙 不 大时

,

它本与 文

。差相

能 量 的变 化 之 和△ 为 〔 “

这 是引 用 联 《 苏车 设 计辆 算 标计 准建》议 采用 的 公 式

,的

瓦 一

,

一「 下下 “‘么

这 公个 式是 把弹 作簧 为钢 质 圆 柱体导 得它不 仅没 有 考 垂直 载虑荷 的影响

,

也没

有考 剪虑 变形切 影 响

可 的以发

,

经过适 当 的变换 后

实 际 上是 本 公 式

。在

和,

均等于

时的情况

所 以根 据本 文分 析 特别 对 是于,

个公这式 的 误差更大

的 粗 矮 弹

簧,

较小兹

以本文

型△

丈一

,

叫为 对 以 讨上 论有 一数值概 念 试 验

的 用转向 架 的 外圈 枕簧 为 例

,

型 转向架 的外 圈 枕簧

。图

以 上 各 公 式计算

一 ,

其横

刚 度

向于对

转 向 架 的 弹 有 关 簧参 数

,为

十・

二川

毫米

米毫,

一 云

米,

,

,我们 仍 把螺旋 弹 簧 看 一 个作弹 性 圆柱 根 据柱 理圆论

,

两 端 面 保 持 行 平 圆的 之 挠柱

公斤 表

按各 公式 计 算 的 横 刚度向 值 于列下

按式

曲 方

程式 为 ,

一 、

犷 二犷一 气 二 井

一按式

式试验值

而 叙述 曲 长线

度一

斤米毫

的方

程为

式对

毫于米

转 向 架 弹的 簧 关 参 有 数为,

,

,米

,

,

斋得

,

, ,・

,‘

,

毫。斤

公。

一屯

式,中

可由式

按 各 公 计 算 式的 横向刚 值

度列

于下表

乙式

各吮军

一一

二且

,一气

式按

式二

代 此入式

己的近 式

似可

出给以 下 包

含斤 毫公

向稳 窍性 条

无 摇 件动 台转 向 架的 螺 旋 弹簧

邑。,

通常希望

,

,

,

‘十 匕 “

、尽 可能 的 高细以 充 分 利用 它的 横 向弹

有性

二’ 、

,

、一

。,

我,们 必 须 意 保证注 弹 具 簧 必 要有 横 向的。

,并

对‘

‘解

一,

得则一

弹稳定 性性

这个 间 题可 以 根 据 簧上 质量横

位向 移时位 能 变 的 化来研 究

铁 道车辆 第年

,

19492-10 C0hia ncAdeaimcJ ournlaE eltrconc iPbliusing Hhuoes. ll Arihgst e

rsevedr

.h

tpt//:ww.cnki.newt

要使弹簧 悬 挂系 统 横 向弹 性 稳定的 话

式为

,应

」,

的中△

是须 值

于是,

」式

。、

一 者 或最 允 许 横 向大 为

兀不

吮力二

畏乙

,

乙于

代 以

,则

上 可 写 为

厂式

各“

该 所 用 节 号 符 的 义 意上同卜 } 一

飞,

巴当砂 吕

』 中式 括方弧因 数 可 由

式,

—。

米 举车 客 改 的 造型

,

摇无对其摇

当。各,

是等时于

的增

加而 增 加 的 条件

所, 螺以旋 弹簧 横向弹性稳 定

,

台动 螺旋 弹式簧 悬 挂 的 转向 架 为 例螺旋 弹枕簧 进 行 稳 定性 计算 如 外 下和圈内 圈 弹 簧 别 用分 标

示号

数,值定评加 确

以并

且着随各

无标号 者 为 弹 组 的簧数 值

关参数有

值卜 古 一 八一卜

毫米

,

,

二,

米。

下了一 声〕

产。毫,

二毫,

公斤

毫除

了 横弹 向 性 定性稳外

还 应考虑簧

弹根

以据上 数

值有 关

算如 下计

复 倾稳定性 间题

发 生 斜倾,

,

为 避 免弹 支承簧 强 烈

面 斤了 公

把弹簧 的 横 位向移 限制 在 一定

毫米。

,

数值范 内 根围据 图

,

最大 横 向 位移可 由 以下 单 方法简确 定可

建立 以下 力 平 方 程 式衡

斤 毫

米二

公 斤

米各

会毫

。 一

,

米二

米,

”二

,

二且 下一 艺

犷‘

乙,

图从查得

少,

一二二

,内

公斤毫 米

,

,

公一 斤 米毫,

,

各。

下不 一

或 使 用

螺旋 簧 弹的 横 向 度刚 将上 而式写

为一

艺女

乙衫

,

算计 明

表各

,

转型向架 摇 的 螺 旋枕弹

不 能 满足 横 弹向性 稳 定性要 求 过

适 的横 向弹性当止 挡 予以解 决 铁

道 辆丰

可这以通

由此

确可定 弹 的簧最 允 许 横 向大 移位 值 为

年第

199-42100 Cina hcadeAmciJo uraln lEcternoci ubPlsihngi oHseu .lAlrights r esered.v

htpt/:www/cnk..nite

理 上 弹论赞 的 应力 计

算我 悉们 知矩,

,

效有圈数 为

。的奇

数 倍数时

,

,

而因 大为整 致时 数图是

在纯轴 力向, 。

用下

二”

