- •Расчетно-графическая работа
- •Введение
- •Основные требования, предъявляемые к вагонам
- •Нормативные положения о габаритах приближения строений,
- •Назначение и особенности габарита 1-вм
- •Назначение , конструкция и характеристики полувагона
- •Расчет характеристик вагона- аналога
- •. Расчет максимальной грузоподъемности вагона
- •5.2. Определение линейных размеров вагона
- •5.3. Сравнение заданного вагона и вагона – аналога
- •Вписывание вагона – аналога в габарит подвижного состава
-
Вписывание вагона – аналога в габарит подвижного состава
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
=14300
=1030
=49,836
= -114,861
= 2050
= 3154
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
Вывод: увеличив размеры вагона, а именно грузоподъемность, объем кузова и линейные размеры, был разработан четырехосный полувагон. Исходя из этого, появляется возможность допускать груз к перевозке с большей массой, что приводит к повышению производительности.
Список использованных источников
-
Конструирование и расчет вагонов: Учебник для вузов/ Под ред. д.т.н. Лукина В.В. – М.: УМК МТ России, 2000. – 726 с.
-
Кармацкий В. Ф. Нетяговый подвижной состав: курс лекций. – Екатеринбург : УрГУПС, 2011. – С. 32-46, 161-200.
-
Кармацкий В. Ф. Основные технико-экономические параметры грузовых вагонов колеи 1 520 мм : метод. указания. – Екатеринбург : УрГУПС, 2008. – 24 с.
-
Быков Б. В. Конструкция тележек грузовых и пассажирских вагонов иллюстрированное пособие для вузов, техникумов, колледжей железнодорожного транспорта; – М. : Маршрут, 2004. – 41 с.
-
ГОСТ 9238-83. Габариты приближения строений и подвижного состава железных дорог колеи 1520(1524) мм.
-
Руководящий документ по ремонту и техническому обслуживанию колесных пар с буксовыми узлами грузовых вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 (1524 мм), 2012 – 279с.
-
Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. – М. : Издательство «ТРАНСИНФО ЛТД», 2012. – 259с.
-
Инструкция по перевозке негабаритных и тяжеловесных грузов на железных дорогах государств-участников СНГ, Латвийской республики, Литовской республики, эстонской республики. – М. : 2007.
-
Правила дипломного проектирования, офрмления и представления к защите дипломных проектов и работ: учебю-методю пособие (перераб. и доп.)/ С.А. Плахотич, А.Г.Пяткова. – Екатеринбург: УрГУПС, 2011. – 80 с.