Розробка технічного проекту купейного вагона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Залізничний транспорт є основним видом транспорту в Україні, має дуже важливе значення для нашої країни. Вагонне господарство з його основою - вагонним парком - є однією з головних і складних частин залізничного транспорту.

Вагони - одиниця залізничного рухомого складу, призначена перевезення пасажирів і вантажів. За своїм призначенням вагони діляться на дві групи - пасажирські та вантажні.

Пасажирські вагони призначені для розміщення пасажирів при їх перевезенні із забезпеченням необхідних зручностей, а також допоміжних транспортних операцій і спеціальних пасажирських перевезень.

Сучасний парк пасажирських вагонів складається з суцільнометалевих вагонів, призначених для перевезення пасажирів (86%) і допоміжного призначення (14%). Вагони локомотивної тяги, призначені для перевезення пасажирів, використовувані в дальньому та міжобласному сполученні, складають більше 70% пасажирського парку.

До сучасного пасажирському вагону пред'являються високі вимоги щодо забезпечення в ньому комфортних умов для проїзду. Рівень комфорту оцінюється в порівнянні з комплексом досягнутих технічних рішень, при яких найкращим чином забезпечується виконання вимог з технічної естетики, теплоізоляції огороджень кузова, обладнанню систем неповного і повного кондиціювання повітря (систем вентиляції, опалення, охолодження та підігріву вентиляційного повітря), систем холодного та гарячого водопостачання, висвітленню пасажирських, побутових і службових приміщень, по допустимому рівню шуму у вагоні, а також величиною показника плавності ходу.

Метою курсової роботи є розробка технічного проекту купейного вагона типу СВ за габаритом 03 - ВМ, визначення та опис усіх основних елементів кузова, рами, візки вагона, а також оцінка придатності основних частин вагона до експлуатації на залізницях України та забезпечення безпеки руху як для пасажирів так і для працівників залізниці.



1. Опис вагону-прототипу

Пасажирський купейний спальний вагон, моделі ЦМВМ (м'який) РИЦ, тарою 56 т, довжиною рами 23.28 м, виробник Німедчина. Призначений для масового перевезень пасажирів по магістралям залізничної дороги України і країн СНГ по колії 1520 мм з швидкістю руху до 140 км/год з використанням автономного електрообладнання від під вагонного генератора. Вагон може експлуватуватися, як на електрифікованих, так і на не електрифікованих ділянках залізничного шляху.

Рис.1. Загальний вигляд пасажирського вагону ЦМВМ (м'який) РИЦ

1-рама вагону, 2 - кузов, 3 - вікна, 4 - візок, 5-двері.

В склад вагона входить зварний суцільнометалевий кузов, десять пасажирських купе ,службове купе і купе відпочинку провідників, візка, електрообладнання, водопостачання, кондиціювання повітря, гальмівна система.

Загальне облаштування вагона:

Пасажирський вагон має теплоізольований кузов з перегородками, обладнаний різними системами і обладнанням. Перегородками вагон розділений на ряд приміщень обладнанні спеціальним обладнанням.

Вагон включає в себе наступні приміщення:

- Десять чотирьохмісних пасажирських купе;

- - одне службове купе;

- - одне двохмісне купе для відпочинку провідника;

- Два тамбура : один розміщений з котлової сторони вагона; другий - з не котлової сторони вагона;

- Великий коридор для проходження пасажирів;

- Два малих коридора : один з котлової сторони вагона, другий - з не котлової сторони вагона;

- Два туалети ( один з не котлової сторони вагона, обладнаний душовим обладнанням для провідників;

- Котлове відділення;

Кузов вагона є несучою конструкцією типу замкнутої оболонки, з віконними і дверними проємами.

Кузов складається з рами, двох бокових і двох торцевих стін, даху і підлоги.

Бокові і торцеві стіни, дах і підлога утворює металічну оболонку , прикріплену каркасом з стояків, дуг, поперечних балок і повздовжніх зв'язків. В ній знаходяться елементи і пристосування необхідне для кріплення внутрішнього обладнання , а також встановлені перегородки, відділяючи одне вагонне приміщення від іншого.

Бокові стіни кузова мають пройоми для вікон і дверей. Дверні пройоми обладнанні підніжками.

Ударно - тяговий прилад служить для зчеплення вагонів між собою і з локомотивом, отриманням їх на певній відстані друг від друга, сприймання і пом'якшення розтягуючи ( тягових) і стискаючих (ударних) зусиль, які виникають під час руху поїзда і при маневрах.

Складається ударно-тяговий прилад з автозчіпного обладнання і ударних приладів - буферів.

Буфери розміщенні по краям буферної балки рами. Вони зменшують дію ударних зусиль і утримують вагон на певній відстані одне від іншого.

Автозчіпний прилад складається з корпуса авто зчіпки з деталями і механізму, розчіпний привід, ударно-ценруючий прилад, упряжний механізм з поглинаючим апаратом і опорних частин.

Вагон обладнаний автоматичною автозчіпкою СА-3 і еластомір ним поглинаючим апаратом ЦНИИ-H6

Автохчіпка розміщена по середині буферної балки рами, а упряжний прилад на консольній частині рами. Корпус авто зчіпки з деталями механізму призначений для зчеплення и розчеплення вагонів, сприйняття і передачі ударно- тягових зусиль упряжного приладу. Корпус являє собою пустотілу фасонну відливка, яка складається з головної частини і пустотілого хвостовика.

В середині головної частини корпуса розміщенні деталі механізму атозчіпки. Вона має великий і малий зуб, які з'єднуються і утворюють зев. Із зева виступають частини замка і замкоутримувача.

Механізм авто зчіпка - це замок, замкоутримувач, запобіжники від саморозчеплення (собачка) підйомник замка. Замок призначений для закриття двох зімкнутих авто зчіпок.

Замкоутримувач призначений для утримування замка в зчепленому і розщепленому положенні. В першому випадку це виконується разом з запобіжником замка, а в другому - разом з підйомником замка.

Підйомник призначений для введення запобіжника замка із положення опорав противагу замкоутримувача, переміщення замка в середину корпуса автозчіпки і утримання його в цьому положенні. Підйомник має квадратний отвір для стержня валика підйомника. Валик підйомника забезпечує поворот підйомника. Одним з складових його частин є стержень і болт. Стержень

валика обмежує вихід замка з полости корпуса в зев. Болт, разом з гайкою і двома шайбами закриває валик підйомника, а тим самим і всі решта частин механізму авто зчіпки. Стопорний болт обмежує переміщення верхнього плеча запобіжника.

