МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
(МИИТ)
Кафедра «ВАГОНЫ И ВАГОННОЕ ХОЗЯЙСТВО»
Курсовой проект
по дисциплине: «Вагоны»
на тему:
« Проектирование пассажирского вагона модели 61-4170»
Выполнил: ст. гр. ТВГ-444
Прокофьев А.А.
Проверил: Доцент
Шмыров Ю.А.
Москва 2012
Содержание
Введение.
1 . Общее устройство вагона и его основные конструкционные особенности.
2 . Кузов вагона и его составные части.
3. Ходовые части вагона.
4. Автосцепное устройство вагона
5. Тормозная система вагона.
6. Использования жестких автосцепных устройств в пассажирских вагонах.
Вывод
Список используемой литературы
Введение
В зависимости от способа передвижения вагоны подразделяются на несамоходные, перемещение которых осуществляется локомотивами, и самоходные, называемые иногда автономными, которые для передвижения получают энергию от контактной сети (электропоезда, вагоны метро) или имеют свою энергетическую установку (автомотрисы, трансферкары, дизель-поезда).
По своему назначению вагоны делятся на две основные группы — пассажирские и грузовые. Пассажирский вагон состоит из кузова, представляющего собой закрытое помещение, оснащенное необходимыми для пассажиров устройствами (диванами для сидения или лежания, системами освещения, отопления, кондиционирования воздуха, туалетами, удобными входами и выходами и т.п.), опирающегося на ходовые части — тележки.
Общее устройство вагона и его основные конструктивные особености.
Парк пассажирских вагонов включает в себя вагоны, служащие для перевозки пассажиров (рис. 1), а также вагоны-рестораны, почтовые, багажные (рис.2) и вагоны специального назначения.
Рис. 1
Рис. 2
В зависимости от дальности перевозок пассажирские вагоны бывают:
- дальнего следования, предназначенные для перевозки пассажиров на большие расстояния (500—700 км и более). Такие вагоны бывают купированные или некупированные. Они оборудованы жесткими или мягкими диванами для сидения или лежания и по этому признаку называются жесткими или мягкими вагонами;
- местного сообщения, предназначенные для перевозки пассажиров на более короткие расстояния (200—700 км), преимущественно в дневное время. В этих вагонах имеются удобные кресла для сидения;
- пригородные, предназначенные для перевозки пассажиров на небольшие расстояния в сравнительно короткое время: они оборудованы жесткими или мягко-жесткими диванами для сидения.
2. Кузов вагона и его составные части.
Кузов пассажирского вагона состоит из рамы, боковых и торцовых стен, пола, крыши, дверей, окон и соответствующего внутреннего оборудования (систем электрооборудования, отопления, вентиляции, освещения, водоснабжения, диванов для лежания или сидения, багажных полок и др.).
Кузов вагона состоит из рамы 9 с металлическим настилом пола 14, боковых 2 и торцовых 5 стен и крыши 1. Все элементы кузова изготовлены из углеродистой стали марок Ст.З и Ст.4 (ГОСТ 380-60) и качественной углеродистой конструкционной стали марки 15 (ГОСТ 1050-60). В боковых стенах предусмотрены проёмы для окон 3 и дверей 12 с подножками 11 и поручнями 13. Под полом кузова находится ящик 8 для хранения использованного белья. В торцовых стенах кузова также предусмотрены проёмы 7 для дверей, служащих проходными между вагонами. С внешней стороны проёма 7 установлена металлическая рамка 6, к которой крепятся уплотнитель-ные элементы упругой переходной площадки. На торцовой стене тормозного конца вагона установлена откидывающаяся лестница 4, предназначенная для подъёма на крышу людей. Кузова с тележками соединяется через пятники 10. На крыше предусмотрены дефлекторы 15, обеспечивающие естественную вентиляцию помещений вагона.
