Федеральное агентство железнодорожного транспорта Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»

Курсовой проект

по дисциплине «вагоны»

на тему «Вагон пассажирский

для перевозки легковых автомобилей»

Выполнил: студент

Механического факультета

группы В-005 С.А. Шестаков

Проверил: А.А. Авдовский

Санкт-Петербург

2012

Содержание:

1. Назначение вагона 10

2. Основные технические данные 10

3. Конструктивная и структурная схемы 11

4. Планировка вагона 12

Для осуществления ремонта с вагона были демонтированы тамбуры, туалеты, котельное отделение, рабочий и малый коридоры, служебное отделение, все пассажирские купе, а так же системы отопления, водоснабжения и энергоснабжения. Окна по вагону и две тамбурные двери (по диагонали) заварены. Под вагоном демонтированы аккумуляторные ящики, генератор, высоковольтный и бельевой ящики. 12

Для погрузки и выгрузки автомобилей по торцам вагона установлены ворота жалюзийного типа, которые оборудованы запором и управляемым устройством внутри вагона. 12

Грузовое помещение оборудовано металлическим настилом пола, устройством для крепления автомобилей во время движения вагона, системой автоматического пожаротушения, охранной сигнализацией, светильниками для освещения пола, расположенными на продольных стенах вагона, комплектами аппарелей, а так же емкостями для песка, лопатами и огнетушителями. 12

5. Конструкция вагона 13

5.1 Рама вагона 13

5.2 Кузов вагона 14

5.2.1 Крыша вагона 15

1-гофрированные листы, 2-листы толщиной 2мм, 3-промежуточные дуги, 4-боковая обвязка, 5-концевые фрамуги, 6-поперечная обвязка. 16

5.2.2 Пол вагона 16

5.2.3 Боковые стены 17

5.2.4 Торцевые стены 18

5.3 Комплекс межвагонных связей 19

В комплекс межвагонных связей пассажирских вагонов входят ударно-тяговое оборудование, поглощающий аппарат и упругая площадка, от конструкции и параметров которых зависит комфортабельность подвижного состава. Поэтому к 19

межвагонным связям и, в частности, к поглощающим аппаратам для пассажирских вагонов предъявляются особые требования. 19

5.3.1 Ударно-тяговое оборудование 19

5.3.2 Поглощающие аппараты автосцепного устройства 27

Поглощающие аппараты предназначены гасить часть энергии удара, уменьшая продольные растягивающие и сжимающие усилия, передающиеся на раму кузова вагона через автосцепку. Принцип их действия основан на возникновении в аппарате сил сопротивления и преобразовании кинетической энергии соударяющихся масс в другие виды энергии. По типу рабочего элемента, создающего силы сопротивления, поглощающие аппараты бывают: пружинные, 27

пружинно-фрикционные, с резинометаллическими элементами, гидравлические и др. Пружинные аппараты не нашли широкого применения в вагонах из-за большой отдачи пружин и невозможности получить высокую энергоемкость в ограниченных габаритах в конструкциях вагонов. Они применяются лишь в буферных устройствах. 27

На российских железных дорогах с 1947 г. и до настоящего времени на ряде пассажирских вагонов еще используются поглощающие аппараты типа ЦНИИ-Н6, а с 1969 г. вновь строящиеся пассажирские вагоны оснащают резинометаллическими поглощающими аппаратами типа Р-2П. Повышенную энергоемкость имеет поглощающий аппарат Р-4П, который используют в рефрижераторном подвижном составе. С учетом удовлетворения перспективным требованиям разработан новый резинометаллический аппарат Р-5П. 27

Пружинно-фрикционный аппарат типа ЦНИИ-Н6 (рисунок 13) состоит из двух частей: пружинной и пружинно-фрикционной, стянутых болтом 9. Пружинно-фрикционная часть имеет шестигранную горловину 5, нажимной конус 8, три фрикционных клина 7, нажимную шайбу б, наружную 11 и внутреннюю 10 пружины. 27

28

Рисунок 13. Поглощающий аппарат типа ЦНИИ-Н6. 28

Пружинная часть состоит из основания 1, центральной пружины 13, четырех угловых длинных 3 и четырех коротких 2 пружин, одетых на концы цилиндрических упорных стержней 4, имеющих в средней части утолщение. Короткие пружины 2 размещаются в угловых нишах основания 1, а длинные 3, взаимозаменяемые с внутренней пружиной 10, в нишах горловины 5. 28

