Курсовая работа №1 по курсу «ВАГОНЫ»

 

                                               РОСЖЕЛДОР

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Ростовский государственный  университет путей  сообщения»

(РГУПС) 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа №1

по курсу  «ВАГОНЫ»

 

                                                        кафедра

                                   «Вагоны и вагонное хозяйство» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил  студент группы: 3 – В – 616                      Демчук А.Г.

Шифр: 07–В–1053

Проверил:                                                           доц. Довгаль Е.А. 
 
 

г. Ростов – на – Дону  

2010г. 

ЗАДАНИЕ 
 

1. Проектирование  вагона:

Прототип                                 платформа  модель 13 470

Осевая нагрузка                                                            25,0

Погонная нагрузка                                                         9,5

2. Деповской ремонт вагонов на позиции подъемки на домкратах.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

          Специализированные платформы 
          В настоящее время около 2 % всех грузов перевозится по железным дорогам России, других стран СНГ и Балтии в крупнотоннажных контейнерах грузоподъемностью 10, 20, 30 и 40 т. Удельный вес перевозимых в них грузов может возрасти до 5-6 %. Перевозка крупнотоннажных контейнеров на универсальных платформах неэффективна из-за низкого использования грузоподъемности платформ. Поэтому для перевозки крупнотоннажных контейнеров разработана специализированная четырехосная платформа модели 13-470 (рис.1), строящаяся на производственном объединении вагоностроения  Абаканвагонмаш с 1991 г. Платформа имеет следующие технические характеристики:

грузоподъемность _______________________60 т,

масса тары_____________________________ 22 т,

площадь грузовой рамы __________________46 м²,

база _________________________________14,72 м,

 длина по  осям сцепления автосцепок _____19,62 м, 

ширина________________________________ 2,5 м,

коэффициент тары_______________________ 0,36,

осевая нагрузка _________________________200 кН,

погонная нагрузка_______________________ 41,8 кН/м,

конструктивная  скорость__________________ 140 км/ч.

Платформа соответствует  габариту О-ВМ. На платформе можно  перевозить шесть контейнеров типа 1Д грузоподъемностью 10 т, или три контейнера типа 1С грузоподъемностью 20 т, или один контейнер типа 1А грузоподъемностью 30 т и один контейнер типа 1С. Платформа не имеет деревянного полового настила и бортов, но снабжена десятью упорами, поворачивающимися поперек платформы на 180°, и четырьмя угловыми неподвижными упорами, которые удерживают контейнеры за нижние угловые фитинги от продольных и поперечных смещений. 
          

       

  

При погрузке контейнеров  используются только те упоры, которые 

расположены друг от друга на расстоянии, соответствующем  длине перевозимого контейнера, а  остальные поворотные упоры приводятся в нерабочее положение. Поворотный упор представляет собой панель с  жестко закрепленными на ней двумя  упорами. В рабочем положении  упоров панель фиксируется, от продольных и поперечных  смещений планками. Поворотные упоры укреплены на поворачивающихся панелях попарно на расстоянии 280 мм друг от друга. Поворотный шарнир панели включает в себя валик, опорное ушко и петлю .Все несущие элементы рамы выполнены из стали 09Г2Д.

          Платформа состоит из рамы, ходовых частей, автосцепного оборудования и тормоза.

          Рама платформы имеет:

 хребтовую,  две продольные боковые, две  концевые, две шкворневые, три основные  и две дополнительные поперечные  балки и четыре раскоса.

         Хребтовая балка рамы выполнена  из двух двутавров  № 60 переменной

по длине высоты сечения, перекрытых сверху листом (400*12мм ) на протяжении всей балки, а нижние горизонтальные полки в средней  части 

   
 

по длине 7м  усилены полосами ( 150*14 мм).В местах пересечения со шкворневыми и  поперечными балками двутавры  хребтовой балки соединены диафрагмами, а в консольных частях усилены  задним и  

передним упорами  автосцепки.  В средней части  к хребтовой балке приварены  кронштейны для крепления деталей  тормозного оборудования. Боковые продольные балки выполнены  из одного двутавра № 60 также переменной по длине высоты

сечения, как  и у хребтовой балки, усиленной  в средней части полосами 150*14 мм .На каждой из балок по диагонали  рамы приварены лестницы, а  к  концевым балкам -стойки с поручнями, служащими для удобства подъема  на платформу обслуживающего персонала Между боковой  и хребтовой балками приварена балка для крепления штурвала стояночного тормоза вагона. Концевые балки сварные, П-образного сечения и имеют постоянную высоту по длине. В середине к концевым балкам прикреплены ударные розетки автосцепки, объединенные  с передними упорами. В консольной части рамы установлены два раскоса коробчатого поперечного сечения из двух швеллеров № 14, через которые передается избыточная часть продольной силы удара от концевой балки на продольные боковые балки, при полном закрытии поглощающих аппаратов автосцепки. На концевых балках укреплены поручни для безопасной работы составителей поездов.

 Шкворневые  балки рамы замкнутого коробчатого   поперечного сечения сварены  из двух вертикальных и двух  горизонтальных листов толщиной  соответственно 10 и 12 мм. К нижнему  листу шкворневой балки приварены  скользуны и на болтах закреплены  пятники, через которые рама  опирается на тележки. Средние  поперечные балки рамы двутаврового  поперечного сечения сварены  из вертикального листа толщиной 5 мм постоянной по длине высоты  и двух горизонтальных листов  толщиной 8 мм. Дополнительные поперечные балки сварные, коробчатого сечения ,из вертикальных и горизонтальных листов толщиной 12 мм.

