Конструирование и расчет вагонов

Книги вагонникам

Конструирование и расчет вагонов

Книги для работников вагонного хозяйства и студентов

Уважаемые пользователи! Убедительная просьба зарегистрироваться на нашем сайте, если вы еще этого не сделали. Регистрация — быстрый и несложный процесс. Зарегистрировавшись, вы поможете развитию сайта!

Все сразу одним файлом — Скачать

Внимание! Перед скачиванием установите программу для просмотра книг отсюда. Для скачивания книг наведите указатель мыши на ссылку Скачать и нажмите правую кнопку мыши. В появившемся меню выберите пункт Сохранить как…

Вагоны

Вагоны — под ред. Кузьмича Л.Д.Скачать

Конструкция тележек грузовых и пассажирских вагонов — Быков Б.В.Скачать

Моя профессия вагонник — Фаерштейн Ю.О.Скачать

Расчёт вагонов на прочность — Вершинский С.В. и др.Скачать

Динамика пассажирского вагона и пути модернизации тележки КВЗ-ЦНИИ — под ред. Хохлова А.А.Скачать

Передовые технологии деповского ремонта пассажирских вагонов — Лисевич Т.В., Александров Е.В.Скачать

Пособие проводнику пассажирских вагонов — Матвеев В.И., Калымулин Ю.М., Дремин А.Г.Скачать

Проводник пассажирских вагонов — Болотин З.М., Травина Н.Л., Соломатин В.В.Скачать

Вагоны для перевозки цемента — Слемзин В.И., Чинов М.И.Скачать

Вагоны-самосвалы — Логинов А.И., Афанаскин Н.Е.Скачать

Техніко-економічні показники напіввагонів. Методичні вказівки для виконання курсового проекту з дисципліни «Вагони» — Щербина Ю.В.Скачать

Техніко-економічні показники вагон-цистерн. Методичні вказівки для виконання курсового проекту з дисципліни «Вагони» — Шатаєв В.М., Щербина Ю.В.Скачать

Техническое обслуживание буксовых узлов вагонов — Т.И.Некрасов «Транспорт», 1990 Скачать

Грузовые вагоны колеи 1520 мм железных дорог СССРСкачать

Развитие отечественного вагонного парка — Л.А. ШадурСкачать

В.Г. Погорелый — Справочник осмотрщика вагоновСкачать

Вагонное хозяйство — В.И.Гридюшко, В.П.Бугаев, Н.З.КриворучкоСкачатьСкачать старый вариант

Михалевич М.П. — Технология производства и ремонта вагоновСкачать

Анисимов П.С. и др. — Расчет и проектирование пневматической и механической частей тормозов вагоновСкачать

Ковалев А.В. — Организация вагонного хозяйстваСкачать

под ред. Л.А. Шадура — Вагоны. Конструкция, теория и расчет 1980 г. Скачать

Котуранов В.Н. — Вагоны. Основы конструирования и экспертизы технических решенийСкачать

Понкратов Ю.И. Учись читать электрические схемы вагонов

Учеб. иллюстр. пособие. — М.: УМЦ МПС России, 2006. — 54 с Скачать

Александров Ю.С. Пожарная безопасность вагоновСкачать

Левенталь Л.Я., Костин А.В. Энергетика рефрижераторных и пассажирских вагоновСкачать

Быков Б.В., Пигарев В.Е. — Технология ремонта вагонов 2001 г. Скачать

Жариков В.А. Климатические системы пассажирских вагонов

М.: Трансинфо. — 2006. — 134 с.: ил Скачать:

Быков Б.В. — Конструкция и ремонт приводов подвагонных генераторовСкачать

Вершинский С.В., Данилов В.Н., Хусидов В.Д. — Динамика вагонаСкачать

Сорокин Г.И. Краевянов В.А. — Учебное пособие по изучению устройства, работы и ремонта электрического оборудования вагонов метрополитена серии 81-717.5м, 81-714.5м Скачать

А.Н. Григорьев, Г.М. Асламазов, С.П. Кузьмин — Железнодорожные цистерныСкачать

Шевченко П., Горбенко А. — Вагоны промышленного железнодорожного транспортаСкачать

Теория и практика бесконтактного теплового контроля буксовых узов в поездах — В.Л. Образцов, А.А. Миронов, А.Э. ПавлюковСкачать

Тростин Е.А., Литонов В.Н., Криворотько В.М. — Иллюстрированное пособие осмотрщику вагонов 1971 г. Скачать

Фишбейн Б.Д., Лисевич Т.В., Титова Е.Н., Р.И. Котельников Е.Н. — Энергохолодильные системы вагонов и их ремонтСкачать

Мокршицкий Е.И. — История вагонного парка железных дорог СССРСкачать

Грузовые вагоны нового поколенияСкачать

Хряпенков Г.А. — Электрические аппараты и цепи пассажирских вагоновСкачать

В. В. Коломийченко, Н. А. Костина, В. Д. Прохоренков, В. И. Беляев — Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава, М.: Транспорт, 1991 — 232 с Скачать

Современные методы технической диагностики и неразрушающего контроля деталей и узлов подвижного состава железнодорожного транспорта. Криворудченко В.Ф. — М.: Маршрут, 2005, — 436 с. Скачать

Орлова А.М. — Влияние конструктивных схем и параметров тележек на устойчивость, ходовые качества и нагруженность грузовых вагоновСкачать

Лаптева И.И. — Неразрушающий контроль деталей вагоновСкачать

Рудаков Л.Е. Рекомендации по минимизации образования ползунов и наваров на колёсных парах пассажирских вагоновСкачать

