1.Описание конструкции вагона...4
2.Выбор основных технико-экономических параметров грузовых вагонов...25
2.1.Расчёт грузоподъёмности вагона...25
2.2.Определение тары вагона...26
2.3.Вычисление объёма кузова и площади пола..26
2.4.Определение линейных размеров вагона...26
3.Вписывание вагона в габарит...30
3.1Определение горизонтальных поперечных размеров строительного очертания вагона...32
3.1.1. Ограничения полуширины для кузова вагона...32
Габариты
3.2. Определение размеров проектного очертания вагонов...34
3.3. Построение горизонтальной габаритной рамки проектного очертания вагона...35
4. Расчет нагрузок, действующих на вагон и его части...36
4.1. 1. Вертикальные статические нагрузки...36
4.1.2.  Вертикальная динамическая нагрузка...37
4.2. Боковые нагрузки...39
4.2.1. Боковая горизонтальная нагрузка...39
4.2.2. Вертикальные составляющие  боковых нагрузок...41
5.Устойчивость колёсной пары против схода с рельсов...43
6.Расчёт оси колёсной пары условным методом..46.
7.Расчёт двухрядной цилиндрической пружины...50
8.Расчёт подшипника на долговечность...55
Список литературы...57

 

Полувагон выполнен в исполнении У категории 1 по ГОСТ 15150 с обеспечением эксплуатационной надежности при нижнем рабочем и предельном значении температуры минус 50 °С.

Конструкция полувагона обеспечивает:

-прохождение сортировочных горок, горок вагоноопрокидывателей,

вагоноопрокидывателей, разгрузку на вагоноопрокидывателях;

-автоматическое сцепление автосцепок на участке сопряжения прямой и кривой R 135 м без переходного радиуса;

-проход в сцепе участка сопряжения прямой и кривой R 80 м без

переходного радиуса;

- проход в сцепе S-образной кривой R 120 м без прямой вставки;

-проход одиночного вагона в круговой кривой R 60 м.

Обозначение полувагона при заказе: «Полувагон модель 12-132-03 по ТУ 3182-112-07518941-2004».

Полувагон состоит из следующих составных частей (рис. 1):

- кузова;

- двухосных тележек модели 18-578;

- автосцепных устройств;

- стояночного тормоза;

Кузов полувагона (рис. 2) цельнометаллический, сварной конструкции, предназначен для размещения перевозимых грузов.

На раме кузова размещаются четырнадцать разгрузочных люков, автосцепное устройство и тормозное оборудование.

Кузов полувагона опирается на тележки, которые являются ходовой частью вагона, через которую осуществляется взаимодействие вагона и пути, а также направленное движение по рельсовому пути.

Нагрузка от кузова передается через пятники на подпятники тележки, что обеспечивает свободный поворот тележки на кривых участках пути. В центральное отверстие пятников и подпятников устанавливаются шкворни.

Дополнительно нагрузка от кузова передается через узлы скользунов кузова на упруго - катковые скользуны тележек, которые предназначены для гашения боковых колебаний кузова полувагона, ограничения виляния тележек и повышения устойчивости движения полувагона.

Узел скользуна кузова (рисунок 1) состоит из скользуна 1, приваренного к нижнему листу шкворневой балки, опорной пластины скользуна 2, которая крепится к скользуну винтами 3, гайками 5. Винты стопорятся контргайкой 8, шайбой 4 и проволокой 6. Между опорной пластиной и скользуном устанавливаются регулировочные прокладки 7, которые подбираются для обеспечения необходимого зазора между опорной пластиной скользуна кузова и роликом скользуна тележки...

 

2.Выбор основных технико-экономических параметров грузовых вагонов

Основными параметрами вагона являются: грузоподъёмность (Р), тара (Т), осность (m0), объём кузова (V) или площадь пола (F), линейные размеры, статическая и погонная нагрузки. Для сравнения параметров между собой пользуются параметрами, представляющими отношения этих величин:

удельный объём кузова (vy), удельная площадь пола (fy), коэффициент тары (kT) осевая и погонная нагрузки.

Определение параметров грузовых вагонов следует вести в следующем порядке:

1) определить грузоподъёмность вагона;

2) вычислить тару вагона;

3) установить геометрический объём кузова или площадь пола;

4) определить линейные размеры кузова.

 

2.1 Расчёт грузоподъёмности полувагона

Одним из основных факторов, влияющих на величину грузоподъёмности вагона, является допускаемая осевая нагрузка (р0). Возможные осевые нагрузки вагона определяются на основе прочности пути, которая зависит от грузонапряжённости железных дорог.

На основании исходной величины осевой нагрузки и осности вагона грузоподъёмность вагона определяется по формуле:..

