Конструирование и расчет вагонов. Часть 1. Александров Е.В

Конструирование и расчет вагонов

Конструирование и расчет вагонов. Часть 1. Александров Е.В

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Самарский государственный университет путей сообщения

Кафедра Вагоны

«Конструирование и расчет вагонов»

Контрольная работа №1

Выполнила:

Каминцева О.                      

Шифр 08-В-3215

Проверил:

Александров Е.В

Самара 2013

  1. Крытый двухъярусный вагон модели 11-835.
    1. Основные параметры вагона.
    2. Вписывание вагона в габарит.
  2. Колесные пары.
    1. Ось колесной пары.
    2. Цельнокатаное колесо.
    3. Расчет оси колесной пары условным методом.
  3. Подшипники качения

3.1 Расчет подшипников на долговечность.

      Библиографический список

1 Крытый двухъярусный вагон модели 11-835

Все вагоны независимо от назначения и конструкции состоят из элементов (узлов), общих для вагонов любого типа. К этим элементам относятся ходовые части, кузов, ударно-тяговые приборы и тормозное оборудование.

К ходовым частям относятся колесные пары, буксы и рессорное подвешивание. В современных вагонах ходовые части объединяются в самостоятельные узлы, называемые тележками.

Кроме перечисленных элементов, тележки имеют раму, на которой крепятся детали рессорного подвешивания, тормозного оборудования и предохранительные скобы, а для передачи нагрузки от кузова на тележку – надрессорные балки с подпятниками и скользунами.

Ходовые части (тележки) являются наиболее ответственными узлами, которые должны обеспечивать безопасность движения вагона по рельсовому пути с необходимой плавностью хода (наименьшее динамическое воздействие на перевозимый груз и на элементы пути) и наименьшим сопротивлением движению.

Кузов вагона предназначен для размещения пассажиров или грузов. Конструкция кузова зависит от типа вагона. У многих вагонов основанием кузова является рама, состоящая в основном из продольных и поперечных балок, жестко соединенных между собой.

На раме кузова размещаются ударно-тяговые приборы и часть тормозного оборудования. Рама кузова через пятники опирается на подпятники тележек, а у нетележечных вагонов – на упругие элементы рессорного подвешивания.

Расстояние между центрами пятников называется базой вагона (у нетележечных вагонов это расстояние измеряется между осями крайних колесных пар).

Для перевозок автотранспорта и спецтехники используют, так называемые, вагоны – автомобилевозы и транспортеры, платформы (одно- и двухъярусные), специализированные крытые и полукрытые (вагон — сетка), вагоны промышленного назначения и транспорта.

Наиболее востребованными среди используемых железнодорожных вагонов подобного назначения являются:

  • 1. Четырехосный крытый вагон — автомобилевоз с нестандартной для данного типа высотой 5 метров для легкового нетипового транспорта.
  • 2. Универсальный грузовой вагон 11-К651 цельнометаллической конструкции для обычных легковых автомобилей, подъемностью 42 тонны.
  • 3. Специализированный двухъярусный вагон 11-835 крытого типа повышенной защиты под легковой транспорт со съемными сетчатыми боковыми стенками (производство Финляндия).
  • 4. Усовершенствованный АО «Днепровагонмаш в 1992г. вагон – транспортер 11-4081, модернизированный под микроавтобусы с сеткой на боковые поверхности.
  • 5. Адаптированный под климатические условия России вагон 11-287 для легковых автомобилей («Алтайвагон»).
  • 6. Специализированный грузовой вагон 22-4082 для перемещения транспорта для пассажирских перевозок (троллейбусов и т.п.), грузоподъемностью 62,8 тонн. Выпускается АО «Днепровагонмаш» с 1992г.
  • 7. Крытый двухъярусный грузовой вагон – сетка 11-287 для легкового транспорта, дополнен специальными переездными площадками, поверхность пола из гофрированного высокопрочного листа, крепление колесными упорами.
  • 8. Одноярусный вагон – платформа 13-9009 для транспортировки автомобилей/прицепов/полуприцепов, выпускаются с 1996г. на АО «Абаканвагонмаш».
  • 9. Двухъярусная полукрытая платформа 13-497 для легковых автомобилей. Удачный вариант платформы, на сегодняшний день не нуждается в модернизации, выпускались с 1970 года КВЗ и ДВЗ имени газеты «Правда».
  • 10. Четырехосная открытая платформа 13-401 и марки 13-4012 с металлическими откидными боковыми бортами. Грузовая платформа этой марки предназначена для транспортировки колесной и гусеничной спецтехники и машин, не требующих усиленной защиты/укрытия от атмосферных осадков.
  • 11. Двухъярусная полукрытая платформа 13-1479 для автомобилей с конструкцией самоходной погрузки. И т.п.