Рис.40. Кузов пассажирского вагона с хребтовой балкой
Рама кузова состоит из хребтовой 10, двух шкворневых 11, двух концевых (буферных) 6 и трёх поперечных промежуточных балок, расположенных между шкворневыми. Основной частью рамы является хребтовая балка 10, которая воспринимает продольные толчки и тяговые усилия, а также вертикальные нагрузки от веса вагона и пассажиров. В первых конструкциях ЦМВ хребтовая балка изготовлялась из двутавровых балок № 30с. Впоследствии для снижения веса вагона двутавры были заменены швеллерами №30а (ОСТ 10017-39) сечением 300х85х7,5 мм (вес одного 1 пог. м двутавра №30с составляет 57,4 кг.а швеллера №30а - 34,4 кг).
С 1962 т. конструкция хребтовой балки была снова изменена. Для увеличения толщины стенок в местах крепления упорных кронштейнов (по концам балок) швеллеры хребтовой балки делали составными из трех частей - по концам на длине 5 м из швеллера № 30в (ГОСТ 5267-63) сечением 300х87х9.5 мм.по середине - из швеллера № 30 (ГОСТ 8240-56) сечением 300х100х6,5 мм.
Хребтовая балка 10 выполнена из швеллеров № 30, которые в средней части по всей своей длине связаны между собой поперечными диафрагмами 15, по концам они соединены задними 4 и передними 2 упорами автосцепки, объединёнными с розеткой 1. С целью ограничения перемещения тягового хомута вверх к хребтовой балке сверху приварены планки 17, а междуупорами 2 и 4 к вертикальным стенкам швеллеров установлены планки 3, защищающие от истирания швеллера поглощающими аппаратами. На участках между задними упорами и шкворневыми балками хребтовая балка усилена листами 16.
Отдельные части балок соединяются между собой с помощью дуговой электросварки.
Рис.41. Рама кузова пассажирского вагона с хребтовой балкой
Шкворневая балка, предназначенная для передачи нагрузки от кузова на тележку, сварная, коробчатого сечения, состоит из двух вертикальных 12, нижнего 11 и верхнего горизонтального листов. Причём, ближе к концам шкворневые балки уменьшаются в размерах. В пересечении с хребтовой балкой к нижним листам шкворневых балок на болтах крепятся пятники 5, а по бокам - скользуны, в зоне размещения которых вварены усиливающие рёбра 13. Скользун состоит из стальной литой плиты, приваренной к листу, и сменной накладки, прикрепленной к плите с помощью болтов. Сменные накладки изготовляются из стали марки 45, закаливаются и шлифуются.Надпятниковые зоны укреплены крестовинами 14, диафрагмами 21 и рёбрами 22. Каждая из концевых балок 6 выполнена из двух швеллеров № 30, соединённых с хребтовой балкой ударной розеткой 1 автосцепки, а снизу они связаны фигурным листом 9, имеющим отбортовку 18. В местах постановки буферных комплектов эти зоны усилены рёбрами жёсткости 8, 19, 20 к планками 7.
Металлический пол 2 в консольных частях рамы выполнен из гладкого листа углеродистой конструкционной стали марки 15 толщиной 3 мм, а на участках между шкворневыми балками 3 - из гофрированного 4 толщиной 2 мм. Соединённые сваркой в единую конструкцию листами пола 2 и 4, концевых 1, шкворневых 3, хребтовой, основных 8 и вспомогательных поперечных, а также боковых продольных 6 балок и подкрепляющими балками 5 и 13, обеспечивается необходимая прочность кузова при действии эксплуатационных нагрузок. Вспомогательные балки: 7 служит для крепления тормозного оборудования, 9 - для высоковольтного контакторного ящика, 10 - для бельевого ящика и др., балки 11предназначены для крепления котла отопления. Пол в тамбурах покрыт гладким фигурным листом 12 с вырезами для размещения подножек, пространство над подножками на уровне пола перекрывается откидывающимися крышками.