При воздействии силы, соответствующей точке А диаграммы (рисунок 13, б), вступает в работу пружинная часть: сжимаются центральная 75 и четыре длинных угловых пружины 3, обладающие меньшей жесткостью по сравнению с короткими пружинами 2. 28

При сближении горловины 5 с корпусом 1 и сжатии пружин 13 и 3 на 23 мм цилиндрические угловые приливы 12 продвинутся на величину а. Торцы приливов 12 коснутся упорных стержней 4, которые начнут продвигаться в сторону основания 1, сжимая своими буртами короткие угловые пружины 2.Дальнейшее сжатие аппарата продолжается до соприкосновения горловины 5 с основанием 1, что соответствует точке В' на диаграмме. До этого момента уже вступает в действие пружинно-фрикционная часть, имеющая большую жесткость по сравнению с пружинной частью аппарата. Таким образом, обеспечивается плавный переход от работы пружинной к пружинно-фрикционной части. Сжатие аппарата заканчивается при его полном ходе и достижении конечного сопротивления, соответствующего точке В на диаграмме. Отдача аппарата происходит по ломаной линии ВСЕ. Площадь диаграммы OABD соответствует энергоемкости аппарата, ЕАВС — необратимо поглощенной энергии. 28

Поглощающий аппарат Р-2П (рисунок 14) (Р — резиновый, П — пассажирский) взаимозаменяем с аппаратом ЦНИИ-Н6. Этот аппарат отличается простотой конструкции и повышенной надежностью в эксплуатации, хорошей стабильностью работы, более высокой энергоемкостью при меньшей массе по сравнению с пружинно-фрикционными аппаратами. 29

29

Рисунок 14. Поглощающий аппарат Р-2П. 29

В передней части корпуса 1 (рисунок 14, а), имеющего форму хомута, установлена нажимная плита 4, опирающаяся на пакет из девяти секций резинометаллических элементов 3, разделенных на две части промежуточной 29

плитой 2. Каждая секция резинометаллического элемента 3 состоит из двух металлических пластин, между которыми расположен слой морозостойкой резины, соединенной с пластинами методом горячей вулканизации. Слой резины по периметру имеет параболическую выемку, что обеспечивает деформацию резины без выжимания за пределы пластин при полном сжатии аппарата. Для предотвращения поперечного смещения резинометаллических элементов на днище корпуса 1, нажимной 4 и промежуточной 2 плитах, а также на стальных пластинах секций 3 имеются выступы и соответствующие им впадины 5. Предварительная затяжка аппарата обеспечивается за счет того, что высота пакетов резино-металлических элементов в свободном состоянии вместе с промежуточной плитой превышает на 13,5 мм расстояние от нажимной плиты 4 до днища корпуса 1. 29

Анализ работы поглощающего аппарата Р-2П показывает (рисунок 14, б), что в зависимости от увеличения скорости соударения повышается его жесткость — кривая нагружения становится круче (на диаграмме цифрами 4, 6, 8 указаны скорости соударения вагонов в км/ч). Заштрихованная площадь диаграммы получена при сжатии аппарата под прессом и представляет собой необратимо поглощенную энергию. Как следует из анализа диаграммы, положительным качеством аппарата с резинометаллическими элементами является то, что в конце 29

не наблюдается перепадов сил, как это имеет место в пружинно-фрикционных аппаратах. Следовательно, подобные типы аппаратов обеспечивают лучшую плавность движения вагонов в поездах и за счет наличия резиновых элементов снижают уровень шума. 30

В поглощающем аппарате Р-4П резинометаллические элементы подобны элементам, применяемым в аппарате Р-2П. Отличие лишь в толщине, которая составляет 24,2 мм вместо 41,5 у аппарата Р-2П. Силовая характеристика поглощающего аппарата Р-4П аналогична рассмотренной выше. Аппарат Р-4П рекомендован для рефрижераторных вагонов. 30

Поглощающий аппарат Р-5П разработан для перспективных условий эксплуатации пассажирских вагонов. Отличие от аппарата Р-2П в том, что поперечные размеры резинометаллических элементов увеличены, а их толщина уменьшена до 33 мм вместо 41 мм. Установочные размеры аппарата полностью сохранены. 30

Основные параметры поглощающих аппаратов пассажирских вагонов приведены в таблице 1. 30