,

条簧

大,

,

因而

也为

大最。

的理研 想 切应剪

是 力作由用 在簧条上 的

八扭得到 的

究 的

详细计 算果结

图 中 小 黑

点和 小圆 是

除 以扭 剖 转面模 量 下。

‘同一 试 而验 不 同按 方法 整 理的试 结验果 〔“ 〕

但 是 了为留有 余 地兀

例 如 制 造工 艺 上 的误 差

的 络包 来 确线定

。姗簧

,

原。

,

以图

可而

个 公 式 是忽略 了簧 条的曲率影 响 而把

看 它作纯 扭 的转 杆 直导得 的 圆周 的应力 分 布 并 不 均匀应

高,

包 线络 公 式为二

际上

,

,

,

内侧应 力较理 想

鱼 旦十 工共里 塑 丝班寒

特别 是对 于 指数,

小 的弹较在 虑考 曲

磷 为

,忿,

应对以式

以 修

一正

,

长 、

率 影响

簧 时 条内 的侧 切 应 力

剪丫

。,

瑟二瓷

式中

,一

一户“

一德

为 考

虑曲率影 响的 正修 系 数

〕可 以

下 简 单公式 行进 计算〔

,

又十

,

厂灭 刀日日 而 阮「 门口下 卜日醉犷 双 口 砚 口缸 扩 研日

系式

按示 图

。于

习夕

在 弹簧端 部 同 作用时 有 向横

斌 力坏水

,、、

、 、 阅、 、肠 、 ,

、情的

况,

,

垂除直 力

生 的 剪 切应 力 外

介 。

。还将

现 加 剪附 应 切力于

端 部 簧 圈 的 内侧

簧弹的 大最应 值力 是位

因此

,

在考 虑 向横使力

簧条 应 力增 时高可 写

为,

簧 条

侧内的 最大 剪 切 应力

丫 。

下‘

万式中 并

沿 弹 非簧 的 几何中

,

考是虑 横向力

作 用 时的应力 增 大 系

很复

杂,

此外

,

垂 直载荷

心,线 作 用的

而一 般是 心偏通 的过

力偏

的要

精 确 算 计系 作 如数下 近 似估算 生 的 矩扭为 横簧向 挠 曲 各二后 ,

但是

,

可以

产心

作 用 使将簧 条 的 切 剪 应力增 高虑 力 偏 的 心作用 时

,

因二此 在

考如

前 述

,由 向力

簧条内 侧的剪 切 应力

在 横 向

力,

作用

下 将弹 生产扭

矩为

,

,,

扭 矩有 的 力效 臂横向力

,

增将加

。另

式中

是 考 力 偏虑 作心 用影 响的 修正系

,于是

,

不 虑考 条 曲 率 簧力和偏 心

力和 心 偏量 。 之具间 有 如下 函 关数系 〔

作用时

,

写 出下 式一

、、

与万‘

百年

第音

万望生

铁道 车

199-20410Chin Acaadmeic JounralElect onicrPub ilshignH oseu .llA rghis retervesd

.h

ttp:/ww/.cnkw.niet

整 理

后得

,

毫米 多

公斤,

‘。、

粤 典

。根据 上 以 数

有一关计 算如 下 二

,

若考 虑 曲率 和 偏 心影响 则上 式 写可为

公斤 毫米

,

,

豁和

了,二

公斤毫米

因此 弹 簧组 垂 的直刚 度 为 斤公毫

米比式

较得

厂 工 , 十下

毫米,

一代若

写为

,

以二

和各

,

则上 可

‘尹

,一

、乙

毫米

,

汕 曰毫口 一

。一

诀冬

,

一、

“上

兰芍笼丫二 各

护乙

各一

图是按 式

。作的 关

于 可看以出

,

和横 挠 度

向乙 的

函数 关系

着 各 线地

,

增。

在 一般 况 下情

于 弹簧由 向 挠 曲 横 所所

以产

生 的加附 切 应剪 力 数 值 比是较大 的素

由和

图 从查 得一

用 横其向 弹 的 螺性 弹 旋 必簧 须考 虑这个

,

二斤公毫米

,二

了 斤 公毫

‘卜力

巨口日日冈哪阴刚叱国团巨 日 圈四刚属 以召叼叼圈口 哪万网麟除划几召圈日 冈口助门刀麒瀚爹肠路叼圈多口日 确洲绷 绷然名忍团多冈口 砚麒幽图映国舞多两门 阀日麒嚎卿 笼乡日门门口夔 闯曰翻翼夔圈尸门日口叮曰 嘴笙日 巴口参口口庄日曰厂日圃曰 口口门口口曰门口口口图

因 此 簧 组弹的 横 向 刚度

十为

毫米

卜。

‘艺匕

下不

,

、・

,,

,,

‘ 。“

了厂

‘二 ”“乙

汀 笔不

,

公 斤 米毫

“ ,

,

、卜 下,

,

从图

,查得 为

列 为举

型餐车 改 的造 摇无 动台

,

由从 图因

此,

查得

,

型 转架向方 案为 例

对 车辆

第 三 位 的枕摇。

旋簧弹 进 行组 应力 计算 如下 而

无 号标者 弹为 簧组的 数 毫米值

,米

纯在

,

作。用 下的剪 切应 力

,。

,为

,外

和圈 内圈弹 簧 分 别用 号

标。

和 表

,

公 毫斤米毫

米,

有关 参 数

,

,二

斤 毫“米

二二

,

,

毫容若 许 簧 弹各各

则这

毫米

,

为铁道 车辆年第

1994 20-1 Ch0niaAcadem c iJuonrla lectrEonic Pulbihisn gHusoe. lAl rgihts rservede

.