В верхній частині автозчіпки наявний упор, який бере участь в передачі стягуючих зусиль через ударну розетку на буферну і хребтові балки, коли поглинаючий апарат повністю стягнутий.

Буферний пристрій являє собою два буфери важкого типу, який кріпиться болтами до буферної балки рами вагона.

Над буферним пристроєм розміщені перехідні площадки.

Буфер складається з литого стакана, стержня буферного з тарілкою. В середині буферного стакана знаходиться пружина. Буферний стержень закривається в буферному стакані двома повздовжніми клинами.

Буферні тарілки пружної площадки виступають за площу зачеплення автозчіпки, тому при зачепленні спочатку відбувається дотикання і стиск буферів, а потім відбувається зчеплення авто зчіпок. При цьому вибираються зазори в зачеплюваних поверхні автозчіпок.

Технічна характеристика вагону:

Довжина вагона по осям автозчіпок , мм 24580

Довжина кузова,мм 24200

Ширина кузова, мм 2893

База вагона , мм 17200

Висота осі автозчіпки від рівня головки рейки, мм

Габарит по ГОСТ 9283-83:

для кузова 03-ВМ

для візка 1-ВМ

Конструкційна швидкість, км/год : 140

Кількість пасажирських купе 10

Кількість службових купе 1

Кількість купе відпочинку провідників 1

Кількість спальних місць для пасажирів в вагоні мод.ЦМВМ-РИЦ, шт. 38

Кількість спальних місць для провідників , шт. 2

Аварійних окон-виходів, кол 4

Система водопостачання хол. і гряч. Води є

Тип кип'ятильника KS 30/2

Висота від рівня головок рейок максимальна мм. 4250

Кількість осей, шт. 4

Модель візка КВЗ-ЦНИИ-1 РИЦ

Наякність стоянкового гальма є

Тип пневматичного гальма KE-GPR

Тип автозчепу СА-3

Тип поглинального апарату ЦНИИ-H6

Тип буферного пристрою полегшений

Система опалення комбінована

Тиск від вісі на рейку не більше, кН 180

Тиск на погонний метр не більше, Кн/м. 95

Матеріал кузову Ст. 5

Матеріал рами візка 10ХНДП

2. Техніко-економічне обґрунтування типу та вибраних параметрів вагону

Основними техніко-економічними характеристиками вагону є: коефіцієнттари тари вагону, коефіцієнт населеності вагона, маса брутто пасажирського вагона. Осьове навантаження,погонне навантаження.

Коефіцієнт тари визначається за формулою:

Коефіцієнт населеності вагона визначається за формулою:

Маса брутто вагону визначається за формулою:



Осьове навантаження визначається за формулою:

Погонне навантаження визначається за формулою:

3. Вписування вагону у заданий габарит (методика розрахунку)

Для безпечного руху поїздів потрібно, щоб локомотиви і вагони, а також вантажі на відкритому рухомому складі могли вільно проходити повз пристроїв і споруд у шляху, не зачіпаючи їх, а також повз наступного по сусідніх коліях рухомого складу.

Габарит наближення будівель - це граничне поперечний (перпендикулярний осі колії) контур, всередину якого не повинні заходити ніякі частини споруд та пристроїв, а також що лежать біля колії матеріали, запасні частини і обладнання. Виняток можуть становити лише пристрої, призначені для безпосередньої взаємодії їх з рухомим складом, наприклад, вагонні сповільнювачі в робочому стані, контактні проводи з деталями кріплення і ін.

На залізничному транспорті діють габарити наближення будівель та рухомого складу, встановлені ГОСТ 9238-83. Цей стандарт поширюється на залізниці загальної мережі колії 1524 мм (1520 мм). Для ліній і ділянок, залізниць, де обертаються поїзди із швидкістю, що перевищує 160 км/год, габаритні норми встановлюються спеціальними вказівками МПС. Всі шляхи, споруди та пристрої, залізниць загальної мережі, а також під'їзні шляхи (від станції примикання до території промислових підприємств) повинні задовольняти вимогам габариту наближення споруд С.

Розміри габаритів по горизонталі вважають від осі колії, а по вертикалі - від рівня верху головки рейки. Ліву частину габариту наближення споруд застосовують на станціях, праву - на перегонах. Для шляхів, споруд і пристроїв, розташованих на територіях депо, майстерень, вантажних районів, складів, річкових і морських портів, заводів, у тому числі підприємств МПС, введений кілька полегшений габарит Сп, і який відрізняється від габариту З деякими розмірами.

Габарит рухомого складу являє собою граничне поперечний (перпендикулярний осі колії) контур, в якому, не виходячи назовні, повинен поміщатися як навантажений, так і порожній рухомий склад, встановлений на прямому горизонтальному шляху, не тільки новий рухомий склад, але і має максимальні нормовані допуски і знос, за винятком бічного нахилення на ресорах.

Для рухомого складу встановлені габарити Т; 1-Т; 1-ВМ; 0-ВМ; 02-ВМ; 03-Вм. Простір між габаритами наближення будівель та рухомого складу забезпечує безпечні зміщення вагонів, що виникають при русі поїздів. Всі зміщення вагона можуть бути зведені до наступних чотирьох групах: викликаються можливими відхиленнями у стані шляху - уширением колії, пружним обтисненням рейок, перекосами і зносом шпал і підкладок, пружною осадкою шпал і баласту тощо; виникають при русі вагона динамічні коливання; зумовлені зазорами і из... виноси частин вагона при русі в кривих.