Рис.42. Рама пассажирского вагона с настилом пола
До 1960 г. листы пола на участке между шкворневыми балками ставились плоскими. С внедрением в конструкцию пола гофрированных листов вместо плоских значительно повысилась работоспособность пола и кузова вагона в целом, так как плоская форма не может способствовать существенному воспринятию полом основных нагрузок вагона (рационально используется только 30% металла пола ). Боковая стена кузова состоит из металлической обшивки, выполненной гофрированными листами, подкреплёнными с внутренней стороны каркасом. Обшивка надоконного пояса 3 имеет толщину 2 мм, а подоконного 5 и межоконных простенков 4 - 2,5 мм.
Каркас боковой стены образован набором стоек 2 (Z 55x65x40x3 мм) и продольной верхней 1 (Z 70x50x20x3 мм) и нижней 6 (Z 100x75x6 мм) обвязок. Дверные стойки сварные, выполненные из двух Z-образных профилей № 6,5 и планок, образуя -образный профиль сечением 200x55x65x3 мм. По высоте стоек приварено по три коротких уголка, а над оконными проёмами к обшивке - по три Z-образных элемента для присоединения деревянных брусьев, предназначенных для крепления внутренней обшивки стен кузова.
Рис.43. Боковая стена кузова пассажирского вагона
Торцовая стена тормозного конца вагона выполнена из двух боковых гофрированных листов 7 толщиной 2 мм и наддверного листа толщиной 1,4 мм. С внутренней стороны листы подкреплены рёбрами 8 толщиной 2 мм, кромки которых отбортованы на высоту 20 мм. Снизу листы 7 приварены к обвязке 10 толщиной 2 мм, а сверху - к дуге 2 уголкового профиля 60 х 50 х 2 мм и по краям- к обшивке, подкреплённой стойками 13 и 14 Z-образного гнутого профиля сечением 55x40x30x3 мм. В зоне дверного проёма торцовая стена усилена двумя мощными стойками из двутавра № 27, предназначенными для защиты кузова от возможных ударов со стороны соседних вагонов при воздействии в случае аварийных ситуаций. Эти стойки снизу приварены к концевой (буферной) балке 9 рамы, а сверху - к мощной поперечной балке 6, выполненной из швеллера № 30.
Рис.44. Торцовая стена кузова пассажирского вагона
Таким способом образуется конструкция, обеспечивающая жёсткую связь стен и крыши. К стойкам 11 приварена П-образная рамка для крепления уплотнения (суфле) упругой площадки. Эта рамка состоит из стоек 12 и балки 14, над которой расположен элемент 3, служащий для крепления козырька суфле. Балки 3, 4 и 12 выполнены из Z-образных профилей толщиной 1,4 мм. Наружная полка профиля 12 по высоте подкреплена рёбрами 19. Для хранения угля в вагоне устроены ёмкости, расположенные между наружной обшивкой 7, специальным листом 17, приваренным со стороны тамбура к элементам 15 и 18 и листу 16, образующим дно. В стене предусмотрены три выреза 5, предназначенных для сигнальных фонарей, а для безопасности подъёма на крышу - поручни 1.
Крыша состоит из металлического каркаса, обшитого снаружи в средней части листами 1 толщиной 1,5 мм с гофрами, расположенными вдоль вагона, а на скатах - гладкими листами 2 толщиной 2 мм. Сварной каркас крыши образован боковыми продольными обвязками 4 уголкового профиля 56x56x3 мм и дугами 3 Z-об-разного профиля 45x65x40x2,5 мм. По концам продольные обвязки сварены с поперечными балками 6, выполненными из швеллера № 30, концевые дуги 5 изготовлены из гнутых уголков 60х60х2 мм. В крыше предусмотрены отверстия для дефлекторов, усиленные армировками, а также армированные люки для монтажа и демонтажа котла отопления, калориферов, баков для воды и вентиляционного агрегата.
Рис.45. Крыша кузова пассажирского вагона
Рама с настилом пола, боковые и торцовые стены, крыша свариваются, образуя замкнутую оболочку. Причём, подкрепляющие пол поперечные балки, стойки стен и дуги крыши располагаются в одной плоскости, обеспечивая наибольшую работоспособность металлоконструкции кузова при минимальной массе.