Кузьмин Л.Ю. — Материалы УМК — Механика вагоновСкачать

Сергеев К.А., Бомбардиров А.П. — Динамика вагоновСкачать

Погорелый Б.Г., Козлов Г.И. — Устройство и ремонт вагоновСкачать

Электрооборудование пассажирских вагонов модели 61-425 (ЦМВО-66). Под ред. Ребрика Б.Н. -М.:Транспорт, 1977, — 145 с. Скачать

Спиридонов Б.К., Пастухов И.Ф. — Конструкция и расчет вагонов — 1980 г. Скачать

Герасимов В.С. (под ред.) — Технология вагоностроения и ремонта вагонов — 1988 Скачать

Фаерштейн Ю.О. и др. — Кондиционирова​ние воздуха в пассажирских вагонахСкачать

Понкратов Ю.И. — Учись читать электрические схемы вагоновСкачать

Егоров В.П. Устройство и эксплуатация пассажирских вагонов (для проводников)

Пигарев В.Е. и др. — Холодильные машины и установки кондиционирования воздухаСкачать

Стрекалина Р.П. Экономика и организация вагонного хозяйстваСкачать

Быков Б.В. Устройство и техническое обслуживание пассажирских вагоновСкачать

Быков Б.В. — Конструкция тележек грузовых и пассажирских вагоновСкачать

В.Н. Панкин, М.И. Харитонов — Изучение конструкций тележек пассажирских вагоновСкачать

Хусидов В.В. и др. — Динамика пассажирского вагона и пути модернизации тележки КВЗ – ЦНИИСкачать

Бобровская И. И., Соболева И. Ю. — Диагностика деталей вагоновСкачать

Мотовилов В.С. и др. — Технология производства и ремонта вагоновСкачать

Безценный В.И. — Технология вагоностроения и ремонта вагоновСкачать

Пигарев В. Е. — Дизель 4VD2115 – 2SRW пятивагонной рефрижераторной секцииСкачать

Мальцев В. Ф., Натальин С. Н. — Электрооборудование типа ЭВ.44.03 пассажирских вагоновСкачать

Меланин В.М. и др. — Организация, планирование и управление на вагоноремонтных предприятияхСкачать

Лукин В.В. — Вагоны. Общий курсСкачать

Последний раз редактировалось Admin; 18.01.2014 в 08:04. Причина: Добавлено сообщение

Admin,
Здравствуйте, скажите почему при скачивании»Типовой технологический процесс ремонта скользунов вагонов ТК-230.zip» приходит всего один фаил (фотография обложки) и всё….очень бы хотелось получить этот документ…больше его нигде нет, только на вашем сайте!!!

Page 3

Источник: http://scbist.com/biblioteka/30467-knigi-po-vagonam-tema-sbornik.html

Конструирование и расчет вагонов

Конструирование и расчет вагонов

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МПС России

Российский государственный открытый технический университет путей сообщения

Курсовой проект

Конструирование и расчет вагонов

2003г.

fЗадание на курсовой проект

Разработать курсовой проект четырехосной универсальной цистерны с пониженным центром тяжести.

Основные требования:

колея 1520 мм;

габарит по ГОСТ 9238;

нагрузка от оси на рельсы до 23,25 тс;

скорость движения до 33 м/с;

автосцепка СА-3;

тележки типовые ЦНИИ-Х3 с буксами на подшипниках качения;

тормоз автоматический типовой и ручной;

рычажная передача с авторегулятором;

режимный переключатель, выведенный на обе стороны вагона;

грузоподъемность вагона 63 т;

центр тяжести цистерны должен быть не выше 2 м от головки рельса.

Конструктивные особенности:

цистерна должна иметь нижний слив, отвечающий всем предъявляемым к его конструкции требованиям;

цистерна должна быть оборудована наружной и внутренней лестницей;

цистерна может быть рамной (с хребтовой балкой) или безрамной конструкции;

котел цистерны рассчитывается на рабочее давление 1,5 МН/м2, а его емкость для компенсации температурного расширения продукта должна быть увеличена на 2-3%.

f1. Конструкция цистерны

Цистерны предназначены для перевозки жидких, газообразных и пылевидных грузов, которые размещаются в котле, представляющем собой специфическую форму кузова.

В зависимости от перевозимых грузов разделяются:

общего назначения — для нефтепродуктов;

специальные — для перевозки отдельных видов грузов.

Цистерны общего назначения разделяются на цистерны для перевозки:

высоковязких грузов;

пищевых продуктов (молоко, патока, спирт, вино);

кислот;

сжиженных газов (пропан, аммиак, хлор и др.);

порошкообразных грузов (цемент, глинозем, кальцинированная сода и др.)

На российских железных дорогах массу жидкого груза определяют не взвешиванием, а замерно-калибровочным способом. Для этого измеряют высоту наполнения котла, учитывают плотность груза и с помощью специальных таблиц калибровки посчитывают массу груза. Это ускоряет оборот цистерн и снижает себестоимость перевозок.

В зависимости от вид несущих элементов цистерны разделяются на имеющие раму кузова и безрамные цистерны.

При выборе типов вагонов особенно важными факторами являются объем и состав грузооборота, которые отражают характер промышленного и сельскохозяйственного производства страны. Основным условием является обеспечение сохранности грузов.

Поэтому нефтепродукты, ряд других специальных грузов перевозятся только в цистернах. В цистернах перевозится 11,5% всех грузов. Из общего парка грузовых вагонов цистерны составляют 15%.