htpt://wwwcnki.n.te

转 架 的摇向 枕弹 簧时 各

,

了获 得较 柔为

各乙

的 横向悬 挂 性

特,

一 把般

取 得尽 可

各二

,

以所更 宜 于 使 用本文 的 计 算公

,

式同

承时受 垂 直 载 荷 和横 向 荷载 弹的簧

, 了 由除于 直垂载 荷 引 起 剪的 切应 力

各外

在它,

图各 因

各此

和为

、,

横 向挠曲时 还 将产 生比 较 大的 附加 切 应剪

查得

,

,

所以 在 用利 螺 弹旋 簧的 横向 弹 性

,。

充分 考 虑 到这 个因 素

,

证保弹 簧 具 足

,在

,

作用

下,

,

二使

弹簧 时同 向 位 横

为移

够,的 强度

毫二米 时 的最 大 剪 切应 力 ,

于无 摇 动 台转向 架摇的 枕弹 簧

在 满别特

公 斤毫米

足适 合 的

弹 性性特和 必要 的度强 要 求 提前

,

公 斤 毫

米“,

下、

“,

还 进 行 弹 簧 的应横 向稳 定性校 核

计表 算

外明 圈 簧弹的剪 切 应 力

,

。几

是 在同 取 时 旁 承 消而 利用 弹 簧 纵 弹向 性 的

情下况,

大 超 过 许用应力 果 如 考 虑 进 一 步再超 的载

了。

公 斤

毫米

更 需 注 意 个 问题这

力应 就 更高。

所 以

该弹 簧 设的 计不 能满 足强 要度 求,

主要 参 考 资

陈料铁云 等

由此 可 见

横向 所 力 产 生的附 加 力 应是 很

杆 及杆 系 的 曲弯 稳 和定,

显 而著 要 重的

这 里

是约 增加了

,

,

北京 科 学 教 编辑 育室

,

年设以计 时 必 须 予 以 分充 考

苏民滩

, ,

《铁 科道 技学 术

》年

要使

该 弹 簧的 最 剪大切 应 力几 斤毫米 知须必

各使

,

二则应使

。订

,因而

由 图

车 辆强度,

,

道 铁部教 材编 辑 选 编

组《

所以弹 簧 的 大

,

横,向 挠 度 应限 制

二为

二毫

由 例上 值数计 算 表

,明

,

,

外此垂 直 荷

相同载

,

虽,然在

,

纯》

《 的作用 下 内 外簧圈 应 力的值 大 致。

但 是如 它们果同 时 还 受 承 横向载荷 时 由

此可 见

,

,

,

者两 应的力 相 值 差较大 分 利 其应 用

,

于 对为充

同时 承受 垂直 和横 向载荷 的旋螺弹

,

,在垂 直 载荷 分 配的上 可 以

,

,

,,

适 当 虑 提高一 些 内 的圈比 例 簧 应 力的情 况 趋 于 大致 相近 结

以 使

内 外圈

,,

》一

,

。了

》,

》,

,

本 文 提 的供 向刚度 公 式 比横之 用现 式 具 公 有 较高的 精 度确

,而 且采用 无 因次 的 刚

,度

,

, 形比式较 为 简 明单

了可 以

楚清地看 出 弹

,。

参数 对 横向 弹 性的影响 趋势

设 计 无 摇

动铁

道 车辆

期 914-92010C ihnaA caemdi Jcounrl Elacteornic Pulibsihn Housg.e Allr gihts rserevde

.