30

Таблица 1. Основные параметры поглощающих аппаратов пассажирских вагонов 30

5.3.3 Переходные площадки 30

Недостатком конструкции существующего автосцепного устройства является то, что в контуре зацепления, в узлах соединения хвостовика с хомутом и упорной плитой образуются зазоры в сумме до 40 мм, которые по мере изнашивания деталей увеличиваются до 100 мм. 30

Автосцепки и вагоны в пределах этих зазоров могут свободно взаимно перемещаться в продольном направлении под действием сжимающих и растягивающих сил. В это время поглощающие аппараты не вступают в работу. В пределах этих зазоров вагоны, сближаясь, набирают скорость, после чего происходят резкие удары. 30

Для смягчения таких ударов пассажирские вагоны оборудуют амортизирующими устройствами, обеспечивающими постоянное упругое натяжение сцепленных автосцепок, ликвидируя свободные зазоры. 31

В качестве амортизирующих устройств на пассажирских вагонах устанавливают упругие переходные площадки, которые, кроме упругого натяжения автосцепок и амортизации ударов при сцеплении вагонов и трогании поезда, обеспечивают также безопасный переход пассажиров из вагона в вагон во время движения поезда. 31

В нашем вагоне от переходных площадок были оставлены только буферные комплекты, резиновые уплотнения специального замкнутого профиля (суфле) были уделены за ненадобностью. 31

Буферные комплекты состоят из буферных стаканов, пружинных комплектов и буферов. 31

31

Рисунок 15. Боковой буфер упругой площадки 31

Боковой буфер упругой площадки это полый стержень 1, внутри которого установлена шайба 2 с горловиной для упора и центрирования внутренней пружины 3. 31

Другим концом пружина 3 упирается в дно стакана 4, который своим буртиком опирается на наружную пружину 5, надетую на патрубок поддона 9, связанного с буферным стаканом 6 двумя болтами 8 с гайками. 31

Стержень 1 запирается в стакане двумя продольными клиньями 7. 31

Буферный комплект крепится четырьмя болтами к концевой балке рамы. 32

Вначале сжатия сопротивление буфера незначительное и увеличивается медленно, так как обе пружины работают последовательно: 32

- вначале сжимается более гибкая внутренняя пружина 3, 32

- когда в буртик стакана 4 упрется шайба 2 (при ходе ПО мм), сопротивление буфера резко возрастает, так как начинает сжиматься большая пружина 5, имеющая повышенную жесткость. 32

Также к переходным площадкам относятся аппарели, служащие для обеспечения безопасного перегона автомобилей из вагона в вагон. 32

5.4 Ходовые части 32

Ходовые части (тележки) являются наиболее ответственными узлами, которые должны обеспечивать безопасность движения вагона по рельсовому пути с необходимой плавностью хода (наименьшее динамическое воздействие на 32

перевозимый груз и на элементы пути) и наименьшим сопротивлением движению. 32

5.4.1 Конструкция тележки 33

5.4.2 Колёсные пары 42

5.4.3 Буксовый узел 47

5.5 Тормозная система 51

54

Рисунок 31. Схема тормозного электропневматического оборудования 54

пассажирского вагона 54

Воздухораспределитель 13 № 292-001 и электровоздухораспределитель 12 № 305-000 установлены на рабочей камере 11, которая смонтирована на кронштейне задней крышки тормозного цилиндра (ТЦ) 14 диаметром 356 мм. Под вагоном также расположены магистральная труба 17 диаметром 32 мм, концевые краны 2 № 190 с соединительными рукавами 1 и пылеловка 8. Тормозная магистраль (ТМ) 17 через разобщительный кран 10 соединена трубопроводом (отводом) 9 с воздухораспределителем 13. Соединительные рукава 1 оборудованы универсальными головками № 369А и закреплены на изолированных подвесках 7. 54

В каждом пассажирском вагоне имеется не менее трех стоп-кранов 4, два из которых расположены в тамбурах вагонов, в нашем случае они отсутствуют. В Запасный резервуар (ЗР) 16 объемом 78 л соединен трубой диаметром 1" (25,4 мм) с кронштейном задней крышки тормозного цилиндра 14. На трубе от запасного резервуара к ТЦ установлен выпускной клапан 15 № 31. На некоторых типах пассажирских вагонов рабочая камера 11 с воздухораспределителями 12 и 13 установлены на отдельном кронштейне, а тормозной цилиндр 14 имеет обычную крышку. 54