Цистерна состоит из котла и типовой платформы, включающей раму, ходовые части, тормозное и автосцепное оборудование. Котел представляет собой цилиндрическую емкость, состоящую из обечайки и двух эллиптических днищ.

В верхней части котла расположен люк-лаз диаметром 570 мм., в горловине которого размещены привод основного клапана сливного прибора и указатель предельного уровня наполнения котла.

Вблизи люка-лаза установлен предохранительный клапан, отрегулированный на избыточное давление 0,15 МПа и пониженное давление 0,02 МПа.

Налив продуктов — верхний через люк-лаз, слив — нижний. Котел оборудован универсальным сливным прибором. Для обеспечения полного слива продукта нижний лист котла имеет уклон к сливному прибору.

Рама платформы типовая, сварная, имеет хребтовую, две шкворневые, две концевые и четыре короткие боковые балки. На хребтовой балке крепятся кронштейны для тормозного оборудования, устройства для крепления котла и упоры автосцепки. На шкворневой балке установлены металлические опоры котла.

В средней части котел связан с рамой фасонными лапами. Концевые части котла лежат на деревянных брусках укрепленных болтами в желобах опор шкворневых балок рамы. Для предотвращения вертикальных и поперечных перемещений котла предусмотрены подгруженные однополосные стяжные хомуты.

Для обеспечения удобства обслуживания имеется наружная двухсторонняя лестница с помостами у люка-лаза и внутренняя лестница для спуска в котел.

Цистерна оборудована пневматическим автоматическим тормозом. Имеется также ручной стояночный тормоз.

Установлены типовые автосцепки СА-3 с расцепным приводом.

Цистерна снабжена подножками и поручнями для сцепщиков и скобами для сигнальных фонарей.

Ходовой частью вагона-цистерны служат две двухосные тележки ЦНИИ-Х3 с центральным рессорным подвешиванием и колесными парами с буксами, оборудованными роликовыми подшипниками.

2. Технико-экономические характеристики цистерны

Грузоподъемность измеряется наибольшей массой перевозимого груза, Р = 63 т.

Тарой называется собственная масса порожнего вагона, Т = 23,2 т.

Грузоподъемность и тара составляют массу брутто вагона

mбр = Р + Т = 63 + 23,2 = 86,2 т (2.1)

Коэффициент тары — отношение тары к грузоподъемности

kТ = Т/Р =23,2/63 = 0,37 (2.2)

Объем котла цистерны V = 73,1 м3.

Удельный объем — отношение объема цистерны к грузоподъемности

Vуд = V/P = 73,1/63 = 1,16 м3/т. (2.3)

Общая длина вагона-цистерны — расстояние между осями сцепления автосцепок 2L = 12020 мм.

База вагона — расстояние между центрами пятников 2l = 7800 мм.

Диаметр котла цистерны ориентировочно определяется по формуле

(2.4)

Ширина максимальная 2В = 3100 мм.

ГОСТ 9238-83 устанавливает габариты приближения строений — очертания, внутрь которого кроме подвижного состава не должны заходить сооружения и устройства, а также лежащие около пути материалы и т.д. Габарит подвижного состава — очертания в которые должен помещаться как новый, так и бывший в эксплуатации подвижной состав. Выбранная цистерна должна эксплуатироваться по габариту Т (рис. 1)

Рис. 1

При вписывании вагона в эксплуатационный габарит подвижного состава производят уменьшение горизонтальных размеров на величину зазоров и износа ходовых частей и выноса частей вагона в кривых.

Горизонтальные смещения вагона определяются по формуле:

ЕОЗ = sк — dГ + q + w (2.5)

где 2sк — набольшая ширина колеи с учетом допуска (6 мм) и увеличения ширины колеи в кривой (16 мм), 2sк = 1520 + 6 +

+ 16 = 1542;

2dГ — наименьшее расстояние между наружными гранями
предельно изношенных гребней колес, 2dГ = 1489;

q — наибольшее поперечное перемещение рамы тележки
относительно колесной пары вследствие зазоров в буксовом

узле q = 3 мм;

w — наибольшее поперечное перемещение кузова относительно

рамы тележки вследствие зазоров и износов w = 27 мм.

При движении вагона по кривой радиуса R происходят выносы частей вагона внутрь и наружу кривой. С учетом этих выносов ограничение полуширины вагона между пятниковыми сечениями составит:

Ев = sк — dr + q + w + [k2(2l — n)n + k1 — k3] (2.6)

для консольных частей вагона

(2.7)

где 2l — база вагона;

n — поперечное сечение вагона.

где lт — полубаза тележки.

где 2lp — база расчетного вагона (17 м)

Значения 2l, 2lт, n и R подставляются в метрах, а выносы получаются в миллиметрах. Подставив значения в формулы (2.5),(2.6) и (2.7), учитывая что

Eв = 771 — 744,5 + 3 + 27 + [2(7,8 — 3,9)3,9 + 2,13 — 180] = 56,5 мм

т.к. выражение в квадратных скобках меньше нуля — оно не учитывается.

Наибольшая ширина строительного очертания:

2В = 2(В0 — Е) (2.8)

где В0 — полуширина габарита подвижного состава, В0 = 1875 мм;

Е — одно из ограничений полуширины.

2В = 2(1875 — 113) = 3524 мм

Выбранный вагон вписывается в габарит Т и 1-Т. В настоящее время строящиеся сооружения и устройства позволяют эксплуатировать вагоны по габариту Т, а ранее построенные сооружения подвергаются реконструкции.

