Магистральный крытый грузовой вагон марки 11–217

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

"Магистральный крытый грузовой вагон марки 11-217"

2009 г.

Введение

Железнодорожный транспорт - это технологически взаимосвязанный комплекс с единым централизованным управлением, который играет ключевую роль в экономике России. Открытое акционерное общество «Российские железные дороги» является крупнейшей транспортной компанией страны, обеспечивающей около 40% совокупного грузооборота и свыше 41% пассажирооборота.

Вагонному хозяйству отводится немаловажная роль в организации перевозочного процесса. Это достаточно развитая подоотрасль железнодорожного транспорта, основные фонды которой составляют пятую часть основных фондов всего железнодорожного транспорта. Хозяйство представляет собой совокупность производственных предприятий, которые осуществляют контроль технического состояния вагонов, их техническое обслуживание и ремонт. Основным производственным предприятием вагонного хозяйства является вагонное депо, которое обеспечивает исправное содержание вагонов, их своевременный и качественный ремонт.

До 2010 года в эксплуатируемом парке будут преобладать вагоны старых серий с высокой степенью износа. Чтобы поддерживать парк в рабочем состоянии необходимо внедрять современные методы и механизмы диагностики неисправностей. В настоящее время внедряются: дефектоскопическая установка для контроля боковых рам тележек, сигнализатор разрыва тормозной магистрали, аппаратура безразборочной диагностики буксового узла.

Идут разработки по созданию вагонов нового поколения, которые будут отличаться надежностью, экономичностью, оптимально-меньшим воздействием на путь, что в конечном итоге приведет к существенному сокращению эксплуатационных расходов, что приведет к снижению себестоимости. Одним из основных резервов снижения себестоимости перевозок является совершенствование ремонтного комплекса с целью повышения надежности технических средств за счет улучшения качества ремонта, модернизации и исключения работы оборудования за пределами установленного ресурса и с постепенным переходом от планово-предупредительной системы ремонта к ремонту по техническому состоянию, на основе применения современных форм диагностики.

Парк подвижного состава железнодорожного транспорта характеризуется многообразием типов и конструкций вагонов, используемых в перевозочном процессе грузов и пассажиров.

Условия эксплуатации вагонов связано со значительными статистическими и динамическими нагрузками, а в отдельных случаях - с воздействием высоких и низких температур перевозимого груза, повышенной влажности агрессивных средств на конструкцию вагонов.

При малой дальности перевозок значительно возрастает интенсивность погрузо-разгрузочных работ, как правило, с использованием различных средств механизации. Таким образом, многофункциональное и интенсивное использование вагонов железнодорожного транспорта требует их качественного технического обслуживания и ремонта квалифицированными специалистами.

Подвижной состав занимает ключевое место в реализации принятой в апреле 2001 г. программы оптимизации эксплуатационной работы. В ее основу положены единство технологии без стыков на границах железных дорог, унификация длины и веса поездов на всем пути их следования, деление сети на пассажирские и грузовые направления. Одна из главных целей оптимизации эксплуатационной работы - повышение эффективности использования вагонов. Уже сегодня концепция формирования сетевых пунктов обслуживания вагонов позволила сократить количество операций с подвижным составом, раскрыть стыки между дорогами. В результате гарантийные участки обслуживания вагонов возросли до 700 км. Важную задачу предстоит решать в сфере оздоровления вагонного порта. На этой основе необходимо повысить безопасность движения поездов при полном удовлетворении потребности отрасли в исправном подвижном составе.

Цель работы - ознакомление: с устройством магистрального вагона марки 11-217, технико-экономическими показателями данного вагона, характеризующими эффективность его применения, порядок вписывания вагона в габарит подвижного состава.

Объект изучения: магистральный крытый грузовой вагон марки 11-217; габарит подвижного состава 1-ВМ.

1. Параметры грузовых вагонов

вагон магистральный вписывание состав

1.1 Назначение и классификация вагонов

Вагоном называется единица подвижного состава железных дорог, предназначенная для перевозки пассажиров или грузов. Современный парк вагонов характеризуется многообразием их типов и конструкций, вызванным необходимостью учета и удовлетворения различных требований перевозки пассажиров и груза.

Вагоны бывают несамоходные, перемещаемые локомотивами, и самоходные, которые приводятся в движение двигателем, установленным на вагоне.

По назначению вагоны объединены в пассажирский и грузовой парки.

Пассажирский парк составляют вагоны, предназначенные для перевозки пассажиров (пассажирские), а также вагоны-рестораны, почтовые, багажные и специального назначения (служебные, путеизмерительные, вагоны-лаборатории, вагоны-клубы и др.).

Пассажирские вагоны имеют кузова с окнами, дверями, тамбурами, помещением для пассажиров, туалетными отделениями. В соответствии с назначением и дальностью перевозок пассажирские вагоны делятся на вагоны дальнего следования, пригородного и межобластного сообщения.

Вагоны дальнего следования, предназначенные для перевозки пассажиров на большие расстояния, имеют жесткие и мягкие полки для лежания, багажные полки, системы водоснабжения, отопления, вентиляции и освещения, а также другие устройства, обеспечивающие необходимые удобства для пассажиров. По внутренней планировке вагоны делятся на купированные и некупированные. Купированные вагоны подразделяются на жесткие, мягкие, мягко-жесткие.

