Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Филиал Иркутского государственного университета путей сообщения

Красноярский институт железнодорожного транспорта

(КрИЖТ)

Кафедра: Вагоны и вагонное хозяйство

Расчетно-пояснительная записка

к курсовому проекту

“Конструкция и расчет вагонов”

Выполнил:

Устинов Р.И.

Проверил:

Кушков М.Г.

г.Красноярск 2012.

План курсовой работы:

Введение…………………………………………………………………2

1. Описание конструкции вагона.............................................................3

2. Выбор основных технико-экономических параметров грузовых

вагонов........................................................................................................3

2.1 Расчёт грузоподъёмности вагона ......................................................4

2.2 Определение тары вагона ...................................................................4

2.3 Вычисление объёма кузова и площади пола ....................................4

2.4 Определение линейных размеров вагона ..........................................4

3. Вписывание вагона в габарит ...............................................................6

3.1 Определение горизонтальных поперечных размеров

строительного очертания вагона...............................................................6

3.1.1 Ограничения полуширины для кузова вагона................................6

Габариты......................................................................................................7

3.2. Определение размеров проектного очертания вагона ....................7

3.3. Построение горизонтальной габаритной рамки проектного

очертания вагона.........................................................................................7

4. Расчёт нагрузок, действующих на вагон и его части .........................8

4.1.Вертикальные нагрузки, действующие на вагон и его части...........8

4.1.1 Вертикальные статические нагрузки ...............................................8

4.1.2. Вертикальная динамическая нагрузка.............................................9

4.2. Боковые нагрузки.................................................................................11

4.2.1 Боковая горизонтальная нагрузка....................................................11

4.2.2. Вертикальные составляющие боковых загрузок...........................12

5. Устойчивость колёсной пары против схода с рельсов........................13

6. Расчёт оси колёсной пары условным методом ....................................13

7. Расчёт двухрядной цилиндрической пружины....................................17

8. Расчёт подшипника на долговечность .................................................18

Список литературы ....................................................................................20

Введение

Проектирование вагонов является сложной инженерной задачей, обеспечивающей безопасность движения поездов. Вагон представляет собой сложную систему, включающую механические, электро-теплотехнические и др. подсистемы. Поэтому в создании нового типа и конструкции вагона принимают участие специалисты из различных отраслей промышленности, а также научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций.

Создание новых типов и конструкций вагонов включает в себя этапы проектирования, производства, экспериментальных исследований, освоение серийного выпуска с учетом корректировки рабочей документации по результатам испытаний и опытной эксплуатации. На всех этапах проектирования и постройки учитывают требования, предъявляемые к подвижному составу госстандартами и другими законодательными и нормативными документами.

Проектируемые и поставляемые железнодорожному транспорту вагоны должны быть удобными при техническом обслуживании и ремонте, иметь устройства и условия для обеспечения правил техники безопасности, противопожарных требований, отвечать требованиям экологии при изготовлении и в эксплуатации.

1.Описание конструкции вагона

Рис. 1. 4-осная платформа с металлическими бортами, модель 13-401.

Универсальная четырёхосная платформа серии 13-401 с металлическими бортами серийно выпускалась в период с 1964 по 1985 гг. на Днепродзержинском вагоностроительном заводе имени газеты "Правда".

Вагон предназначен для перевозки грузов не требующих защиты от атмосферных осадков, штучных лесных грузов, а так же колёсной и гусеничной техники.

2.Выбор основных технико-экономических параметров грузовых вагонов.

Основными параметрами вагона являются: грузоподъемность Р, тара Т, осность , объем кузова V или площадь пола F, линейные размеры, статистика и погонная нагрузка. Для сравнения параметров между собой пользуются параметрами, представляющими отношения этих величин: удельный объем кузова, удельная площадь пола, коэффициент тары, осевая и погонная нагрузка

Правильный выбор параметров обеспечивает наименьшие затраты на перевозку грузов.

Исходные данные:

Универсальная четырёхосная платформа с металлическими бортами

Габарит 0-ВМ

Удельный относительный объем 0,58

Коэффициент тары 0,33

Осевая нагрузка 205(кН)

2.1 Расчёт грузоподъёмности вагона

где - вес брутто;

- заданная осевая нагрузка;

- количество колесных пар в вагоне

- коэффициент тары

2.2 Определение тары вагона

2.3 Вычисление объёма кузова и площади пола

F =P*f_у,опт=616,54 ·0,58 = 35,75(м²)

2.4 Определение линейных размеров вагона

Внутренняя ширина вагона () для платформы – 2900 (мм)

Внутренняя длина платформы , находится из выражением:

= 12,32(м)

Наружная длина кузова, определяется как:

2L_p=2L_B+2a_T

где а_Т=0,10(м) -толщина торцовой стенки кузова

2L_p=12,32 + 0,10=12,42(м)

Наружная ширина кузова:

2В=2В_В+2а_б

где а_б=0,175(м) -толщина боковой стенки кузова

2В=2,9 +2·0,175 =3,25(м)

Общая длинна вагона или длинна вагона по осям сцепления:

2L₀=2L_p+2a_a

где а_а=0,43(м)-вылет автосцепки четырехосного крытого вагона

2L₀=12,42 +2·0.610 =13,64(м)

Вычислив длину рамы, можно определить базу вагона:

(м)

Длинна консольной части вагона для четырехосных вагонов:

_гр

2l_т=1850мм=1,85м – база двухосной тележки;

Dк=950мм=0.95м – диаметр колеса;

h_гр.=28мм=0,028м – высота гребня колеса;

3. Вписывание вагона в габарит

3.1 Определение горизонтальных поперечных размеров

строительного очертания вагона

На некоторой высоте Н над верхним уровнем головки рельса максимально допускаемая ширина вагона определяется по формуле:

2В = 2(В₀ – Е)

где В₀-полуширина габарита подвижного состава на рассматриваемой высоте Н,

Е-ограничение полуширины для одного из рассматриваемых сечений.

3.1.1 Ограничения полуширины для кузова вагона

Ограничение Е₀ направляющих поперечных сечений вагона.

E₀=0.5·(s-d)+q+w+[k₁-k₃]-k=0.5·(1465-1410)+3+32+1.71-25=39.21(м)

Внутреннее ограничение Е_В поперечных сечений вагона,

расположенных между направляющими сечениями по середине базы,

при n=1

E_B·(s-d)+q+w+[k₂·(2l-n)·n+k₁-k₃]-k+α=

=0.5·(1465-1410)+3+32+[2·(15.8-1)·1+1.71-0]-25=68.81(м)

Hаружное ограничение Е_н поперечных сечений вагона,

расположенных снаружи его направляющих сечений, при n=n_k

E_н=[0.5·(s-d)+q+w]· +[k₂(2l+n)·n-k₁-k₃]-k+β=

=[0.5(1465-1410)+3+32]·+[2(15.8+1.42)·1.42-1.71]-25=95.95(м)

2В₀=2(В₀-2Е₀)=2(1465-39,21)=2851,58(мм)

2В_в=2(В₀-2Е_в)=2(1465-68,81)=2792,38(мм)

2В_н=2(В₀-2Е_н)=2(1465-95,95)=2738,1(мм)

=0,5·(s^п-d)+q+w=0.5·(1465-1410)+3+32=62.5(мм)

[0.5·(s^п-d)=q+w]·=[0.5·(1465-1410)+3+32]·=73.75(мм)

где ,– ограничения полуширины соответственно для

сечений: направляющего, внутреннего и наружного;