При выборе марки и модели грузового вагона автомобилевоза/платформы специального назначения учитывают объем, габариты, массу, необходимую степень сохранности внешних визуальных характеристик и защиты от повреждений, количество, дальность перевозок, возможность самоходной погрузки или требуется погрузчик для спецтехники и т.п.

     Крытый двухъярусный вагон модели 11-835 для перевозки легковых автомобилей (рис. 1.1) сконструирован с целью обеспечения повышенной защиты и сохранности товарного вида перевозимых автомобилей.

Рисунок 1.1-Крытый двухъярусный вагон модели 11-835

Кузов вагона цельнометаллический, двухъярусный.

Рама 6 образует нижний ярус кузова. Кроме того, имеются верхний ярус 4, боковые стены 7, торцовые двери 2, крыша 1 и переездные площадки 3.

Торцовые двери и переездные площадки обеспечивают беспрепятственный проезд автомобилей по всему составу.

В средней части вдоль боковых стен вагона предусмотрены проемы 5, закрытые металлической сеткой.

Основа рамы кузова(рис.1.2) — хребтовая балка 5. Она соединена с двумя боковыми 2, двумя концевыми 1 балками.

Рисунок 1.2- Рама вагона

Двумя шкворневыми 4, девятью поперечными 8 и четырьмя продольными 6 балками, а также четырьмя раскосами 3.

Хребтовая балка выполнена из двух швеллеров № 30, соединенных между собой диафрагмами.

В консольной ее части установлены передние и задние упоры автосцепки, а за шкворневыми балками размещены грузы 7 общей массой 2,7 т для придания устойчивости вагону против опрокидывания от центробежной силы и ветровой нагрузки.

Боковые балки рамы изготовлены из швеллера № 20. Концевые балки сварные П-образного сечения и сварены из листов толщиной 12 мм.

В месте постановки ударной розетки концевая балка имеет углубление на 100 мм, позволившее уменьшить вылет автосцепки с 610 до 510, мм.

Для безопасности работы составителей поездов на концевых балках установлены поручни. Шкворневые балки сварные, коробчатого сечения.

В зоне пересечения с хребтовой балкой на нижних листах шкворневых балок установлены пятники, усиленные сверху надпятниковыми коробками, а на расстоянии 762 мм от продольной оси вагона снизу приварены скользуны. 
Поперечные промежуточные балки рамы выполнены из швеллеров № 14, продольные — швеллеров № 10, а раскосы — из швеллера № 30. Пол настлан из металлических гофрированных листов толщиной 3 мм.

Для установки колесных упоров, предназначенных для крепления автомобилей, в полу предусмотрены щелевые пазы.

Верхний ярус кузова представляет собой раму с металлическим настилом пола из гофрированных листов толщиной 3 мм со щелевыми пазами для колесных упоров.

Рама верхнего яруса состоит из двух боковых продольных 6, двух концевых и набора промежуточных поперечных балок 14. Продольные и концевые балки сварные замкнутого коробчатого сечения из гнутых профилей, а поперечные балки — из гнутых П-образных элементов.

Боковые стены кузова цельнометаллические. Они состоят из каркаса, металлической обшивки и двух рядов окон 5 и 7, размещенных по всей длине вагона и закрытых сетками.

