Московский Государственный Университет Путей сообщения (МИИТ) Институт Транспортной Техники и Систем Управления (ИТТСУ) Кафедра “Вагоны и вагонное хозяйство ” Курсовой проект по дисциплине: «Конструирование и расчет вагонов» По теме: «Экспертная оценка технических и технико-экономических параметров 4-осного модернизированного полувагона с разгрузочными люками в полу и глухими торцовыми стенами, модели 12-783». Выполнил: Булыгин П.О. Ст.гр. ТВГ-411 Проверил: к.т.н, доцент Козлов М.П. Москва 2013 \Содержание Введение…………………………………………………………………………………………...3 1.Общие сведение о полувагонах………………………………………………………………...4 2.Конструкция четырёхосного полувагона модели 12-783 2.1.Кузов вагона…………………………………………………………………………………...5 2.2 Тормозное оборудование……………………………………………………………………………………....7 2.3.Ходовые части…………………………………………………………………………………8 2.4.Автосцепное устройство полувагона………………………………………………………...9 2.5.Расцепной привод, ударно-центрирующий прибор, упряжное устройство и опорные части………………………………………………………………………………………………...10 2.6. Поглощающий аппарат………………………………………………………….…………....13 3.Расчёт технико-экономических параметров вагона…………………………………………..15 4.Расчет напряженно-деформированного состояния кузова вагона…………………………...23 5.Коэффициенты вертикальной и горизонтальной динамики и амплитуды ускорений колебательного процесса………………………………………………………………………….26 6.Коэффициент запаса устойчивости колеса от вкатывания на головку рельса …………......30 7.Расчеты прочности элементов ходовых частей……………………………………….………34 8.Колесные пары ходовых частей вагона………………………………………………………..42 9.Буксовые узлы ходовых частей ………………………………………………………………..46 10.Проверка соответствия требованиям «Норм» основных элементов ударно-тяговых устройств …………………………………………………………….49 11.Устойчивость от выжимания продольными силами………………………………………...55 12.Устойчивость вагона от опрокидывания наружу кривой…………………………………...58 Список используемой литературы

Введение

В данной курсовой работе приводится расчет оценок технико-экономических и технических характеристик полувагона модели 12-783 в котором производиться перевозка сыпучих, крупнокусковых, штучных и других грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков.

Такие расчеты должны выполняться с целью экспертных оценок технических и экономических показателей, обеспечивающих целесообразность эксплуатации вагона с учетом требований безопасности движения, установленных нормативной документацией, и коммерческих соображений.

Данный расчет иллюстрирует технологии экспертизы и поэтому применяется результаты анализа простейших математических моделей работы вагона.

1.)Общие сведение о полувагонах. Полувагон - железнодорожный грузовой открытый без крыши вагон с высокими бортами, предназначенный для перевозки навалочных грузов (руда, уголь, флюсы, лесоматериалы и т. п.), контейнеров, прочих грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков.

Данные вагоны могут классифицироваться по следующим признакам: 1) устройство загрузки \ разгрузки материалов: - люковые; - глуходонные (безлюковые). 2) количество осей - четырёх; - шести; - восьмиосные. 3) вид конструкции загружающего устройства - цельнометаллический

- контейнер ;

- полувагон-хоппер ;

-специализированные. 4)по грузоподъёмности - лёгкие; - средние; - тяжёлые.

Также следует отметить, что открытый сверху кузов позволяет максимально механизировать погрузку данного состава. Как уже отмечалось, выгрузка сыпучего материала осуществляется через люки, которые закреплены в полу вагона. Гружёный вагон подъезжает к разгрузочной яме, занимает положение на ней и открывает люки. Сыпучий материал под действием собственной силы тяжести устремляется вниз. Далее яма наполняется, вагон отъезжает с места разгрузки, что позволяет извлечь груз из разгрузочной ямы. Данный полувагон, модели 12-78 3для перевозки сыпучих, крупнокусковых, штучных и других грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков на железных дорогах с путями 1520 мм.

