Габарит подвижного состава

ФГБОУ ВПО «Брянский Государственный  Технический Университет»

 

Кафедра «Подвижной состав железных дорог»

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа №1

по дисциплине «Конструирование и  расчёт вагонов»

 

 

 

 

 

 

Слушатель: Д.Н.Дорохин

Преподаватель: д.т.н. проф. В.В.Кобищанов В.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Брянск 2013г.

 

Содержание:

 

1 Основные Требования, предъявляемые к вагонам. 3

2 Основные Технико-экономические параметры вагона 5

3 Габариты подвижного состава 7

4 Устройство колёсных пар 11

5 Конструкции применяемых подшипников качения и способы их посадки на шейку оси 21

6 Список использованной литературы 25

 

 

 

 

 

 

1. Основные Требования, предъявляемые к вагонам.

Новые конструкции грузовых вагонов независимо от их назначения необходимо создавать с учетом как современных, так и перспективных требований эксплуатации, и обеспечивать при этом безопасность движения, прочность и надежность. Кроме того, должны быть обеспечены максимальные удобства и наименьшие затраты при изготовлении, обслуживании и ремонте в эксплуатации, а также предусмотрена возможность модернизации. Особое внимание при проектировании следует обращать на обеспечение техники безопасности обслуживающего персонала. Необходимо предусматривать максимальное снижение веса тары вагонов, экономное расходование металла и других материалов, а также обеспечение технологичности конструкций. Применяемые металлы и лакокрасочные покрытия должны увеличивать стойкость элементов вагона против коррозии. Конструкция вагона должна обеспечивать неповреждаемость и сохранность перевозимых грузов при их транспортировании и маневровых работах.

Необходима  максимальная унификация узлов и деталей вагонов. Они должны отвечать требованиям действующих ГОСТ, ОСТ, унифицированных чертежей, а также правилам технической эксплуатации соответствующих железных дорог. Вагоны должны быть максимально приспособлены для комплексной механизации -погрузочно-разгрузочных работ, а их конструкция — позволять рационально использовать существующие и разрабатываемые на перспективу на транспорте и промышленных предприятиях погрузочно-разгрузочные средства.

Грузовые  вагоны должны иметь мощную несущую  металлоконструкцию рамы, обеспечивающую безотказную эксплуатацию на сортировочных горках и в тяжеловесных поездах, а также прочную и по возможности простую конструкцию кузова и элементов оборудования.

Кроме этих основных требований для  всех грузовых вагонов, к конкретным вагонам дополнительно предъявляют специфические требования, связанные с особенностями перевозимых в них грузов и эксплуатационных условий. При выборе параметров и разработке новых конструкций грузовых вагонов для обеспечения повышения провозной способности железных дорог необходимо предусматривать следующее:

1. Максимальное использование допускаемой для грузового вагона погонной нагрузки на 1 м пути, что позволяет увеличить вес поезда, не изменяя его длины. Одновременно следует максимально использовать допускаемую нагрузку от оси на рельс.
2. Повышение коэффициента использования номинальной грузоподъемности вагонов, для чего удельные объемы и площади их должны соответствовать структуре и параметрам перевозимых грузов. При этом необходимо максимально использовать габаритные возможности подвижного состава, чтобы повышение удельных объемов не приводило к увеличению длины вагона и снижению погонной нагрузки на путь.
3. Применение современных ходовых частей, тормозного и автосцепного оборудования. [1]

 

Крытый  вагон модели 11-280 предназначен для перевозки штучных, тарно-штучных, пакетированных, насыпных грузов, а также дорогостоящих приборов, различных механизмов, станков, машин и других грузов, требующих укрытия и защиты от воздействия атмосферных осадков

Основные  узлы крытого вагона модели 11-280:

Кузов – узел вагонов, предназначенный для размещения грузов. Конструкции кузова имеют раму, боковые и торцевые стены, крышу, двери и люки для загрузки и выгрузки грузов.

Ходовые части – узел вагонов, функциональным назначением которого является безопасное взаимодействие вагона с железнодорожным путем во всем диапазоне скоростей движения.

Ударно-тяговые  приборы – узел вагонов, функциональным назначением которого является:

• обеспечение сцепления единиц подвижного состава между собой;
• удержание вагонов на определенном расстоянии друг от друга;
• передавать продольные тяговые и сжимающие усилия, уменьшать уровень динамических составляющих этих сил.

Автотормозное оборудование – узел вагонов, функциональным назначением которого является обеспечение возможности регулирования скоростей движения поездов и их остановки, а также удержание отдельных вагонов и поездов в остановленном состоянии.

Рисунок 1 – Основные узлы крытого вагона модели 11-280

2. Основные Технико-экономические параметры вагона

Технико-экономические  параметры – это комплекс показателей, характеризующих эффективность обоснованного использования единицы подвижного состава. Основными параметрами грузовых вагонов являются: грузоподъемность (Р, т), тара (Т, т), объем кузова (V , м³) или площадь пола (F , м²), общая длина вагона (2L_o6 , м) по осям автосцепок, осность (т₀), габарит по ГОСТ 9238-83.[2, 6]

К основным технико-экономическим показателям  и удельным параметрам грузовых вагонов  относятся:

1. Технический коэффициент тары. K_Т =Т/Р;

2. Удельный объем кузова, V_уд= V/P, м³/т;

3. Удельная площадь пола, f_yд = F/Р, м²/т;
4. Нагрузка от колесной пары (от одной оси) на рельс: Р₀=9.81×(Р+Т)/ т_0, кН;

5. Нагрузка на 1 м пути. Р_l^бр =(Р+Т)/2L_0б, т/м.