Рабочий и контрольный электрические провода электропневматического тормоза (ЭПТ) уложены в стальной трубе 6 и подведены к концевым двухтрубным 3 № 316 и средней 5 трехтрубной № 317 коробкам. От средней коробки 5 провод в металлической трубе подходит к рабочей камере 11 электровоздухораспределителя 12, а от концевых коробок 3 - к контактам в соединительной головке № 369А междувагонного рукава 1. 54

При зарядке и отпуске тормоза воздух из ТМ через воздухораспределитель 13 поступает в запасный резервуар 16, а тормозной цилиндр 14 через воздухораспределитель (или электровоздухораспределитель) сообщен с атмосферой. 55

При пневматическом торможении сжатый воздух из ЗР поступает в ТЦ через воздухораспределитель, который отключает тормозной цилиндр 14 от атмосферы и сообщает его с запасным резервуаром 16. При полном торможении давление в запасном резервуаре и тормозном выравниваются. При торможении ЭПТ сжатый воздух из ЗР поступает в ТЦ через электровоздухораспределитель 12. 55

Тормозной рычажной передачей называется система тяг и рычагов, посредством которых усилие человека (при ручном торможении) или усилие, развиваемое сжатым воздухом, по штоку тормозного цилиндра (при пневматическом и электропневматическом торможениях) передаются на тормозные колодки, которые прижимаются к колесам. По действию на колесо различают рычажные передачи с односторонним и двухсторонним нажатием колодок. 55

Рычажная передача пассажирского вагона (рисунок 32) отличается от передач грузовых вагонов тем, что вместо триангелей применены траверсы 17, на цапфы которых установлены башмаки 15 с тормозными колодками 21. Вертикальные рычаги 24 и затяжки 23 подвешены к раме на подвесках 22. 55

Нажатие тормозных колодок двухстороннее; вертикальные рычаги расположены в два ряда по бокам возле колес. 55

Траверсы 17 с башмаками и колодками подвешены на одинарных подвесках 20, ушки которых проходят между бортами башмаков. Кроме горизонтальных 7, имеются промежуточные рычаги 10, соединенные с вертикальными рычагами тягами 2. Приспособление 19 предназначено для фиксации положения тормозных колодок относительно колес, скобы 4, 9, 11 - для предохранения отпадения на путь деталей рычажной передачи в случае их разъединения или обрыва. 55

Регулировка рычажной передачи пассажирского вагона осуществляется автоматическим регулятором 8 со стержневым приводом 6. Запас винта после ремонта должен быть не менее 525 мм. Для ручной регулировки рычажной передачи предусмотрены отверстия в головках тяг и стяжные муфты 14. Привод ручного тормоза состоит из рукоятки 18, которая помещается в тамбуре вагона, винта 16, пары конических шестерен и тяги 13, соединенной с рычагом 12. Последний сочленен тягой 1 с рычагом 3 и далее тягой 5 с горизонтальным рычагом 7. При остановке композиёционных колодок ведущие плечи горизонтальных рычагов уменьшают сверлением новых отверстий, т. е. уменьшают передаточное число. 55

56

Рисунок 32. Тормозная рычажная передача 4х-осного пассажирского вагона 56

5.6 Дополнительное оборудование 57

В целях создания условий для быстрой погрузки и выгрузки автомобилей, а так же надёжной перевозки вагон оснащен дополнительными системами. 57

5.6.1 Устройства крепления автомобилей во время движения вагона 57

В грузовом помещении предусмотрено несколько способов крепления автомобилей: 57

1. С помощью специальных башмаков (рисунок 33) 57

57

Рисунок 33. Башмак для крепления автомобиля 57

2. С помощью стяжных ремней – рэтчеров (рисунок 34) 57

57

Рисунок 34. Крепления с помощью ремней 57

5.6.2 Дополнительный комплект аппарелей 57

Дополнительный комплект аппарелей необходим для возможности перегона машин из вагона в вагон, а так же для осуществления выгрузки на не оборудованную эстакадой платформу (рисунок 35). 57

58

Рисунок 35. Дополнительные аппарели 58

5.6.3 Система пожаротушения 58

В случае возникновения пожара и достижении в грузовом помещении температуры 93°С срабатывает тепловой пускатель и на пульте в вагоне сопровождения срабатывает сигнализация «ПОЖАР». Установка автоматического пожаротушения в случае возникновения пожара срабатывает без участия обслуживающего персонала. 58

