Габарити_методичка
.pdfм) Пониження частин вагона (данні таблиці №2), (мм):
-букси ______;
-рами візка ______;
-кузова ______.
За результатами розрахунків будуються кінцевий , середній, направляючий перетин та нижнє окреслення кузова вагона.
Приклад
Перевірка вписування пасажирського вагона в габарит 1-ВМ.
1. Сходні дані: розміри вагона: довжина вагона L= 23,6 м, ширина вагону 3230 мм, база вагона 2l = 17 м, база візка КВЗ-ЦНДІ типу 1 p= 2,4 м.
Максимальна ширина габариту рухомого складу 1-ВМ згідно ГОСТ 923883 дорівнює 3400 мм.
2. Визначення розмірів будівельного обрисувагона.
Значення (S dг) приймаємо 28,5 мм та 20,5 мм у прямій. Коефіцієнти та дорівнюють нулю.
Розрахунки обмеження для верхньої зони: а) для кузова вагона
Eо 0,5 (S dг) q w [k1 k3] k 28,5 54 [4 180] 0;
Eв 0,5 (S dг) q w [k2 (2l n) n k1 k3] k
28,5 54 [2,5 (17 8,5) 8,5 4 180] 0 0 87,13мм;
E |
з |
[0,5(S d |
г |
) q w] |
2l 2n |
[k |
2 |
(2l n) n k |
k |
3 |
] k |
|
|||||||||||
|
|
|
2l |
|
1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(28,5 45) 17 2 3,3 [2,5 (17 3,3) 3,3 4 180] 0 0. 17
Так як у формулах для визначення Eoта Eз у квадратних дужках отриманий результат має знак мінус - розрахунок виконується з умов вписування у габарит на прямій.
Eоп Eвп 0,5 (Sп dг) q w 20,5 54 74,5мм;
Eзп [0,5 (Sп dг) q w] |
2l 2n |
(20,5 54) |
17 2 3,3 |
|
103,4мм. |
|
|
|
|||||
|
2l |
17 |
|
|
||
Розрахуємо обмеження для інших |
Eз перетинів nзта nв- |
Eвта Eз й |
отримані результати заносимо до таблиці 4.
|
Обмеження напівширини вагона |
Таблиця 4 |
||
|
|
|||
|
|
|
|
|
Найменування |
n - відстань від шво- |
E – зміщення, мм |
Позначення зміщення |
|
|
рневого перетину, м |
|
відповідноїзони вагона |
|
Консольна |
3,3 |
103,4 |
|
|
3,0 |
100,8 |
Eз |
||
частина вагона |
2,0 |
92,0 |
||
|
||||
|
1,0 |
83,3 |
|
|
Шворень |
0,0 |
74,5 |
Eо |
|
|
1,0 |
74,5 |
|
|
|
2,0 |
74,5 |
|
|
|
3,0 |
74,5 |
|
|
Серединна части- |
4,0 |
74,5 |
Eв |
|
5,0 |
74,5 |
|||
на вагона |
||||
6,0 |
74,5 |
|||
|
|
|||
|
7,0 |
74,5 |
|
|
|
8,0 |
74,5 |
|
|
|
8,5 |
74,5 |
|
За даними таблиці 4 будуємо горизонтальну габаритну рамку кузова вагона (рис. 3).
Рис. 3
Максимально-допустиму ширину вагона розраховуємо в трьох перетинах (основному, внутрішньому та зовнішньому) з урахуванням обмежень:
Якщо всі розраховані значення більше ширини вагона, то вагон в заданий габарит рухомого складу вписується.
Висновки
Висновки повинні містити відповіді на такі питання:
1.З якою метою виконується перевірка вписування вагона у габарит?
2.Навести основні габарити вагонів по ГОСТ 8239-83.
3.Відповідає розглянутий вагон заданому габариту?
Література
1.Шадур Л.А. Вагоны. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1980.
–439 с.
2.Инструкция по перевозке негабаритных и тяжеловесных грузов на железных дорогах СССР колеи 1520 мм. - М.: Транспорт, 1985. – 127 с.
