Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Уральский государственный университет путей сообщения»
(ФГБОУ ВПО УрГУПС)
Кафедра «Вагоны»
Расчетно-графическая работа
по дисциплине «Нетяговый подвижной состав»
вариант № 8
полувагон модели 12-1302
основной габарит погрузки
|
Проверил: доцент Кармацкий В.Ф. |
Выполил: студент гр. ЭД-311 Байбородских А.А. |
Екатеринбург
2013
Инвестиционный прогресс сегодня практически невозможен без участия тяжелого транспорта. Часть перевозок крупногабаритных и тяжеловесных грузов (КТГ) осуществлялась и осуществляется железными дорогами, имеющими существенное ограничение по габаритам и нагрузкам. Рост объемов производства КТГ привел к увеличению трудностей в его железнодорожных перевозках, появилось оборудование с массой и размерами, исключающими его доставку только этим видом транспорта.
Кузова полувагонов предназначены для перевозки сыпучих, навалочных и штучных грузов (каменного угля, руды, леса, проката металлов и тд.), не требующих укрытия и защиты от атмосферных осадков, не имеют крыши. Они являются основным типом вагонов грузового парка (35%), так как имеют наиболее высокие показатели использования. У полувагонов нет крыши, что позволяет полностью механизировать погрузку и выгрузку, обеспечивая удобство производства трудоемких операций с помощью эффективных средств механизации (мостовых кранов, вагоноопрокидывателей и др.). Для механизации разгрузки в полувагонах предусмотрены люки в полу, закрываемые крышками. По назначению полувагоны подразделяются на универсальные и специализированные. К специализированным полувагонам относятся вагоны–самосвалы (думпкары), бункерные вагоны для перевозки нефтебитума, а так же ряд специализированных полувагонов-хопперов для перевозки торфа, горячих окатышей, агломерата, кокса и т.д.
Пассажирские вагоны магистральных дорог проектируются и изготавливаются в соответствии с действующими стандартами и требованиями норм расчёта и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МТ колеи 1520 мм (несамоходных).
Подвижной состав, должен своевременно проходить планово предупредительные виды ремонта, техническое обслуживание и содержаться в эксплуатации в исправном состоянии, обеспечивающем его бесперебойную работу, безопасность движения.
Предупреждение появления неисправностей и обеспечение установленных сроков службы подвижного состава должно быть главным в работе лиц, ответственных за его техническое обслуживание и ремонт. Пассажирские вагоны на тележках ЦМВ могут следовать в поездах со скоростью не более 120 км/ч [ПТЭ].
Дополнительные требования к подвижному составу, который обращается в пассажирских поездах со скоростью более 140 км/ч, устанавливаются соответствующей инструкцией МТ России.
Типы и основные характеристики вновь строящегося подвижного состава утверждаются в порядке, установленном МТ России.
Техническое задание на вновь строящийся подвижной состав утверждается поставщиком по согласованию с МТ России, а чертежи узлов и деталей и технические условия — поставщиком по согласованию с соответствующими департаментами Министерства путей сообщения России.
Каждый вагон независимо от типа и вида должен обладать необходимой прочностью при минимальной массе, быть простым и дешевым в изготовлении, а также удобным и экономичным в эксплуатации.
Конструкции пассажирских вагонов должны отвечать требованиям безопасности, санитарных норм по освещенности, микроклимату, шуму, вибрации, отоплению.
В вагонах должны быть использованы блочные конструкции, допускающие быструю замену модулей и элементов оборудования с учетом удобства монтажа, ремонта и демонтажа и также обслуживания установленного на вагоне оборудования.
Подвижной состав подлежит в соответствии с законодательством Российской Федерации обязательной сертификации в рамках Системы сертификации на федеральном железнодорожном транспорте (ССФЖТ).
Все элементы вагонов по прочности, устойчивости и состоянию должны обеспечивать безопасное и плавное движение поездов с наибольшими скоростями, установленными МТ России. Вновь строящиеся вагоны должны обеспечивать безопасное и плавное движение поездов с наибольшими конструкционными скоростями перспективных локомотивов, предназначенных для обслуживания соответствующих категорий поездов.