Вагоны-рестораны предназначены для обеспечения питанием пассажиров в пути следования, почтовые - для перевозки писем, посылок и другого почтового груза, а багажные - для багажа.

Грузовой парк составляют крытые вагоны, полувагоны, платформы, цистерны, изотермические и вагоны специального назначения (передвижные мастерские, контрольные платформы для проверки вагонных весов, снегоочистители, а также другие вагоны, приспособленные для технических и бытовых нужд железных дорог). Каждый из перечисленных видов вагонов предназначен для перевозки определенных грузов. Конструкция грузового вагона должна обеспечивать сохранность груза, удобство погрузки и выгрузки и наибольшую вместимость.

Крытые вагоны предназначены для перевозки требующих защиты от атмосферных воздействий тарно-упаковочных, высокоценных грузов: различных пищевых продуктов, промышленных товаров, приборов, станков, зерна и др. В крытых вагонах специального назначения перевозят скот, птицу. Крытые вагоны оборудованы люками и задвижными дверями, обеспечивающими погрузку и выгрузку грузов, вентиляцию и очистку кузова.

Крытые вагоны для перевозки скота имеют вентиляционные люки или решетчатые кузова, они оборудуются кормушками, корытами, баками для воды и другими устройствами. Для перевозки мелких животных и птиц кузова вагонов строятся многоярусными.

Изотермические вагоны служат для перевозки скоропортящихся или боящихся замерзания грузов (мясо, рыба, молоко, минеральные воды, фрукты и т.п.). Кузова таких вагонов теплоизолированы, оборудованы приборами охлаждения, отопления и вентиляции. Изотермические вагоны бывают с машинным охлаждением и электрическим отоплением (рефрижераторные) и льдосоляные.

Полувагоны предназначены для перевозки навалочных грузов: угля, руды, кокса, флюсов, а также длинномерных грузов - леса, проката. Полувагон имеет открытый кузов, удобный для погрузки и выгрузки. В полу таких вагонов имеются люки для разгрузки сыпучих материалов и поэтому они называются саморазгружающимися. Полувагоны строятся четырехосные и восьмиосные.

К саморазгружающимся вагонам относятся металлические вагоны - думпкары, ихопперы. Думпкары предназначены для перевозки руды и строительных материалов на короткие расстояния. При разгрузке их кузов наклоняется в одну из сторон пневматическим механизмом. В крытых хопперах перевозят цемент, а в открытых - щебень, песок и др.

Платформы служат для перевозки длинных и громоздких грузов: проката, леса, различных станков, машин, автомобилей и контейнеров. Кроме того, на платформах перевозят руду, уголь, щебень и другие сыпучие грузы. Преимущество платформ состоит в том, что их можно быстро и легко загружать и разгружать, применяя простейшие средства механизации.

Для перевозки легковых автомобилей создана четырехосная цельнометаллическая двухъярусная платформа, имеющая металлическую ферму с полом. Автомобили грузят по два ряда в каждом ярусе и крепят колодками, расположенными в полу. С торцов на каждом ярусе сделаны опускающиеся мостики, которые позволяют грузить автомобили со станционной платформы, а также разгружать их без подъемных устройств.

Транспортеры - это специальные многоосные (от шести до 40 осей) платформы, предназначенные для перевозки громоздких и тяжелых грузов массой до 400 т: крупных отливок, ферм мостовых кранов, трансформаторов, генераторов, турбин и т.п. Средняя часть рамы транспортеров располагается как можно ниже для облегчения погрузки, выгрузки и размещения громоздких грузов большой массы.

Цистерны представляют собой грузовые вагоны, кузовом у которых является цилиндрический котел, прочно прикрепленный к раме.

Цистерны делятся на две группы: общего назначения для перевозки нефтепродуктов (бензина, керосина, лигроина, нефти, моторного топлива, минерального масла и т.п.); специального назначения для перевозки различного рода кислот, спирта, химикатов, сжиженных газов, а также пищевых продуктов (молока, вина, патоки, масел и др.).

Для перевозки высоковязких нефтяных продуктов применяются бункерные вагоны, имеющие рубашки для подогрева груза паром при разгрузке.

По условиям и месту эксплуатации грузовые вагоны подразделяются на магистральные (общесетевые) и промышленного транспорта. К первым относятся вагоны, которые допускаются к эксплуатации по железным дорогам страны. Вторые в груженом состоянии могут курсировать только по внутризаводским и другим промышленным путям замкнутого направления.

В зависимости от ширины железнодорожной колеи пассажирские и грузовые вагоны разделяются на вагоны широкой колеи - ширококолейные, курсирующие по железнодорожным путям нормальной колеи (шириной 1520 мм), и узкой колеи - узкоколейные (750, 900 и 1060 мм).

По количеству осей вагоны бывают двух-, четырех-, шести-, восьми и многоосные.

По конструкции кузова, материалу и технологии изготовления вагоны подразделяются на цельнометаллические и вагоны с металлическим каркасом кузова и деревянной обшивкой, а также сварные и клепаные.

Каждый вагон независимо от типа и вида должен обладать необходимой прочностью при минимальной массе, быть простым и дешевым в изготовлении, а также удобным и экономичным в эксплуатации.

Все элементы вагонов по прочности, устойчивости и состоянию должны обеспечивать безопасное и плавное движение поездов с наибольшими скоростями, установленными МПС. Вновь строящиеся вагоны должны обеспечивать безопасное и плавное движение поездов с наибольшими конструкционными скоростями перспективных локомотивов, предназначенных для обслуживания соответствующих категорий поездов.