http:/w/wwc.nki.ne

t

云铁漆 盖遮 力较 强

,

比红漆丹 易于 盖

,须

加以 改进

二。

,

漆 消油耗 量较 少

防。锈 能 性方面

,云

铁 漆在与 红丹 漆相 涂同 刷条 下件 可 以 到得 较厚 漆膜的。

云铁 漆的 防 锈性 能可 与 红丹漆媲

甚美至超过 丹 红

没 有 面在 的漆 况 情下

,

云 铁漆 贮 存性 能 比 红 漆丹好

显超 过红 丹

,

这 对涂 底 后 要漆隔 相 长当时

后才 能 涂

,

砚面

歇 云铁毒漆较小

性工人 同志欢 迎。

,

气味小,

,

受车间

特 别 时 在有 室外 晒 雨 淋日

漆的车 辆有 很好大 处

光在线 暗处 施较,

云 铁

为漆暗 褐 色

云漆

,

必 涂须 两刷道

才能 到起较

工不 与钢 板 颜易色 区

别,

产 漏 生 涂现象

好的 防锈 效

果。

弹旋的簧横 弹向特性

四方性 辆车研 究所

荣拿 生

卜近

年来

,

不 少国 在家 研究无 摇 台结

动影响

在, 导推 螺旋 弹 的 簧 横 刚 向 度计 算 式

构的 螺旋 弹 簧 悬 挂的 新 型高 客 速 转 向车

架如例式的

外此

,,

将 开 分考 这虑 些 因

法最 国近 大 报量 导了 采 用 种这悬 方挂

高 速 转 向 的结架构 和 研究结 果

英国

西

德 和瑞 士 也等都 有这 方 面的

,

峨丰助心 甲 定 试哎求式 犷一王

报导

消 取 摇 动而台利 螺旋 用 弹簧 的 横 向 弹所

是 高将速 转架向 今后 的 个 一 发展 方 向

以 研究 和 掌 螺旋 握 弹 簧的 向横弹 特性 性 间题

划 酬

丫 。

很趾 有必要

螺 旋

弹 赞 的 向横 刚

度在 究研 螺旋 弹簧的 横向弹 性 时

,

以 足

精确地 把 它看作 为 一 弹个 性圆 柱体 而 利 用 普 通 弹 性 理 论 的 法 加 以 解 方决题大为简

化。

,

从而能 间

使。

先首

,

我 们 不 考暂虑剪 切 变 形 影 的响

,

是 分析在 时一般 应该 考 虑剪

而研在 究

情况 这下

,图

示 当 量圆 柱 系 统 可以

列‘

变 形 和 圆 高柱度 随 载荷 的 变 化 影的响图

出以 微下方分程

式。

。诸 如 钢质 圆 柱 时则 通 常可以 不 考 这 虑些 因素

,

盲乒

式中

示所 是 旋 弹 螺 的簧一般情况 ,

,

即弹

一 首 一一

的一般 为解

‘一

是 当量

柱 圆的 曲 刚弯

的下端 为 刚性 定

固 动移和 动动转

,上 为端横 向 可自运

的,自 状态

由并且

受承

向力轴

一横 向力

和力一

矩一

了能 时 考 同轴察向 荷载 剪和切 变 形的 铁

道车

辆午 期 了第

9149-020 1Chin aAadcmec iJorualnEl cetonirc

Pubishlnig ouHse.Al lightrsre srevd.e

htt:p//ww.cwnk.nite

式 中常数的

可二由 以 下 边 界条件 定决

计。算 很 麻烦

,

但可用以 下 似

近时

,

,

式算计一

由此。 得八

一一下丁

了一一

图见式

一一一 犷

,

的 线就 是虚 按

和式式。

计得算的到

,

计 算 果 结是 十 分接

万 一 节 丫甲了气下 十一牛 丁

长一

,

近的

则 可求

代和式入

取并

二、

该得弹簧 自 端由部 的 向横 度挠 乙,

,

‘一

一一气

丢石石百

一夕上十

且 ,口口

沙洲口

州叫、 喇

,

一沪

户 州

气一

如弹 端 簧 没部 力有 作 用矩

,时

,,

,则

万 上不 一

若令

二月

我 们在 导推

式“

上时 有 没考虑 剪 变

切二

奋犷

下,

形,

现 在再

来 察考这 个 因 素影 响的

是简为 单起见

,

这里 将 暂 不考 虑轴 向

经 过 适当的变 后

二己

改写

各为

力 的

用作

,

图如

在 这情况 下

,

量当

圆 住 在 横 力

作向 下用 的横 挠 向度 为

式中

一石

’,

二 据根材 料 学 悉知

,

各度

实上际是 等 于 圆柱对

各影

因而 的 接 于近“

自由端只 有横 力向作 用时 产所 生 的 向横 挠因而

系数 给 出了垂直 载 当荷

较 时小

也,较小

,

,

由式无

大穷,

以看 出 当

时,

于是可 由 式

,

得该弹 的 簧 界临式 是 由 中于弯 曲所 产生 横 的挠 向度

, ,

载荷

。由 剪于 所切 生产 的横 向挠

度时 同由此 也可 把 值 表 示 以为下形 式

其值 为

一石 一百

铁备道 车辆 年第

飞 二 不

实犷

线

和。

的关

系 示 图

91942-100Ch niaAcad emci Jorual Elncetorin cPbulshing ioHuse .All irhtsgres evrde

.htpt/:ww/.cwni.nkte

式 中

是 当日量 圆 柱 的 剪 切 度

将刚

,

中式

,是 剪

模 切量

,,

,

’和

之值代

入。

,得

,

我们

将 上 这述 些数 值 关系代 入 式 并 过 经整理后 。

,

,

, 一老

沪冬 一

、 、

号’

得 ,

。。

计 式

算,

‘式

中 常数

,

,

、、

、 万户 下

‘飞 己丫

下夕

,

。、

习全

下以 界条 边件确定

二二’

二时

,

由此 可 见由 得此

,

数是 比 值

己、

的函

,

,

,

样,

利用 些 关这系 可将

将其

代 式

入取

并 便可求 该 弹得

和垂 挠直度 比的 形 式表示 如

簧 由自端 的 横部 向挠度 己

饥队 一 一

{一

百匕

贡、

侧己

或 由此者而 得 螺该旋 弹 簧 垂的直 刚

度乙、

式中

和 横

向 刚

的己比值计 算

下 万歹多

一十

砰丁

一石

,

中式

是 给 了 出剪 切变 对 己形 的

,影 认一

另外

,〕

。响

实 践 中往 往 螺 使旋 弹 簧 上 下的所示

,

以 在同时考 虑轴向 力 和剪切 形变因索

影 响 时

,

承 在面 运动过程 保持 平 行如图 在 情 况这

,下

螺 弹旋簧 由端自 部的 向挠 横 度为“

其二 当 圆量柱 中 间的断面

图因而

所 示

形 曲 变线

可 的以 其 取当

量,

二厂厄

点矩弯为零

圆柱的 一。

半作 为 一 端 性刚固 定 图, ,

但是 须 指 必出

,时

在考虑 剪切

形 影 变

,而 另

一 端 为 弯无 矩作 的 自由端 之用圆 柱 来行研进究

学 法 方 与 将 因图

此临界荷载要 作 应相 改

变 。

,即式

计 算

这个系 统 的

数时的完 全 一

的 样界临荷

由下 将式计 算

日吮罗气片

叮在。

只要 把 得 的 横 向所挠度 值 乘 以二 便 倍 是我们

求要解 的 结果 了

,

由式

是式 未 虑考剪 切 变 形 时的 临 界 载

荷即

,

算计

于对其 均平直 为径

,

簧直 径条 为其 当 量圆柱的

效 有圈 数为的螺 旋 弹 簧和

日 〔 〕 为

,

,

泊是松 比“

,

是 ,性弹 模 量因而

,

可取

通过和

前面 样一的数 学过 程己

,

得关于

可 此外 弹该簧 在 载荷

下 的 垂 直 挠

其 度上 下支 面严 承格 持 平 保行的 螺 旋 弹簧 之 有关 计 算 式 公如

下。

“ 黔〔卜骨 〕

,,

,

,

饮道 车

年第

99412-100Chi n Acaadeim Jocrnal uleEtcornc iPubilhinsgHouse. Allrig tsh esrrvee.d