Вагоны, не имеющие переходных площадок, должны иметь специальные подножки и поручни.
Вносить изменения в конструкции основных узлов принятого в эксплуатацию подвижного состава, в том числе специального самоходного, допускается только с разрешения соответствующих департаментов МТ России.
Подвижной состав должен удовлетворять требованиям габарита, установленного государственным стандартом.
Вновь построенный, а также прошедший капитальный ремонт подвижной состав, том числе специальный самоходный, до сдачи его в эксплуатацию на железную дорогу должен быть испытан и принят от завода-поставщика в порядке, установленном МТ России.
Каждая единица подвижного состава, должна иметь следующие отличительные четкие знаки и надписи: технический знак Российских железных дорог, номер (для пассажирских вагонов содержит код дороги приписки), табличку завода-изготовителя с указанием даты и места постройки, дату и место производства установленных видов ремонта, вес тары (кроме локомотивов и специального самоходного подвижного состава). Кроме того, должны быть нанесены следующие надписи: напассажирских вагонах, — число мест; на грузовых вагонах — грузоподъемность.
Другие знаки и надписи на подвижном составе и специальном подвижном составе наносятся в порядке, установленном МТ России.
На каждый вагон должен вестись технический паспорт (формуляр), содержащий важнейшие технические и эксплуатационные характеристики.
Технические требования к подвижному составу, а также порядок их технического обслуживания, ремонта и эксплуатации устанавливаются МТ России.
подвижного состава и габаритов погрузки
Одним из главных условий безопасности движения локомотивов, вагонов и иного подвижного состава является предупреждение возможности их соприкосновения со стационарными сооружениями, расположенными вблизи железнодорожного пути, или с подвижным составом, находящимся на соседнем пути. Поэтому стационарные сооружения должны располагаться на определенном расстоянии от железнодорожного пути, а подвижной состав – иметь ограниченное поперечное очертание.
ГОСТ 9238–83 устанавливает следующие термины:
габарит приближения строений железных дорог – предельное поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, внутрь которого помимо подвижного состава не должны заходить никакие части сооружений и устройств, а также лежащие около пути материалы, запасные части и оборудование, за исключением частей устройств, предназначенных для непосредственного взаимодействия с подвижным составом (контактных проводов с деталями крепления, хоботов гидравлических колонок при наборе воды и др.), при условии, что положение этих устройств во внутригабаритном пространстве увязано с частями подвижного состава, с которыми они могут соприкасаться, и что они не могут вызвать соприкосновения с другими элементами подвижного состава;
габарит подвижного состава железных дорог – предельное попе- речное (перпендикулярное оси пути) очертание, в котором, не выходя наружу, должен помещаться установленный на прямом горизонтальном пути (при наиболее неблагоприятном положении в колее и отсутствии боковых наклонений на рессорах и динамических колебаний) как в порожнем, так и в нагруженном состоянии не только новый подвижной состав, но и подвижной состав, имеющий максимальные нормируемые износы.
Пространство между габаритами приближения строений и подвижного состава (а для двухпутных линий также между габаритами смежных подвижных составов) обеспечивает безопасные смещения подвижного состава и погруженных на нем грузов, возникающие при его движении, а также обусловленные допустимыми отклонениями элементов пути.
Все смещения вагона могут быть сведены к следующим четырем группам:
а) вызываемые возможными отклонениями в состоянии пути – уширение колеи, перекосы и износы шпал и подкладок, упругие осадки шпал и балласта и т. п.;
б) динамические колебания вагона, возникающие при его движении;
в) обусловленные зазорами и износами ходовых частей прогибы и осадки рессорного подвешивания от статической нагрузки;
г) выносы частей вагона в кривых.
В зависимости от способов учета вышеуказанных смещений вагонов различают две системы габаритов подвижного состава: строительную и эксплуатационную.
Если пространство между габаритами приближения строений и подвижного состава предназначено для первых трех групп смещений (а, б и в), то устанавливаемый при такой системе учета смещений габарит подвижного состава называется строительным.