3. Расчет котла цистерны

На котел действуют следующие нагрузки:

внутренние давления, возникающие вследствие налива и испарения жидкого груза. Наибольшая величина этого давления определяется регулировкой предохранительных клапанов. p1 = 0,15 МПа.

внутренние давления, возникающие в результате ударов жидкости обусловленных продольными силами инерции. При равномерном распределении продольной силы инерции Тц на вертикальную проекцию днища, перпендикулярную продольной оси котла, внутренне давление составляет.

(3.1)

где R1 — радиус цилиндрической части котла;

(3.2)

где Т — продольная нагрузка;

Ргр — вес груза в котле;

Рбр — вес брутто цистерны.

Продольную нагрузку Т по первому режиму принимаем равной 2,5 МН как сжимающей так и растягивающей. Режим соответствует троганию с места, осаживанию или торможению при малых скоростях.

внутренние давления возникающие при испытании котла р3. Давление возникает при отсутствии p1 и p2, поэтому расчетной величиной является p1 + p2 или p3. Согласно нормам расчета на прочность p3 p1 + p2

p3 = p1 + p2 = 0,15 + 0,26 = 0,41 МПа (3.3)

вертикальные силы вызванные весом груза в котле Ргр = 0,66 МН

вертикальные силы вызванные собственным весом котла и укрепленных на нем частей Ркот = 0,04 МН.

вертикальной динамической нагрузкой

Рд = (Ргр + Ркот)kд, (3.4)

где kд — коэффициент вертикальной динамики вычисляемый по формуле:

(3.5)

где а — коэффициент для элементов кузова;

b — коэффициент учитывающий осность вагона по числу осей в тележке — mт

(3.6)

v — скорость движения, м/с

fст — статический прогиб рессорного подвешивания от
нагрузки брутто, fст 0,018 м

(3.7)

боковая сила возникающая при движении в кривых участках пути, приложена к центру тяжести цистерны и направлена горизонтально перпендикулярно продольной оси вагона (рис. 2) определяется по формуле:

(3.8)

где v — скорость движения, м/с;

R — радиус кривой, м;

h — возвышение наружного рельса над внутренним

2S — расстояние между кругами катания колесной пары.

обозначив

(3.9)

получим с учетом норм для грузовых вагонов ц = 0,075

Нц =ц Рбр = 0,075 0,9 = 67,2 МН (3.10)

Рис. 2

боковая ветровая сила определяется по формуле

Нв = F (3.11)

где — давление ветра, перпендикулярное боковой
поверхности вагона, Па. (по нормам = 500 Па)

F — площадь боковой проекции кузова, м2 (F = 30,9 м2)

Нв = 500 30,9 = 0,015 МПа

продольные (ударно-тяговые) силы учитываются при расчете котла безрамной цистерны.

внутренние напряжения в котле подреженном действию внутреннего давления Р. Внутренние напряжения могут быть вычислены по формулам безмоментной теории оболочек. Такие оболочки не испытывают изгиба, а напряжения называются мембранными.

В поперечном сечении I-I

(3.12)

В продольном сечении II-II

(3.13)

где R1 и h1 — радиус и тощина стенки цилиндрической части котла

Мембранные напряжения в сферическом днище

(3.14)

где R2 и h2 — радиус и тощина стенки днища

вертикальные нагрузки, действующие на котел, могут рассматриваться в качестве равномерно распределенных.

(3.15)

где lц — длинна цилиндрической части котла, lц = 9650 мм

При расчете на статическую нагрузку котел рассматривается как балка, лежащей на двух опорах.

Эпюра изгибающих моментов имеет вид параболы выпуклостью вниз, а значения изгибающих моментов для сечений I и II определяются формулами:

(3.16)

Момент сопротивления изгибу поперечного сечения котла определяется, как для кольца формулой:

(3.17)

где Dн и Dв — наружный и внутренний диаметры котла

(3.18)

Напряжения в поперечном сечении котла

(3.19)

силы возникающие при торможении определяются формулой

Тв = тРбр (3.20)

здесь

т = j / g

где j — замедление при торможении.

q — ускорение свободного падения.

При плавном торможении принимают т = 0,2. Тогда:

Тв = 0,2 0,9 = 0,18 МН

Среднее давление на поверхности днища

(3.21)

Растягивающее напряжение в днище от этого давления

(3.22)

Сила давления на днище будет создавать дополнительные растягивающие напряжения в сечениях I — I :

(3.23)

где Fкот — площадь поперечного сечения котла

(3.24)

Наибольшие напряжения в днище котла

3 = 3' + 3″ = 71,75 + 4,37 = 76,12 МПа (3.25)

а в сечении I — I котла

2 = из + 2' + 2″ = 3,55 + 61,5 + 1,9 = 66,95 МПа (3.26)

Таким образом рассчитанные напряжения ниже допустимых напряжений для низколегированной стали 09Г2С (ГОСТ 5520-79) из которой изготовлен котел.

4. Уточненный расчет на прочность оси колесной пары

Колесная пара является одной из главных и ответственных частей вагона. Она направляет движение по рельсовому пути и воспринимает все нагрузки передающиеся от вагона на рельсы и обратно.

Для расчета на прочность колесной пары, необходимо:

определить действующие на нее силы;

установить возникающие в ее элементах напряжения;

оценить прочность и долговечность.

Колесная пара испытывает воздействие почти всех нагрузок действующих на вагон. Определив те из них, которые наиболее существенно влияют на прочность колесной пары и учитываются в расчете оси по методу ВНИИЖТ.