Устройство вагонов

Независимо от типа и назначения каждый вагон состоит из пяти основных узлов: ходовая часть; тормозное оборудование; ударно-тяговое устройство; рама; кузов.

К ходовой части вагона относится тележка, включающая в себя раму; колесные пары; буксы с подшипниками; детали рессорного оборудования.

Тормозное оборудование вагона служит для замедления движения или полной остановки поезда и удержания его на месте.

Ударно-тяговое устройство вагона предназначено для сцепления вагонов между собой и локомотивом, передачи тяговых и сжимающих усилий, возникающих в поезде, а также для удержания вагонов в составе на определенном расстоянии друг от друга.

Рама вагона является основанием кузова и состоит из продольных и поперечных балок, жестко соединенных между собой, а также связывает части вагона, воспринимая действующие на него вертикальные и горизонтальные усилия.

Кузов вагона служит помещением для пассажиров или тарой для перевозки груза. Он прочно укрепляется на раме и по своему устройству зависит от рода перевозимого в нем груза.

1.1.1 Основные элементы конструкции и технические данные кузова универсального крытого вагона модели 11-217

Кузов крытого вагона предназначен для перевозки штучных, тарно-штучных, пакетированных и насыпных грузов, требующих укрытия и защиты от воздействия атмосферных осадков.

Универсальный крытый вагон модели 11-217 Алтайского вагоностроительного завода спроектирован по габариту 1-ВМ (О-Т) ГОСТ 9238-83 и предназначен для эксплуатации по железным дорогам СНГ колеей 1520 мм. Он может эксплуатироваться по реконструированным линиям железных дорог колеи 1435 мм после соответствующей замены ходовых частей.

Описание конструкции

Кузов имеет металлическую наружную обшивку и деревянную внутреннюю облицовку, а также оборудован двухстворчатыми дверьми, имеющими увеличенную ширину дверного проема 3825. Кузов универсального крытого вагона модели 11-217 состоит: из 2-х боковых стен, двух торцовых стен, крыши, в которой имеется четыре люка, и рамы кузова.

Рама кузова (чертеж 1.) состоит из хребтовой балки (2), двух боковых (), двух торцевых (1), двух шкворневых (4), двух основных (7), и семи промежуточных (5), поперечных балок, четырех раскосов (10), шести продольных балок (6) для поддержания пола, одной балки для крепления тормозного цилиндра и двух подножек.

Хребтовая балка (2) сварена из двух z-образных профилей №31. Боковые балки (3) выполнены из швеллеров №20. В зоне дверного проема к балкам (3) приварены пороги из спиральных z-образных профилей. Концевые балки (1) сварные П-образного сечения и выполнены из листов толщиной 6 мм.

Для безопасной работы составителей поездов на концевой балке установлены поручни. Шкворневые балки (4) сварные коробчатого сечения. Каждая из них состоит из двух вертикальных толщиной 6 мм, нижнего 10 мм и верхнего 8 мм горизонтальных листов. В листах пересечения шкворневых балок с хребтовой установлены стельные надпятниковые коробки (11), связывающие вертикальные стенки хребтовой балки, а также усиливающие пятниковый узел рамы. К нижним листам шкворневых балок припаяны петли (12) и скользуны (13). Основные поперечные балки (7) сварные двутаврового сечения, выполнены из листов толщиной 6 мм. Для обеспечения равнопрочности конструкции рамы концевые, шкворневые и основные поперечные балки имеют переменную высоту по своей длине. Раскосы (10) рамы изготовлены из швеллера №14, а поперечные (5) и продольные (6) вспомогательные балки для поддержания пола - из гнутых швеллеров 100х80х5 мм. Для передвижения вагонов лебедкой на каждом конце боковых балок рамы приварены специальные скобы. На раму настлан пол (9) из досок толщиной 55 мм, соединенных в четверть. По периметру под армирован уголком (8). В зоне дверного проема, где интенсивно работают автопогрузчики, деревянный настил пола покрыт металлическим листом толщиной 4 мм.

Боковая стена (чертеж 2) безосной конструкции. Стена имеет каркас и обшивку металлическую (11) наружную и деревянную (10) внутреннюю. Для загрузки и выгрузки вагона в средней части стены расположены самоуплотняющиеся двери (6) и (7) и два люка (4), снабженные вентиляционными решетками.