Если вышеуказанное пространство предусмотрено для первых двух групп смещений (а и б), то получаемый при этом габарит называется эксплуатационным габаритом подвижного состава.
Габарит погрузки – предельное очертание груза в плоскости, перпендикулярной продольной оси железнодорожного пути, за пред
елы которого не должен выходить груз (вместе с упаковкой и креплением), находящийся на открытом подвижном составе, расположенном на прямом горизонтальном участке пути при совмещении вертикальных осей пути и вагона.
Размеры некоторых грузов, размещаемых на открытом подвижном составе, превышают габарит погрузки. Такие грузы называются негабаритными. К негабаритным относятся также такие грузы, вы- ход которых за пределы габарита погрузки в криволинейных участках пути превышает геометрические выносы расчетного вагона дли- ной 24 м с базой 17 м.
В зависимости от высоты над уровнем верха головок рельсов, на которой груз выходит за габарит погрузки, установлены три зоны негабаритности: нижняя, боковая или верхняя. [методичка]
Верхнее очертание габарита 1-ВМ (рисунок 3.1). Габарит предназначен для вагонов, допускаемых к обращению по всей сети железных дорог России и стран СНГ и по всем основным линиям железных дорог — членов Организации сотрудничества железных дорог (ОСЖД) колеи 1435 мм с незначительными ограничениями только на отдельных участках этих дорог.
Рисунок 3.1 Верхнее очертание габарита 1-ВМ
Размеры, показанные в виде дроби, означают:
в числителе - размеры, которым должны удовлетворять все вновь строящиеся вагоны, предназначенные для международного сообщения, а также ранее построенные вагоны при следовании по железным дорогам НРБ, ВНР, ГДР, ПНР, СРР и ЧССР;
в знаменателе - размеры для ранее построенных вагонов при обращении их в пределах железных дорог Союза ССР и МНР.
Нижнее очертание габарита 1-ВМ ( рисунок 3.2). Габарит предназначен для подвижного состава, проходящего по путям железных дорог Союза ССР колеи 1520(1524) мм и путям железных дорог - членов ОСЖД колеи 1435 мм, включая пути сортировочных горок железных дорог Союза ССР, оборудованные вагонными замедлителями, при любом их положении.
Рисунок 3.2 Нижнее очертание габарита 1-ВМ
модели 12-757
Четырехосный универсальный полувагон модели 12-532 предназначен для перевозки сыпучих (непылевидных), крупнокусковых, штучных, штабельных и других грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков.
Полувагон состоит из кузова, установленного на двухосные тележки, оборудованного автосцепным устройством, автоматическим и стояночным тормозами.
Цельнометаллический сварной кузов включает в себя: раму, две боковые и две торцовые стены, 14 разгрузочных люков с крышками, образующими пол кузова. На кузове полувагона имеются увязочные устройства, внутренние и наружные поручни — ступени, подножки и поручни составителя; скобы для сигнальных фонарей (ОСТ 24.159. 106—76).
Основные несущие элементы полувагона изготовлены из стали марки 09Г2Д по ГОСТ 19281-73 и ГОСТ 19282-73, обшивка стен и крышек люка - из гнутого профиля с периодическими гофрами из стали марки 10ХНДП.
Конструкция полувагона модели 12-532 выполнена на базе полувагона с торцовыми дверями. При этом торцовые двери кузова заменены сплошными стенками. В связи с этим вместо угловых стоек коробчатого сечения предусмотрены угловые стойки.
Боковая стена представляет собой сварную конструкцию, состоящую из каркаса и металлической обшивки. Каркас боковой стены состоит из верхней и нижней обвязок, соединенных между собой двумя угловыми и шестью промежуточными стойками.
Рама полувагона имеет хребтовую балку, сваренную из двух зетов и двутавра, две шкворневые балки замкнутого коробчатого сечения с вертикальным листами и горизонтальными поясами (верхний — гнутый омегообразный профиль и нижний — штамповка), две концевые балки из гнутого уголкового профиля и нижнего листа, поперечные балки двутаврового профиля из вертикального листа и двух горизонтальных поясов.
