Конструирование и расчет вагонов

Министерство  транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Самарский государственный университет путей сообщения

 

 

 

 

 

Кафедра Вагоны

 

 

 

«Конструирование  и расчет вагонов»

 

Контрольная работа №1

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

Каминцева О.                      

Шифр 08-В-3215

Проверил:

Александров Е.В

 

 

Самара 2013

Содержание

 

1. Крытый двухъярусный вагон модели 11-835.
1. Основные параметры вагона.
2. Вписывание вагона в габарит.
2. Колесные пары.
1. Ось колесной пары.
2. Цельнокатаное колесо.
3. Расчет оси колесной пары условным методом.
3. Подшипники качения

3.1 Расчет подшипников на долговечность.

      Библиографический список

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Крытый двухъярусный вагон модели 11-835

 

Все вагоны независимо от назначения и конструкции состоят из элементов (узлов), общих для вагонов любого типа. К этим элементам относятся  ходовые части, кузов, ударно-тяговые  приборы и тормозное оборудование.

К ходовым частям относятся колесные пары, буксы и рессорное подвешивание. В современных вагонах ходовые  части объединяются в самостоятельные  узлы, называемые тележками. Кроме перечисленных  элементов, тележки имеют раму, на которой крепятся детали рессорного подвешивания, тормозного оборудования и предохранительные скобы, а  для передачи нагрузки от кузова на тележку – надрессорные балки  с подпятниками и скользунами.

Ходовые части (тележки) являются наиболее ответственными узлами, которые должны обеспечивать безопасность движения вагона по рельсовому пути с необходимой  плавностью хода (наименьшее динамическое воздействие на перевозимый груз и на элементы пути) и наименьшим сопротивлением движению.

Кузов вагона предназначен для размещения пассажиров или грузов. Конструкция  кузова зависит от типа вагона. У  многих вагонов основанием кузова является рама, состоящая в основном из продольных и поперечных балок, жестко соединенных  между собой. На раме кузова размещаются  ударно-тяговые приборы и часть  тормозного оборудования. Рама кузова через пятники опирается на подпятники тележек, а у нетележечных вагонов  – на упругие элементы рессорного подвешивания. Расстояние между центрами пятников называется базой вагона (у  нетележечных вагонов это расстояние измеряется между осями крайних  колесных пар).

 

Для перевозок автотранспорта и спецтехники используют, так называемые, вагоны – автомобилевозы и транспортеры, платформы (одно- и двухъярусные), специализированные крытые и полукрытые (вагон - сетка), вагоны промышленного назначения и транспорта.

Наиболее  востребованными среди используемых железнодорожных вагонов подобного  назначения являются:

• 1. Четырехосный крытый вагон - автомобилевоз с нестандартной для данного типа высотой 5 метров для легкового нетипового транспорта.
• 2. Универсальный грузовой вагон 11-К651 цельнометаллической конструкции для обычных легковых автомобилей, подъемностью 42 тонны.
• 3. Специализированный двухъярусный вагон 11-835 крытого типа повышенной защиты под легковой транспорт со съемными сетчатыми боковыми стенками (производство Финляндия).
• 4. Усовершенствованный АО «Днепровагонмаш в 1992г. вагон – транспортер 11-4081, модернизированный под микроавтобусы с сеткой на боковые поверхности.
• 5. Адаптированный под климатические условия России вагон 11-287 для легковых автомобилей («Алтайвагон»).
• 6. Специализированный грузовой вагон 22-4082 для перемещения транспорта для пассажирских перевозок (троллейбусов и т.п.), грузоподъемностью 62,8 тонн. Выпускается АО «Днепровагонмаш» с 1992г.
• 7. Крытый двухъярусный грузовой вагон – сетка 11-287 для легкового транспорта, дополнен специальными переездными площадками, поверхность пола из гофрированного высокопрочного листа, крепление колесными упорами.
• 8. Одноярусный вагон – платформа 13-9009 для транспортировки автомобилей/прицепов/полуприцепов, выпускаются с 1996г. на АО «Абаканвагонмаш».
• 9. Двухъярусная полукрытая платформа 13-497 для легковых автомобилей. Удачный вариант платформы, на сегодняшний день не нуждается в модернизации, выпускались с 1970 года КВЗ и ДВЗ имени газеты «Правда».
• 10. Четырехосная открытая платформа 13-401 и марки 13-4012 с металлическими откидными боковыми бортами. Грузовая платформа этой марки предназначена для транспортировки колесной и гусеничной спецтехники и машин, не требующих усиленной защиты/укрытия от атмосферных осадков.
• 11. Двухъярусная полукрытая платформа 13-1479 для автомобилей с конструкцией самоходной погрузки. И т.п.