h

tpt://www.nck.ient

。。二

,

。。

,

。 。

为其 上 下支 承而保 持平 行 螺 旋 弹的 簧更具 有 代性表

,一

。扮

、下万

,

十任

以 下面 主要 将式

这些公 式 作来图 表及讨 论 各 种 参数 为 便了 于 设计 时 初 步估算 ,

一对弹 簧横 弹向性特 性 的影响 ,

一〔

据根式 比值 和

作了 图 所 示 于 关度 比 及 的 函 数 关 刚 曲系

。线

一一

这由个 图 也 可 以

方便 地很确 定 给 定 螺旋 簧 弹 的 横向 度 刚

一 曰厂厂厂厂厂厂 厂厂厂厂下

尸日厂厂厂厂厂厂厂厂厂尸厂巨口巨巨 一「 勺可厂厂 盯 巨厂口厂口巨巨口 口厂厂厂 厂 「口 厂厂厂厂习巨压口门巨厂巨口 四巨断厂厂 「一 飞 口巨厂巨口 巨日巨『 巨口 口厂口 厄炎 厂厂 厂厂 厂 厂 厂习 」 」日厂 门「瓶 厂 厂厂厂厂 日厂尸厂日叮厂曰厂口厂口日巨 「」 门门汀厂厂蚁斜 日盯 厂日「 门门厂盯日「 口 门门口口巨口口口口口日 厂曰厂门厂曰门口口厂口口厅口口口口口口 曰口 曰限一囚口厂 厂一 门厂 厂「厂 「双双 口〔厂 「 「厂曰「门叮门日门日曰曰口门厂门口 口口口 几 门 、口厂口口门 口口口口巨口口口口口口口 门厂口 喇恻口网厂尸 口日 曰一门口口口口巨口口口口口口 口曰口 口口巨 巨酬口口陌口口口口 口 日门下 日 「门口口门日厂尸口口口口口 日口曰口厂口日口又 曰汉日日曰… 厂 …门 日盯口曰口曰曰门门口门口下口日口 曰 口口口口口门日囚囚园口「… 口 口口口口口口囚困因曰口口口口门门 口 口口口口口二口口口口 … 口 口口 口口喇 口圈口口口口口曰图日万曰曰曰曰日门曰曰叮曰 曰曰 曰」 」口口口口口口口曰四闪 目口目曰日曰门门曰日门门 门口日口口口口口门口 厂口 习门… 「 … 曰门日闪别网门日门口口门口门门门口日门曰门门口曰曰曰门 日 门门门劝一口户口口圈口 门曰门 门门门门门门门门门 门门门门〕 户口日囚口口口口口口口口口口口口口口口口口口门 劝 门门门门 习曰窃阅划日习日日日日 」 口」口口到 口口 口门 训 曰门曰曰门门厂门门口巫 口阅之习困困 门口口口口口口口口日 口 」」口 门门 口曰 口日 囚曰日习困阅口困口日 日口曰日习习口 口 口门 门门门 曰口门币闷门口闷困口自户困之口 口鱼 」 日门门门门门 口曰曰门门 门门曰 门 门门门门门闷刃 团口困目嫂习日日目习困 」日口 口 口 口口 习 口口困口因习图团日曰口口口目日 口口 门口 门门口下 … 」 陌 口曰口可门 口口口 口口口口口曰口」 曰阿 曰 门汉「 曰口冷目曰二曰曰户

一一 一

由于 在 以上的 公 中

式,

构 成

一 对

相 变 数关而 同 时 随垂 直载 荷以

难 以 直 接 从 图 表中 看 出载 荷

化,

〔告普

。。

一,

。・

,一

,“

,

对横

刚度向,

的,影响

高 由度

但 是如 把果。

代之 以 弹 的簧 有 效自。

差〔 丫

,。

・‘

有则关,

夸咎

,

公一 中式便只 存 在一 载个 荷 变量 各

而便

清 楚 能看出 横 向 刚度和 垂 直载 荷 的相 互 关 例 如和

式了,

、 一飞甲 一

一一 介

图经 过 上 述

置 换 写 为后 以下形 式

是根据 ,式

作的对

己。

可把

式范围 时同

画 时出了 己

的曲线族

,

铁 车辆透

的 两条 曲线

年第

,

199 -42010C hnaiA cadmie coJrnal Elucertonic PbulihisngHou s.eA l rightsl reesverd

.htt:/pww/.cnkwi.net

所有有 实 意 义际的 负 载 情 况 本基上 都 在是这

两条 之 线间 的 围 范内

从。这 图个 以可清 楚 地因而 垂

毛和

。。

出横 看 刚向度

直 载 下荷

,

垂和直挠 度

己之

间的数关系函 增加

,

们 间 的关系

各它

与 簧 弹 的细长 度

当垂 载荷 直可 能增加 由图

,

关有 在 同不

口的

。亦

加时

,

留丫洲洲 陌目 二 二 泛 ‘ 二 鑫兰老扛

,

洛也可 能 减 小或 几 是 乎 不变大 在约。

之乙

可以看 出

,

不 多 为 常数 的 加而增增 加 轴 相 交点

处 稳 的定 状

,态

时。

,

之时,

而二

,则

随 之的 增 加 而 小减 曲线 与横 坐 己订标

意这味 弹 着 簧 于处

不。

,

可能 发 生弯 情 屈

叫少 以 尸州 国 沂 洲尸 卜 术澎 训 幼尸盏声 伍 丫产

尸尸

,份

’〕

、 、、

占・

产洲 尸沪

尹洲

声曰

, 口 ‘口 口‘ 曰 ‘口口 口户

匕,

咋灭

,

匕口

峭久

、 ‘护‘

窄闷

女之之

、 、

、李

之多

之边万 馨减丈弃 卜

,,、、

, 叭、

理 论

与 试验 结果 的 比 较为验 证以 公上 式 的 精 确 程度工 厂

,的

场利用 四

方 。

型转 向 架摇的枕 簧 弹进行 了横

石向

咖特 试 性验

试 方验 法图

简 图如 示所

试验

,是

在 等 分 周圆 六的 个方 施 加 向 向力横来 测 定弹簧 横 向的 一力挠 度 特 性曲 线的 为

考察 推在 导 刚 度公 式 时略 去 轴载 向荷影 响

的后 误差程 度 示曲 线是

。 并垂使

直载荷

持不 保变

,按式

作图了,

从别 这图 以可清 看楚到 垂直 载荷 对 的 影 响是十分 显 著 的

即 各

较 大 的

细 弹簧高,

此。 外

,反

式按

中的 数系值作 图了,

此由 图可 看以 剪出 切 形 变的 影响 很也尤 其是 粗 矮 的 弹簧 由图 了

和图

正这 和情的 相

,

了己 , 琳

己己玉

二二二 二

看以 出

,

和 都

大是于

‘ 尸,日 州

数正

道 铁车辆

期1949-210 Chin0a cadAmec Jouirna lEeltcroni cPulbishin Housg. eAl lrihtg rsserved.e

tth:p//ww.wcnikn.e

之t

被试 簧弹的 设 计参数是

二。

米 毫

, 公斤 毫

米,

试 验比 值小,

公斤 米

毫,

误差

,,

,实

际 自 由高 度。

。是但在 试 验 时

弹 簧 在 试 验 载荷

下。

米 毫米

。有

效自 高 由度

其两 端 第 一 个 有效 簧 圈已 部 分 和 固 定 簧接 触 而 圈 使有效 圈 数 有 所减少

经适 当 的修 正公斤 毫

,。

时斤 试 验得到 的特 性 公

,

向刚度 的 计 算 值

为’