Каркас стены включает обвязку (1), две шкворневые (3), шесть промежуточных (2) и две дверные (5) стойки. Верхняя обвязка (1) (А-А) выполнена из уголка 90х56х8 мм, шкворневые и промежуточные стойки - из гнутого омегообразного профиля толщиной 6 мм, а дверные стойки (13) (Д-Д) - из z-образного профиля размером 100х75х6,5 мм и направляющего уголка (15) размером 75х50х6 мм. К раме стена приварена через продольную боковую балку рамы (19), а к торцевым стенам - через угловые стойки (12) (В-В). Наружная обшивка стен изготовлена из гофрированных листов толщиной 3 мм снизу и 2,5 мм сверху, а внутренние (10) - из влагостойкой фанеры марки ФСФ толщиной 10 мм. Внутренняя обшивка прикреплена к каркасу болтами и обрамлена в стыках уголком (9). В каждом дверном проеме шириной 3825 мм установлено по две створки двери (6) и (7), на одной из которой в нижней части имеется обезгруживающий люк (8). Механизм открывания этого люка сблокирован с механизмом открывания и закрывания створок дверей и исключает его случайное открывание. Герметизация и самоуправление створок дверей по стойкам обеспечиваются давлением сыпучего груза и резиновыми элементами (14), а между собой в створе - обвязкой (10) левой двери специальной конфигурации, в паз которой заходит обвязка (17) правой двери. Герметизация дверей снизу обеспечивается давлением груза и прижатием нижней обвязки (21) к порогу (20) дверного проема. Каждая из створок дверей (6) и (7) состоит из каркаса, обшитого снаружи металлическими листами (23) толщиной 1,4 мм, а изнутри - фанерой (22) толщиной 8 мм. Створки двери перемещаются по прикрепленному над дверным проемом рельсу (26) на роликах (25) с шариковыми подшипниками. Каркасы створок дверей состоят из верхней, нижней и боковой обвязок. Верхние обвязки (24) имеют z-образный профиль, нижние (21) - П-образный, боковые крайние (18) - уголки. Средние обвязки соответственно на левой створке двери имеют специальный профиль, свариваемый из уголка и гнутого элемента (16), внутрь которого для жесткости введены деревянные брусья, а на правой двери П-образный профиль (17). Для защиты правой створки двери от повреждений при резком открывании на второй от дверного проема стойке кузова установлен амортизатор (рис. 1.), состоящий из корпуса (1), пружины (3), шайбы (4) и стержня (2).

Рис. 1

Торцевая стена изготовлена из каркаса, наружной металлической (4) и внутренней деревянной (5) обшивок, обрамленных по полу уголком (6), а по углам - уголком (8).

Каркас состоит из двух угловых (2) и двух промежуточных стоек (3), связанных верхней обвязкой (1). Наружная металлическая (4) обшивка выполнена из гофрированных листов толщиной 3 мм снизу и 2,5 мм сверху, а внутренняя (5) - из влагостойкой фанеры толщиной 10 мм. Угловые стойки (2) изготовлены из гнутого уголка 80х60х6 мм, промежуточные стойки (3) из - П-образного элементы 230х135х6 мм, а верхняя обвязка (1) - из специального профиля толщиной 6 мм. Нижней обвязкой стены служит концевая балка (7) рамы.

Рис. 2

Крыша кузова - цельносварная с четырьмя загрузочными люками (6) диаметром 400 мм и двумя типовыми печными разделками (4).

Рис. 3

К боковым и торцевым стенам кузова крыша крепится заклепками диаметром 10 мм и при ремонте может демонтироваться от кузова. Печные разделы предусмотрены для установки труб печей отопление на случай людских перевозок. На крышу к загрузочным люкам (6) и печным разделам (4) можно подняться по торцевой лестнице и подмосткам (5). Крыша имеет металлический каркас, обшитый снаружи гофрированными листами (3) толщиной 1,5 мм, и две фрамуги (11), с помощью которых крыша крепится к торцевым стенам. Фрамуги выполнены из металлических листов толщиной 2 мм с выштампованной для жесткости и древесно-волокнистой подшивки. Каркас крыши образован набором дуг (1), продольных элементов (2), расположенных в средней части, и двух боковых продольных обвязок. Дуги (1) выполнены из гнутых швеллеров 60х50х3 мм, средние продольные элементы (2) - из гнутого уголка 32х32х3 мм, а боковые обвязки - из двух уголков 56х56х5 мм. Листы наружной обшивки приварены к дугам, продольным элементам и верхней обвязке боковых стен. Между собой листы, крыши сварены внахлестку и для большей жесткости выполнены с поперечно расположенными гофрами высотой 22 мм. Изнутри (рис. 3 а) крыша подшита влагостойкой фанерой толщиной 4 мм в два слоя, которая плотно прилегает к листам кровли снизу, образуя потолок. Фанера прикреплена к обшивке уголком (9) и скобами (10). Ранее подшивка (8) крепилась к деревянным брускам (7) с воздушной прослойкой, что приводило к частым повреждениям подшивки (рис. 5 б).

Крышки люков (4) крыши двумя петлями (5) крепят к листу (6) и в закрытом положении фиксируют специальными замками (1), открывающимися изнутри вагона. Крышки (2) печных разделок, установленных на крышках люков (4) удерживаются в закрытом положении винтами (3).



Рис. 4

Таблица 1. Характеристика материалов

Наименование	Материал	Толщина
Рама	Низколегированная сталь 09Г2Д
Боковые стены	Наружная обшивка - низколегированная сталь 09Г2Д внутренняя обшивка - влагостойкая фанера	снизу 3 мм сверху 2,5 мм 10 мм
Торцевые стены	Наружная обшивка - низколегированная сталь 10ХНДП внутренняя обшивка - влагостойкая фанера	снизу 3 мм сверху 2,5 мм 10 мм
Крыша	Наружная обшивка - низколегированная сталь 10ХНДП внутренняя обшивка - влагостойкая фанера	1,5 мм 4 мм
Пол	Дерево металлические листы	55 мм 4 мм
Двери	Фанера металлические листы	22 мм 1,4 мм
Крышки боковых люков	Штампованные стальные листы	2 мм

1.2 Определение технико-экономических показателей

Вагоны имеют длительный срок службы, поэтому вновь создаваемые конструкции должны удовлетворять не только существующим, но и перспективным условиям эксплуатации.

