Изчисляване на осите на колоосите
По време на движението на автомобила по коловоза колесната връзка е изложена на различни статични и динамични сили. Основните сили, взети под внимание, когато изчисляване на якостта на оста на автомобила, включват: контейнера на вагона и масата на товара в него; сили, причинени от центробежна сила, която възниква върху извити участъци от коловоза; сили, причинени от натиск на вятъра върху повърхността на тялото; инерционни сили по време на спиране; сили, произтичащи от натиска на спирачните накладки върху джантата на колелото; сили по време на трептенето на автомобила върху пружините и сили от удари на колелата в ставите на релсите; сили, възникващи, когато колесната пара се вписва в кривата, при движение по стрелките и сили, които усукват оста при търкаляне на колела с различни диаметри.
Ако на средната част на оста е монтирана скоростна кутия или задвижваща ролка на генератора, тогава се вземат предвид съответните инерционни сили.
Има няколко метода за изчисляване на мостовете на каретата. Най-точният от тях е методът за отделно определяне на основните сили, действащи на оста, с най-лошата им комбинация. На практика се използват и опростени методи за изчисляване на оси (методи на TsNII-NIB, OSJD). В железниците железопътното изчисление също се използва по формулите на VNIIZhT и Бюрото за научни изследвания (NIB) на вагоностроенето съвместно разработи по-усъвършенстван метод. В САЩ се използва методът на Reuleaux, който се различава от метода TsNII-NIB по стойността на хоризонталния товар, избран от условията за максимална стабилност на автомобила, когато той се върти около надлъжната ос (странично преобръщане). Специалистите от ГДР са разработили метод за изчисляване на оста, приет от Организацията на железопътната общност на социалистическите страни (OSJD). При този метод проектните напрежения в оста се сравняват с границите на умора на неговия материал и се определят границите на умора за проектните секции.
Изчисляване на оста с определяне на основните сили, действащи върху оста (усъвършенстван метод)
Изчислението се извършва, като се вземе предвид отделното определяне на основните сили, действащи на оста в най-лошата им, но възможна комбинация. Местата на прилагане на силите са зъбците и контурите на оста.
При някои видове автомобили (моторни автомобили, с електрически генератор, задвижван от оста и др.), Сили могат да се прилагат и към средната част на оста.
Помислете за основното проектни натоварвания, действащ на ос.
Вертикално статично масово натоварване товарът и контейнерът на автомобила минус масата на колесната пара се разпределят равномерно между осите. Тогава натоварването Qst на една ос ще бъде
а натоварването на едната врата е Qst/2,
където Q е полезният товар на автомобил;
n е броят на колоосите в автомобила;
q е условната маса на колооса.
Силата на вятъра Pw (фиг. 1) и центробежната сила Pc, действащи в една посока, са склонни да преобръщат каросерията на автомобила и да създават допълнителни вертикални натоварвания Qw и Qc върху зъбците на осите, разположени от едната страна на автомобила; със същото количество те разтоварват вратовете от другата страна. Размерът на тези натоварвания ще бъде равен на:
където hв и hц са разстоянията от точките на прилагане на резултантните сили на вятъра и центробежните сили, съответно, до оста;
L е разстоянието между средните точки на шийките.
Фигура: 1 - Ефектът на вятъра и центробежните сили върху автомобила
Всяка ос на врата се въздейства със сила в зависимост от броя на колесните двойки n, равна на (Qw + Qc)/2. Освен това хоризонталните сили Рв и Рц, действащи в една посока, притискат колесната колона към лявата релса, която я задържа и упражняват хоризонтален натиск върху фланеца на лявото колело.
В резултат от израза се определя общата хоризонтална сила H, действаща по оста
Инерционната сила Ri по време на спиране ще натовари предните мостове (по хода на автомобила) и ще разтовари задните мостове. В съответствие с това, всеки журнал на предните оси ще получи допълнително вертикално натоварване Qi/n:
където hi е височината на центъра на тежестта на тялото с товара над равнината на централните плочи;
Ако спирачният вагон е талига, тогава поради действието върху централната плоча на силата Pi/2 предната ос на талигата ще получи допълнително натоварване Qt (фиг. 2):