。线

此由 求 的得 各个 方向横 刚 向 值度 用极 ,

米 度

, 试比 值 大 公验 斤 毫 米

,

误差

坐标 示于 图

其数

值 分 别 约为

所以

。 文 本的 上述 理 公论 具 式有 够 足的 确精

扛创 叱艺土土土

上上上 止』」’

阵 烹

绷 厚 孔封 哪

“对

现 用 公 式的 讨

论这 里主 要 对 目 前国 推内 和荐 实 际 用使的 两个 计 算 车辆 旋螺弹簧 横 刚向 度的公 式 进行

七」 止 止』土

叱 扫上州

翻。

口葬

,

加翻

撇鹭

—们

论讨

特别 明说外

,

所 里 用符 号 的 义意》

推上荐 用 以 下

〕 与均 本 文 述上相 同

位移祠

《 年铁 科 学道 技术

式计算 螺旋 弹 簧 横的向 度挠 〔“十

卫工 至

中式

, 弹 为 变形 簧后上 下 支 承面 的 夹 角

于上 下 支承 保面 持 行平的弹簧

,

再 若利 以 下用近 似 值数 关系 ,

,

则图

经 适 过当变 换 可改 写后为

,,

、 ,

老分

,

。・

,

十“

,

’斤 毫米

,

一米

,

斤公毫 米

,

公,斤 毫 斤公公斤

此式 与式

公式 实 际 上 本 文 公是式

,比

较 以可 出

这个

的时情

毫米

米二

公斤

二即它没 考有 虑轴向载荷 的影 响,

所以

,均为平

偏 上高艺

尤 是其对 于

大的细 高

,弹

簧可 能 误差 大较,

一・

关于

这 点一

“圆

弹簧

一 二

,

。,

公斤 米毫二

的 向横 性

刚也 说能明

所提 的试 验供资 料,

较小 的第

,

,

组 矮弹

。。

最 大值 和 最 值小 之间相 差 为 △

,

算 值和 试 值较 验接近 组

细高 弹 簧

但对 于

公斤毫 米

按式

。照

可见 螺 旋弹簧 的 横 向弹

较大

则两者相差 第很

性大 具有 明 的显 方向

性 其次 《车 辆 强度

》教科 书 中 议建 使用 以

理 的 计 论 算值为

式公 算 计螺 旋弹 簧 的 横向挠度 “ 〔“铁

道 丰秘 年第 期

19942-001C hnai cAdemiacJo unrla Eectronic Plublihisng Husoe. lAl igrhs treersedv.

h

tp:t//ww.wnkc.nie

t

如图己

一一

所示

,。

上簧 质 横量向位 移 时 其 高。

一七

一, 二二吧尸 一 了一月

心式

是中 在指荷

一 载 弹下簧 两 支 承 间 面 的

艺二。

度 将

低 降

乙位

能 的 失 将 损由弹 簧 向横挠

当 簧上质 量 的 横 向 ’