Основными параметрами вагона, характеризующими его эффективность, являются: грузоподъемность, тара, количество колесных пар, объем кузова, площадь пола, длина и другие линейные размеры вагона. Для сравнения вагонов между собой пользуются параметрами, представляющими отношения этих величин: удельным объемом кузова, удельной площадью пола, коэффициентами тары, нагрузкой от колесной пары на рельсы, нагрузкой на метр пути. Важными показателями, оценивающими эксплуатационные качества вагона, являются его средняя статическая и средняя динамическая нагрузки.

Правильный выбор основных параметров грузовых вагонов основывается на учете экономического развития страны, размещения производительных сил, роли железных дорог в общей системе транспорта, что находит свое выражение в объеме и составе грузооборота, дальности перевозок, величине отправок грузов, размере порожнего пробега. Кроме этих факторов, важное значение имеет уровень технического оснащения железных дорог, в частности конструкция и состояние пути и мостов, длина станционных путей, вид тяги, типы локомотивов, механизмы, применяемые при погрузочно-разгрузочных операциях, а также габариты подвижного состава, формы эксплуатации вагонов, нужды обороны страны.

Правильный выбор параметров обеспечивает наименьшие затраты общественного труда на перевозки грузов при полном обеспечении их сохранности и безопасности движения поездов.

Параметры грузового вагона

Грузоподъемность вагона измеряется наибольшей массой груза, допускаемой к перевозке в вагоне.

Тарой называется собственная масса порожнего вагона. Она определяется взвешиванием его на специальных весах при постройке и проверяется при выпуске вагона из заводского ремонта. Грузоподъемность и тара вагона составляют массу брутто вагона.

Отношение тары к грузоподъемности вагона называется коэффициентом тары. Этот коэффициент характеризует рациональность конструкции вагона: чем меньше коэффициент тары, тем меньше собственной массы вагона приходится на каждую тонну транспортируемого груза.

Давление от колесной пары на рельсы называется статической нагрузкой от оси на рельсы. Допускаемая нагрузка от оси на рельсы зависит главным образом от типа рельсов, количества шпал, уложенных на 1 км пути, состояния верхнего строения пути и скорости движения поезда.

Одним из важных параметров вагона является нагрузка, приходящаяся на 1 м пути. Увеличение такой нагрузки ведет к повышению провозной способности железных дорог.

При анализе эксплуатационных качеств вагона важное значение имеет удельный объем кузова вагона, т.е. объем кузова в кубических метрах, приходящийся на 1 т грузоподъемности вагона.

Грузовые вагоны характеризуются также линейными размерами: длиной, высотой, базой вагона, а также длиной, шириной и высотой кузова. Общая длина вагона определяется расстоянием между осями сцепления автосцепок данного вагона. Расстояние между центрами пятников тележечного вагона называется базой. Длина, ширина и высота кузова вагона обусловливаются заданной вместимостью и габаритом подвижного состава.

1.2.1 Расчет технико-экономических показателей универсального крытого вагона модели 11-217

Технический коэффициент тары вагона:

где: Т - тара вагона, т. (24,7т)

- номинальная грузоподъемность, т. (68 т).

Погрузочный коэффициент тары:

где: К_п - погрузочный коэффициент тары;

- коэффициент использования грузоподъемности;

- фактическая грузоподъемность вагона.

Эксплуатационный коэффициент тары:

где: - показатель порожнего пробега, % (21%);

- средняя динамическая нагрузка груженого вагона, тс. (42,36 тс)

Удельный объем:

где: V - полный объем вагона, м³;

- номинальная грузоподъемность вагона, т.

Погрузочный объем кузова:

где: ц - коэффициент использования геометрического объема кузова. (ц=0,8);

Удельный объем с учетом коэффициента использования геометрического объема кузова:

Конструкция и состояние железнодорожного пути обусловливают величину допускаемой статической нагрузки от колесной пары на рельсы, обычно называемой осевой нагрузкой.

Допускаемую величину осевой нагрузки выбирают в зависимости от типа рельсов, количества шпал на 1 км. пути, рода балласта. Существенное влияние имеет грузонапряженность линии. Грузоподъемность вагона, определяемая мощностью пути, составляет

где: q - допускаемая осевая нагрузка, кН (23,18 тс);

n - количество колесных пар в вагоне;

K_T - технический коэффициент тары вагона.

Из формулы следует, что увеличение грузоподъемности вагона достигается повышением допускаемой осевой нагрузки и осности вагона, а также снижением коэффициента тары.

Экономичность вагона в значительной степени зависит от совершенства его конструкции, обеспечивающей наименьшую стоимость изготовления, удобство погрузки и выгрузки, сохранность грузов при перевозках, минимальные расходы на содержание и ремонт вагонов в процессе их эксплуатации.

Основными линейными размерами вагона, определяющими его вместимость (объем), являются длина, ширина и высота. При этом соотношение между линейными размерами кузова должно быть таким, чтобы обеспечивались свободная погрузка и выгрузка вагона, наиболее рациональное размещение перевозимого груза, наименьший коэффициент тары, наименьшее сопротивление движению, прочность и устойчивость вагона.

Геометрический объем кузова V:

;

Увеличение объема кузова достигается изменением его линейных размеров, но высота кузова ограничена возможностями габарита, увеличение длины вагона приведет к уменьшению его ширины (из-за возможностей габарита).