Таблица 1 – Основные технико – экономические показатели вагона

Параметр	Величина параметра
Грузоподъемность, т	68
Тара не более, т	26
Объем кузова, м3	138
Осевая нагрузка на путь, т	23,5
Площадь пола, м2	43,46
Коэффициент тары	0,38
Удельный объем кузова, м3/т	2,03
Удельная площадь пола, м2/т	0,639
Погонная нагрузка на путь, т/м	5,54
Технические условия	ТУ 24.05.949-2007
Ширина колеи, мм	1520
Длина вагона: по осям сцепления автосцепок, мм	16970
База вагона, мм	12240
Внутренние размеры кузова, мм: высота по осевому сечению высота по боковой стене длина ширина	3260 2870 15724 2764
Высота вагона: от уровня головки  рельсов до оси автосцепок, мм от уровня головки  рельсов до уровня пола, мм	1040…1080 1286
Количество и тип дверей, шт	По две с каждой стороны, раздвижные, несамоуплотняющиеся
Количество загрузочных люков  в боковых стенах, шт	4
Скорость конструкционная, м/с (км/ч)	33,3 (120)
Габарит по ГОСТ 9238-83	1-ВМ
Количество осей, шт.	4
Модель 2-осной тележки	18-100 (18-2128)

Основным  перспективным вариантом улучшения  технико-экономических показателей  крытых вагонов является уменьшение металлоёмкости и, как следствие, коэффициента тары (при условии обеспечения требуемых прочностных характеристик), а также увеличение объема внутреннего пространства кузова. Другим важным направлением является совершенствование тележек с целью повышения осевой нагрузки с 23,5т/ось до 25-27т/ось с одновременным повышением реальной эксплуатационной скорости до 120км/ч.

3. Габариты подвижного состава

Для обеспечения безопасности движения поездов установлены предельные размеры (контуры) приближения строений к оси пути и максимальные размеры (контуры) допускаемого к обращению  подвижного состава. Эти предельные и максимальные контуры называют соответственно габаритами приближения строений и габаритами подвижного состава железных дорог.

Габарит приближения строений – предельные поперечные (перпендикулярные оси пути) очертания, внутрь которых 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, предназначаемых для непосредственного взаимодействия с подвижным составом, при условии, что положение этих устройств во внутригабаритном пространстве увязано с частями подвижного состава, с которыми они могут соприкасаться, и что они не могут соприкасаться, и что они не могут вызвать соприкосновения с другими элементами подвижного состава.

Габарит подвижного состава – поперечные (перпендикулярные оси пути) очертания, в которых, не выходя наружу, должен помещаться установленный на прямом участке 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 максимально нормируемые износы.

Строительное  очертание подвижного состава –  поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, получаемое уменьшением габарита подвижного состава по установленной методике, наружу которого не должна выходить ни одна часть вновь построенного подвижного состава в ненагруженном состоянии при нахождении на прямом горизонтальном пути и при совмещении его продольной вертикальной серединной плоскости с осью пути.

Проектное очертание подвижного состава –  поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, имеющее размеры, уменьшенные  по сравнению с размерами строительного  очертания на величину плюсовых допусков, внутри которого должны находиться все расположенные в рассматриваемом сечении элементы конструкции проектируемого подвижного состава, имеющие номинальные размеры [7].

В общем случае между габаритом  приближения строений и вагоном  в эксплуатации должны быть предусмотрены зазоры для компенсации четырех основных групп смещений (рисунок 2):

а) смещения вагона вследствие отклонений в состоянии пути — уширение колеи, упругое отжатие рельсов, перекосы и износы шпал и подкладок, упругие осадки шпал и балласта и др.;

б) смещения вагона вследствие динамического колебания его на рессорах:

в) смещения вагона вследствие зазоров и износов ходовых частей и прогибов (осадки) рессор от статической нагрузки;

г) выносы частей вагона в кривых участках пути.

Указанные группы смещений составляют итоговое перемещение вагона из центрального положения в одну сторону.

Габарит подвижного состава получают, исходя из габарита приближения строений и  осей междупутий, посредством учета  смещений первых двух групп (а + б).

Строительное  очертание вагона получают из габарита подвижного состава посредством учета смещений двух последних групп (в + г).

1 - проектное  очертание вагона; 2 - строительное  очертание вагона; 3 -эксплуатационный  габарит подвижного состава; 4 - ось междупутья; 5 – габарит приближения строений

Рисунок 2 – Схема габаритов

Проектное очертание вагона получают из строительного посредством учета технологических отклонений Е_т и S_T, допускаемых при постройке нового вагона.

Проверка  вписывания вагона в габарит заключается в переходе от размеров подвижного состава (вагона) по ГОСТ 9238-83 к размерам строительного и далее, проектного очертаний.

Для крытого вагона модели 11-280 в соответствии с ГОСТ 9238-83 и «Инструкцией по применению габаритов подвижного состава» - 1988г. был произведён расчёт строительного очертания кузова и произведён расчёт вписывания в габарит 1-ВМ.

Обозначение и область применения габаритов  приближений строений принимают:

С – для путей, сооружений и устройств  общей сети железных дорог и внешних подъездных путей от станции примыкания до территории промышленных и транспортных предприятий.

Сп – для путей, сооружений и устройств, расположенных на территории и между территориями заводов, фабрик, мастерских, депо, речных и морских портов, шахт, грузовых дворов, баз, складов и других промышленных и транспортных предприятий, а также промышленных железнодорожных станций.

Обозначение и область применения габаритов  подвижного состава принимают:

Т – для подвижного состава, допускаемого к обращению по путям общей  сети железных дорог, внешним и внутренним подъездным путям промышленных и  транспортных предприятий, сооружения и устройства которых отвечают требованиям габаритов приближения строений С и Сп.