При габаритних розрахунках враховують тільки зміщення, можливі при відхиленнях, що допускаються нормами змісту вагона і шляхи. Оскільки розміри габариту наближення споруд встановлені для прямих ділянок колії, а в кривих є додаткові уширення, виноси вагона в кривих враховують тільки в розмірах, що перевищують наявні уширения цього габариту. p align="justify"> Залежно від способів обліку перерахованих зміщень вагонів розрізняють дві системи габаритів рухомого складу: будівельну та експлуатаційну. Якщо простір між габаритами наближення будівель та рухомого складу призначене для перших трьох груп зсувів, то встановлюваний за такої системи обліку зсувів габарит рухомого складу називається будівельним. Якщо вищевказане простір передбачено для перших двох груп зсувів, то одержуваний при цьому габарит називається експлуатаційним габаритом рухомого складу. Отже, будівельний габарит рухомого складу являє собою поперечний обрис, в якому повинен поміщатися новий ненавантажений вагон, розташований на прямому горизонтальному шляху. При перевірці габаритності проектованого вагона, званої вписуванням вагона в габарит, в даному випадку необхідно враховувати лише зміщення четвертої групи - виноси в кривих. У результаті цього вписування вагона в будівельний габарит рухомого складу відрізняється простотою, що є гідністю даної системи обліку зсувів. Істотний недолік методики вписування вагона в габарит полягає в тому, що простір між габаритами, встановлене за однаковою для всіх вагонів величиною зсувів третьої групи, може для одних вагонів виявитися надмірно великим, а для інших - недостатнім. p align="justify"> Недовикористання межгабарітного простору призводить до зменшення ширини і висоти кузова вагона, що знижує економічну ефективність вантажних і погіршує комфортабельність пасажирських вагонів. Таке недовикористання за розмірами поперечного перерізу властиво здебільшого вагонів, оскільки при побудові будівельного габариту рухомого складу зміщення третьої групи встановлюється по вагонах з найбільшими розбігу і износами ходових частин і статичними прогинами ресорного підвішування. Недостатність межгабарітного простору, можлива при проектуванні вагона з ще більшими нормованими износами або великим статичним прогином ресор, що було враховано при побудові цього габариту, означає негабаритність вагона, загрозливу безпеки руху. Це зумовило заміну будівельного габариту експлуатаційне.

4. Побудова горизонтальної габаритної рамки

Проводимо побудову горизонтальної габаритної рамки для середньої частини вагона на висоті 4250 мм.

2B - ширина вагона;

p - база візка КВЗ-ЦНИИ-1 РИЦ, p = 2400 мм;

- база вагону, = 17200 мм;

L - довжина вагона; L = 24200 мм

2LR = довжина по осям зчеплення автозчіпок;

Eoп = обмеження півширини вагона у основних (направляючих, основних) перетинах;

Eвп = обмеження між направляючими перетинами (внутрішнє);

Eзп = обмеження між направляючими й кінцевими перетинами (зовнішнє).

Виписуємо з таблиці коефіцієнти k з таблиці для верхньої та нижньої зони:

k = 25;

k1 = 0,5p2;

k2 = 2;

k3 = 0.

Обчислюємо довжину від шворня до середини рами вагона:



Обчислюємо довжину від шворня до кінця рами вагона:

Знаходимо обмеження півширини вагона у основних перетинах і між направляючими перетинами:

де 0,5(S-dr) - величина максимального бокового зміщення;

0,5(S-dr) = 28,5 мм у кривій;

q+w - величина горизонтальних перемыщень наведена у таблиці



Знаходимо обмеження між направляючими й кінцевими перетинами:

де n - відстань від шворня до консольної частини до середньої частини вагона.

5. Побудувати ввертикальну габаритну рамку

Для розрахунків на міцність елементів конструкцій рухомого складу, а також на стійкість і безпечність руху вагонів потрібно оцінити і роздивитися всі сили, що діють на вагон:

- статичні (власні сили ваги і його вантажу, центруюча сила тиску вітру і т.д.);

- динамічні (вертикальне динамічне навантаження, сили , що виникають при гальмуванні).

Постійно діюче навантаження часто називають статичним.

1. Статичне навантаження, що діє на вагон, кН:

- число місць для пасажирів n=20,

- тара вагона Т=56 т,

- екіпіровка Ек =2.2 т,

- прискорення вільного падіння g=10м/

6. Розрахунок сил, діючих на вагон

2. Вертикальне динамічне навантаження, кН:

,

де - коефіцієнт динаміки;

де - параметр розпреділення



=0,97;

- середнє значення коефіцієнта вертикальної динаміки при швидкості руху вагона м/с визначається за формулою:

,

де - коефіцієнт, що приймається на підставі результатів теоретичних і експериментальних дослідів ( для елементів кузова вагону - 0,05; для обресорених частин візка - 0,10; для необресорених частин візка - 0,15);

- коефіцієнт, що враховує вплив кількості осей у візку під одним кінцем вагону на величину коефіцієнта динаміки:

- розрахунок швидкості руху вагона , м/с:

- для пасажирських вагонів - 100…140 км/год (28..39м/с);

статичний прогин ресорного підвішування, м:

- для пассажирских - 0,15…0,2м;

- кількість осей в візку під одним кінцем вагону.

а) для кузова вагона



б) для обресорених частин вагона

в) для необресорених частин вагона

Тоді вертикальне динамічне навантаження, кН, визначаю тільки для кузова вагона:

3. Відцентрова сила, що виникає при русі в кривих ділянках колії, наприклад, приставленна до центру ваги вагона і направленна горизонально, перпендикулярно вздовж осі вагона, визначається за формулою:



де - для пасажирських вагонів рівна 0,1;

де - осьове навантаження, Ро=195 кН

- кількість осей на вагоні, mo=4,

4.Рівнодіюча сила тиску вітру

де - тиск вітру =500Па;

F- площа бокової проекції вагона, ;

де - висота кузова (м)

- довжина кузова Lкузова=23,941м,

де- висота від рівня головки рейки до верхньої точки даху: =4,630м

- высота от уровня головок рельс к скользунам =0,99м

5.Бічна сила визначається за формулою:

де - відстань між центрами буксових вузлів, =2,036м;

,-відстань від осі колісної пари до ценру ваги вагона; ==2м;

Рис.1 Сили, які діють на вагон.



7. Опис конструкції колісної пари та буксового вузла

Колісні пари являються найважливішими частинами вагона. Вони несуть на собі масу вагона, направляють його по рейковій колії і жорстко сприймають всі удари від нерівностей колії і в свою чергу жорстко діють на колію.

В зв'язку з цим вагонна колісна пара повинна володіти достатньою міцністю і зносостійкістю, для забезпечення безпека руху, мати якомога мешу масу для зменшення тари вагона, а також зменшення впливу не обресореної маси коліс на рейкову колію і кузов вагона при проходженні нерівностей колії, володіти пружністю для зменшення шуму і пом'якшення поштовхів, які сприймає вагон при русі по рейковій колії.

