Пассажирский вагон купейного типа

   Пассажирские вагоны магистральных дорог колеи 1520 мм проектируются и изготовляются в соответствии с действующими стандартами по рабочим чертежам и техническим условиям на конкретную модель вагона, утверждённым в установленном порядке. По прочности, устойчивости, динамическим качествам и безопасности движения они соответствуют требованиям норм расчёта и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). В соответствии с ГОСТ 15150 вагоны изготавливаются в исполнении У категории размещения 1, а оборудование вагона, в зависимости от места его установки, должно иметь следующие категории размещения: 1- снаружи вагона, 2- в подвагонных камерах и тамбурах, 3- в вагоне.

    Требования к внешнему и внутреннему виду вагонов, планировке салонов и служебных помещений, расположению и размеров дверей, окон, диванов, поручней, фактуре и цвету поверхностей снаружи и внутри вагона и другим эргономическим и эстетическим параметрам, а также создаваемым в вагоне безопасным, комфортным условиям и удобству для проезда пассажиров и обслуживающего персонала, обусловлены ГОСТ 2.29.00.002; ГОСТ 22269; ГОСТ 21889 и  РТМ 24.008.59-82. Заказчик в договоре на поставку может указать другие требования, не ухудшающие безопасность обслуживающего персонала и пассажиров. Конструкции вагонов должны отвечать требованиям санитарных норм по освещённости, микроклимату, шуму, вибрации, эргономики, обеспечивать и полностью соответствовать техническим требованиям пожарной безопасности, а также допускать применение стационарных и переносных приборов для диагностирования без разборки узлов.

    В вагонах используются блочные конструкции, допускающие быструю замену модулей и элементов оборудования с учётом монтажа, ремонта и демонтажа, а также обслуживания установленного на вагоне оборудования. Конструкция вагона и всего оборудования обеспечивают заданные показатели ремонтопригодности и сохраняют работоспособность в течении нормируемых сроков службы при выполнении установленных видов технического обслуживания (ТО) и плановых видов ремонта (Р), разработанных в рамках технического проектирования с четом системы ТО и Р по техническому состоянию. Проектируемые вагоны имеют возможность изменения типа (классности) вагона, предусматривающую замену элементов

внутреннего оборудования с минимальной трудоёмкостью. 
 
 

          2.2 Требования безопасности и комфорта

     Конструкции вагонов удовлетворяют требованиям  безопасности в течение всего периода их эксплуатации, установленным стандартом и эксплуатационной документации. Значение показателей надёжности узлов и агрегатов вагона должны быть не менее приведённых в РТМ-94 “Показатели надёжности пассажирских вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 мм” и ГОСТ 27.002. Требования к противопожарной защите должны соответствовать ГОСТ 12.1.004. Вагон оборудован двумя аварийными окнами- выходами. Требования электробезопасности должны соответствовать по ГОСТ 12.1.004.019. Вагон оборудуется огнезащитными перегородками между купе проводников и пассажирским салоном, а также огнезащитными фрамугами, ограничивающими распространение пламени в надпотолочном пространстве. Также оснащён автоматическими установками пожаротушения. Система отопления и вентиляции должна обеспечивать среднюю температуру воздуха пассажирских помещений вагонов в пределах 22 при температуре наружного воздуха - , в туалетах- не ниже . Система охлаждения при температуре наружного воздуха автоматически поддерживает температуру воздуха в пассажирском помещении вагона в пределах . Освещение пассажирских помещений вагона, кроме тамбуров, котельного отделения и душевого помещения , должно быть люминисцентным с частотой тока 400Гц и напряжением 50В и иметь аварийное освещение. Вагон оборудуется системой централизованной диагностики со световой и звуковой  сигнализацией в купе проводника. 

     2.3 Требования к параметрам вагона 

     Для пассажирских вагонов основной конструкционной  характеристикой является отношение  тары к числу мест для пассажиров.

     Чем меньше масса тары, приходящейся на каждое место, тем экономичнее вагон. В качестве вагона прототипа принимаем вагон модель 61-820к.

Технические характеристики модели 61-820к.

Наименование  ПС:                                          вагон крытый

Модель:                                                               61-820

Назначение:                                                    пассажиры

Срок службы (лет):                                          28

Масса вагона (т):                                              54

Скорость (км/ч):                                                    160,00

Ширина колеи (мм):                                          1520

Примечание:                                                   36 спальных мест

Изготовитель:                           Тверской вагоностроительный завод ОАО.

     Основные  параметры, определяющие технический уровень и качество проектируемых конструкций пассажирских вагонов, рекомендуемые ГОСТ, соответствуют значениям предусмотренным нормами проектирования.