Один из рядов 7 расположен на уровне крыши автомобилей нижнего яруса, а другой 5 — на уровне колес автомобилей верхнего яруса. Рамы окон изготовлены из гнутых уголков и приварены к стойкам, а также к верхней и средней продольной обвязкам стен.

В рамки вделаны сетчатые решетки, выполненные из проволоки сечением 6 мм. Ячейки решетки имеют ромбическую форму с размерами большей диагонали 150 мм.

Каркас стены включает верхнюю  и нижнюю  обвязки, среднюю продольную балку 6″, являющуюся боковой балкой рамы верхнего яруса, две угловые и тринадцать промежуточных стоек , а также двенадцать раскосов.

Раскосы поставлены только между нижней обвязкой и средней продольной балкой и направлены в противоположные стороны от середины вагона. Угловые стойки замкнутого коробчатого сечения, а верхняя обвязка — из гнутого уголка, нижняя обвязка — из прокатного швеллера № 20, промежуточные стойки и раскосы — из гнутых швеллеров.

Обшивка стен  металлическая гофрированная. С нижней обвязкой  стена связана накладками и усилена уголками

. Крыша кузова металлическая сварная. Каркас крыши обшит гофрированными листами 1. Каркас выполнен из двух продольных обвязок 3 и набора дуг 2 соответственно уголкового и Z-образного профилей. Дуги крыши, стойки стен и поперечные балки лежат в одной плоскости, образуя замкнутые шпангоуты.

Торцовые стены обеих сторон кузова представляют собой двустворчатые двери, Переездные площадки при закрытии дверей поднимаются в вертикальное положение.

При этом нижняя площадка располагается с наружной стороны дверей, а второго яруса — с внутренней стороны кузова. Стопорное устройство нижней площадки может быть заперто навесным замком, без открытия которого нельзя опустить переездную площадку и открыть двери. Для облегчения подъема переездные площадки снабжены пружинными компенсаторами.

Закрепление автомобилей в вагоне предусматривается съемными колесными упорами.

Колесный упор (рис 1.3) имеет корпус 3, внутри которого размещены винт 4 с регулировочной гайкой 5 и закидка 6.

Рисунок 1.3-Колесный упор

Винт шарнирно соединен с рычагом 2, заканчивающимся башмаком 1, на который опирается колесо автомобиля 10.

Подошва корпуса упора крепится к полу 7 рамы двумя захватами 9 через щелевые пазы и удерживается закидкой 6, которая прижимается к полу пружиной 8.

При вращении гайки винт по ступательно перемещается относительно нее, тянет за нижнее плечо рычага и прижимает башмак 1 к колесу. Обжатие всех четырех колес обеспечивает надежное закрепление автомобиля на вагоне.

Ходовые части, автосцепное устройство и тормозное оборудование — типовые. В качестве ходовых частей используются тележки грузовых вагонов модели 18-100 с четырьмя пружинами в комплекте вместо семи.

Рисунок 1.4 Двухъярусный крытый вагон модель 11-835

1.1 Основные параметры вагона

Основными параметрами вагона являются: грузоподъемность Р, тара Т, осность mo, объем кузова V, линейные размеры. Для сравнения вагонов между собой пользуются величинами, представляющими отношениями этих параметров: удельный площадь пола fy, технический коэффициент тары кт, осевая ро и погонная qп нагрузки.

Правильный выбор параметров обеспечивает наименьшие затраты на перевозку грузов. Так как вагоны имеют длительный срок службы, то вновь проектируемые конструкции должны удовлетворять не только современным, но и перспективным условиям эксплуатации.

Таблица 1.1-Технические характеристики вагона 11-835

ПоказательВагон (модель)
11-835
Грузоподъемность, т25
Тара, т35
Объем кузова, м
База вагона, м17
Длина осям сцепления автосцепок, м24,26  23,24
Ширина, м:  кузовамаксимальная3,232  2,1
Высота максимальная от головок рельсов, м5,125
Коэффициент тары1,4
Удельный объем кузова, м /т
Осевая нагрузка, кН147
Погонная нагрузка, кН/т24,7
Конструкционная скорость  движения, км/ч120
Габарит по ГОСТ 9238-831-Т

Источник: https://www.myunivercity.ru/%D0%A2%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D0%BF%D0%BE%D1%80%D1%82/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%B8_%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%87%D0%B5%D1%82_%D0%B2%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%B2/127828_2030848_%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B01.html

Вагоны. Основы конструирования и экспертизы технических решений

Конструирование и расчет вагонов. Часть 1. Александров Е.В

Вагоны относятся к одной из главнейших составляющих технических средств железных дорог. Вагон — это единица подвижного состава, предназначенная для перевозки грузов и пассажиров.

