Выбор основных технико-экономических параметров грузовых вагонов

Описание конструкции вагон

 

Кузов четырехосной платформы общего назначения (универсальный) состоит из рамы, оборудованной восемью продольными боковыми 1 и двумя торцевыми 25 бортами. Рама сварная, снабжена мощной хребтовой балкой 10, состоящей из двух двутавров переменной высоты, уменьшающейся к консольными частями. Боковые продольные балки 11 - из двутавров, а шкворневые 12- замкнутого поперечного сечения. В месте пересечения хребтовой 10 и шкворневых 12 установлены пятники 15, сверху которых имеются усиления надпятниковыми диафрагмами. В консольных частях хребтовой балки 10 укреплены задние 16 и передние 19 упорные кронштейны, объединенные ударной розеткой автосцепки 20, а также предохранительные планки 17, предназначенные для защиты от истирания вертикальных стенок двутавров. На нижнем листе шкворневых балок установлены скользуны 14, над которыми расположены усиливающие ребра 13. На концевых балках 21 укреплены кронштейны 22, служащие опорой для торцевых бортов 25 в открытом положении.

 

Рис. 1 - Кузов универсальной четырехосной платформы

 

При погрузке техники самоходом с заездом вдоль платформы кронштейны 22 и торцевые борта 25 воспринимают значительную нагрузку. На концевой балке 21 укреплен рычаг 23 расцепного привода автосцепки. Основные поперечные балки 7 рамы - переменного по высоте, а промежуточные 8 - постоянного двутаврового сечения. Верхняя плоскость поперечных балок 7, 8, 12 расположена ниже уровня пола на высоту вспомогательных продольных балок 6 и 9. Настил пола комбинированный: металлический 18 в средней части и деревянный 5 по бокам. Доски пола одним концом заводятся в S-образную балку 9, а другой их конец укреплен к продольным боковым балкам 11 гнутым специальным элементом 4. На боковых продольных балках рамы укреплены лесные скобы 2, а также кронштейны шарниров и упоры клиновых запоров 3 продольных бортов. Торцевые борта 25, имеющую высоту по сравнению с продольными, вертикальном положении фиксируются клиновыми запорами 24.

Платформы предназначены для перевозки длинномерных грузов, металлоконструкций, контейнеров, колесной и гусеничной техники, пакетированных грузов и некоторых сыпучих грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков. К универсальным платформам относятся четырехосные платформы с боковыми бортами, шарнирно связанными с рамой и могущими откидываться вниз до вертикального положения при перевозки грузов, ширина которых больше ширины платформы, а также с торцевыми бортами, которые в открытом положении ложатся горизонтально на кронштейны концевых (лобовых) балок рамы платформы. Высота торцевых бортов (400 мм) выбрана из такого расчета, чтобы при откинутых в горизонтальное положение бортов у двух сцепленных платформ и сжатых поглощающих аппаратах автосцепок обеспечивалось расстояние, достаточное для размещения человека между платформами. В горизонтальном положении торцевые борта сцепленных платформ образуют мостик для проезда самоходом при погрузке на платформы колесной и гусеничной техники. Борта кроме усилий от распора сыпучих грузов в восприятии действующих на платформу эксплуатационных нагрузок участия не принимают, поэтому платформа имеет мощную раму, способную нести на себе все виды эксплуатационных нагрузок.

Вписывание вагона в габарит

 

Определение горизонтальных поперечных размеров строительного очертания вагона

На некоторой высоте H над верхним уровнем головки рельса максимально допускаемая ширина вагона определяется по формуле:

 

 

где - полуширина габарита подвижного состава на рассматриваемой высоте H,

Е- ограничение полуширины для одного из рассматриваемых сечений.

Ограничения полуширины для кузова вагона

Ограничения  направляющих поперечных сечений вагона.

Внутреннее ограничение  поперечных сечений вагона, расположенных между направляющими сечениями по середине базы, при n=1.