Торцовая стена включает в себя верхнюю и нижнюю обвязки, два горизонтальных пояса жесткости, две боковые стойки, две малые полустойки и лист обшивки. Горизонтальные пояса жесткости выполнены из омегообразного профиля, применяемого для стоек боковой стены, и расположены параллельно верхней и нижней обвязками по всей ширине торцовой стены. Верхняя обвязка — из холодногнутого швеллера, усиленного планкой, для создания жесткой коробчатой конструкции, нижняя обвязка — из уголка 160x100x10. Боковые стойки, предназначенные для соединения торцовой стены с угловыми стойками боковых стен, выполнены из горячекатаного швеллера. Усиливающие малые полустойки — из корытообразного холодногнутого профиля — предназначены для усиления связи торцовой стены с концевой балкой рамы. Обшивка торцовой стены выполнена из двух гладких листов. С внутренней стороны торцовой стены на верхней обвязке приварены скобы для установки лесных стоек.
На вагоне установлено типовое автосцепное устройство с автосцепкой СА-3 и поглощающими аппаратами пружинно-фрикционного типа.
Вагон оборудуется пневматическим автоматическим тормозом с воздухораспределителем 483М и грузовым авторежимом. Тормозная рычажная передача, позволяющая применять композиционные и чугунные тормозные колодки, оборудована регулятором тормозных рычажных передач. Имеется также ручной стояночный тормоз с приводом.
Ходовой частью вагона служат две двухосные грузовые тележки модели 18-100 с литыми боковыми и надрессорными балками из низколегированной стали с центральным рессорным подвешиванием и колесными парами с буксами, оборудованными роликовыми подшипниками.
Выпускается по ТУ 3-945-76. Год постановки на серийное производство — 1973, год снятия с серийного производства — 1988. Изготовитель — Уральский вагоностроительный завод им. Ф. Э. Дзержинского.
На основании исходной осевой нагрузки и осности вагона, которые определены по заданному вагону, грузоподъемность разрабатываемой конструкции (нового) вагона рассчитывается по формуле:
, (1)
где – масса брутто вагона, т;
, (2)
где – осевая нагрузка, тс (=25тс);
– количество колесных пар в вагоне;
– технический коэффициент тары.
Ориентировочное значение технического коэффициента тары определяется исходя из параметров заданной модели вагона:
. (3)
где – тара заданного вагона,
– грузоподъемность заданного вагона.
Расчет грузоподъемности вагона-аналога
т,
,
5.2. Определение линейных размеров вагона
После определения грузоподъемности разрабатываемого вагона определяется его тара
. (4)
Зная удельный объем (значения берутся по заданному вагону) и грузоподъемность вагона Р, можно определить геометрический объем кузова V.
, (5)
. (6)
Внутренняя длина полувагонов находится из выражения
, (7)
где – площадь поперечного сечения кузова, заполненного грузом, м2.
м
При определении внутренней длины полувагонов следует учитывать, что из условия взаимозаменяемости крышек люков расстояние между стойками боковой стены полувагона должно быть равно 1750 мм, поэтому внутренняя ширина 2,9.
Наружная длина кузова 2L вагона совпадает с длиной рамы 2LР и определяется по формуле
, (8)
где – толщина торцевой стены кузова (по заданному вагону).
м
Наружная ширина кузова равна
, (9)
где − толщина боковой стены кузова (по заданному вагону).
Под толщиной боковой стены понимается расстояние от внутренней грани проекции ширины вагона до наиболее выступающих частей вагона. В крытых вагонах учитывают также толщину боковой двери; в цистернах наружную лестницу, если она расположена на цилиндрической части котла.
Длина вагона по осям сцепления определяется по формуле
, (10)
где– вылет автосцепки, т.е. расстояние от оси сцепления до концевой балки.
База вагона определяется по формуле
, (11)
где – соотношение между длиной рамы и базой вагона, при котором горизонтальные смещения концов кузова наружу кривой и его середины в сторону центра при прохождении вагоном криволинейных участков пути приблизительно одинаковы.
Длина консольной части вагона равна
, (12)
Из условия размещения автосцепного оборудования на раме вагона длина консоли не должна быть менее 1500 мм.