Кроме этого предусмотрены емкости с песком, лопаты и огнетушители. 58

5.6.4 Система электропитания 58

Электропитание светильников, хвостовых фонарей и охранной сигнализации осуществляются от соседнего вагона (вагона сопровождения). Предусмотрена возможность питания светильников от внешней сети ~ 220В, 50 Гц, для этого подвешен ящик с кабелем длина 20 м. для подключения к внешней сети ~ 220В, 58

50 Гц. 58

6 Погрузка и выгрузка 58

По прибытии в город назначения вагон отцепляют и буксируют на платформу погрузки-выгрузки. 58

Возможны несколько способов погрузки- выгрузки вагона: 58

1. С помощью доп. аппарелей непосредственно на платформу высотой от 1180 мм до 1345 мм. 59

2. С помощью стационарных (рисунок 36) или передвижных (рисунок 37) рамп. 59

59

Рисунок 36. Стационарная рампа 59

Рисунок 37. Передвижная рампа 59

Выводы 60 Список использованных источников 62

Введение

Тра́нспорт (от лат. trans — «через» и portare — «нести») — совокупность средств, предназначенных для перемещения людей, грузов из одного места в другое.

Существуют пять основных видов транспорта: железнодорожный, водный (морской и речной), автомобильный, воздушный и трубопроводный.

Железнодорожный транспорт имеет ряд важных преимуществ перед другими видами транспорта: по затратам энергии на перевозку грузов; экологичности, особенно на электрифицированных участках; всепогодности; достаточно большой скорости доставки, номенклатуре грузов; безопасности движения; возможности организации массовых перевозок и другие. Кроме этого железнодорожный предлагает ряд дополнительных услуг, благодаря чему он занимал почти монопольное положение на транспортном рынке. И лишь бурное развитие автомобильного транспорта в 70-90-е гг. XX в. привело к сокращению его относительной доли в совокупном доходе транспорта и общем грузообороте.

Главной частью железнодорожного транспорта является вагонный парк, так как только в вагонах перевозятся грузы и пассажиры, производится оплата за их транспортное обслуживание. Другие подсистемы железнодорожного транспорта обеспечивают своевременную и безопасную работу вагонов, как главного источника доходов транспортной системы.

Основную часть грузооборота дает железным дорогам вывоз минерального сырья (угля, руды и пр.) от источников добычи, расположенных вдалеке от водных путей. При этом соотношение постоянных и переменных издержек на железнодорожном транспорте таково, что для него по-прежнему выгоды дальние перевозки.

Сравнительно недавно появилась тенденция к специализации железнодорожных перевозок, что связано со стремлением повысить качество предоставляемых ими услуг. Так появились трехъярусные платформы для перевозки автомобилей, двухъярусные контейнерные платформы, сочлененные вагоны, составы специального назначения. Состав специального назначения - это товарный поезд, все вагоны которого предназначены для перевозки одного вида продукта, например, угля. Такие составы экономичнее и быстрее традиционных смешанных, потому что могут, минуя сортировочные станции, следовать прямо к месту назначения. Сочлененные вагоны имеют удлиненную ходовую часть, которая способна принимать до 10 контейнеров в одной гибкой сцепке, что уменьшает нагрузку вагона и сокращает время, необходимое для перевалки. Двухъярусные контейнерные платформы, как следует из названия, могут быть загружены контейнерами в два этажа, что удваивает грузовместимость подвижного состава. Подобные технические решения помогают железным дорогам уменьшить грузовую нагрузку вагонов, увеличить грузоподъемность составов и облегчить процессы погрузки-выгрузки.

Несомненно, огромную роль в железнодорожном хозяйстве играют пассажирские перевозки. Возможность быстро, комфортно и за умеренную цену преодолевать сравнительно большие расстояния всегда привлекала людей из различных социальных сфер, железнодорожным транспортом пользуется большая часть населения нашей планеты.

В настоящее время многие имеют собственные автомобили. И тут очень часто возникает вопрос: ехать на автомобиле через полстраны, или ехать на поезде, но остаться «без колес»? Но и в этой не простой ситуации на выручку приходит железная дорога: с некоторых пор в состав пассажирских поездов включают вагоны-автомобилевозы.