Совокупность вагонов, работающих на сети железных дорог, представляет собой вагонный парк железнодорожного транспорта, отличающийся многообразием конструкций, которые можно разделить на две большие группы. Одна из них — это пассажирские вагоны, обеспечивающие потребности пассажирских перевозок, а другая — грузовые, в которых осуществляется перевозка грузов.

В свою очередь, каждая из групп включает в себя большое число различных конструкций, имеющих определенное назначение, предоставляющих достаточный уровень комфорта пассажирам, удобства погрузки и выгрузки и обеспечивающих сохранность перевозимых грузов. При этом любая единица вагонного парка должна отвечать требованиям безопасности движения.

Известно, что около 20 % стоимости основных фондов железных дорог приходится на вагонный парк и примерно такую же долю составляет персонал, занятый в обслуживании и техническом содержании вагонов в эксплуатации.

Если еще принять во внимание производственные мощности машиностроения, связанные со строительством вагонов, то можно, не делая глубокого анализа, оценить, сколь велика роль вагонного парка и ориентированных на него производств по изготовлению, техническому обслуживанию и ремонту вагонов в промышленном потенциале государства.

Издано большое число книг, справочных пособий и т.д., в которых достаточно подробно освещаются особенности устройства различных вагонных конструкций, их узлов и деталей.

И хотя у этой литературы довольно солидный возраст, учитывая определенный консерватизм в технических решениях, связанных с созданием вновь строящихся вагонов (особенно грузовых), она достаточно полно освещает технику вагонного парка и в наше время.

Поэтому в предложенном учебном пособии основное внимание будет уделено вопросам, общим для вагонов всех типов и имеющим принципиальное значение как при предварительной оценке различных показателей качества конструкций вагонов, так и при выборе конструктивных решений, связанных с вагоном в целом и его отдельными узлами и деталями. Отдельные методики предварительных оценок отличаются новизной. Оценка конструкции производится согласно требованиям «Норм для расчета и проектирования вагонов железных дорог».

Предполагается, что с особенностями конструктивного испол­нения различных типов вагонов, их узлов и деталей читатель ознакомился, обратившись к вышеназванным литературным источникам.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УЗЛАХ ВАГОНОВ
Глава 2. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ЭКСПЕРТНЫХ ОЦЕНОК ПРОЧНОСТНЫХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УЗЛОВ ВАГОНОВ
Глава 3. ВЫБОР ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ КУЗОВОВ ВАГОНОВ
Глава 4. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРИНЯТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО КУЗОВАМ ВАГОНОВ. ЭСКИЗНОЕ РАСЧЕТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ 4.1.

   Общие предпосылки 4.2.   Общие соображения по расчетам прочности кузовов вагонов 4.3.   Схемы приложения нагрузок, учитываемых режимами «Норм» при расчете кузовов, и их сочетания 4.4.   Приближенные методы расчета напряженно-деформированного состояния кузовов крытых и рефрижераторных вагонов 4.5.   Приближенные методы расчета кузовов полувагонов 4.6.

   Приближенные методы расчета платформ 4.7.   Расчет котлов цистерн 4.8.   Приближенный расчет кузовов пассажирских вагонов 4.9.   Особенности устройства кузовов пассажирских вагонов и их уточненный расчет 4.9.1.  Технические требования к пассажирским вагонам 4.9.2.  Требования пожарной безопасности 4.9.3.