 

3. Вписывание вагона в габарит

При проверке вписывания проектируемого грузового вагона в заданный габарит в данной курсовой работе определяем строительное и проектное его очертание в горизонтальной плоскости. Строительное очертание подвижного состава - это поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, получаемое уменьшением габарита подвижного состава по изложенной ниже методике, наружу которого не должна выходить ни одна часть вновь построенного вагона в ненагруженном состоянии при нахождении на прямом горизонтальном пути и при совмещении его продольной вертикальной срединной плоскости с осью пути.

Проектное очертание подвижного состава - поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, имеющее размеры, уменьшенные по сравнению с размерами строительного очертания на величину плюсовых допусков, внутри которого должны находиться все расположенные в рассматриваемом сечении элементы конструкций проектируемого вагона, имеющие номинальные размеры.

Максимальные допускаемые горизонтальные строительные размеры вагона получают уменьшением поперечных размеров габарита подвижного состава с каждой стороны на величины поперечных смещений при вписывании в кривую расчётного радиуса с учётом наибольших допускаемых износов ходовых частей...

 

 

3.1 Определение горизонтальных поперечных размеров строительного

очертания вагона

На некоторой высоте Н над уровнем верха головки рельса максимально допускаемая ширина вагона определяется по формуле:

                                                       2В = 2(В0 - Е)                                               (3.1)

 

где В0 - полуширина габарита подвижного состава на рассматриваемой высоте Н, мм;

       Е - ограничение полуширины для одного из рассматриваемых сечений: направляющего, внутреннего и наружного, мм.

 

3.1.1 Ограничения полуширины для кузова вагона

 

3.3. Построение горизонтальной габаритной рамки проектного

очертания вагона

Горизонтальная габаритная рамка определяет наибольшую допускаемую ширину проектного очертания вагона для любого поперечного сечения по длине вагона и на определённой высоте от уровня верха головки рельса. Для упрощения рассматриваются только три поперечных сечения по длине вагона: пятниковое внутреннее расположенное по середине вагона; крайнее наружное расположенное снаружи вагона.

 

4. Расчёт нагрузок, действующих на вагон и его части

При расчёте на прочность вагонов и их частей, согласно нормам МПС, должны учитываться следующие нагрузки: вертикальная и боковая нагрузка; продольные силы; усилия, связанные с торможением; внутреннее давление в резервуарах; усилия распора сыпучих и скатывающихся навальных грузов; усилия, возникающие при механизированной погрузке и выгрузке вагона; усилия, прикладываемые к вагону при ремонте.

При выполнении данной контрольной работы необходимо определить:

1)   вертикальные   статические   и   динамические   нагрузки, действующие   на   кузов   вагона   и   детали   тележки   (подпятник надрессорной балки, двухрядную пружину рессорного комплекта, боковую раму, один подшипник, колёсную пару);

 

5. Устойчивость колёсной пары против схода с рельсов

Устойчивость колёсной пары в рельсовой колее оценивается коэффициентом устойчивости колеса против схода с рельса, учитывающим соотношение вертикальных и горизонтальных составляющих сил, возникающих при движении вагона.

При неблагоприятном сочетании вертикальных и горизонтальных сил, а также при нарушении условий загрузки и отклонении в состоянии вагона могут возникнуть случаи вползания гребня колеса на головку рельса, что приводит к сходу вагона с рельсов.

Для предупреждения схода вагона в эксплуатации производится проверка устойчивости движения колеса по рельсу, для чего подсчитывается коэффициент по формуле:..

 

6. Расчет оси колесной пары условным методом.

Условный метод может быть применен в эксплуатации при выявлении и для предупреждения излома или деформации оси, если они не вызваны перегревом буксового узла или другими явно выраженными факторами.

Наиболее эффективно этот метод может быть использован при перегрузки вагона или максимальный износ шеек осей, связанных с их обточками в эксплуатации.

В расчетной схеме силы приложены в центре тяжести вагона, на расстоянии от осевой линии колесной пары...

 

7. Расчет двухрядной цилиндрической пружины

В качестве упругих элементов рессорного подвешивания вагонов в основном применяют винтовые цилиндрические пружины. Они позволяют получить необходимые упругие характеристики при небольших габаритах и массе.
Пружины изготавливают в соответствии с требованиями ГОСТ 1452-69. В эксплуатации пружины испытывают сложные динамические нагрузки. Поэтому для точного определения целесообразных размеров пружины, необходимо иметь полную статистическую характеристику нагрузок, которые испытывает пружина за всё время её эксплуатации.
Если нет достаточного количества таких данных, выполняют приближённые расчёты, в которых косвенно учитывают...

 

 

8. Расчет подшипника на долговечность

В колесных парах грузовых и пассажирских вагонов рекомендуется применять типовой буксовый узел с установкой в нем двух цилиндрических роликовых подшипников при консистентной смазке, если техническим заданием не предусмотрена другая конструкция.
Расчет динамической эквивалентной радиальной нагрузки для роликовых подшипников выполняется по формуле:..