Проектирование универсального крытого вагона

 

      На основании вышеизложенного Департамент вагонного хозяйства МПС РФ утвердил следующий типоразмерный ряд поглощающих аппаратов автосцепного устройства и концевых (или центральных) амортизаторов, представленный в таблице 2.3. 

Таблица 2.5 – Типоразмерный ряд поглощающих аппаратов 

 

      Т1 - фрикционные аппараты с ходом 90...120 мм со стабилизированным трением и повышенной износостойкостью.

      Т2 - аппараты комбинированного типа (гидрофрикционные) и фрикционные с улучшенными характеристиками (коэффициент полноты П≥0,5).

      ТЗ - гидравлические и эластомерные аппараты.

      Т4 - гидравлические и эластомерные амортизаторы с большим ходом.

 

3 Определение  основных параметров 

     Исходные данные: осевая нагрузка ро = 210 кН, осность вагона mо = 4, габарит 1-ВМ, коэффициент тары Кт = 0,326, удельный объем Vуд = 1,95 м3. 

     1. Грузоподъемность вагона определяется по формуле 

Р =

, 

     где g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2. 

Р =

= = 65 т. 

     2. Массы кузова и вагона определяются по формулам 

Т = Кт·Р,

mбр = Р + Т,

= mбр – 2mт,

mкз = Т – 2mт – ma – mто, 

     где Т – тара вагона, т,

         mбр – масса брутто вагона, т,

          – масса брутто кузова, т,

         mт – масса тележки, mт = 4,88 т (для ро < 245кН),

         mа – масса автосцепного устройства, mа = 1,2 т,

         mто – масса тормозного оборудования, mто = 0,5 т (для ро < 245кН). 

Т = 0,326·65 = 21 т,

mбр = 65 +21 = 86 т,

= 86 – 2·4,88 = 86 – 9,76 = 76,24 ≈ 76 т,

mкз = 21 –  2·4,88 – 1,2 – 0,5 = 21 – 11,46 = 9,54 ≈  10 т. 

     3. Объем кузова рассчитывается по формуле 

      V =

·P, 

     где - оптимальный удельный объем кузова вагона. Величина для четырехосного крытого вагона равна 1,95 м3. 

V = 1,95·65 = 127 м3.  

     4.   Линейные размеры. Внутреннюю ширину 2ВВ крытого вагона, исходя из возможности размещения существующего съемного оборудования для людских перевозок, принимают равной 2,77 м.

     Внутреннюю высоту Нв с целью обеспечения возможно большей погонной нагрузки принимают максимальной в пределах заданного габарита подвижного состава. Она рассчитывается по формуле 

Hв =

+ , 

     где Hв – внутренняя высота кузова по осевому сечению;

       – высота внутри кузова по боковой стене;

       – внутренняя высота крыши по осевому сечению.

     Величину принимаем равной аналогичной величине модели       11-217, т.е. = 0,323 м. Варьируем только величиной . Для габарита    1-ВМ ее можно принимать равной 2,737 м.

     Тогда 

Нв = 2,737 + 0,323 = 3,06 м. 

     Внутренняя длина кузова 

2Lв =

 

     где Fк – площадь поперечного сечения кузова, 

Fк = Fст + Fкр = 2Вв·

+ Fкр; 

     где Fст, Fкр – соответственно площадь поперечного сечения прямоугольной части кузова (по стенам) и крыши. Величину Fкр принимаем равной соответствующей величине модели 11-217, т.е. Fкр = 0,61 м2.

     Тогда 

Fк = 2,77·2,737 + 0,61 = 8,19 м2; 

2Lв =

= 15,51 м. 

     Наружная ширина кузова 2Вн определяется по формуле 

2Вн = 2Вв + 2Δб, 

     где Δб – расстояние от внутренней поверхности боковой стены до наиболее выступающей части наружной ее поверхности. Для крытого вагона 0,245 м. 

2Вн = 2,77 + 2·0,245 = 3,26 м. 

     Длина рамы 2Lр, база 2l, длина консольной части lк и длина вагона по осям сцепления автосцепок 2Lоб рассчитываются соответственно по формулам 

2Lр = 2Lв + 2Δт,

2l =

,

lк =

,

2Lоб = 2Lр + 2Δa, 

     где Δт – расстояние от внутренней поверхности торцевого борта до концевой балки рамы, Δт = 0,013 (для модели 11-217),

          Δа – вылет автосцепки, Δа = 0,43 (для модели 11-217). 
 

2Lр = 15,51 + 2·0,013 = 15,54 м,

2l =

= 11 м,

lк =

= 2,27 м,

2Lоб = 15,54 + 2·0,43 = 16,4 м. 

     5. Статическая и погонная нагрузки вычисляются по формулам

     Статическая нагрузка на вагон 

Рст = Р·

·g, 

     где – коэффициент использования грузоподъемности, = 0,81, 

Рст = 65·0,81·9,81 = 516,5 кН. 

     Погонная нагрузка:

     Нетто 

qн =

,

qн =

= 38,9 кН/м; 

     Брутто 

qбр =

,

qбр =

= 15,4 кН/м. 

     Все рассчитанные параметры приведены в таблице 3.1. 

Таблица 3.1 – Технико-экономические параметры проектируемого крытого вагона 

 

      4 Вписывание вагона в габарит 

      При вписывании вагона в габарит используются значения, приведенные в таблице 4.1 

Таблица 4.1 – Величины S, d, К1, К2, К3 

 
 

      В формуле для определения К1 величина р равняется базе тележки, для 18-100 р=1850 мм.

      Значения величин q и w приведены в таблице 4.2 

 

Исходные данные: длина рамы вагона 2Lр = 15,58 м; база вагона 2l = 10 м; длина консоли nк = 2,56 м.

      Определим горизонтальные поперечные и вертикальные размеры строительного очертания кузова крытого вагона и размещенного в нем груза.

      Максимальная допускаемая ширина строительного очертания кузова вагона на некоторой высоте Н над уровнем верха головок рельсов 

2В = 2 (Во - Е), 

     где В - максимальная полуширина строительного очертания кузова вагона на полуширины для сечений кузова в миллиметрах:

     направляющего 

Ео = 0,5·(S - d) + q + w + [К1 - К3], 

      внутреннего, расположенного посередине базы, 
 

Ев = 0,5·(S – d) + q + w + [К2 (2l - n)·n + К1 – К3], 

      наружного, расположенного в конце кузова, 

Ен = (0,5·(S – d) + q + w)·

+ [К2·(2l + n)·n – К1 – К3].