Від справного стану колісної пари і її елементів перш за все залежить безпека руху поїзда.

Колісна пара характеризується типом осі і діаметром коліс.

Колісні пари для вагонів широкої колії (крім вагонів електропоїздів) виготовляються п'яти типів : III - 950, РУ - 1050, РУ - 950, РУ1 - 950,

РУ1Ш - 950.

Колісні пари з осями типу III призначенні для букс з підшипниками ковзання, а з віссю типу РУ - для роликових (буква Р - означає роликова, а буква У - уніфікована, тобто використовується в вантажних і пасажирських вагонах).

Розміри колісної пари і її елементів тісно зв'язані з пристроєм і розмірами рейкової колії залізниць. Поверхня колеса, яка стискається з рейкою, називається поверхнею кочення.

Профіль поверхні кочення відповідає профілю головки рейки. Його форма і розміри забезпечують найбільш раціональну взаємодію колеса з рейкою.

Колесо має три елементи : маточну, диск і обід. Диск колеса з'єднує маточну і обід. Колесо маточиною надягається на підматочнну частину осі в заводських умовах за спеціальною технологією.

Колеса можуть бути суцільнокатані і бантажні, останні складаються з колісного центру і бандажа.

Бандажем в техніці прийнято називати металеве кільце або пояс, що насаджується на деталі машини чи конструкції для посилення їх міцності або зменшення зносу. В даному випадку бандаж - змінний обід колеса. Він надягається на колісний центр (диск з маточиною) в гарячому стані при температурі 320 0С.Для запобігання сповзання з колісного центру бандаж стопориться на ньому спеціальним бандажним кільцем.

Колісна пара складається з:

Рисунок 7. 1. Будова колісної пари

1 - вісь колісної пари; 2 - колеса; 3 - шийки для підшипників ковзання; 4 - шийки для роликових підшипників; 5 - обод.

Букси відносяться до ходових частин вагона і призначені для з'єднання колісних пар з рамою візка або вагона, передачі навантаження від кузова вагона через підшипник на шийку осі колісної пари, обмеження поперечного і поздовжнього переміщень колісних пар відносно кузова вагона або візка при русі вагона, розміщення підшипника, мастила і змащувальних засобів і захисту їх від забруднення і обводнення.

У відповідності з перерахованими букса повинна володіти достатньою міцністю для передачі навантаження, забезпечувати неперервну подачу необхідної кількості мастила до елементів букси, як і труситься, бути достатньо герметичною, щоб не було витікання мастила і забруднення внутрішньої порожнини піском, пилом, водою і іншими сторонніми елементами, забезпечувати зручність і легкість монтажу і демонтажу підшипників, а також огляд деталей буксового вузла.

Конструкції вагонних букс вельми різноманітні в залежності від типу застосовуваних підшипників, типу осі, виду застосовуваних в них зміщуваних пристроїв та інші. Букси бувають двох видів :

- на підшипниках ковзання;

- на підшипниках кочення (роликові).

Підшипники кочення володіють великими перевагами в порівнянні з підшипниками ковзання.

Вагонна букса з двома циліндричними підшипниками на гарячій посадці і торцевим кріпленням шайбою :

1- торцева гайка, 2- стопорна планка, 3- оглядова кришка, 4- кріпильна кришка, 5 - корпус, 6- передній підшипник, 7- задній підшипник, 8 - змінний лабіринт корпусу, 9 - лабіринт не кільце.

2- Використання підшипників кочення в буксах пасажирських і вантажних вагонів дозволило не тільки різко скоротити витрати кольорових металів, які йдуть на виготовлення підшипників ковзання, але й значно підвищують ефективність роботи рухомого складу. Вагони, обладнанні підшипниками кочення, легше переміщаються внаслідок зменшеної сили тертя при обертанні осі.

3- Роликові підшипники в буксах можуть бути одно - і двоядерними, а їх ролики - циліндричними, сферичними або конічними, а також на гарячій або холодній посадці внутрішнього кільця на шийну осі.

Гаряча посадка - нагріте внутрішнє кільце підшипника надягається безпосередньо на шийку осі з натягом.

Холодна посадка - конічні розрізні втулки вставляються між шийкою осі і внутрішнім кільцем підшипника.

Найбільш поширена в експлуатації конструкція букси з двома циліндричними роликовими підшипниками на гарячій посадці (рис. 4.7).

Корпус букс для підшипників кочення відливають із мартенівської сталі (або електросталі) марок 15 Л, 20 Л, 25 Л, або сталі I групи, призначеної для виготовлення автощіпних пристроїв.

В пасажирських вагонах застосовують без щеплені букси, а в вантажних - букси з направляючими пазами для встановлення їх в буксові отворі рами візка.

8. Розрахунок вісі колісної пари приблизним методом

Колісна пара служить для направлення руху вагону по залізничному полотні і сприймає всі навантаження, які передаються від вагону на рейки та навпаки. Конструкція колісних пар має вплив на плавкість руху, опір рухові та величину сил при взаємодії вагону та полотна. Колісна пара складається з вісі та двох коліс, закріплеіих на ній. Колісні пари уніфіковані і використовуються як для вантажних, так і для пасажирських вагонів.

Рисунок 8.1 - Розрахункова схема сил, які діють на колісну пару



Рисунок 8.2 - Розрахункова схема вісі колісної пари.

Від конструкції вісі, матеріалу, з якого вона виготовлена, та технології виготовлення залежить міцність, вісі та термін служби колісної пари. Вісь складається з шийки, передпідступічної, підступічної та середньої частини.

Вісі розрізняють по розмірах основних елементів в залежності від величини сприймаємого навантаження та типу підшипника.

Знаходимо вантажопід'ємність:

Визначаємо навантаження, яке діє на шийку рейки:

де відстань від центру маси до вісі колісної пари,



В І перерізі згинальний момент буде:

де знос шийки від 0 до 1 мм,

В ІІ перерізі згинальний момент:

В ІІІ перерізі згинальний момент:



Визначаємо діаметри в перерізах:

Для вантажних вагонів ,,

Висновок: Фактичний діаметр у розрахункових перерізах не перевищує допустимих, тому вибираємо вісь колісної пари РУ-1

9. Розрахунок буксових підшипників на міцність та надійність

Рисунок 10.1 - Розрахункова схема підшипника

Під розрахунком роликових підшипників розуміють - перевірку довговічності підшипника при заданому режимі експлуатації.