Определим массу  вагона, приходящуюся на одно место: 

                                                            (1)

где  тара вагона, 54 т;

        n- количество мест, 36.

 

     Коэффициент отношения тары вагона к общей  длине вагона.

Длина кузова вагона рассчитывается из следующих составляющих: длина тамбуров, котельной, служебного помещения, пассажирского помещения, санузел, толщина перегородок.

                               (2)

                                                          (3) 

где  - длина вылета автосцепки, 0,43м 

                                                             (4)

 

     Ширину  вагонов принимаем равной ширине вагона прототипа: 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3 Вписывание вагона в габарит 

      Для обеспечения безопасности движения поездов вагоны должны свободно проходить  по железнодорожному пути, не задевая  сооружений, станционных платформ, зданий и других устройств, а также подвижного состава расположенного на смежных путях. Это условие выполняется, если размеры поперечного сечения вагона находятся в строго определенных пределах, а все указанные сооружения приближаются к пути не боле чем на определенную величину.

      При вписывании вагона в эксплуатационный габарит подвижного состава производится уменьшение горизонтальных размеров этого габарита на величину зазоров и износов ходовых частей, исчисляемых в горизонтальном направлении, и выносов частей вагона в кривых, а вертикальных размеров – на величину статического прогиба рессорного подвешивания и измеряемых в вертикальном направлении износов ходовых частей вагона. В результате такого уменьшения получается строительное очертание.

      Чтобы выяснить возможность лучшего использования  габарита, целесообразно строить горизонтальные и вертикальные габаритные рамки. Горизонтальная габаритная рамка определяет наибольшую допускаемую ширину строительного очертания вагона в любом его поперечном сечении.

Для 4-х осных  вагонов на 2-х осных тележках величина статического понижения рамы вагона равна: 

                                           (5) 

где  - расчетная нагрузка на вагон;

        - общая жесткость рессорного подвешивания тележки.

      Расчетная нагрузка определяется следующим образом:

                                   (6) 

где  - вес брутто, определяемый суммированием грузоподъемности и тары вагона;

       вес тележки;

        - вес надрессорной балки. 

,                          (7)

54+2,9=56,9  т

  т

      Величина  статического прогиба равна: 

  мм 

     Величина  наименьшего допускаемого вертикального размера строительного очертания кузова вагона:

                                                         (8)

где высота габарита в соответствующей точке.

     Наибольшая  ширина вагона определяется путем уменьшения полуширины габарита подвижного состава на соответствующие величины ограничений поперечных сечений подвижного состава при вписывании в кривую расчетного радиуса с учетом наибольших допускаемых износов деталей его ходовых частей. То есть

     - в пятниковом сечении:

                                     (9)

      - во внутреннем сечении:

                                                                (10)

      -в  наружных сечениях:

                                     (11) 

      для направляющих поперечных сечений вагона ограничение  определяется :

                               (12) 

Для поперечных сечений вагона между шкворнями ограничение  

                  (13) 

Для наружных поперечных сечений вагона: 

              (14) 

где    расстояние между направляющими сечениями вагона   (база

              вагона), м;

n - расстояние от рассматриваемого поперечного сечения вагона до его ближайшего направляющего сечения, мм;

           S- максимальная ширина колеи в кривой расчётного радиуса, мм;

           d- минимальное расстояние между наружными гранями предельно изношенных гребней колёс, мм;

0,5(S-d)- максимальный разбег изношенной колёсной пары между рельсами (смещение из центрального положения в одну сторону), мм;

           q- наибольшее горизонтальное смещение буксового узла из центрального положения в одну сторону, мм;

          W- минимальное горизонтальное смещение надрессорной балки из центрального положения в одну сторону, мм (q+W=40 мм) ;

           к- величина на которую изменяется поперечное сечение вагона, мм;

величина дополнительного поперечного  сечения в кривых участках пути расчётного радиуса тележечного подвижного состава, мм;

коэффициент размерности, зависящий от величины расчётного радиуса кривой

величина на которую допускается  выход подвижного состава за очертания  габарита в кривых участках пути, мм ;

 дополнительные ограничения  внутренних и наружных сечений подвижного состава, мм.

Таблица  1 Значение коэффициентов К

 

  мм

  мм

  мм 

    Максимально допустимая ширина строительного очертания вагона на некоторой высоте Н над уровнем верха головки рельса в рассматриваемом сечении определяется по формуле: 

                                                      (15) 

где  максимальная полуширина вагона на рассматриваемой высоте, м;

        полуширина соответствующего габарита вагона на той же высоте, м

3105<2(1700-67,5)

3105<3265