4.ГОСТ 8239-83 Габариты приближения строений и подвижного состава железных дорог колеи 1520 (1524) мм.
Лабораторна робота № 2
Тема : Сили діючи на вагон.
Мета роботи. Вивчення порядку розрахунку сил, діючих на.
Порядок виконання роботи
Для розрахунку на міцність елементів конструкції рухомого складу, а також на стійкість і безпеку руху вагонів необхідно оцінити і розглянути всі сили діючі на вагон:
-статичні (власні сили тяжіння вагона і його вантажу, тиск вітру та ін.);
-динамічні (відцентрова сила, сили виникаючі при гальмуванні).
У розрахунках на міцність корисне навантаження звичайно приймають постійним, яке дорівнює вантажопідйомності вагона, а в деяких випадках враховують неповне використовування вантажопідйомності вагона. Постійно
діючі навантаження часто називають статичними. |
|
|
1.1 Статичне навантаження, яке діє на вагон: |
|
|
- |
вантажний вагон Pст (Т Р) g, (кН), |
(1) |
- |
пасажирський вагон Pст (Т n 0,1) g ), (кН), |
|
де T - тара вагона (т), |
|
|
P- вантажопідйомність вагона (т), |
|
|
n- кількість місць пасажирів, |
|
|
0,1- середня вага , яка приходиться на одного пасажира (т), |
|
|
g- прискорення вільного падіння, g= 10 м/с2. |
|
|
1.2. Вертикальне динамічне навантаження розраховується за формулою: |
||
|
Pд Рст kд, |
(2) |
де kд- коефіцієнт динаміки; |
|
д |
kдв |
4 |
ln |
1 |
(3) |
|
|
|
|
1 P(kдв) |
|||
|
|
|
|
- параметр розподілу( для вантажних = 1,13; для пасажирських
=1);
При оцінці міцності вагонів за допустимими напруженнями, прийнятих згідно розрахунковим режимам, приймається P(kдв)= 0,97;
kдв - середнє вірогідне значення коефіцієнта вертикальної динаміки при швидкостях руху вагона v 15 м/с ( 55 км/ч) визначається за формулою:
|
a 3,6 10 4 b |
v 15 |
, |
(4) |
|
kдв |
|||||
|
|||||
|
|
fст |
|
де a - коефіцієнт, що приймається на підставі обробки результатів теоретичних і експериментальних досліджень (для елементів кузова вагона - 0,05; для обресорених частин візка - 0,10; для необресорених частин візка - 0,15); b - коефіцієнт, що враховує вплив числа осей у візку або групі візків під
одним кінцем вагона на величинукоефіцієнта динаміки:
|
|
|
|
|
|
b |
mт 2 |
; |
|
(5) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
mт 2 |
|
|
|||
v- розрахункова швидкість руху вагона, |
м |
, (для швидкостей руху ванта- |
||||||||||
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
км |
|
|
м |
|
с |
||
жних вагонів 100 120 |
- 28 33,3 |
; для пасажирських вагонів 100 |
||||||||||
|
км |
|
м |
|
год |
|
|
|
с |
|
|
|
160 |
- 28 44 |
); |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
год |
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
||
fст |
- статичне прогинання ресорного підвішування, м ( для вантажних |
вагонів - 0,045 0,055 м, для ізотермічних - 0,08 0,12 м, для поштових, багажних - 0,13 0,18 м, для пасажирських - 0,15 0,2 м);
m - число осей у візку під одним кінцем кузова вагона.
1.3. Відцентрова сила, що виникає при русі в кривих ділянках колії, прикладена до центру ваги вагона і направлена горизонтально, перпендикулярно
подовжній осі вагона визначається за формулою: |
|
Hц Рбр, |
(6) |
де - для пасажирських вагонів дорівнює 0,1, а для вантажних - 0,075;
Рбр Ро mо |
(7) |
Ро - осьове навантаження (кН); mo - кількість осей у вагоні. 1.4. Рівнодіючу силу тиску вітру:
Hв F , |
(8) |
де - тиск вітру, = 500 Па;
F - площа бічної проекції кузова, м2 (для розрахунку платформ, піввагонів і транспортерів замість бічної проекції кузова приймають бічну проекцію вантажу, завантаженого з повним використовуванням габариту рухомого складу).