Вертикальная статическая нагрузка груженого вагона (брутто), приходится на шейку оси, вычисляется по формуле:

(4.1)

где mбр — масса вагона брутто;

m0 — число колесных пар в вагоне;

mкп — масса колесной пары, mкп = 1,2 т;

mш — масса консольной части оси, mш = 0,24 т;

g — ускорение свободного падения;

— средняя величина коэффициента использования грузового вагона, = 1.

Вертикальная динамическая нагрузка, обусловленная колебаниями обрессоренных колес, определяется по формуле:

Рд = Рстkд (4.2)

где kд — коэффициент вертикальной динамики.

Определим kд из формулы (3.5) с учетом коэффициента a = 0,1 (для обрессоренных частей)

тогда

Рд = 108,52 0,46 = 49,9 кН

Вертикальная нагрузка от центробежной силы составляет

(4.3)

здесь Нц — центробежная сила вагона

Нц = ц 2Рст (4.4)

где hц — высота центра массы вагона от оси колесной пары hц = 1,45 м

2b2 — расстояние между серединами шеек оси. 2b2 = 2,036 м

Нц = 0,075 2 108,52 = 16,3 кН

Вертикальная нагрузка от давления ветра на боковую поверхность вагона

(4.5)

где — давление ветра, Нв = 150 Па — найдено по формуле (3.11)

hв — расстояние от равнодействующей ветра до оси колесной пары

Суммарная вертикальная нагрузка на левую шейку

P1 = Рст(1 + kд) + Pц + Pв (4.6)

на правую шейку

Р2 = Рст — Рц — Рв

P1 = 108,52(1 + 0,46) + 11,6 + 26,7 = 196,74 кН

P2 = 108,52 — 11,6 — 26,7 = 70,22 кН

Горизонтальные нагрузки от центробежной силы и давления ветра вместе с усилиями взаимодействия колес с рельсами при движении вагона по кривой приводятся к боковому давлению Н1, приложенному к колесу, движущемуся по наружному рельсу кривой и к силе трения Н2 возникающей в месте контакта второго колеса с рельсом.

Н2 = Nв (4.7)

где — коэффициент трения, = 0,25;

Nв — вертикальная нагрузка тележки на рельс.

Силы Н1 и Н2 уравновешиваются реакцией рамы тележки

(4.8)

где kг — коэффициент горизонтальной динамики.

kг = г (0,038 + 0,038v) (4.9)

где г — величина зависящая от осности тележки, г = 1;

— величина зависящая от гибкости рессорного
подвешивания, = 1.

kг = 11 (0,038 + 0,038 33) = 0,16

Вертикальная нагрузка от сил инерции необрессоренных масс, действующая на левую шейку оси

РН1 = m1 j1 (4.10)

на правую шейку оси

РН2 = m2 j2 (4.11)

где m1 и m2 — суммы необрессоренных масс частей приходящихся на левую и правую части соответственно;

j1 и j2 — ускорения буксовых узлов.

На основе обработки экспериментальных данных и результатов теоретических исследований ускорение буксового узла

(4.12)

где D — коэффициент, зависящий от типа вагона и скорости движения, D = 13,2

mн — сумма масс необрессоренных частей, опирающихся на рельс:

(4.13)

где mк — масса колесной пары;

mб — масса буксы;

mр — масса опирающихся на буксу деталей.

Ускорение правого буксового узла

(4.14)

Зная j1 и j2 найдем РН1 и РН2 по формулам (4.10) и (4.11)

РН1 = 0,8 18,8 = 15,04 т м/с2

РН2 = 0,8 2,73 = 2,184 т м/с2

Ускорение левого колеса

(4.15)

Ускорение средней части оси

(4.16)

Сила инерции колеса

Рнк = mк jк = 0,2 16 = 3,2 тм/с (4.17)

Сила инерции средней части оси

Рнс = mс jс = 0,76 8 = 6,08 тм/с (4.18)

Вертикальные реакции рельсов, определенные из условий равновесия суммы моментов всех рассматриваемых сил относительно точек контакта колес с рельсами составляют:

(4.19)

где r — радиус колеса;

r1 — радиус шейки оси (для роликовых подшипников r1= 0)

Подставляя значение Nв в формулу (4.7), получим

Н2 = 0,2534,5 = 8,63 кН Сила

Н1 = Н + Н2 = 35,86 + 8,63 = 44,5 кН

Взамен удаленных колес в опорных местах оси приложены силы Н1 и Н2 и моменты:

Mл = Н1r — (1- )(l4 + l2)Pн1; (4.21)

Мп = Н2r (4.22)

где — коэффициент, учитывающий часть момента инерции
за счет упругости диска колеса, = 0,7

Mл = 44,5 0,475 — (1 — 0,7)(0,04 + 0,258)15,04 = 19,8 кНм

Mп = 8,63 0,475 = 4 кНм

Вертикальные реакции в опорах оси составляют:

(4.23)

Наиболее напряженными являются следующие сечения оси:

I — у внутренней кромки заднего роликового подшипника:

II — по внутренней галтели шейки;

III — в плоскости круга катания;

IV — в середине оси.

Изгибающие моменты в этих сечениях:

(4.24)

Слагаемое Нr1 не учитываем, т.к. при роликовых подшипниках допустимо принимать r1 = 0

Изгибающие моменты в тех же сечениях от статической нагрузки составляют:

(4.25)

МСТ1 = 108,52 0,08 = 8,7 кНм

МСТ2 = 108,52 0,12 = 13 кНм

МСТ3 = МСТ4 = 108,52 0,258 = 28 кНм

Моменты сопротивления изгибу расчетных сечений:

(4.26)

где d1, d2, d3 — диаметры шейки, подступичной части и середины оси соответственно.