У буксових вузлах використовується роликові підшипники з такими основними параметрами:

Lwe - довжина ролика; Lwe=52 мм;

Dwe - діаметр ролика; Dwe=32 мм;

Dwp - діаметр центру кочення роликів; Dwp=190 мм;

D - діаметр зовнішнього кільця;

Р - еквівалентне навантаження на один підшипник;

Dвн - внутрішній діаметр підшипника.

Знаходимо базову динамічну вантажопід'ємність підшипника:

,

де i - рядність підшипника, i=1;

б - кут нахилу роликів до поверхні кочення, б=0 ;

fc - коефіцієнт, що залежить від геометрії підшипника і точності виготовлення.

;

де f - функція розподілу.

Знаходимо максимальне еквівалентне навантаження на підшипник:

де Fr - радіальне статичне навантаження на один підшипник;

kд - коефіцієнт динаміки; kд=1.3…1.4.

Знаходимо залежність між довговічністю та навантаженням на радіальний підшипник за формулою:

Виконаємо розрахунок підшипника на довговічність по пробігу:

S = L10•р•d•10-3;

S=12,8млн.км > [S]=2,5млн.км.

З останньої нерівності чітко видно,що підшипник задовольняє вимогам, які поставлення перед підшипниками пасажирських вагонів по довговічності. Через це ми його поставимо під проектований вагон. Допустиме значення пробігу підшипника [S] = 2,5 млн / км для пасажирського вагону.



10. Будова ресорсного підвішування вагону

Ресорсне підвішування вагону являє собою сукупність пружних елементів (ресор, пружин, амортизаторів, гасників коливань) і допоміжних деталей (ресорсні підвіски, валики, кронстейки і т.п. ), які зв'язують колісні пари з рамою візка або кузова вагона. Ресорсне підвішування забезпечує пом'якшення поштовхів і ударів, які передаються колесами, кузову, а також гасіння коливань, які виникають при русі вагона. В результаті цього послаблюється дія поштовхів на пасажирів і вантаж, який перевозиться в вагонах, зменшується знос рухомого складу і залізничної колії. Раціональна конструкція і правильна робота ресорсного підвішування мають важливе значення для нормальної експлуатації вагонів і рейкової колії, а також для забезпечення безпеки руху поїздів. Так, зниження максимального динамічного тиску коліс на підвішування зменшує напруження в осях, підшипниках, рамі і інших несучих елементах вагона, а також в рейках, шпалах і інших елементах колії.

За наявності ресорсного підвішування вертикальні поштовхи передаються кузову через ресори (або інші і пружні елементи), які, пом'якшуючи і частково поглинаючи поштовхи, забезпечують більш спокійний і плавний хід вагона, оберігають рухомий склад і колію від передчасного зносу і пошкоджень.

Величина коливань вагона залежить від пружних властивостей системи ресорсного підвішування, а гнучкість, пружність і надійність від якості матеріалу і конструкції пружних елементів системи.

В якості пружних елементів застосовують гвинтові пружини і листові ресори, а також гумометалеві елементи, пневматичні , торсіонові, кільцеві і інші типи ресор.

Ресорою називається пружний елемент, складений з окремих смуг, листів або кілець, а пружиною - пружний елемент, який виготовляється з окремого прутка або смуги шляхом завивки. Ресори, що застосовуються в

вагонах, бувають листовими і кільцевими. Листові ресори в свою чергу поділяються на незамкнуті (підвісні) і замкнуті (еліптичні). Пружини бувають гвинтові - циліндричні і конічні, спіральні.

У візках пасажирських вагонів підвішування подвійне. Ресорно-пружинні або пружинні комплекти подвійного підвішування складаються з надбуксового і центрального. До складу надбуксового ресорного підвішування входять подвійні, одинарні циліндричні пружини і одинарні циліндричні пружини з фрикційними гасителями коливань (візки КВЗ-5, КВЗ-ЦНИИ, габариту 03-Т РІЦ, а також візки цих типів для колії 1435 мм). Надбуксове підвішування візка вагона складається з двох циліндричних пружин і фрикційного гасителя коливань.

Центральне (люлечно) підвішування складається з еліптичних пятірядної ресор системи Глахова (візки ЦМВ, КВЗ-И2, ЦТВК посилена) або з двох комплектів трирядного пружин з похило встановлених гідравлічними гасителями коливань (візки КВ3-5, КВЗ-ЦНИИ, габариту 03-Т РІЦ ). Пружина знаходиться між гумовою прокладкою корпусу букси і підставою шпінтона візка.

Втулки, сухарі та інші деталі закріплені комплектно з допомогою тарельчатої пружини і гайки. Висота пружин у вільному стані у КВЗ-ЦНИИ і габариту 03-Т - 266 мм; діаметр прутка перший пружини 40 мм, а решту 36 мм. Число робочих витків у надбуксових пружин у візків КВЗ-ЦНИИ і габариту 03-Т - 3,9.

Трьохрядні пружини центрального ресорного підвішування виготовляють з прутків діаметром відповідно 40; 30; 20 мм. Висота кожної пружини, у вільному стані у візків КВЗ-ЦНИИ і габариту 03-Т (РІЦ) - 496 мм. Пружини центрального підвішування візків розрізняються по зовнішньому діаметру, у візків КВЗ-ЦНИИ, габариту 03-Т (РІЦ) внутрішня, середня і зовнішня пружини мають - 240; 370 мм відповідно.

До складу центрального ресорного підвішування входять і гідравлічні гасителі коливань, які встановлюють на візках КВЗ-5, КВЗ-ЦНИИ, габариту 03 - Т (РІП) та деяких інших типів.

Рисунок 10.1 Люлькове підвішування візка

1 - надресорна балка; 2 - запобіжна скоба; 3 - піддон;4 _ запобіжний болт; 5 - пружини центрального підвішування; 6 - горизонтальний ковзун; 7 - сухарики кріплення; 8 - гідравлічний гасник коливань; 9 - повідок;10 _ вертикальний ковзун; 11 - обмежувачі; 12- підвіска; 13 - серга; 14 - валик підвіски.