Площа бічної поверхні визначається за формулою: а) для вантажних вагонів:
- для піввагонів і платформ
Fг (hг h) Lкузова, |
(9) |
де hг - висота габариту;
h- висота від рівня головок рейок до ковзунів (для вантажних вагонів h = 0,934 м);
Lкузова- довжина кузова вагону;
- для критих вагонів , вагонів-хоперів, думпкарів
Fг (hд h) Lкузова, |
(10) |
де hд - висота від рівня головок рейок до верхньої точки даху, (м); - для цистерн
Fц D Lкотла, |
(11) |
де D- діаметр котла (м).
б) для пасажирських вагонів.
Fп hкузова Lкузова |
(12) |
де hкузова - висота кузова (м);
hкузова hд h, |
(13) |
де hд - висота від рівня головок рейок до верхньої точки даху(м);
h- висота від рівня головок рейок до ковзунів (для пасажирських ва-
гонів h = 0,99 м).
1.5. Бічна сила (рис. 4) визначається за формулою:
Рис.4 Схема діючих сил на вагон
P |
Нц hц Hв hв |
(14) |
|
||
б |
mo 2b2 |
|
|
|
де 2b2 - відстань між центрами буксових вузлів, 2b2 == 2,036 м;
hв,hц - відстань від осі колісної пари до центру ваги вагона (для вантаж-
них вагонів hв hц= 1,7 м, для пасажирських вагонів hв hц= 2,0 м,); mo - число осей у вагоні;
Hц,Hв- відцентрова сила і сила тиску вітрувідповідно (кН).
Приклад
Розрахунок сил, які діють на вантажний вагон
Вхідні дані: тара критого вагона T = 21,4 т, вантажопідйомність Р = 71 т.
довжина кузова Lкузова= 13,4 м;
ширина кузова Hкузова = 3,65 м. 1. Статичне навантаження, яке діє на вагон:
Pcт (21,4 71) 10 924(кН),
2.Вертикальне динамічне навантаження:
Середнє вірогідне значення коефіцієнта вертикальної динаміки (kдв )
визначається для: а) кузова вагона;
в) обресорених частин вагона; г) для необресорених частин вагона.
b - коефіцієнт, що враховує вплив числа осей вагона
b n 2 2 2 1, 2n 2 2
де n- число осей у візку. а) для кузова вагона:
kдв 0,05 1 3,6 10 4 33,3 15 0,17; 0,055
kдв |
0,17 |
|
4 |
3,51 0,32; |
|
3,14 |
|||
1,13 |
|
|
б) для обресорених частин вагона:
kдв 0,10 1 3,6 10 4 33,3 15 0,22; 0,055
kдв |
0,22 |
|
4 |
3,51 0,41; |
|
3,14 |
|||
1,13 |
|
|
в) для необресорених частин вагона:
kдв 0,15 1 3,6 10 4 33,3 15 0,27, 0,055
kдв |
0,27 |
|
4 |
3,51 0,51, |
|
3,14 |
|||
1,13 |
|
|
де а – коефіцієнт, який враховує обресореність елементів вагона
а= 0,05 – для елементів кузова;
а= 0,10 – для обресорених частин вагона;
а= 0,15 – для необресорених частин вагона. Тоді:
Pд 924 · 0,32 = 295,68 (кН).
3. Відцентрова сила:
Hц 0,075 924 69,3 (кН),
4.Рівнодіючу силу тиску вітру:
F Lкузова Hкузова 13,4 3,65 48,91(м2);
Hв 0,5 48,91 24,46(кН);
Тоді
P69,3 2,0 24,46 2,0 23,026(кН).
б4 2,036
Висновки
Висновки повинні містити відповіді на такі питання:
1.Які сили діють на вагон?
2.Результати розрахунку діючих сил.
Література
1.Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). ВНИИЖТ – ГосНИИВ, М.:1996. 286 с.
2.Лукин В.В., Шадур Л.А. Конструирование и расчет вагонов. – М.: УМК МПС России, 2000. 731 с.