3. Вписывание вагона в габарит

При проверке вписывания проектируемого грузового вагона в заданный габарит в данной курсовой работе определяют строительное и проектное очертание в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Строительное очертание подвижного состава – это поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, получаемое уменьшением габарита подвижного состава, наружу которого не должна выходить ни одна часть вновь построенного вагона в ненагруженном состоянии при прохождении на прямом горизонтальном пути и при совмещении его продольной вертикальной серединной плоскости с осью пути.

3.1 Вписывание верхней части вагона в габарит

Определение горизонтальных поперечных размеров строительного очертания верхней части вагона

Максимально допускаемые строительные размеры подвижного состава получают путем уменьшения поперечных размеров соответствующего габарита подвижного состава с каждой стороны на величины необходимых ограничений (поперечных смещений подвижного состава при вписывании в кривую расчетного радиуса с учетом наибольших допускаемых разбегов и износов деталей его ходовых частей), мм, определяемых по формулам:

- ограничение направляющих поперечных сечений вагона[2]

(3.1)

- внутреннее ограничение поперечных сечений вагона, расположенных между направляющими сечениями по середине базы, при ;[2]

(3.2)

- наружное ограничение поперечных сечений вагона, расположенных снаружи его направляющих сечений, при ; [2]

(3.3)

где s - максимальная ширина колеи в кривой расчетного радиуса, s = 1465 мм;

s - максимальная ширина колеи в прямой, s =1465 мм;

d - минимальное расстояние между наружными гранями предельно изношенных гребней колес, d = 1410 мм;

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

q - наибольшее возможное поперечное перемещение из центрального положения в одну сторону рамы тележки относительно колесной пары(вследствие зазоров в буксовом узле и узле соединения рамы тележки с буксой ), q = 4 мм;

w - наибольшее возможное поперечное перемещение из центрального положения в одну сторону кузова относительно рамы тележки(вследствие зазоров и упругих колебаний в узле сочленения кузова и рамы тележки), w = 52 мм;

2l - расстояние между шкворневыми (основными) сечениями вагоны (база вагона), 2l = 7,93 м;

n - расстояние от рассматриваемого поперечного сечения вагона до ближайшего основного сечения, м;

k - величина, на которую допускается выход подвижного состава, проектируемого по габаритам 0-ВМ, 02-ВМ, 03-ВМ и 1-ВМ (в нижней части), за очертание этих габаритов в кривой радиуса R = 250 м, k = 25 мм;

- величина дополнительного поперечного смещения в кривой расчетного радиуса R (R = 200 м – для габаритов Т, 1-Т и верхней части 1-ВМ, R = 250 м – для габаритов 0-ВМ, 02-ВМ, 03-ВМ и нижней части 1-ВМ) тележечного подвижного состава, = 0,5р² = 0,5 * 1,85² = 1,71 мм;

- коэффициент, зависящий от величины расчетного радиуса кривой (R=200 м – для габаритов Т, 1-Т и верхней части 1-ВМ, R = 250 м – для габаритов 0-ВМ, 02-ВМ, 03-ВМ и нижней части 1-ВМ), = 2 мм/м ;

- половина принятой на железных дорогах РФ величины увеличения расстояния между осями путей на перегонах (в расчетной кривой R = 200 м при вписывании вагонов в габариты Т, 1-Т, верхней части 1-ВМ или величина геометрического смещения середины (внутрь кривой) и концов (наружу кривой) расчетного вагона (2L = 24 м, 2l = 17 м) в кривой R = 200 м при вписывании вагонов в габариты 0-ВМ, 02-ВМ, 03-ВМ и нижней части 1-ВМ), = 0;

- дополнительные ограничения внутреннего и наружного сечений вагона, имеющее место только у очень длинных вагонов (как правило, с базой более 17 м), и определяемые из условия вписывания в кривую радиуса R = 150 м; для короткобазных вагонов эти коэффициенты заведомо отрицательны и могут не определяться; ; По формулам производят вычисления ограничения вычисления ширины для всех точек верхних и нижних очертаний габаритов подвижного состава, за исключением некоторых точек нижних очертаний.

Величины в квадратных скобках формул подлежат учету для габаритов и верхняя часть (точки 1-11):

- при положительных значениях

- при отрицательных значениях, если

Поскольку значения в квадратных скобках получились отрицательными, то ограничения полуширины определяются по полным формулам, то есть с учетом этих значений[2]:

(3.4)

(3.5)

(3.6)

Определение горизонтальных размеров проектного очертания верхней части вагона

На некоторой высоте Н над уровнем верха головки рельса максимально допускаемая ширина вагона определяется по формуле[2]:

, (3.7)

где - полуширина габарита подвижного состава на рассматриваемой высоте H, =1700 мм;

Е - ограничение полуширины для одного из рассматриваемых сечений: направляющего, наружного и внутреннего, мм [2];

Ширина проектного очертания вагона в верхней части на некоторой высоте над уровнем верха головки рельсов определяется по формуле[2]:

, (3.8)

где E - конструктивно-технологические отклонения, допускаемые при постройке вагона в горизонтальной плоскости, = 15 мм;

Определение вертикальных размеров строительного очертания верхней части вагона

Вертикальные размеры габарита подвижного состава поверху являются одновременно и максимальными размерами строительного очертания проектируемого вагона по высоте, которые он может иметь в ненагруженном состоянии, то есть[2]:

, (3.9)

где - вертикальный размер строительного очертания вагона для i-той точки габарита подвижного состава, мм;

- высота i-той точки габарита подвижного состава над уровнем верха головки рельсов, мм;

Определение вертикальных размеров проектного очертания верхней части вагона

Вертикальные размеры проектного очертания вагона поверху находятся из выражения[2]:

, (3.10)

где - конструктивно-технологические отклонения, допускаемые при постройке вагона в вертикальной плоскости, = 40 мм;

Определение вертикальных размеров строительного очертания нижней части вагона.

Наименьшие допускаемые вертикальные размеры строительного очертания вагона понизу, которые он может иметь в загруженном состоянии при наличии нормируемых максимальных износов ходовых частей, измеряемых в вертикальном направлении, получают путем увеличения вертикальных размеров габарита подвижного состава понизу на величину возможного в эксплуатации статического параллельного понижения вагона, то есть[2]:

(3.11)

где - суммарное статическое параллельное понижение для соответствующего элемента вагона, мм.

, (3.12)

где P - грузоподъемность вагона, P = 69,05 т;

- общая гибкость рессорного подвешивания тележки ЦНИИ-Х3,

=125 мм/МН.

Находим вертикальные размеры строительного очертания понизу по формуле с учетом вычисленного суммарного статического параллельного понижения:

Определение вертикальных размеров проектного очертания нижней части вагона:

Наименьшие допускаемые вертикальные размеры проектного очертания вагона понизу находим из выражения[2]:

, (3.13)

где - конструктивно-технологические отклонения, допускаемые при постройке вагона в вертикальной плоскости, = 20 мм;

Построение горизонтальной габаритной рамки проектного очертания для верхней и нижней частей вагона.

Рис. 4 -Горизонтальная габаритная рамка.

Горизонтальная габаритная рамка определяет наибольшую допускаемую ширину проектного очертания вагона для любого поперечного сечения по длине вагона и на определенной высоте от уровня верха головки рельса.

Построение вертикальной габаритной рамки проектного очертания вагона в верхней и нижней зонах.