5.3. Сравнение заданного вагона и вагона – аналога
Сравнение заданного вагона и вагона- аналога сводятся в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 Сравнительная таблица
|
Показатели |
заданный вагон |
вагон-аналог |
|
Номер модели |
12-1302 |
|
|
Грузоподъемность, т |
70,5 |
75 |
|
Масса тары, т |
23,5 |
25 |
|
Объем кузова, м3 |
77,0 |
82,5 |
|
База вагона, м |
8650 |
10,2 |
|
Длина, м: |
||
|
– по осям сцепления Автосцепок |
13920 |
15520 |
|
– по концевым балкам рамы |
12780 |
14300 |
|
Ширина, м: |
||
|
– максимальная |
3165 |
3 154 |
|
– внутри кузова |
2911 |
2 900 |
|
Высота от уровня головок рельсов, м: |
||
|
– максимальная |
3 500 |
3500 |
|
– до уровня пола |
1040 |
1040 |
|
Высота кузова внутри (по боковой стене), м |
2065 |
2065 |
|
Коэффициент тары |
0,3525 |
0,3513 |
|
Удельный объем кузова, м3/т |
1,09 |
1,09 |
|
Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН |
230 |
При проверке вписывания проектируемого грузового вагона в габарит подвижного состава нужно произвести уменьшение горизонтальных размеров этого габарита на величину зазоров и износов ходовых частей вагона в кривых (рисунок 1) , а вертикальных размеров – на величину статического прогиба рессорного подвешивания и измеряемых в вертикальном направлении износов ходовых частей вагона.
Рисунок 1 – Схема для определения смещений (выносов) частей вагона в кривом участке пути.
На рисунке 1.а изображено расположение расчетных поперечных сечений по длине вагона I-I – основное сечение; II -II – внутреннее сечение; III-III – наружное сечение; 1.б смещения (выносы) частей вагона в кривом участке пути.
Горизонтальные размеры. Максимально допустимые горизонтальные размеры вагона получаются путем уменьшения поперечных размеров соответствующего габарита подвижного состава с каждой стороны на величины ограничений E0 , EВ , EН поперечных смещений вагона при вписывании в кривую расчетного радиуса с учетом наибольших допускаемых износов и зазоров деталей его ходовых частей (рисунок 2). Величины Е определяют для различных сечений по длине вагона: основных I-I, внутренних II -II и наружных III-III (рисунок 1). Это связано с тем, что в кривых участках пути радиуса R указанные сечения вагона получают различные смещения относительно оси пути. Поперечные сечения, проведенные через точки, получаемые в пересечении продольной оси кузова вагона и средней линии пути, называют направляющими или пятниковыми (E0), независимо от наличия пятников в вагоне. Расстояние между направляющими сечениями соответствует базе вагона. Все сечения вагона, расположенные между направляющими смещающиеся с оси пути внутрь кривой, называются внутренними (EВ), а расположенные в консольных частях вагона – наружу и называются наружными (EН).
Тогда максимально допускаемая ширина вагона 2Вi на некоторой высоте Н от уровня головки рельса определяется по формуле:
, (13)
где В0 − полуширина соответствующего габарита подвижного состава на той же высоте, мм;
Еi − одно из указанных выше ограничений, мм.