Наружное ограничение поперечных сечений вагона, расположенных снаружи его направляющих сечений, при n=nк

Определение размеров проектного очертания вагона

Ширина проектного очертания вагона на некоторой высоте H над

уровнем верха головки рельсов определяется

где - конструктивно-технологические отклонения, допускаемые

при постройке вагона, в горизонтальной плоскости Ет = 15,5

Построение горизонтальной рамки проектного очертания вагона

Горизонтальная рамка определяет наибольшую допускаемую ширину проектного очертания вагона для любого поперечного сечения по длине вагона.

В наших расчётах для упрощения рассматриваем только три поперечных сечения: по длине вагона; пятниковое I-I,наружние II-II-по середине вагона, крайние наружние сечения III-III-снаружи вагона.

Максимально допускаемая ширина вагона

 

 

 

= 2711

Вагон можно считать вписанным в габарит

 

Библиографический список

 

1. Пастухов И.Ф., Лукин В.В., Жуков Н.И. Вагоны: учебник для техникумов железнодорожного транспорта. / Под ред. В.В. Лукин. - М.: Транспорт, 1977. - 280 с.

2. Пастухов И.Ф., Пугунов В.В., Р.О. Кошкалда. Конструкция вагонов: учебник для колледжей и техникумов ж.-д. транспорта.- М.: Желдориздат, 2000. 504 с.

.   Лукин В.В., Анисимов П.С., Федосеев Ю.П. Вагоны. Общий курс: Учебник для вузов ж.-д. транспорт. / Под ред. В.В. Лукина. - М.: Маршрут, 2004. - 424 с.

.   Габариты приближения строений и подвижного состава железных дорог колеи 1520 (1524) мм. ГОСТ 9238-83.

Описание конструкции вагон

 

Кузов четырехосной платформы общего назначения (универсальный) состоит из рамы, оборудованной восемью продольными боковыми 1 и двумя торцевыми 25 бортами. Рама сварная, снабжена мощной хребтовой балкой 10, состоящей из двух двутавров переменной высоты, уменьшающейся к консольными частями. Боковые продольные балки 11 - из двутавров, а шкворневые 12- замкнутого поперечного сечения. В месте пересечения хребтовой 10 и шкворневых 12 установлены пятники 15, сверху которых имеются усиления надпятниковыми диафрагмами. В консольных частях хребтовой балки 10 укреплены задние 16 и передние 19 упорные кронштейны, объединенные ударной розеткой автосцепки 20, а также предохранительные планки 17, предназначенные для защиты от истирания вертикальных стенок двутавров. На нижнем листе шкворневых балок установлены скользуны 14, над которыми расположены усиливающие ребра 13. На концевых балках 21 укреплены кронштейны 22, служащие опорой для торцевых бортов 25 в открытом положении.

 

Рис. 1 - Кузов универсальной четырехосной платформы

 

При погрузке техники самоходом с заездом вдоль платформы кронштейны 22 и торцевые борта 25 воспринимают значительную нагрузку. На концевой балке 21 укреплен рычаг 23 расцепного привода автосцепки. Основные поперечные балки 7 рамы - переменного по высоте, а промежуточные 8 - постоянного двутаврового сечения. Верхняя плоскость поперечных балок 7, 8, 12 расположена ниже уровня пола на высоту вспомогательных продольных балок 6 и 9. Настил пола комбинированный: металлический 18 в средней части и деревянный 5 по бокам. Доски пола одним концом заводятся в S-образную балку 9, а другой их конец укреплен к продольным боковым балкам 11 гнутым специальным элементом 4. На боковых продольных балках рамы укреплены лесные скобы 2, а также кронштейны шарниров и упоры клиновых запоров 3 продольных бортов. Торцевые борта 25, имеющую высоту по сравнению с продольными, вертикальном положении фиксируются клиновыми запорами 24.