По заданию на курсовую работу увеличение объема достигается за счет увеличения ширины.

Площадь поперечного сечения:



где: V - полный объем кузова, м³;

l_вн - внутренняя длина, м (13,844 м)

Ширина кузова внутри 2В_в:

где: - площадь поперечного сечения, м²

h - высота кузова изнутри, м (3033 мм)

Определим наружные размеры кузова с учетом толщины стен, пола, крыши и размеров выступающих деталей вагона. Наружная длина кузова совпадает с длиной вагона по раме и составляет 13870 мм.

Толщина боковой стены - это собственно толщина стены, плюс толщина дверей, плюс величина выступающих частей (поручни, подножки и т.д.). суммарную толщину боковой стены принимаем из справочника для крытого вагона марки 11-217. (206 мм)

Наружная ширина составит:

где: - толщина боковой стены и величина выступающих деталей, мм.

Наружные размеры уточняют, исходя из вписывания в заданный габарит подвижного состава и других требований, предъявляемых к вагонам.

2. Вписывание вагона в габарит

2.1 Габариты подвижного состава

Одним из главных условий безопасности движения локомотивов, вагонов и иного подвижного состава является предупреждение возможности их соприкосновения со стационарными сооружениями, расположенными вблизи железнодорожного пути, или с подвижным составом, находящимся на соседнем пути. Поэтому стационарные сооружения должны располагаться на определенном расстоянии от железнодорожного пути, а подвижной состав иметь ограниченное поперечное очертание.

Таким образом, получаются два контура: контур, ограничивающий наименьшие допускаемые размеры приближения строений и путевых устройств к оси пути, - габарит приближения строений и контур, ограничивающий наибольшие допускаемые размеры поперечного сечения подвижного состава, - габарит подвижного состава. Второй контур располагается внутри первого, и между ними имеется пространство (зазоры), за исключением опорных поверхностей колес, где оба контура совпадают.

ГОСТ 9238-73 устанавливает следующие определения для двух рассматриваемых разновидностей габарита.

Габаритом приближения строений железных дорог называется предельное поперечное перпендикулярное оси пути очертание, внутрь которого, помимо подвижного состава, не должны заходить никакие части сооружений и устройств, а также лежащие около пути материалы, запасные части и оборудование, за исключением частей устройств, предназначенных для непосредственного взаимодействия с подвижным составом (вагонных замедлителей и подвагонных толкателей в рабочем состоянии, контактных проводов с деталями крепления, хоботов гидравлических колонок при наборе воды и др.), при условии, что положение этих устройств во внутригабаритном пространстве увязано с частями подвижного состава, с которыми они могут соприкасаться, и что они не могут вызвать соприкосновения с другими элементами подвижного состава.

Габаритом подвижного состава железных дорог называется предельное поперечное перпендикулярное оси пути очертание, в котором, не выходя наружу, должен помещаться установленный на прямом горизонтальном пути как в порожнем, так и в нагруженном состоянии не только новый подвижной состав, но и имеющий максимальные нормируемые допуски и износы, за исключением бокового наклонения на рессорах.

Пространство между габаритами приближения строений и подвижного состава обеспечивает безопасные смещения вагонов, возникающие при движении поездов.

Все смещения вагона могут быть сведены к следующим четырем группам:

а) вызываемые возможными отклонениями в состоянии пути - уширением колеи, упругим отжатием рельсов, перекосами и износом и шпал и подкладок, упругой осадкой шпал и балласта и т.п.;

б) динамические колебания вагона, возникающие при его движении;

в) обусловленные зазорами и износами ходовых частей и прогибом рессорного подвешивания от статической нагрузки;

г) выносы частей вагона при движении в кривых

При габаритных расчетах учитывают только смещения, возможные при отклонениях, допускаемых нормами содержания вагона и пути. Поскольку размеры габарита приближения строений установлены для прямых участков пути, а в кривых имеются дополнительные уширения, выносы вагона в кривых учитывают только в размерах, превышающих имеющиеся уширения этого габарита.

В зависимости от способов учета перечисленных смещений вагонов различают две системы габаритов подвижного состава: строительную и эксплуатационную.

Если пространство между габаритами приближения строений и подвижного состава предназначено для первых трех групп смещений, то устанавливаемый при такой системе учета смещений габарит подвижного состава называется строительным. Если вышеуказанное пространство предусмотрено для первых двух групп смещений, то получаемый при этом габарит называется эксплуатационным габаритом подвижного состава.

Строительный габарит подвижного состава представляет собой поперечное очертание, в котором должен помещаться новый ненагруженный вагон, расположенный на прямом горизонтальном пути, когда его продольная ось совпадает с осью пути. При проверке вписывания вагона в габарит, необходимо учитывать смещения четвертой группы - выносы в кривых.

Недоиспользование межгабаритного пространства приводит к уменьшению ширины и высоты кузова вагона, что снижает экономическую эффективность грузовых и ухудшает комфортабельность пассажирских вагонов. Такое недоиспользование по размерам поперечного сечения свойственно большей части вагонов, поскольку при построении строительного габарита подвижного состава смещения третьей группы устанавливаются по вагонам с наибольшими разбегами и износами ходовых частей и статическими прогибами рессорного подвешивания. Недостаточность межгабаритного пространства, возможная при проектировании вагона с еще большими нормируемыми износами или большим статическим прогибом рессор, чем было учтено при построении этого габарита, означает негабаритность вагона, угрожающую безопасности движения.