Напряжения от статической нагрузки в расчетных сечениях оси:

(4.27)

Напряжения от расчетных нагрузок можно получить, если напряжения от статической нагрузки умножить на соответстсвующие коэффициенты перегрузки оси. Максимальные коэффициенты:

(4.28)

Минимальные коэффициенты:

(4.29)

где -1Дi — предел выносливости материала в рассматриваемом i-ом сечении при круговом изгибе.

Предел выносливости определяется на основе испытаний осей. Для шейки оси -1Дi = 140-170 МПа. Для подступичной части -1Дi = 130-140 МПа. Для средней части оси -1Дi = 180 МПа.

По допустимому запасу усталостной прочности определяют минимально допустимые диаметры оси для каждого сечения

(4.30)

Расчетным значениям соответствует ось РУ

Большое значение для безопасного движения имеет устойчивое положение колесных пар на рельсах во время движения вагона. При движении колесная пара подвержена действию статических и динамических нагрузок. Сведем их к равнодействующим вертикальным силам Р1 и Р2 и горизонтальной силе Н.

Чтобы предупредить возможность схода колесной пары с рельсов, который может произойти в результате набегания гребня колеса на головку рельса под действием силы Н, неоходимо и достаточно, чтобы сила Р1, стремящаяся опустить колесо вниз, была бы больше силы препятствующей опусканию. Это условие обеспечивается, если проекция силы Р1 на плоскость АА касательной к образующей поверхности гребня, больше суммы проекций на ту же плоскость всех остальных сил (т.е. Р2 и Н), включая и силы трения:

P1sin (H+ 'P2)cos + (H+ 'P2)sin + P1cos (4.31)

где — коэффициент трения скольжения гребня колеса по головке
рельса, = 0,20,3;

' — коэффициент трения поверхности катания колеса по головке рельса, ' = 0,2;

— угол между общей касательной АА в точке соприкосновения с горизонталью =6080.

После преобразования выражения (4.31) получим:

(4.32)

Подставив значения, получим

Неравенство выполняется. Таким образом, устойчивость колесной пары в рельсовой колее обеспечивается с большим запасом.

5. Технико-экономические и прочностные показатели

В спроектированной цистерне использованы две двухосные тележки ЦНИИ-Х3. База тележки — 1850 мм; высота опорной поверхности подпятника над уровнем головки рельсов — 808 мм; масса — 4,68 т. Гибкость рессорного подвешивания (1,32,32)10-7 м/н. Рессорное подвешивание одинарное, системы Ханина из двух комплектов по семь двухрядных пружин и клиновых гасителей колебаний.

Тележка состоит из двух боковых рам, двух колесных пар с буксами, двух комплектов центрального рессорного подвешивания, надрессорной балки и рычажной передачи.

Боковая рама тележки выполнена в виде стальной отливки, в средней части которой расположен проем для рессорного комплекта, а по концам — проемы для букс.

Надрессорная балка отлита заодно с подпятником, опорами для размещения скользунов, гнездами для фрикционных клиньев и приливом для крепления кронштейна мертвой точки рычажной передачи тормоза. Балка имеет замкнутое коробчатое сечение.

Автосцепное устройство вагона состоит из корпуса и расположенного в нем механизма; расцепного привода; ударно-центрирующего привода; поглощающего аппарата; опорных частей. Применяется автосцепка СА-3, корпус которой предназначен для передачи ударно-тяговых усилий упряжному устройству.

Он представляет собой стальную полую отливку, которая состоит из головной части и хвостовика. Корпус отлит из низколегированной марганцовисто-ванадиевой стали марки 20ГФЛ. Предел выносливости автосцепки повышен на 50% по сравнению с автосцепками из углеродистой стали.

Это, в свою очередь повышает усталостную прочность и долговечность корпусов.

Поглощающих аппарат типа Ш-1-ТМ имеет энергоемкость 55 — 65 кДж, силу полного сжатия 2,5 — 2,8 МН, литой корпус изготовлен из стали марки 32Х06Л-У. Используются заневоленные пружины из стали марки 60С2ХФА.

Вагон оборудован пневматическим тормозом. Тормозное оборудование расположено под вагоном и включает в себя: воздушную магистраль, концевые краны, соединительные рукава, тормозной цилиндр, тормозную рычажную передачу с односторонним прижатием колодок.

Безопасность движения поездов в большой мере зависит от надежности агрегатов, узлов и деталей вагонов. Надежность вагона обуславливается его безотказностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью и долговечностью его частей.

Надежность вагона — это свойство его выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течении требуемого промежутка времени или установленного пробега.

Надежность обеспечивается не только правильным проектированием и расчетом, точным изготовлением и сборкой, но и в значительной степени рациональной эксплуатацией, техническим обслуживанием и своевременным и высококачественным ремонтом.

Долговечностью вагона называют свойство его сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленой норме технического обслуживания и ремонтов.

Простоту ухода в эксплуатации вагона в значительной степени определяет ремонтопригодность — свойство вагона, заключающееся в приспособленности его конструкции к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Ремонтопригодность вагона оценивают продолжительностью восстановления его работоспособности, а также затратами труда и средств на предупреждение обнаружение и устранение неисправностей и отказов.

При проектировании вагона-цистерны произведен расчет на прочность котла цистерны и оси колесной пары. Расчеты показали, что возникающие в узлах напряжения меньше допустимых, этим и обусловлены надежность и долговечность этих узлов, и как следствие — всего вагона.