Платформы предназначены для перевозки длинномерных грузов, металлоконструкций, контейнеров, колесной и гусеничной техники, пакетированных грузов и некоторых сыпучих грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков. К универсальным платформам относятся четырехосные платформы с боковыми бортами, шарнирно связанными с рамой и могущими откидываться вниз до вертикального положения при перевозки грузов, ширина которых больше ширины платформы, а также с торцевыми бортами, которые в открытом положении ложатся горизонтально на кронштейны концевых (лобовых) балок рамы платформы. Высота торцевых бортов (400 мм) выбрана из такого расчета, чтобы при откинутых в горизонтальное положение бортов у двух сцепленных платформ и сжатых поглощающих аппаратах автосцепок обеспечивалось расстояние, достаточное для размещения человека между платформами. В горизонтальном положении торцевые борта сцепленных платформ образуют мостик для проезда самоходом при погрузке на платформы колесной и гусеничной техники. Борта кроме усилий от распора сыпучих грузов в восприятии действующих на платформу эксплуатационных нагрузок участия не принимают, поэтому платформа имеет мощную раму, способную нести на себе все виды эксплуатационных нагрузок.

Выбор основных технико-экономических параметров грузовых вагонов

 

Основными параметрами вагона являются: грузоподъемность Р, тара Т, осность, объем кузова V или площадь пола F, линейные размеры, статистика и погонная нагрузка. Для сравнения параметров между собой пользуются параметрами, представляющими отношения этих величин: удельный объем кузова, удельная площадь пола, коэффициент тары, осевая и погонная нагрузка

Правильный выбор параметров обеспечивает наименьшие затраты на перевозку грузов.

Исходные данные:

Четырёхосная платформа

Габарит О-ВМ

Удельная площадь 0,58()

Коэффициент тары 0,33

Осевая нагрузка 205(кН)

Расчет грузоподъемности вагона

 

 

где - вес брутто, (кН)

- заданная осевая нагрузка;

- количество колесных пар в вагоне

- коэффициент тары

(кН)

 

Вес тары вагона

Определение линейных размеров вагона

Зная удельную площадь пола и грузоподъемность P,

определим площадь пола F. F= P *

= P * = 616,54*0,58=357,59=35,7()

Внутренняя длинна платформы, находится из выражения:

Для ориентировочных расчетов внутреннюю ширину кузова платформы можно принимать для габарита О-ВМ 2900 мм (2 =2900мм)

Наружная длина кузова определяется по формуле:

где =0,05(м)- толщина торцовой стенки кузова

Наружная ширина кузова:

 

 

где - толщина боковой стены кузова

Общая длина вагона по осям сцепления:

 

 

где - вылет автосцепки четырехосной платформы

База вагона:

Длина консольной части вагона:

Проверка на вписывание тележки под консольную часть вагона.

 

 

где -база двухосной тележки

-диаметр колеса

-высота гребня колеса

,820 > 1,428

 

Вписывание вагона в габарит

 

Определение горизонтальных поперечных размеров строительного очертания вагона

На некоторой высоте H над верхним уровнем головки рельса максимально допускаемая ширина вагона определяется по формуле:

 

 

где - полуширина габарита подвижного состава на рассматриваемой высоте H,

Е- ограничение полуширины для одного из рассматриваемых сечений.

Ограничения полуширины для кузова вагона

Ограничения  направляющих поперечных сечений вагона.

Внутреннее ограничение  поперечных сечений вагона, расположенных между направляющими сечениями по середине базы, при n=1.

Наружное ограничение поперечных сечений вагона, расположенных снаружи его направляющих сечений, при n=nк

Определение размеров проектного очертания вагона

Ширина проектного очертания вагона на некоторой высоте H над

уровнем верха головки рельсов определяется

где - конструктивно-технологические отклонения, допускаемые

при постройке вагона, в горизонтальной плоскости Ет = 15,5

Построение горизонтальной рамки проектного очертания вагона

Горизонтальная рамка определяет наибольшую допускаемую ширину проектного очертания вагона для любого поперечного сечения по длине вагона.

В наших расчётах для упрощения рассматриваем только три поперечных сечения: по длине вагона; пятниковое I-I,наружние II-II-по середине вагона, крайние наружние сечения III-III-снаружи вагона.

Максимально допускаемая ширина вагона

 

 

 

= 2711

Вагон можно считать вписанным в габарит