Рисунок 10.2 Буксове підвішування

1 -шпінтон; 2 - втулка шпінтона; 3 - внутрішня пружина; 4 - кільце; 5 - сухарі; 6 -гумовий амортизатор; 7 - тарільчаста пружина; 8 - гайка шплінт; 9 - опорне кільце; 10 - кожух; 11 - зовнішня пружина.



11. Розрахунок ресорного підвішування візка

Рисунок 11.1 - Розрахункова схема ресорного підвішування візка.

Ресорне підвішування візка має два комплекти пружин, що розміщені в ресорних отворах бокових рам правої і лівої частини. В кожний комплект входить п'ять, шість або сім дворядних циліндричних пружин 2,3 і по два фрикційних гасники коливань 1(див. рис. 12.2.).

Рисунок 12.2 - Двохрядні пружини підвішування візка

Оскільки вантажопід'ємність вагону 164 т, то ставлю сім дворядних пружин в кожен комплект.

Крайні бокові пружини підтримують фрикційні гасники коливань.

Придатність до експлуатації прижин ресорного підвішування візка визначається шляхом розрахунку допустимого напруження. Міцність пружини буде забезпечуватися, якщо знайдені напруження перебільшують допустимі, т.д. зберігається умова , где - допустиме дотичне напруження , рівні для ресорно-пружинної стали 750 МПа.

Вихідні дані для візка КВЗ - ЦНИИ - 1 РІЦ

mкп - маса колісної пари, (mкп=1,2 т) ;

mбр - маса букси, (mбр=0,117 т) ;

mт - маса візка, (mт=7,2 т) ;

mнб - маса надресорної балки, (mнб=0,5 т) ;

Т - тара вагона, 60 т ;

P- вантажопідємність, P = 5 т;

G- модуль зсуву, (G= МПа) ;

Кзп - коефіцієнт запасу прогину , (Кзп=1,6) ;

Центральний ресорний комплект

Нн - висота зовнішньої пружини в вільному стані, (Нн=0,490 м) ;

Нср - висота середньої пружини в вільному стані, (Нср=0,497 м) ;

Нвн - висота внутрішньої пружини в вільному стані, (Нвн=0,481 м) ;

Дн - діаметр зовнішньої пружини, (Дн=0,290 м) ;

dн - діаметр прутка зовнішньої пружини, (dн=0,04 м) ;

Дср - діаметр середньої пружини, (Дср=0,210 м) ;

dср - діаметр прутка середньої пружини, (dср=0,03 м) ;

Двн - діаметр внутрішньої пружини, (Двн=0,140 м) ;

dвн - діаметр прутка внутрішньої пружини, (dвн=0,02 м) ;

hр.вн - число робочих витків внутрішньої пружини, (hр.вн=11,4) ;

hр.ср - число робочих витків середньої пружини, (hр.ср=7,25) ;

hр.н - число робочих зовнішньої пружини, (hр.н=5,2) ;

nкп - кількість трьохрядних пружин в центральному ресорному комплекті, 8 шт.;

mпруж - маса одної трехрядної пружини, (mпруж=0,102 т).

Розрахунок на вертикальне навантаження.

Статичного вантажу на 1 трехрядну пружину визначається за формулою:

кН

Жорсткість пружини визначається за формулою:

- внутрішньої пружини:

МН/м

- середньої пружини :

МН/м

- зовнішньої пружини:

МН/м

Сумарна жорсткість пружини:

МН/м2 (11.5)



Жорсткість комплекта пружини визначається за формулою :

де - кількість трьох рядних пружин в комплекті.

МН/м2

Навантаження на кожну пружину визначається за формулою :

- зовнішньої :

кН

- середньої :

кН

- внутрішньої :

кН

Навантаження на кожну пружину з врахуванням коефіцієнта запасу прогину :

кН

кН

кН

Індекси пружини розраховуються за формулою:

- зовнішньої :

- середньої :

- внутрішньої:



Напруження, яке виникає в витках пружини :

- зовнішньої :

Мпа

-середньої:

МПа

-внутрішньої:

= =1,19



МПа

Прогин пружин визначається за формулою :

- зовнішньої:

(11.21)

мм

-середньої:

мм

-внутрішньої:

мм

Гнучкість зовнішньої пружини:



Гнучкість середньої пружини:

Гнучкість внутрішньої пружини:

Буксовий ресорний комплект

Нн - висота зовнішньої пружини в вільному стані, (Нн=0,330 м) ;

Нвн - висота внутрішньої пружини в вільному стані , (Нвн=0,171,5 м) ;

Дн - діаметр зовнішньої пружини, (Дн=0,196 м) ;

Двн - діаметр внутрішньої пружини, (Двн=0,124м) ;

dн - діаметр прутка зовнішньої пружини, (dн=0,036 м) ;

dвн - діаметр прутка внутренней пружины, (dвн=0,016 м) ;

hр.н - число робочих витків зовнішніх пружин, (hр.н=4,86) ;

hр.вн - число робочих витків внутрішніх пружин, (hр.вн=3,9) ;

hк.б - кількість пружин в буксовому ресорному комплекті, шт. ;

mпруж - маса одної двухрядної пружини, (mпруж=0,028 т).

Статичне навантаження на 1 двохрядну пружину визначається за формулою:



кН

Жорсткість пружини визначається за формулою :

- внутрішньої пружини :

МН/м

-зовнішньої пружини :

МН/м

Сумарна жорсткість пружини :

МН/м

Жорсткість комплекта пружини визначається за формулою :

де - кількість двохрядних пружин в комплекті.



МН/м2

Навантаження на кожну пружину визначається за формулою :

- зовнішньої

кН

- внутрішньої :

кН

Навантаження на кожну пружину з врахуванням коефіцієнта запасу прогину:

- внутрішньої :

- зовнішньої:

кН

Індекси пружин розраховуються за формулою :

- внутрішньої :

Індекси пружин розраховуються за формулою:

- зовнішньої:

Напруження, виникаюче в витках пружини:

- зовнішньої :

Мпа

- внутрішньої :



МПа

Прогин пружини визначається за формулою:

мм

мм

Гнучкість напруженої пружини:

Гнучкість внутрішньої пружини:



Висновок : по знайденим результатам розрахунку міцності витих пружин, розрахували напруження: напруженої МПа, середньої МПа и внутрішньої МПа, що не перебільшує допустимого 750 МПа.