Для простоты эксплуатации цистерна оборудована наружными и внутренней лестницей с площадками у колпака. Для обеспечения полного слива нижний лист имеет уклон к сливному прибору.

fИспользуемая литература

1. Вагоны (теория, конструкция, расчет) / Под ред. Л.А. Шадура. М.: Транспорт, 1980. — 416 с.

2. Вагоны. Основы проектирования и экспертизы проектных решений: Учебное пособие / А.П. Азовский и др. М.: РГОТУПС, 1998. — 138с.

Размещено на Allbest.ru

Источник: https://otherreferats.allbest.ru/transport/00355900_0.html

Конструирование и расчет вагонов: учебник / В.В. Лукин, П.С. Анисимов, В.Н. Котуранов и др

Конструирование и расчет вагонов

Конструирование и расчет вагонов: учебник / В.В. Лукин, П.С. Анисимов, В.Н. Котуранов и др.; под ред. П.С. Анисимова. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: ФГОУ «УМЦ», 2011.-688 с.

Рассмотрены устройство грузовых и пассажирских вагонов, основы проектирования и методы расчета на прочность ходовых частей, автосцепного устройства и кузовов подвижного состава, а также критерии безопасности движения поездов.

Приведены методы выбора технико-экономических параметров, требования норм проектирования и расчета вагонов в условиях их интенсивной эксплуатации.

Учебник предназначен для студентов вузов железнодорожного транспорта и может быть полезен для работников вагонного хозяйства, научно-исследовательских организаций и предприятий, связанных с конструированием, эксплуатацией и ремонтом вагонов.

От авторов 3Введение 6

Глава 1. Зарождение и развитие вагонного парка России 10

1.1.Первые товарные вагоны отечественной постройки 101.2.Первые отечественные пассажирские вагоны 141.3.Дальнейшее развитие вагоностроения 171.4.Вагоны повышенной грузоподъемности 191.5.Дальнейшее развитие пассажирских вагонов 211.6.Наука о вагоне. Вклад отечественных ученых и специалистов 241.6.1.Исследования в области продольной динамики 251.6.2.Исследования в области взаимодействия вагона и железнодорожного пути 281.6.3.Исследования в области колебаний вагонов 301.6.4.Исследования в области прочности вагонов 351.6.5.Исследования по выбору типов и параметров грузовых вагонов 401.6.6. Исследования в области сварных конструкций вагонов 42

Глава 2. Основные предпосылки для формирования экспертных или проектных решений по конструкциям вагонов 44

2.1.Схема построения габаритов подвижного состава 442.2.Вписывание вагонов в габарит 502.2.1. Вертикальные размеры проектного и строительного очертаний вагона 502.2.2. Горизонтальные размеры проектного и строительного очертаний вагона 532.3.Технико-экономические параметры грузовых вагонов 642.4.Порядок проверки автоматической сцепляемости, прохода кривых в сцепе, горок и аппарелей паромных переправ для вагонов с учетом выбранных линейных размеров2.4.1.Проверка обеспечения автоматической сцепляемости вагона на участке сопряжения кривой и прямой2.4.2.Проверка обеспечения прохода сцепленных вагонов по криволинейным участкам пути 2.4.3. Проверка обеспечения прохода вагонов без саморасцепа по сортировочной горке и аппарельному съезду парома 79 2.4.4. Определение понижений кузова и укрепленных на нем частей при проходе вагоном горбов сортировочных горок
Глава 3. Нагруженность и оценка надежности конструкций вагонов 3.1.Силы, действующие на вагон3.2.Определение статических сил, действующих на вагон К 53.3.Приведение нагрузок, действующих на вагон, к нормативным значениям 3.3.1. Нормирование расчетных сил при проектировании вагонов и расчетные режимы нагружения 3.3.2. Определение в соответствии с «Нормами» нагрузок, действующих на вагон 3.3.3. Расчет и проектирование оборудования вагонов в соответствии с «Нормами»3.4.Расчет напряжений и запасов прочности. Оценка качества хода вагона  1023.5.Применяемые в вагоностроении материалы и допускаемые напряжения 1093.6.Оценка надежности вагонов 1243.6.1. Показатели безотказности работы вагона 1263.6.2. Определение параметров потока отказов вагонов 1303.6.3. Показатели долговечности и ремонтопригодности вагонов 131

Глава 4. Анализ конструкций, прочности и надежности колесных пар 134

4.1.Классификация и устройство колесных пар  1344.2.Вагонные оси 1384.3.Колеса 1424.4.Соединение колеса с осью  1464.5.Колесные пары для вагонов нового поколения 1514.6.Силы, действующие на колесную пару вагона 1544.7.Нагруженность расчетных сечений оси 1604.8.Оценка прочности вагонной оси 1624.9.Оценка надежности вагонной оси 1644.10.Условный метод расчета на прочность оси колесной пары 1654.11.Устойчивость колесной пары против схода с рельсов  1684.12.Использование конечно-элементной модели при расчете системы колесо — рельс 170

Глава 5. Анализ конструкций и надежности букс 171

5.1.Классификация вагонных букс  1715.2.Подшипники качения буксового узла  1725.3.Кассетный подшипник с коническими роликами типа COMPACT TBU 130x250x160 для вагонов нового поколения  1755.4.Особенности устройства букс грузовых вагонов 1775.5.Кассетные подшипники качения с коническими роликами 181 Букса с коническим роликовым подшипником кассетного типа фирмы SKF 1825.6.Особенности устройства букс пассажирских вагонов 1845.7.Буксы пассажирских вагонов нового поколения 1855.8.Буксы вагонов скоростных пассажирских поездов  1885.9.Методы расчета букс вагонов  1915.9.1. Силы, действующие на буксу вагона 1935.9.2. Выбор типов и количества подшипников в буксе 1945.9.3. Определение эквивалентных нагрузок, действующих на подшипник 1955.9.4. Установление долговечности подшипников  1985.9.5. Определение необходимой динамической грузоподъемности 2005.9.6. Проверка материала деталей подшипника на контактную прочность 2005.9.7. Надежность роликовых подшипников 202