Для направляющих (по пятнику) поперечных сечений ограничение определяют (в мм) по формуле
. (14)
Для поперечных сечений вагона, расположенных между его направляющими сечениями, ограничение определяют (в мм) по формуле:
. (15)
Для поперечных сечений вагона, расположенных снаружи (по консоли) его направляющих сечений, ограничение определяют (в мм) по формуле
. (16)
В формулах обозначено:
2SK – максимальная ширина колеи в кривой расчетного радиуса (2SK=1543), мм;
2dГ– минимальное расстояние между наружными гранями предельно изношенных гребней колесной пары, мм;
q – суммарное наибольшее поперечное перемещение в направляющем сечении в одну сторону из центрального положения рамы тележки относительно колесной пары, мм; q = 4 мм для 4-осных вагонов;
w – то же, но кузова относительно надрессорной балки тележки вследствие зазоров при максимальных износах, мм; w =31 мм для 4-осных вагонов,
2l – расстояние между направляющими сечениями вагона (база вагона), м;
n – расстояние от рассматриваемого поперечного сечения вагона до его ближайшего направляющего сечения, м;
k – величина, на которую допускается выход вагона, проектируемого по габаритам: 0-ВМ, 02-ВМ, 03-ВМ и для нижней зоны габарита 1-ВМ за очертание этих габаритов в кривой R = 250 м, мм;
k1 – величина дополнительного поперечного смещения в кривой расчетного радиуса (R = 250 м – для габаритов 0-ВМ, 02-ВМ, 03-ВМ и нижней зоны 1-ВМ (0-Т); R = 200 м – для габаритов Т, 1-Т и верхней зоны 1-ВМ, мм;
k2 – коэффициент, зависящий от величины расчетного радиуса кривой;
k3 – уширение габарита приближения строений в расчетной кривой.
Числовые значения максимального бокового смещения (разбег) предельно изношенной колесной пары (SК − dГ ), для вагонов массовой постройки колеи 1520 мм в кривой расчетного радиуса определяют по формуле (рисунок 1):
(17)
где L – минимальное допустимое расстояние между внутренними гранями ободов колес колесной пары (L= 1437), мм;
– минимальная толщина гребня колеса (=25), мм.
Рисунок 1 – Положение колесной пары в колее
Расчет ограничений ЕО, ЕВ, ЕН (с некоторыми допущениями) производим из условия вписывания в габарит на прямом участке пути по формулам:
, (18)
, (19)
где – ограничения полуширины соответствующих сечений в прямой, мм;
SП −максимальная ширина колеи в прямой (SП= 1528), мм.
Тогда допустимая ширина вагона будет равна
= 2136
= 3154
= 2050
= -114,861
=49,836
=1030
=14300
Рисунок 2 – Горизонтальная габаритная рамка
Вертикальные размеры. Для получения наименьшего допустимого возвышения кузова и укрепленных на нем частей над уровнем головки рельса необходимо к размерам по высоте соответствующей габаритной рамки (рисунок 3), прибавить величину возможного в эксплуатации понижения этих частей, т.е.
, (20)
где −сумма, ниже расшифрованных величин (таблица 2):
• уменьшение толщины обода колеса в результате обточек его при ремонтах, проката и наличия местных выбоин на поверхности катания. Итоговая величина этого понижения определяется как разность между проектной толщиной обода нового колеса и допустимой в эксплуатации наименьшей толщиной обода колеса;
• уменьшение радиуса колесного центра, допускаемого правилами переформирования колесных пар (для цельнокатанных колес его принимают равным нулю);
• понижение за счет износов опорных поверхностей, жестко опирающихся непосредственно на буксы частей (боковые рамы тележек, балансиры и т.п.);
• равномерной статической осадки надбуксового подвешивания не экипированного подвижного состава вследствие старения пружин;
• равномерного прогиба надбуксового подвешивания от расчетной нагрузки;
• равномерной статической осадки рессорных комплектов центрального подвешивания у порожнего подвижного состава вследствие старения пружин и рессор;
• равномерного прогиба центрального подвешивания от расчетной нагрузки;
• износа по толщине пятника и подпятника (или скользунов при опирании кузова на скользуны) и элементов подвески.
Таблица 3 – Величины возможных перемещений элементов вагонов, оборудованных роликовыми подшипниками [1]
|
Виды возможных перемещений |
Элемент вагона |
Величина возможного перемещения элементов вагонов, мм |
||
|
грузовых |
||||
|
четырехосные |
шестиосные |
восьмиосные |
||
|
Понижения |
Буксы рамы тележки кузова |
53 55 110 |
53 55 110 |
53 55 115 |
|
Горизонтальные поперечные перемещения |
Буксы рамы тележки кузова |
1 3 31 |
1 3 29 |
1 3 35 |
Рисунок 3 – Нижнее очертание габарита 1 Т для обрессоренных частей кузова
1