               В ходовой части применены две тележки 18 100, подлежащие с 2004 года обязательной модернизации по проекту М1698. В буксовый проем боковой рамы тележки устанавливается сменная прокладка толщиной 6 мм. В соответствии с проектом типовые фрикционные планки заменяют составными.

Составную фрикционную  планку устанавливают во фрикционный  узел гашения колебаний. Она состоит из двух элементов: неподвижной фрикционной планки (толщиной 10 мм), которая приклепывается к боковой раме, и контактной (подвижной) фрикционной планки (толщиной 6 мм), свободно размещенной между неподвижной планкой и вертикальной поверхностью фрикционного клина,

Стальные фрикционные  клинья тележки модели 18-100 заменяют на чугунные, В подпятник надрессорной балки устанавливается износостойкий элемент из стали ЗОХГСА в виде плоской прокладки (диска).

Скользуны оборудуют износостойким колпаками. Тележка 18-100, прошедшая данную модернизацию, имеет обозначение 18-100М. Суть данной модернизации заключается в защите основных пар трения тележки от износов в эксплуатации,Автосцепное оборудованиенежесткаяавтосцепка СА-3(советская автосцепка, третий вариант), размещается в консольной части хребтовой балки кузова. Основные части автосцепного устройства: корпус автосцепки с деталями механизма, ударно-центрирующий прибор, упряжное устройство, упоры и расцепной привод. 
 

3.Расчет технико-экономических параметров.

1. Определение коэффициента тары.

Коэффициентом тары является отношение массы вагона к его 

грузоподъемности

                                      = ;

где Т-масса тары вагона, для  платформы 13 470 Т= 22 т.

       Р- грузоподъемность вагона, для платформы 13 470 Т= 60т.

=22/60 =0,36

2. Определяем  для проектируемого вагона

 

= *;   где -коэффициент размеров. 

                                       - коэффициент массы. 

       Так как мы проектируем платформу для перевозки крупнотоннажных контейнеров, то уменьшить площадь платформы мы не можем. Есть смысл расширить платформу и  сделать частичное покрытие пола, что бы перевозить крупную колесную технику, однако такая платформа уже создана – это платформа 13 9004.Поэтому  коэффициент размеров мы возьмем равным единице, = 1.

        Коэффициент массы, учитывающий уменьшение массы рамы благодаря  использованию новых материалов, возьмем стандартный  =0,95.

Итак,   = *= 0,36*1*0,95=0,342.

      3.Определяем грузоподъемность проектируемого вагона  

=; где -осевая нагрузка проектируемого вагона,

      - осность вагона,

      g-величина ускорения свободного падения.

Итак, =25*4/(1+0,342)*9,81=74,5 тонны.

      4.Вычисляем тару проектируемого вагона =*;

=74,5*0,342=25,5 тонн.

     

5.Вычисляем площадь рамы

=*; где -удельная площадь вагона прототипа, =46/60=0,767. 

=0,767*74,5=57  

     6. Так как ширина проектируемой платформы равна ширине вагона прототипа, то вычисляем длину 2L проектируемой платформы.

       2L=/Н; где Н- ширина вагона прототипа, Н=2,5 м.

      2L=57/2,5=22,85 м. 

       Учитывая то, что применяемые крупнотоннажные контейнеры имеют длину 20, 40, и 60 футов, то есть округленно 6, 12 и 18 метров, полученную длину необходимо скорректировать до 24800 мм. Тогда на проектируемую платформу можно установить 4 контейнера по 20 тонн каждый. Однако никакого преимущества не получится, так как не меняется грузоподъемность контейнера, и увеличивая осевую нагрузку, мы не можем увеличить погонную. Следовательно, нужно рассмотреть возможность увеличения коэффициента загрузки контейнера на 30%, тогда на 25% увеличится погонная нагрузка и до 250 кН осевая.

       Однако, имеется предложение, позволяющее сократить пробег пустой, незагруженной платформы в 3 раза. Для этого необходимо внести небольшое изменение в конструкцию рамы платформы, благодаря чему можно будет на каждую платформу устанавливать  еще две. Изменение рамы заключается в установке углубленных упоров длинной 480 мм расположенных на раме платформы прямо над дисками колесных пар. В эти углубления устанавливаются колесными дисками загружаемые  платформы для уменьшения инерционного перемещения при перевозке. Для удобства и скорости загрузки платформы на хребтовую балку  устанавливаются восемь (по 2 над каждой осью) убирающихся крюка, с помощью которых подхватываются тележки при погрузке и выгрузке платформ. Имея статистические данные о холостом пробеге платформ, можно рассчитать наличие или отсутствие экономического эффекта от данного предложения.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Используемая литература 

     1. Б.В.Быков. Конструкция, техническое  обслуживание и текущий             ремонт грузовых вагонов. Желдориздат, 2005г.

     2. И.Ф.Пастухов, В.В.Пигунов, Р.О.Кошкалда.

 Конструкция  вагонов. М. «Маршрут», 2004г.