2.1 Кузов вагона

Тип грузового вагона и устройство определяются его назначением и конструкцией кузова. Кузовом называется часть вагона, предназначенная для размещения различных грузов и защиты их от атмосферных воздействий (дождь, снег, ветер, низкая или высокая температура и т.п.). В эксплуатации находится большое разнообразие кузовов грузовых вагонов, поэтому они классифицируются в зависимости от: рода перевозимых грузов; материала обшивки; конструкции рамы и устройств для погрузки и выгрузки грузов. В зависимости от рода перевозимых грузов кузова делятся на открытые (у платформ, полувагонов, думпкаров, хопперов и транспортеров) и закрытые (у крытых, цистерн, изотермических, зерно- и цементовозов и других крытых вагонов бункерного типа). В зависимости от конструкции рамы - со сквозной хребтовой балкой и несквозной хребтовой балкой (без хребтовой балки). В зависимости от материала обшивки - на кузов с металлической и деревянной обшивкой. В зависимости от конструкции элементов для загрузки и выгрузки грузов — с дверями на боковых стенах или с люками в крыше или полу (при отсутствии крыши - только с люками в полу). В свою очередь закрытые делятся на  кузова:  без  теплоизоляции,  с  теплоизоляцией  и различными  системами принудительного охлаждения (обогрева) грузов или без них.

Конструкция кузова того или иного типа вагона определяется его назначением. Поэтому кузова различных типов вагонов по своей конструкции различны, но у всех их много общего. Кузов крытого вагона состоит из рамы со сплошным полом, боковых и торцевых стен, крыши, внутреннего оборудования, дверей, окон, люков и др. В кузовах изотермических вагонов стены, пол, потолок делаются теплопроницаемыми. Такие вагоны оборудуются приборами охлаждения, отопления и вентиляции. Кузова полувагонов не имеют крыш. Для выгрузки сыпучих грузов в полу полувагонов устраиваются люки с крышками. У цистерн кузовом является цилиндрический котел.

Отличительной особенностью полувагона 12-783 от серийно выпускаемого полувагона модели 12-757 наличием торцевых стен вместо торцевых дверей, что повышает прочность и надежность конструкции, снижает потери сыпучих грузов при перевозке; высота полувагона модели 12-783 уменьшена на 270 мм в сравнении с полувагоном 12-757, а следовательно уменьшен на 9 м3 объем кузова полувагона, что исключает перегруз вагона в эксплуатации; масса тары полувагона модели 12-783 уменьшена на 1,3 т за счет уменьшения габаритных размеров кузова по высоте и исключения из конструкции концевой балки устройств для установки буферов; за счет снижения массы тары грузоподъемность полувагона увеличена до 71 т.

Рама кузова сварная, состоит из сквозной хребтовой балки, сваренная из 2-х Z-образных профилей , двух продольных боковых, двух шкворневых, двух концевых поперечных балок. Между шкворневыми балками рамы расположены семь промежуточных, а также продольные балки, предназначенные для поддержания настила пола.. В консольной части рамы размещены раскосы, а также продольные длинные и короткие балки. Раскосы служат для передачи части продольных усилий от ударно-тяговых приборов на шкворневую балку и равномерного распределения продольной нагрузки на среднюю часть рамы кузова.

В консольной части хребтовой балки установлены задние упоры автосцепки, объединённые между собой усиливающей надпятниковой коробкой шкворневого узла, а также передние упоры, объединённые с ударной розеткой автосцепки, заглубленной внутрь рамы. По концам рамы оборудованы подножками и поручнями, размещёнными с каждой стороны вагона. На концевых балках установлены поручни и рычаг расцепного привода автосцепки.

Все основные поперечные балки рамы - шкворневые, концевые в средней части имеют большую высоту, чем в концевых частях, что приближает их к конструкции равного сопротивления изгибу и позволяет уменьшить массу. Сверху на раму настлан пол и укрепленных по концам металлическим уголком.

Рама служит для вос­приятия тяговых усилий, ударов в автосцепку, а также инерционных сил кузова, возникающих при измене­нии скорости движения. Она пред­ставляет собой сварную конструк­цию, состоящую из двух шкворневых и хребтовой балок.