  Типы, основные технические показатели и планировки пассажирских вагонов 4.9.4.  Кузова пассажирских вагонов 4.9.5.  Уточненные расчеты кузовов пассажирских вагонов 4.9.6.  Экспертиза проектных решений по критерию устойчивости несущей обшивки вагонов 4.9.7.  Обеспечение в процессе конструирования кузовов вагонов живучести несущих элементов

Глава 5.

ХОДОВЫЕ ЧАСТИ ВАГОНОВ И ОСНОВЫ ЭКСПЕРТНОЙ ОЦЕНКИ СООТВЕТСТВИЯ ИХ НОРМАТИВНЫМ ТРЕБОВАНИЯМ

5.1.   Общие сведения 5.2.   Рессорное подвешивание 5.3.   Колесные пары ходовых частей вагонов 5.4.   Буксовые узлы ходовых частей 5.5.   Нагрузки для расчетов элементов люльки, надрессорных балок и рам тележек вагонов 5.6.   Расчеты элементов люлечного подвешивания 5.7.   Надрессорные балки тележек 5.8.   Рамы тележек

Глава 6. УДАРНО-ТЯГОВЫЕ ПРИБОРЫ ВАГОНОВ

6.1.   Общие сведения 6.2.   Установка автосцепки СА-3 и ее модификаций 6.3.   Поглощающие аппараты

Глава 7. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ АВТОТОРМОЗНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ВАГОНОВ

7.1.   Общие сведения и схема типового расчета механической части автотормозного оборудования 7.2.   Пути развития средств моделирования работы механической части автотормозного оборудования вагонов

Глава 8. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ

Глава 9. СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ 9.1.   Система энергоснабжения вагонов 9.2.   Система отопления пассажирских вагонов 9.3.   Система водоснабжения пассажирских вагонов 9.4.   Системы вентиляции и кондиционирования воздуха пассажирского вагона 9.5.   Система освещения вагонов

Глава 10. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВАГОНОВ

10.1.  Устойчивость от вкатывания колеса на рельс при действии продольных сил 10.2. Устойчивость вагона от опрокидывания наружу и во внутрь кривой

Глава 11. ПРИМЕНЕНИЕ КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ЗАДАЧАХ ОЦЕНКИ МЕСТНОЙ ПРОЧНОСТИ УЗЛОВ ВАГОНОВ

11.1. Направления решения задач оценки местной прочности несущих конструкций вагонов 11.2. Алгоритм учета стесненного кручения стержневых конечных элементов 11.3. Пример учета стесненного кручения балок рамы кузова при расчете по МКЭ

Глава 12. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОПТИМАЛЬНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТНЫХ РАБОТ В ВАГОНОСТРОЕНИИ

12.1. Понятие оптимального проектирования кузовов вагонов 12.2. Особенности постановки и решения задачи оптимального проектирования для кузовов вагонов 12.3. Требования, предъявляемые к расчетной модели и методу расчета кузова вагона в процессе оптимизации 12.4. Системы автоматизированного проектирования вагонов 12.4.1.  Классификация САПР вагонов 12.4.2.  Структура и принципы построения САПР кузовов вагонов 12.4.3.  Интегрированные САПР вагонов

Глава 13. СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕМЕНТАХ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ОЦЕНКЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО НЕСУЩИМ УЗЛАМ ВАГОНОВ

13.1. Вводные замечания 13.2. Особенности напряженно-деформированного состояния в вершине трещины, коэффициент интенсивности напряжений, силовой критерий развития трещины 13.3. Энергетический критерий хрупкого разрушения Гриффитса, его вариант для квазихрупкого разрушения 13.4. Критерии развития трещины в условиях полномасштабной текучести 13.5. Энергетический критерий развития трещины на основе интеграла 13.6. Деформационный критерий развития трещины на основе ее раскрытия в вершине 13.7. Разрушения при циклических нагружениях

Глава 14. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ПО МЕХАНИКЕ ВАГОНОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ. Схемы конструкций вагонов, их узлови деталей
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Скачать книгу бесплатно с любого из файлохранилищ:
depositfiles ==letitbit == turbobit

Источник: https://www.pomogala.ru/books_2/koturanov_vagony_osnovy_konstruirovaniya.html

Biz-books
Добавить комментарий