ОАО НАУЧНО-ВНЕДРЕНЧЕСКИЙ ЦЕНТР «ВАГОНЫ»

	Утверждаю	Утверждаю
	Директор ОАО НВЦ "Вагоны" д.т.н., профессор Ю.П. Бороненко

ВАГОН-ЦИСТЕРНА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ

Расчет на устойчивость колесной пары против схода с рельса

4713-10.00.00.000 РР5

2010

Содержание

1 Исходные данные для расчета 4

2 Расчет устойчивости колесной пары против схода с рельса 5

3 Общие выводы по результатам расчетов 12

Лист регистрации изменений 13

Настоящий расчет выполнен с целью оценки устойчивости колесной пары против схода с рельса по условию вкатывания вагона-цистерны для перевозки сжиженных углеводородов проект 4713-10.00.00.000 разработки ОАО НВЦ «Вагоны» (далее по тексту вагона).

Расчет производился в соответствии с «Нормами для расчета и проектирования вагонов, железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных)», 1996 г. (далее по тексту «Нормами...»).

В соответствии с «Нормами…» расчет проводился для двух расчетных случаев:

- ударном входе вагона в кривую, при проходе стрелок на боковой путь, интенсивном вилянии тележки при движении с максимальной скоростью по прямому участку пути, при интенсивных боковых колебаниях кузова и сопутствующих невыгодных обстоятельствах взаимодействия колесной пары и пути;

- экстренном торможении тяжеловесного поезда на малой скорости с головного локомотива, при прохождении составом кривого участка пути, когда возникающие значительные квазистатические усилия сжатия состава могут привести к перекосу вагона в колее и появлению больших поперечных сил взаимодействия колес с рельсами;

1 Исходные данные для расчета

1. Вагон-цистерна для перевозки сжиженных углеводородов проект 4713-10.00.00.000 разработки ОАО НВЦ «Вагоны». Исходные данные для расчета приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Исходные данные

Наименование	Обозначение	Величина
Вес вагона (брутто),т	Gb	90
Тара минимальная, т	T	38
Число осей вагона	n	4
Число осей тележки	n1	2
Конструкционная скорость, км/ч	V	120
Длина вагона по осям сцепления автосцепок, м	2Lc	12,02
База вагона, м	2l	7,8
Расстояние между упорными плитами автосцепок, м	2L	8,8
Длина корпуса автосцепки от оси сцепления до хвостовика, м	a	1
Высота центра тяжести порожнего вагона от уровня головок рельсов, м	hц	1,896
Высота от уровня головок рельсов до продольной оси автосцепок порожнего вагона, м	ha	1,08

2 Расчет устойчивости колесной пары против схода с рельса

2.1Коэффициент устойчивости колесной пары против схода с рельса (по условию вкатывания) определялся по формуле

, (1)

где  - угол наклона образующей конусообразной поверхности гребня колеса с горизонталью. Для новых колес с профилем по ГОСТ 9036-88 =60⁰;

- коэффициент трения поверхностей колес и рельсов,  =0,25;

Рв - вертикальная нагрузка от набегающего колеса на рельс;

Рб - боковое усилие взаимодействия гребня набегающего колеса и головки рельса;

- допускаемое значения коэффициента запаса устойчивости.

Окончательный вид формулы (1) для первого расчетного

, (2)

где - сила тяжести обрессоренных частей вагона, действующая на шейку оси колесной пары;

- сила тяжести необрессоренных частей вагона, приходящихся на колесную пару;

- расчетное значение коэффициента вертикальной динамики экипажа, приближенно принималось , определялось согласно «Нормам…»;

– расчетное средне вероятное значение рамной силы, определялось согласно «Нормам…»;

– расчетное значение коэффициента динамики боковой качки, приближенно принималось ;

2в – расстояние между серединами шеек оси, 2в=2,03 м;

l – среднее расстояние между точками контакта колес с рельсами, принималось l=1,58 м;

а_1,2 – расчетные расстояния от точек контакта до середины шеек, принимались a₁=0,250 м и a₂=0,220 м;

r – радиус средне изношенного колеса, по ГОСТ 9036-88, принимался r=0,45 м.

Средне вероятное значение коэффициента вертикальной динамики, определялось согласно «Нормам…»

, (3)

где а – коэффициент для обрессоренных частей тележки, а=0,1;

b – коэффициент, учитывающий влияние числа осей тележки под одним концом вагона, ;

V – расчетная скорость движения, V=33 м/с;

f_ст – статический прогиб рессорного подвешивания.

Расчетное среднее вероятное значение рамной силы, определялось по формуле

, (4)

где Р₀ – расчетная статическая осевая нагрузка;

 – коэффициент, учитывающий тип ходовых частей вагона, =0,003;

Расчет производился для порожнего и груженого состояний вагона при конструкционной скорости.