2.2. Тормозное оборудование

На кронштейнах рамы установлено тормозное оборудование вагона (рис. 1), состоящее из тормозного цилиндра 12 № 188Б или воздухо­распределителя 11 № 483 М, запас­ного резервуара 6 Р7-78, автома­тического регулятора рычажной пе­редачи 2 усл. № 574Б, рычагов 3, тяг 1, 10, воздухопровода 4, разобщи­тельного крана 5, авторежима 9 мо­дели 265 А-1. На раме крепят также поддерживающие 16 и предохрани­тельные скобы 17. Главный воздухо­провод оборудован концевыми кра­нами 7 и соединительными рукавами 8 типа Р17Б. Для регулировки рычажно-тормозной передачи служит рычажный привод бескулисного ав­торегулятора, включающий в себя рычаг-упор 14, регулирующий винт 15, распорку 13. Отрегулированная рычажно-тормозная передача обес­печивает зазор между тормозной колодкой и колесом в пределах 5—8 мм в расторможенном состоянии и выход штока тормозного цилиндра в пределах 50—125 мм в затормо­женном состоянии.

Рис. 1. Схема тормозного оборудования.

На раме установлен стоя­ночный тормоз, предназначенный для затормаживания вагона на погрузочно-разгрузочных пунктах. Он со­стоит (рис. 2) из тяги 5, соеди­ненной с горизонтальными рычага­ми автотормоза, червячного сектора 4, червячного вала 2 со штурвалом 1 и ручки-фиксатора 3. Стояночный тормоз приводится в рабочее (левое) и нерабочее (правое) положения перемещением червячного вала 2 со штурвалом 1. Фиксирует червячный вал 2 в рабочем или нерабочем положении ручка фиксатора 3, вагон затормаживается поворотом штурвала 1 по часовой стрелке. Для растормаживания ее ручку-фиксатор необходимо повернуть на 90° в гори­зонтальное положение. При этом под воздействием возвратной пружины штока тормозного цилиндра червяч­ный вал со штурвалом отбрасывается в нерабочее положение (вправо).

Рис. 2. Стояночный тормоз.

2.3 Ходовая часть

В настоящее время грузовые вагоны железных дорог России строят с тележками типа 18-100 (рис. 3), которые имеют кли­новые гасители колебаний.

Боковая рама 2 тележки выполнена в виде стальной отливки, в средней части которой расположен проем для рессорного комплекта, а по концам — проемы для букс.

В верхней части буксовых проемов имеются кольцевые приливы, ко­торыми боковые рамы опираются на буксы, а по бокам — буксовые челюсти.

Сечения наклонных элементов (поясов) и вертикальных стержней (ко­лонок) боковой рамы имеют корытообразную форму с некоторым загибом внутрь концов полок. Горизонтальный участок нижнего пояса имеет замкну­тое коробчатое сечение. Балки с таким профилем хорошо сопротивляются изгибу и кручению.

По бокам среднего проема в верхней части рамы расположены направ­ляющие для ограничения поперечного перемещения фрикционных клинь­ев, а внизу имеется опорная поверхность для установки рессорного комплек­та. С внутренней стороны к этой поверхности примыкают полки, являющие­ся опорами для наконечников триангелей в случае обрыва подвесок, которы­ми триангели подвешены к кронштейнам боковой рамы. В местах располо­жения клиньев к колонкам рамы приклепаны фрикционные планки. На на­клонном поясе отливают пять цилиндрических выступов (шишек), часть ко­торых срубается в соответствии с, фактическим расстоянием между наружны­ми челюстями буксовых проемов. Подбор боковых рам при сборке тележек производят по числу оставленных шишек, что гарантирует соблюдение не­обходимых допусков для обеспечения параллельности осей колесных пар.

Надрессорная балка тележки отлита заодно с подпятни­ком, опорами для размещения скользунов, гнездами для фрикционных кли­ньев и приливом для крепления кронштейна мертвой точки рычажной пе­редачи тормоза. Балка выполнена по форме бруса равного сопротивления изгибу в соответствии с эпюрой изгибающих моментов и име­ет коробчатое замкнутое сечение.

Рис. 3. Тележка 18-100.