12. Будова, призначення гасників коливань на вагоні

Якість ресорсного підвішування вагонів визначається гнучкістю його пружного елемента (ресор і пружин). Чим гнучкіші ресори, тим краще вони пом'якшують поштовхи, які виникають при русі. Але із збільшенням гнучкості ресор збільшується вільні коливання кузова, хоча поштовх, що передається від колеса на раму пом'якшується, кузов вагона буде довго розгойдуватися на ресорсному підвішуванні.

Для гасіння цих коливань в ресорсному підвішуванні візків вантажних і пасажирських вагонів разом з пружинами застосовують особливі пристрої, які називаються гасниками коливань.

Працюючи одночасно з пружинами, гасники коливань створюють додатковий опір коливанням обресорених частин вагона і забезпечують необхідну плавність його руху.

Гасники коливань, що застосовуються в вагонобудівництві за характером і зміною сил опору поділяють на дві основні групи : фрикційні і гідравлічні (в'язкого опору).

Гідравлічні гасники коливань.

На візках пасажирських вагонів встановлені гідравлічні гасники коливань конструкції Калінінського вагонобудівельного заводу. А також заводів НДР, ВНР, ПНР. Незважаючи на конструктивні відмінності гідравлічних гасників коливань. Принцип роботи їх однаковий.

В гідравлічних гасниках коливань в'язка рідина, що знаходиться в корпусі гасника, під дією згоряння перетікає із одної порожнини в іншу через вузькі (дросельні) канали. При проходженні рідини через канали виникає в'язке тертя, в результаті енергія коливального руху кузова перетворюється в теплову, яка потім розсіюється.

В гідравлічних гасниках сили опору змінюються в залежності від режиму коливань вагона і при будь-яких умовах його руху може бути забезпечений стійкий коливальний процес, з цілком визначеною амплітудою. Гідравлічні гасники коливань застосовують в пасажирських вагонах, а фрикційні в вантажних.

Рисунок 12.1 Будова гідравлічного гасника коливань.

1 - шток; 2 - направляюча втулка; 3 - корпус; 4 - робочий циліндр; 5 - резервуар; 6 - поршень; 7 - верхній поршневий клапан; 8 - нижній підпорний клапан.

Принцип будови гідравлічного гасника коливань полягає в наступному. При стиску поршня з штоком рухається вниз, масло під поршнем стискається і під тиском дроселюється через нижній клапан, протікає в площину між циліндром і корпусом. При цьому тиск під поршнем зростає і як тільки зрівнюється з силою натиску пружини на шайбу верхнього клапана, цей клапан відкривається і масло попадає через відкритий отвір в над поршневу порожнину. Таким чином величина опору гасника коливань залежить в основному від швидкості перетікання масла через нижній клапан, від швидкості руху поршня і сили натягу пружини на шайбу.

При розтягу гасника коливань - зворотній хід або віддача - поршень з штоком рухається вверх, масло в над поршневій порожнині стискається, під тиском дроселюється через отвори верхнього клапана і перетікає в під поршневу порожнину. По мірі підняття поршня під ним створюється пониження тиску, під дією різниці тисків нижній клапан відкривається і масло з між циліндрової порожнини направляється під поршень. Масло, яке знаходиться під поршнем, через отвір нижнього клапана перетікає в простір між циліндром і корпусом.

Таким чином, зусилля при розтягу залежить від величини тиску масла в над поршневій порожнині і стиснені розрідження в над поршневій площині гасника.

В якості робочої рідини в гідравлічних гасниках використовують масло МВП.

Фрикційні гасники коливань

Фрикційні гасники коливань (демпфери) є елементами підвішування пасажирських вагонів і призначені для гасіння коливань пасажирських вагонів. Демпфери призначені для забезпечення плавності ходу транспортного засобу. В процесі експлуатації вони піддаються атмосферним коливанням температури, сприймають вібрації, ударні і питомі навантаження.

У результаті збільшення швидкостей руху відбувається збільшення зносу деталей ресорного підвішування, гальмової системи і помітно зріс знос деталей гасників коливань вагонів. Знос деталей фрикційного гасника коливань призводить до збільшення напруг і появи тріщин у рамі візка, а також збільшує вертикальну складову прискорення кузова. Це призводить до збільшення показника плавності ходу, погіршення динамічних характеристик екіпажа і зниження його надійності.

У фрикційних гасниках, коливань опір створюється силами тертя, що виникають при ковзанні частин, що труться. Ці гасники мають постійні або змінні за величиною сили тертя, що залежить від величини відносних переміщень окремих деталей і вузлів підвішування вагона.

Сили опору фрикційних гасників коливань не стійкі, тому, що вони залежать від коефіцієнта тертя, між поверхнями, що труться, який змінюється в різних умовах експлуатації. Регулювати сили тертя фрикційних гасників коливань неможна і це являється суттєвим недостатком таких гасників.

13. Конструкція колискового підвішування вагону

Візок КВЗ-ЦНІІ-М має більшу жорсткість ресорного підвішування. Крім того, у візку даного типу змінена конструкція запобіжного пристрою люльки (замість запобіжних болтів встановлені запобіжні скоби, як на візку КВЗ-5 (див. рис. 13.1). У люльковому підвішуванні використовується не литий піддон, а зварний.

Рисунок 13.1 - Колискове підвішування візка КВЗ-ЦНІІ-М

1-рама візка; 2- повідок; 3- кронштейн для навішування гасителя коливань; 4- надресорна балка; 5- пружини ресорного підвішування; 7- кронштейн для кріплення; 8- запобіжні скоби; 9- піддон.

Окрім цього конфігурація піддона видозмінена в зв'язку з постановою запобіжних скоб, наявністю кронштейнів для запобіжних скоб то краям піддону. Також змінено кріплення підвісок до рами візка - заховане в середину рами візка.

Центральне підвішування модернізованого візка колискове, але підвіски його (див. рис. 13.2) не двохланкові, а одноланкові (рис. 13.2). Тяга-підвіска 1 люльки КВЗ-ЦНІІ-М кріпиться до рами так, що вони своїми похилими конічними поверхнями спираються на спеціальний вкладиш 2, який розміщується усередині подовжніх балок рами 3. Таке кріплення тяги 1 виключає можливість їх коливань упоперек вагону, а допускає тільки подовжні коливання. Поперечні переміщення колиски здійснюються тільки за рахунок серьг 5. Довжина серьг цього візка збільшена до 340 мм замість 230 мм. Серьги 5 сполучають тягу з піддоном колиски валиками 4 і 6. Така конструкція колиски в два рази збільшує поперечну гнучкість центрального підвішування, що підвищує плавність ходу вагону.