Глава 6. Анализ конструкций, прочности и надежности рессорного подвешивания 204

6.1.Упругие элементы 2046.2.Гасители колебаний, возвращающие и стабилизирующие устройства 2106.3.Рессорное подвешивание тележек вагонов нового поколения 2146.3.1. Рессорное подвешивание тележки модели 18-578 грузового вагона 2146.3.2. Рессорное подвешивание тележки модели 68-4096 пассажирского вагона 2176.4.Основные положения проектирования и расчета рессорного подвешивания вагонов 2196.4.1.Параметры элементов рессорного подвешивания вагонов 2196.4.2. Расчет на прочность пружин рессорного подвешивания вагонов 2316.4.3. Расчет торсионных рессор 2356.4.4. Расчет резиновых элементов рессорного подвешивания 2366.4.5. Расчет фрикционного клинового гасителя колебаний 240

Глава 7. Анализ конструкций, прочности и надежности тележек 249

7.1.Классификация тележек 2497.2.Анализ конструктивных особенностей тележек грузовых вагонов 2517.3.Тележки грузовых вагонов нового поколения 2617.4.Анализ конструктивных особенностей тележек пассажирских вагонов 2677.5.Новые конструкции тележек пассажирских вагонов 2737.6.Проектирование и расчет несущих элементов тележек вагонов 2867.6.1. Рекомендации по проектированию тележек вагонов 2867.6.2.Расчетные нагрузки, действующие на тележку вагона 2887.7.Расчет прочности основных узлов тележек 2917.7.1. Расчет надрессорной балки двухосной тележки грузового вагона 2937.7.2. Расчет боковой рамы двухосной тележки грузового вагона 2977.7.3. Приближенный метод расчета рамы тележки пассажирского вагона 3037.7.4. Расчет деталей люльки тележки пассажирского вагона 305

Глава 8. Анализ конструкций, прочности и надежности ударно-тяговых приборов 309

8.1.Классификация и эволюция 3098.2.Расположение частей автосцепного устройства на вагоне 3128.3.Размещение деталей механизма в корпусе автосцепки 3138.4.Последовательность сборки и разборки деталей механизма автосцепки 3158.5.Взаимодействие деталей механизма автосцепки СА-3 3168.6.Особенности автосцепного устройства восьмиосных вагонов 3198.7.Поглощающие аппараты автосцепки 3208.8.Упругие площадки и межвагонные амортизаторы пассажирских вагонов 3418.9.Автосцепное устройство вагонов скоростного электропоезда ЭР200 3478.10.Перспективные конструкции автосцепки полужесткого типа 3508.11.Конструкции иностранных автосцепок 3538.12.Проектирование и расчет ударно-тяговых приборов 3568.13.Расчет поглощающих аппаратов автосцепки 3678.14.Поглощающие аппараты зарубежных железных дорог 3768.15.Пути совершенствования автосцепного устройства 390

Глава 9. Особенности устройства и расчетов кузовов грузовых вагонов 393

9.1.Крытые вагоны 3939.2.Полувагоны 4209.3.Вагоны-платформы 4399.4.Транспортеры 4579.5.Думпкары 4649.6.Крытые вагоны, полувагоны и платформы нового поколения 4739.7.Расчет несущих конструкций кузовов грузовых вагонов 477

Глава 10. Особенности устройства и расчета котлов цистерн 490

10.1.Классификация цистерн 49010.2.Требования, предъявляемые к ходовым частям цистерн 49110.3.Цистерны общего назначения 49210.4.Специальные цистерны 51410.5.Цистерны нового поколения 53910.6. Определение напряжений в оболочках цилиндрических частей и днищ котлов цистерн 542

Глава 11.Особенности устройства и расчетов кузовов пассажирских вагонов 558

11.1.Технические требования к пассажирским вагонам 55811.2.Требования пожарной безопасности 56211.3.Планировка пассажирских вагонов 56711.4.Кузова пассажирских вагонов 57311.5.Системы жизнеобеспечения пассажирских вагонов 59411.6.Пассажирские вагоны нового поколения 60811.7.Пластинчато-стержневые расчетные схемы кузовов 61111.8.Расчет напряженного состояния кузова пассажирскоговагона с использованием модели трехслойной балки 617

Глава 12. Испытания вагонов  627

12.1.Лабораторные и стендовые испытания 62912.2.Динамические (ходовые) испытания вагонов 63712.3.Тензодатчики, применяемые при испытаниях вагонов 64212.4.Измерительные приборы и устройства 64512.4.1.Прогибомеры 64612.4.2.Ускорениемеры 64812.4.3.Динамометрическая колесная пара 65112.4.4.Динамометры, применяемые при динамических испытаниях вагонов 65612.5.Испытания вагонов на продольные удары при их соударении 65912.6.Статические испытания вагонов на прочность 66112.7.Вибрационные испытания 66712.8.Автоматизация обработки результатов испытаний вагонов 670Алфавитный указатель 675Рекомендуемая литература 680

Источник: http://referatzd.ru/p0307.htm

Biz-books
Добавить комментарий