При выборе марки и модели грузового  вагона автомобилевоза/платформы специального назначения учитывают объем, габариты, массу, необходимую степень сохранности внешних визуальных характеристик и защиты от повреждений, количество, дальность перевозок, возможность самоходной погрузки или требуется погрузчик для спецтехники и т.п.

     Крытый двухъярусный вагон модели 11-835 для перевозки легковых автомобилей (рис. 1.1) сконструирован с целью обеспечения повышенной защиты и сохранности товарного вида перевозимых автомобилей.

 

Рисунок 1.1-Крытый двухъярусный вагон модели 11-835

 

Кузов вагона цельнометаллический, двухъярусный.

Рама 6 образует нижний ярус кузова. Кроме того, имеются верхний  ярус 4, боковые стены 7, торцовые двери 2, крыша 1 и переездные площадки 3.

Торцовые двери и переездные площадки обеспечивают беспрепятственный проезд автомобилей по всему составу.

В средней части вдоль  боковых стен вагона предусмотрены проемы 5, закрытые металлической сеткой.

Основа рамы кузова(рис.1.2) — хребтовая балка 5. Она соединена с двумя боковыми 2, двумя концевыми 1 балками.

Рисунок 1.2- Рама вагона

Двумя шкворневыми 4, девятью  поперечными 8 и четырьмя продольными 6 балками, а также четырьмя раскосами 3.

Хребтовая балка выполнена  из двух швеллеров № 30, соединенных  между собой диафрагмами.

В консольной ее части установлены  передние и задние упоры автосцепки, а за шкворневыми балками размещены  грузы 7 общей массой 2,7 т для придания устойчивости вагону против опрокидывания  от центробежной силы и ветровой нагрузки.

Боковые балки рамы изготовлены из швеллера № 20. Концевые балки сварные П-образного сечения и сварены из листов толщиной 12 мм.

В месте постановки ударной  розетки концевая балка имеет  углубление на 100 мм, позволившее уменьшить  вылет автосцепки с 610 до 510, мм.

Для безопасности работы составителей поездов на концевых балках установлены  поручни. Шкворневые балки сварные, коробчатого сечения.

В зоне пересечения с  хребтовой балкой на нижних листах шкворневых балок установлены пятники, усиленные сверху надпятниковыми коробками, а на расстоянии 762 мм от продольной оси вагона снизу приварены скользуны. 
Поперечные промежуточные балки рамы выполнены из швеллеров № 14, продольные — швеллеров № 10, а раскосы — из швеллера № 30. Пол настлан из металлических гофрированных листов толщиной 3 мм.

Для установки колесных упоров, предназначенных для крепления  автомобилей, в полу предусмотрены  щелевые пазы.

Верхний ярус кузова представляет собой раму с металлическим настилом пола из гофрированных листов толщиной 3 мм со щелевыми пазами для колесных упоров.

Рама верхнего яруса состоит из двух боковых продольных 6, двух концевых и набора промежуточных поперечных балок 14. Продольные и концевые балки сварные замкнутого коробчатого сечения из гнутых профилей, а поперечные балки — из гнутых П-образных элементов.

Боковые стены кузова цельнометаллические. Они состоят из каркаса, металлической обшивки и двух рядов окон 5 и 7, размещенных по всей длине вагона и закрытых сетками.

Один из рядов 7 расположен на уровне крыши автомобилей нижнего  яруса, а другой 5 — на уровне колес  автомобилей верхнего яруса. Рамы окон изготовлены из гнутых уголков и приварены к стойкам, а также к верхней и средней продольной обвязкам стен.