Чтобы обеспечить необходимую коррозионную стойкость кузова, места прилегания к нему элементов покрывают токопроводящим грунтом. Стены, пол и крышу тщательно очищают от ржавчины, окалины и сварочных брызг, обезжиривают, просушивают и покрывают грунтовкой ФЛ-0Зк или подобной ей. Наиболее коррозионные места, выявляющиеся в эксплуатации, покрывают грунтом ВЛ-02 или ВЛ-08, а затем антикоррозионными мастиками №213 или №579.
Технико экономические параметры вагона.
Кузов вагона |
стальной цельнонесущей конструкции с гладкой наружной обшивкой, подкрепленной изнутри гофрированными панелями и вертикальными уголковыми профилями. Боковые стены и пол выполнены из листов нержавеющей стали |
Габарит вагона по ГОСТ 9238-83 |
1-ВМ
|
База вагона, мм |
17000 |
Длина вагона по осям автосцепок, мм |
25500 |
Ширина кузова наружная вагона, мм |
3103 |
Автосцепка |
СА-3 |
Высота автосцепки от уровня головок рельсов, мм |
1080 |
Масса тары вагона (без экипировки), т |
56 |
Модель тележки |
КВЗ-ЦНИИ |
База тележки, мм |
2500 |
Конструкционная скорость, км/ч |
160 |
Плавность хода, не более |
2,8 |
Средний коэффициент теплопередачи ограждений кузова, не более, Вт/м.к |
0,9 |
Количество мест для сидения |
36 |
Количество мест для сидения проводника |
2 |
Удельный расход электроэнергии, кВт.ч/1000 пасс.км 16,7
|
16,7 |
Тормоз |
колодочный, ручной, противоюзовое устройство |
Система водяного пожаротушения |
имеется |
Объем воды в системе пожаротушения, л |
90 |
Система пожарной сигнализации |
УПС-ТМ |
Установка пожаротушения пульта |
автоматические самосрабатывающие порошковые огнетушители ОСП-1 в пульте управления и подвагонном аккумуляторном ящике |
Система отопления |
комбинированная с нагревом теплоносителя (антифриз) электронагревателями |
Объем воды в системе водоснабжения, л |
750 |
Объем теплоносителя в системе отопления, л |
650 |
Туалет |
замкнутого типа вакуумно- нагнетательного типа "Sanivac" с баком -накопителем |
Объем бака-накопителя (фекального), л |
240 |
Окна |
алюмопластмассовые ТУ 5271-00-11118762 |
Сейф в служебном помещении |
имеется |
Микроволновая печь |
имеется |
Электроснабжение |
централизованное |
Питание в/в потребителей |
непосредственно от поездной магистрали напряжение 3000В постоянного или переменного тока |
Питание н/в потребителей |
от магистрали 3000В через блок преобразователей БЭВ-1.2, мощностью 45 кВт |
Питание на стоянках |
от внешней трехфазной сети напряжением 380В. |
Аккумуляторная батарея |
никель-кадмиевая емкостью 180 А.ч, 110В. |
Система кондиционирования |
кондиционер крышевой моноблочный |
Система управления и диагностики |
128 дискретных входов/выходов 16 аналоговых входов/выходов 6 интерфейсов RS232 |
Информационная система |
информационное табло с использованием светодиодных модулей |
Поездная телефонная связь |
связь с проводниками других вагонов и начальником поезда |
Система аудио и видеотрансляции |
просмотр на выбор 3-х видеопрограмм прослушивание на выбор 2-х аудио программ через стереонаушники. |
Светильники местного освещения |
с галогенными лампами |
Потолочные светильники |
люминесцентные с зеркальными отражателями и решетками |
Система вызова проводника |
кнопки вызова проводника из каждого купе |
Холодильник |
термоэлектрический, объемом 55 л. |
Электронагреватели тамбуров |
имеются |