,曲产

生 的 变 形能 平 衡

来移位乙 不 大时

,

它本与 文

。差相

能 量 的变 化 之 和△ 为 〔 “

这 是引 用 联 《 苏车 设 计辆 算 标计 准建》议 采用 的 公 式

,的

瓦 一

,

一「 下下 “‘么

这 公个 式是 把弹 作簧 为钢 质 圆 柱体导 得它不 仅没 有 考 垂直 载虑荷 的影响

,

也没

有考 剪虑 变形切 影 响

可 的以发

,

经过适 当 的变换 后

实 际 上是 本 公 式

。在

和,

均等于

时的情况

所 以根 据本 文分 析 特别 对 是于,

个公这式 的 误差更大

的 粗 矮 弹

簧,

较小兹

以本文

型△

丈一

,

叫为 对 以 讨上 论有 一数值概 念 试 验

的 用转向 架 的 外圈 枕簧 为 例

,

型 转向架 的外 圈 枕簧

。图

以 上 各 公 式计算

一 ,

其横

刚 度

向于对

转 向 架 的 弹 有 关 簧参 数

,为

十・

二川

毫米

米毫,

一 云

米,

,

,我们 仍 把螺旋 弹 簧 看 一 个作弹 性 圆柱 根 据柱 理圆论

,

两 端 面 保 持 行 平 圆的 之 挠柱

公斤 表

按各 公式 计 算 的 横 刚度向 值 于列下

按式

曲 方

程式 为 ,

一 、

犷 二犷一 气 二 井

一按式

式试验值

而 叙述 曲 长线

度一

斤米毫

的方

程为

式对

毫于米

转 向 架 弹的 簧 关 参 有 数为,

,

,米

,

,

斋得

,

, ,・

,‘

,

毫。斤

公。

一屯

式,中

可由式

按 各 公 计 算 式的 横向刚 值

度列

于下表

乙式

各吮军

一一

二且

,一气

式按

式二

代 此入式

己的近 式

似可

出给以 下 包

含斤 毫公

向稳 窍性 条

无 摇 件动 台转 向 架的 螺 旋 弹簧

邑。,

通常希望

,

,

,

‘十 匕 “

、尽 可能 的 高细以 充 分 利用 它的 横 向弹

有性

二’ 、

,

、一

。,

我,们 必 须 意 保证注 弹 具 簧 必 要有 横 向的。

,并

对‘

‘解

一,

得则一

弹稳定 性性

这个 间 题可 以 根 据 簧上 质量横

位向 移时位 能 变 的 化来研 究

铁 道车辆 第年

,

19492-10 C0hia ncAdeaimcJ ournlaE eltrconc iPbliusing Hhuoes. ll Arihgst e

rsevedr

.h

tpt//:ww.cnki.newt

要使弹簧 悬 挂系 统 横 向弹 性 稳定的 话

式为

,应

」,

的中△

是须 值

于是,

」式

。、

一 者 或最 允 许 横 向大 为

兀不

吮力二

畏乙

,

乙于

代 以

,则

上 可 写 为

厂式

各“

该 所 用 节 号 符 的 义 意上同卜 } 一

飞,

巴当砂 吕

』 中式 括方弧因 数 可 由

式,

—。

米 举车 客 改 的 造型

,

摇无对其摇

当。各,

是等时于

的增

加而 增 加 的 条件

所, 螺以旋 弹簧 横向弹性稳 定

,

台动 螺旋 弹式簧 悬 挂 的 转向 架 为 例螺旋 弹枕簧 进 行 稳 定性 计算 如 外 下和圈内 圈 弹 簧 别 用分 标

示号

数,值定评加 确

以并

且着随各

无标号 者 为 弹 组 的簧数 值

关参数有

值卜 古 一 八一卜

毫米

,

,

二,

米。

下了一 声〕

产。毫,

二毫,

公斤

毫除

了 横弹 向 性 定性稳外

还 应考虑簧

弹根

以据上 数

值有 关

算如 下计

复 倾稳定性 间题

发 生 斜倾,

,

为 避 免弹 支承簧 强 烈

面 斤了 公

把弹簧 的 横 位向移 限制 在 一定

毫米。

,

数值范 内 根围据 图

,

最大 横 向 位移可 由 以下 单 方法简确 定可

建立 以下 力 平 方 程 式衡

斤 毫

米二

公 斤

米各

会毫

。 一

,

米二

米,

”二

,

二且 下一 艺

犷‘

乙,

图从查得

少,

一二二

,内

公斤毫 米

,

,

公一 斤 米毫,

,

各。

下不 一

或 使 用

螺旋 簧 弹的 横 向 度刚 将上 而式写

为一

艺女

乙衫

,

算计 明

表各

,

转型向架 摇 的 螺 旋枕弹

不 能 满足 横 弹向性 稳 定性要 求 过

适 的横 向弹性当止 挡 予以解 决 铁

道 辆丰

可这以通

由此

确可定 弹 的簧最 允 许 横 向大 移位 值 为

年第

199-42100 Cina hcadeAmciJo uraln lEcternoci ubPlsihngi oHseu .lAlrights r esered.v

htpt/:www/cnk..nite

理 上 弹论赞 的 应力 计

算我 悉们 知矩,

,

效有圈数 为

。的奇

数 倍数时

,

,

而因 大为整 致时 数图是

在纯轴 力向, 。

用下

二”