При вписывании вагона в эксплуатационный габарит подвижного состава учитывают смещения третьей и четвертой групп.

На рис. 5 изображена схема построения габаритов: исходя из габарита приближения строений 1 и положения осей междупутий 2 посредством учета смещений первой и второй групп определяют эксплуатационный габарит подвижного состава 3, по которому путем вписывания, учитывающего смещения третьей и четвертой групп, находят строительное очертание вагона 4. Проектное очертание вагона 5 отличается от строительного дополнительным учетом технологических отклонений в размерах, допускаемых при постройке.

Рис. 5. Схема построения габаритов

Габариты вагонов

Габарит Т (рис. 6, а), имеющий наибольшие размеры ширины и высоты, предназначен для вагонов, обращающихся по отдельным замкнутым направлениям реконструированных железных дорог России и Монгольской Народной Республики (МНР). По основному контуру, очерченному сплошными линиями 1, строят вагоны электропоездов и некоторые грузовые вагоны. Границей размещения на вагонах сигнальных устройств, как и в других габаритах, является линия 2, а неответственных частей (поручней, козырьков для стока воды, щитков и др.) - штрихпунктирная линия.

Габарит 1-Т (рис. 6, б) предназначен для вагонов, допускаемых к обращению по всем железным дорогам России и МНР.

Габарит 0-Т (рис. 6, в) предусмотрен для вагонов, обращающихся по железным дорогам России и МНР, а также по отдельным реконструированным магистральным линиям других стран - участниц Организации сотрудничества железных дорог (ОСЖД). Для обеспечения беспрепятственного обращения вагонов в странах - участницах ОСЖД проводится работа по унификации.

Рис. 6. Габариты подвижного состава по ГОСТ 9238-83

Габарит 01-Т (рис. 6, г), обозначаемый по классификации ОСЖД 0-ВМ, предназначен для вагонов, обращающихся по всем (кроме отдельных второстепенных участков) дорогам стран - участниц ОСЖД.

Габарит 02-Т (рис. 6, д) предусмотрен для вагонов, обращающихся по всем без исключения линиям железных дорог стран - участниц ОСЖД, а также железных дорог ФРГ, Австрии, Югославии, Греции и европейской части Турции.

Габарит 03-Т (рис. 6, е) предназначен для вагонов, допускаемых к обращению по дорогам всех стран Европы и Азии.

2.2 Определение допускаемых размеров вагона

Габарит подвижного состава ограничивает максимальную высоту, которую может иметь вагон в ненагруженном состоянии (рис. 5). Наименьшие допустимые вертикальные размеры проектируемого вагона в нижней части контура габарита (с высоты 1370 мм) получаются путем увеличения соответствующих вертикальных размеров габарита подвижного состава на величину возможного в эксплуатации статического параллельного понижения вагона вследствие достижения максимально допустимого износа ходовых частей, а для обрессоренных деталей и вследствие равномерного статического прогиба рессор.

Максимально допустимые горизонтальные строительные размеры вагона получаются путем уменьшения соответствующих размеров габарита подвижного состава с каждой стороны на величину ограничений Е₀, Е_ъ и Е_н [см. расчет ниже], зависящих от поперечных смещений вагона, при вписывании его в кривые участки пути и от износа деталей ходовых частей. Наибольшая допустимая ширина 2В вагона на некоторой высоте Н над уровнем верха головки рельса определяется по формуле

2В = 2 (В₀-Е),

где: В₀ - полуширина соответствующего габарита и подвижного состава на высоте Н;

Е - одно из ограничений, рассчитанных ниже (Е₀, Е_в, Е_н)

Расчет ограничений, необходимых для построения габаритной рамки

Для расчета необходимы следующие величины:

S_k - максимальная ширина колеи в кривой расчетного радиуса, мм;

d_г - максимальное расстояние между наружными гранями предельно изношенных гребней колесной пары, мм;

q - наибольшее поперечное смещение в одну сторону из центрального положения тележки, относительно колесных пар, вследствие износов, мм;

w - наибольшее смещение в направляющем сечении в одну сторону из центрального положения кузова относительно рамы тележки, вследствие износов и упругих колебаний;

k₁ - дополнительное поперечное смещение в кривой расчетного радиуса;

k₂ - коэффициент, зависящий от расчетного радиуса кривой;

k₃ - геометрическое смещение середины и концов расчетного вагона при движении в кривой (R=200m);

2l - расстояние между направляющими сечениями проектируемого вагона, м (база вагона);

n - расстояние от рассматриваемого сечения подвижного состава до ближайшего направляющего сечения, м.

Таблица 2. Данные для расчета

	(Sk-dг), мм	q, мм	w, мм	k1, мм	k2, мм	k3, мм	2l, м
Габарит 1-ВМ	28,5	4	31	1,711	2	0	10

Расчет k₂:



где: р - база тележки, м (1,85 м)

1. Расчет наименьших поперечных смещений относительно оси пути (ограничения по подпятникам):

2. Расчет ограничений для внутренних сечений:

для расстояния от направляющего сечения 5 метров:

для расстояния от направляющего сечения 4 метра:

для расстояния от направляющего сечения 3 метра

3. Расчет ограничений для наружных сечений:

по краю вагона:

на расстоянии 1 м от направляющего сечения

Построение горизонтальной габаритной рамки очертания вагона.