В рамки вделаны сетчатые решетки, выполненные из проволоки  сечением 6 мм. Ячейки решетки имеют  ромбическую форму с размерами  большей диагонали 150 мм.

Каркас стены включает верхнюю  и нижнюю  обвязки, среднюю  продольную балку 6", являющуюся боковой  балкой рамы верхнего яруса, две угловые  и тринадцать промежуточных стоек , а также двенадцать раскосов.

Раскосы поставлены только между нижней обвязкой и средней продольной балкой и направлены в противоположные стороны от середины вагона. Угловые стойки замкнутого коробчатого сечения, а верхняя обвязка — из гнутого уголка, нижняя обвязка — из прокатного швеллера № 20, промежуточные стойки и раскосы — из гнутых швеллеров.

Обшивка стен  металлическая гофрированная. С нижней обвязкой  стена связана накладками и усилена уголками

. Крыша кузова металлическая сварная. Каркас крыши обшит гофрированными листами 1. Каркас выполнен из двух продольных обвязок 3 и набора дуг 2 соответственно уголкового и Z-образного профилей. Дуги крыши, стойки стен и поперечные балки лежат в одной плоскости, образуя замкнутые шпангоуты.

Торцовые стены обеих сторон кузова представляют собой двустворчатые двери, Переездные площадки при закрытии дверей поднимаются в вертикальное положение.

При этом нижняя площадка располагается  с наружной стороны дверей, а второго  яруса — с внутренней стороны  кузова. Стопорное устройство нижней площадки может быть заперто навесным замком, без открытия которого нельзя опустить переездную площадку и открыть двери. Для облегчения подъема переездные площадки снабжены пружинными компенсаторами.

Закрепление автомобилей  в вагоне предусматривается съемными колесными упорами.

Колесный упор (рис 1.3) имеет корпус 3, внутри которого размещены винт 4 с регулировочной гайкой 5 и закидка 6.

Рисунок 1.3-Колесный упор

 

Винт шарнирно соединен с рычагом 2, заканчивающимся башмаком 1, на который опирается колесо автомобиля 10.

Подошва корпуса упора  крепится к полу 7 рамы двумя захватами 9 через щелевые пазы и удерживается закидкой 6, которая прижимается  к полу пружиной 8.

При вращении гайки винт по ступательно перемещается относительно нее, тянет за нижнее плечо рычага и прижимает башмак 1 к колесу. Обжатие всех четырех колес обеспечивает надежное закрепление автомобиля на вагоне.

Ходовые части, автосцепное устройство и тормозное оборудование — типовые. В качестве ходовых частей используются тележки грузовых вагонов модели 18-100 с четырьмя пружинами в комплекте вместо семи.

Рисунок 1.4 Двухъярусный крытый вагон модель 11-835

 

1.1 Основные параметры вагона

Основными параметрами вагона являются: грузоподъемность Р, тара Т, осность m_o, объем кузова V, линейные размеры. Для сравнения вагонов между собой пользуются величинами, представляющими отношениями этих параметров: удельный площадь пола f_y, технический коэффициент тары к_т, осевая р_о и погонная q_п нагрузки.

Правильный выбор параметров обеспечивает наименьшие затраты на перевозку  грузов. Так как вагоны имеют длительный срок службы, то вновь проектируемые  конструкции должны удовлетворять  не только современным, но и перспективным  условиям эксплуатации.

Таблица 1.1-Технические  характеристики вагона 11-835

Показатель	Вагон (модель)
	11-835
Грузоподъемность, т	25
Тара, т	35
Объем кузова, м
База вагона, м	17
Длина осям сцепления автосцепок, м	24,26  23,24
Ширина, м:  кузова максимальная	3,232  2,1
Высота максимальная от головок рельсов, м	5,125
Коэффициент тары	1,4
Удельный объем кузова, м /т	—
Осевая нагрузка, кН	147
Погонная нагрузка, кН/т	24,7
Конструкционная скорость  движения, км/ч	120
Габарит по ГОСТ 9238-83	1-Т