,

条簧

大,

,

因而

也为

大最。

的理研 想 切应剪

是 力作由用 在簧条上 的

八扭得到 的

究 的

详细计 算果结

图 中 小 黑

点和 小圆 是

除 以扭 剖 转面模 量 下。

‘同一 试 而验 不 同按 方法 整 理的试 结验果 〔“ 〕

但 是 了为留有 余 地兀

例 如 制 造工 艺 上 的误 差

的 络包 来 确线定

。姗簧

,

原。

,

以图

可而

个 公 式 是忽略 了簧 条的曲率影 响 而把

看 它作纯 扭 的转 杆 直导得 的 圆周 的应力 分 布 并 不 均匀应

高,

包 线络 公 式为二

际上

,

,

,

内侧应 力较理 想

鱼 旦十 工共里 塑 丝班寒

特别 是对 于 指数,

小 的弹较在 虑考 曲

磷 为

,忿,

应对以式

以 修

一正

,

长 、

率 影响

簧 时 条内 的侧 切 应 力

剪丫

。,

瑟二瓷

式中

,一

一户“

一德

为 考

虑曲率影 响的 正修 系 数

〕可 以

下 简 单公式 行进 计算〔

,

又十

,

厂灭 刀日日 而 阮「 门口下 卜日醉犷 双 口 砚 口缸 扩 研日

系式

按示 图

。于

习夕

在 弹簧端 部 同 作用时 有 向横

斌 力坏水

,、、

、 、 阅、 、肠 、 ,

、情的

况,

,

垂除直 力

生 的 剪 切应 力 外

介 。

。还将

现 加 剪附 应 切力于

端 部 簧 圈 的 内侧

簧弹的 大最应 值力 是位

因此

,

在考 虑 向横使力

簧条 应 力增 时高可 写

为,

簧 条

侧内的 最大 剪 切 应力

丫 。

下‘

万式中 并

沿 弹 非簧 的 几何中

,

考是虑 横向力

作 用 时的应力 增 大 系

很复

杂,

此外

,

垂 直载荷

心,线 作 用的

而一 般是 心偏通 的过

力偏

的要

精 确 算 计系 作 如数下 近 似估算 生 的 矩扭为 横簧向 挠 曲 各二后 ,

但是

,

可以

产心

作 用 使将簧 条 的 切 剪 应力增 高虑 力 偏 的 心作用 时

,

因二此 在

考如

前 述

,由 向力

簧条内 侧的剪 切 应力

在 横 向

力,

作用

下 将弹 生产扭

矩为

,

,,

扭 矩有 的 力效 臂横向力

,

增将加

。另

式中

是 考 力 偏虑 作心 用影 响的 修正系

,于是

,

不 虑考 条 曲 率 簧力和偏 心

力和 心 偏量 。 之具间 有 如下 函 关数系 〔

作用时

,

写 出下 式一

、、

与万‘

百年

第音

万望生

铁道 车

199-20410Chin Acaadmeic JounralElect onicrPub ilshignH oseu .llA rghis retervesd

.h

ttp:/ww/.cnkw.niet

整 理

后得

,

毫米 多

公斤,

‘。、

粤 典

。根据 上 以 数

有一关计 算如 下 二

,

若考 虑 曲率 和 偏 心影响 则上 式 写可为

公斤 毫米

,

,

豁和

了,二

公斤毫米

因此 弹 簧组 垂 的直刚 度 为 斤公毫

米比式

较得

厂 工 , 十下

毫米,

一代若

写为

,

以二

和各

,

则上 可

‘尹

,一

、乙

毫米

,

汕 曰毫口 一

。一

诀冬

,

一、

“上

兰芍笼丫二 各

护乙

各一

图是按 式

。作的 关

于 可看以出

,

和横 挠 度

向乙 的

函数 关系

着 各 线地

,

增。

在 一般 况 下情

于 弹簧由 向 挠 曲 横 所所

以产

生 的加附 切 应剪 力 数 值 比是较大 的素

由和

图 从查 得一

用 横其向 弹 的 螺性 弹 旋 必簧 须考 虑这个

,

二斤公毫米

,二

了 斤 公毫

‘卜力

巨口日日冈哪阴刚叱国团巨 日 圈四刚属 以召叼叼圈口 哪万网麟除划几召圈日 冈口助门刀麒瀚爹肠路叼圈多口日 确洲绷 绷然名忍团多冈口 砚麒幽图映国舞多两门 阀日麒嚎卿 笼乡日门门口夔 闯曰翻翼夔圈尸门日口叮曰 嘴笙日 巴口参口口庄日曰厂日圃曰 口口门口口曰门口口口图

因 此 簧 组弹的 横 向 刚度

十为

毫米

卜。

‘艺匕

下不

,

、・

,,

,,

‘ 。“

了厂

‘二 ”“乙

汀 笔不

,

公 斤 米毫

“ ,

,

、卜 下,

,

从图

,查得 为

列 为举

型餐车 改 的造 摇无 动台

,

由从 图因

此,

查得

,

型 转架向方 案为 例

对 车辆

第 三 位 的枕摇。

旋簧弹 进 行组 应力 计算 如下 而

无 号标者 弹为 簧组的 数 毫米值

,米

纯在

,

作。用 下的剪 切应 力

,。

,为

,外

和圈 内圈弹 簧 分 别用 号

标。

和 表

,

公 毫斤米毫

米,

有关 参 数

,

,二

斤 毫“米

二二

,

,

毫容若 许 簧 弹各各

则这

毫米

,

为铁道 车辆年第

1994 20-1 Ch0niaAcadem c iJuonrla lectrEonic Pulbihisn gHusoe. lAl rgihts rservede

.

htpt://wwwcnki.n.te

转 架 的摇向 枕弹 簧时 各

,

了获 得较 柔为

各乙

的 横向悬 挂 性

特,

一 把般

取 得尽 可

各二

,

以所更 宜 于 使 用本文 的 计 算公

,

式同

承时受 垂 直 载 荷 和横 向 荷载 弹的簧

, 了 由除于 直垂载 荷 引 起 剪的 切应 力

各外

在它,

图各 因

各此

和为

、,

横 向挠曲时 还 将产 生比 较 大的 附加 切 应剪

查得

,

,

所以 在 用利 螺 弹旋 簧的 横向 弹 性

,。

充分 考 虑 到这 个因 素

,

证保弹 簧 具 足

,在

,

作用

下,

,

二使

弹簧 时同 向 位 横

为移

够,的 强度

毫二米 时 的最 大 剪 切应 力 ,

于无 摇 动 台转向 架摇的 枕弹 簧

在 满别特

公 斤毫米

足适 合 的

弹 性性特和 必要 的度强 要 求 提前

,

公 斤 毫

米“,

下、

“,

还 进 行 弹 簧 的应横 向稳 定性校 核

计表 算

外明 圈 簧弹的剪 切 应 力

,

。几

是 在同 取 时 旁 承 消而 利用 弹 簧 纵 弹向 性 的

情下况,

大 超 过 许用应力 果 如 考 虑 进 一 步再超 的载

了。

公 斤

毫米

更 需 注 意 个 问题这

力应 就 更高。

所 以

该弹 簧 设的 计不 能满 足强 要度 求,

主要 参 考 资

陈料铁云 等

由此 可 见

横向 所 力 产 生的附 加 力 应是 很

杆 及杆 系 的 曲弯 稳 和定,

显 而著 要 重的

这 里

是约 增加了

,

,

北京 科 学 教 编辑 育室

,

年设以计 时 必 须 予 以 分充 考

苏民滩

, ,

《铁 科道 技学 术

》年

要使

该 弹 簧的 最 剪大切 应 力几 斤毫米 知须必

各使

,

二则应使

。订

,因而

由 图

车 辆强度,

,

道 铁部教 材编 辑 选 编

组《

所以弹 簧 的 大

,

横,向 挠 度 应限 制

二为

二毫

由 例上 值数计 算 表

,明

,

,

外此垂 直 荷

相同载

,

虽,然在

,

纯》

《 的作用 下 内 外簧圈 应 力的值 大 致。

但 是如 它们果同 时 还 受 承 横向载荷 时 由

此可 见

,

,

,

者两 应的力 相 值 差较大 分 利 其应 用

,

于 对为充

同时 承受 垂直 和横 向载荷 的旋螺弹

,

,在垂 直 载荷 分 配的上 可 以

,

,

,,

适 当 虑 提高一 些 内 的圈比 例 簧 应 力的情 况 趋 于 大致 相近 结

以 使

内 外圈

,,

》一

,

。了

》,

》,

,

本 文 提 的供 向刚度 公 式 比横之 用现 式 具 公 有 较高的 精 度确

,而 且采用 无 因次 的 刚

,度

,

, 形比式较 为 简 明单

了可 以

楚清地看 出 弹

,。

参数 对 横向 弹 性的影响 趋势

设 计 无 摇

动铁

道 车辆

期 914-92010C ihnaA caemdi Jcounrl Elacteornic Pulibsihn Housg.e Allr gihts rserevde

.

http:/w/wwc.nki.ne

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