Рис. 7

Вывод: По расчетам полученная ширина вагона составляет 3256 мм, это меньше самой узкой части габаритной рамки строительного очертания вагона. Значит, рассчитанный вагон вписывается в габарит 1-ВМ.

Заключение

В курсовой работе я рассмотрел устройство грузовых вагонов, рассчитал основные показатели и проверил габаритность вагона согласно рассчитанных данных и задания на курсовую работу. Расчеты позволяют сделать вывод, что полученные данные незначительно превышают размеры реального вагона 11-217. Значит, какое-либо увеличение размеров вагона в условиях габарита 1-ВМ нецелесообразно.

Из построенной горизонтальной габаритной рамки можно сделать вывод, что для наиболее полного использования габарита подвижного состава необходимо иметь минимальные ограничения полуширины вагона, а также равенство наибольших значений ограничений полуширины внешней и внутренней частей вагона. Этого можно достигнуть целесообразным отношением полной длины вагона к его базе.

Для лучшего использования габарита целесообразно концевые части вагонов изготавливать со скосами рамы.

Также необходимо подчеркнуть, что недоиспользование межгабаритного пространства приводит к уменьшению ширины и высоты кузова вагона, что снижает экономическую эффективность грузовых и ухудшает комфортабельность пассажирских вагонов. Недостаточность межгабаритного пространства, возможная при проектировании вагона с еще большими нормируемыми износами или большим статическим прогибом рессор, чем было учтено при построении этого габарита, означает негабаритность вагона, угрожающую безопасности движения.

Все построенные в нашей стране железные дороги, вторые пути, линии, переведенные на электрическую тягу, подвергнутые смягчению профилей и другим видам реконструкции, а также все новые сооружения и устройства в большинстве случаев позволяют эксплуатировать вагоны и локомотивы габарита Т. Однако на сети железных дорог имеются ранее построенные сложные и дорогие искусственные сооружения (мосты, тоннели, путепроводы), препятствующие применению вездеходных вагонов габарита Т. Ограничивает использование этих вагонов и недостаточная ширина междупутий на некоторых станциях, а также размещение части сооружений на ряде дорог промышленного транспорта. Поэтому необходима реконструкция таких сооружений и устройств, что позволит перейти к широкому внедрению подвижного состава габарита Т. Большие потребные затраты и сложность осуществления реконструкции обусловливают необходимость поэтапного проведения работ с тем, чтобы вагоны габарита Т использовались сначала на отдельных первоочередных направлениях, а затем по всей сети железных дорог страны. Применение габарита Т позволяет проектировать вагоны с большими объемами на единицу длины, в результате чего повышается погонная нагрузка. Поскольку масса состава поезда пропорциональна погонной нагрузке вагонов, применение габарита Т позволит увеличить массу поезда без увеличения длины. В результате увеличится провозная способность железных дорог без больших затрат на удлинение станционных путей.

Список литературы

1. Пастухов И.Ф. и др. Вагоны. Транспорт 1988 г.

2. Шадур Л.А. Челноков И.И. Никольский Е.Н. и др. Вагоны. Транспорт 1980 г.

3. Справочник «Грузовые вагоны колеи 1520 железных дорог СССР» Транспорт 1989 г.

4. Скиба И.Ф. Вагоны. Транспорт 1979 г.

5. Пастухов И.Ф. и др. Конструкция вагонов. 2008 г.

6. Быков Б.В., Пигарев А.В. Технология ремонта. 2009 г.

7. Технология вагоностроения и ремонта вагонов / Под редакцией В.С. Герасимова. М., Транспорт. 1985 - 270 с.

8. Методические указания к составлению технологической документации. РТМ 32 ЦВ 200-87. М. Транспорт, 1987 - 104 с.

9. Правила техники безопасности и производственной санитарии при техническом обслуживании и ремонте вагонов ЦВ / 64. М., 1992 г.

10. Воинов К.Н. Надежность вагонов. - М.: Транспорт, 1980. - 110 c.

11. Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм. Руководство по деповскому ремонту от 24.04.91 №ЦВ/4859.

12. Диагностика ходовых частей. М.М. Соколов, Г.М. Левит, Б.А. Юревич. М.: Железнодорожный транспорт, 2006, №10, с. 47-48. ЦВ-201-88 от 11.11.88.

13. Испытательная техника: Справочник. В 2-х кн. /Под общ. ред. В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 1982.

14. Методические указания к составлению технологической документации РТМ 32 ЦВ 200-87. - М., 1987.

15. Пастухов И.Ф. и др. Конструкция вагонов. - М., 2008.

16. Прогрессивные методы технического обслуживания вагонов. Н.И. Ракитин, П.В. Ирхин, М.: Железнодорожный транспорт, 1982, №10, с. 35-41.

17. Соколов М.М. Диагностирование вагонов. - М.: Транспорт, 1990. - 197 с.

18. Соколов М.М., Варава В.И.» Левит Г.М. Измерения и контроль при ремонте и эксплуатации вагонов. - М.: Транспорт, 1991. - 157 с.

19. Техническому обслуживанию вагонов - современные методы. М.В. Орлов, Ю.В. Зыков. М.: Железнодорожный транспорт, 1982. №11, с. 40-44.

20. Технология вагоностроения и ремонта вагонов/ Под ред. В.С. Герасимова. - М., 1987.

Размещено на Allbest.ru