Рисунок 13.2 - Будова кріплення центрального підвішування

14. Конструкція візка та складових частин та їх призначення

Рисунок 14.1 - Візок моделі КВЗ-ЦНІІ-М



1- буксове підвішування, 2- скоби для утримання піддона, 3- серьга, 4 - центральне ресорне підвішування, 5- гідравлічний гасник коливань, 6-повідок, 7- рама, 8- підп'ятник, 9- п'ятник, 10- надресорна балка, 11 - скользуни надресорної балки, 12 - колісна пара

Візок КВЗ-ЦНИИ-М - це модернізований візок КВЗ-ЦНІІ-1. Конструкція колісних пар, буксових вузлів, рами, надресорної балки і гальмівного устаткування візка КВЗ-ЦНІІ-М така ж як і у візка КВЗ-ЦНІІ-1. Конструкція ресорного підвішування візка КВЗ-ЦНІІ-М виконана із збільшеною поперечною гнучкістю для підвищення плавності ходу вагону при його звивистому русі по рейковій колії.

Буксовий вузол візка КВЗ-ЦНІІ-1 складається з букси з роликовими підшипниками і два сталевих литих шпінтони, закріплених на бічних балках рами. На кожному кронштейні букси встановлені дворядна пружина з фрикційним гасителем коливань. У буксовому підвішуванні модернізованого візка замість двох гумових прокладок поставлена одна. Тому висота зовнішньої буксової пружини візка більша, ніж у КВЗ-ЦНІІ-1, що підвищує її гнучкість на 15 %. Знизу на шпінтон встановлений гумовий конус, який через тарілчасту ресору притискається гайкою, що забезпечує щільне прилягання втулки шпинтона. Інші деталі буксового підвішування візка КВЗ-ЦНІІ-М ідентичні деталям візка КВЗ-ЦНІІ-1.

Направляючий повідець призначений для пружного обмеження переміщень надрессорной балки в горизонтальній площині.

Поводок складається з тяги , гумових пакетів , тарілей , шайб і гайок. Довжину повідця, а отже, і зазори між надрессорной і поперечними балками рами регулюють за допомогою гайок за рахунок запасу різьби на лівій цапфі тяги. Для провертання або утримання тяги від обертання її лівий кінець має форму квадрата.

Надресорна балка виготовляється з верхнього та нижнього листів завтовшки 10 мм, а кінцеві її частини з листа 16 мм, які зварені боковими листами товщиною 10 мм. Кінцеві частини верхнього і нижнього листів розширені, що створює хорошу опору на пружини. По кінцях надресорної балки є отвори для запобіжних болтів центрального люлечного підвішування. Посередині балки розміщений підп'ятник, місце для підп'ятника посилене ребрами і планкою. До балки приварені коробки опорних (горизонтальних) скользунов, а також вертикальні скользуны, дотичні з скользунами на середніх поперечних балках рами візка. До надресорної балки приварені кронштейни для направляючих повідків і кронштейни для кріплення нижньої головки гідравлічного гасителя коливань.

Надресорна балка сприймає навантаження від кузова вагону через горизонтальні скользуны 5, між пятником і підп'ятником є зазор 9 мм. Для передачі тягових і гальмівних зусиль від візка до кузова і попередження відриву візка від кузова пятник вагону сполучений з підп'ятником замковим шворнем, що складається з двох напівшворнів і замкової планки. Шворінь забезпечує міцний зв'язок кузова і візка, а також дозволяє швидко роз'єднувати їх, розібравши шкворневое з'єднання шляхом витягання спочатку замкової планки, а потім обох напівшворнів. Крім того, шворінь є віссю обертання візка щодо кузова при проходженні кривих ділянок шляху .

Центральне підвішування модернізованого візка люлечное, але підвіски його (див. рис. 14.2) не двохланкові, а одноланкові (рис. 14.2). Тяга-підвіска 1 люльки КВЗ-ЦНІІ-М кріпиться до рами так, що вони своїми похилими конічними поверхнями спираються на спеціальний вкладиш 2, який розміщується усередині подовжніх балок рами 3. Таке кріплення тяги 1 виключає можливість їх коливань упоперек вагону, а допускає тільки подовжні коливання. Поперечні переміщення люльки здійснюються тільки за рахунок серьг 5. Довжина серьг цього візка збільшена до 340 мм замість 230 мм. Серьги 5 сполучають тягу з піддоном люльки валиками 4 і 6. Така конструкція люльки в два рази збільшує поперечну гнучкість центрального підвішування, що підвищує плавність ходу вагону.



15. Розрахунок рами візка.

Знаходжу вагу брутто вагона:

Знаходжу вертикальну силу прикладену до одного із ковзунів, яка викликана дією відцентрової і вітрової сил.

де _ відстань відприкладання сили до підпятника;

_ висота дії рівнодійної сили до площини опори підпятника.

- висота центру ваги від рівня рейок;

Відцентрова сила визначається приблизноз наступного співвідношення:

Сила тиску вітру визначається як добуток бокової площі поверхні вагона на висоту вагона за виключенням частин, котрі немають вздож ніякої бокової площі:

де 

- бокова площа вагона;

_ нормальний (розрахунковий) тиск вітру приймають помірний пояс( Україна).

Знаходжу загальний згинальні моменти:

Знаходжу згинальний момент 1:

Знаходжу згинальний момент 2:

Знаходжу згинальний момент 3:



По отриманих розрахунках будую епюру .

16. Розрахунок надресорної балки пасажирського візка

Розрахункова схема для розрахунку надресорної балки вагону

Визначаємо вертикальну статичну силу на надресорну балку:

де Рбр - вага брутто вагона;

Рвіз - вага брутто візка КВЗ ЦНИИ_1 РІЦ.

Знаходимо максимальну динамічну силу за формулою:

де _ максимальне значення коефіціцєнта вертикальної динаміки.



- коефіцієнт вертикальної динаміки:

де V=45 м/с - конструкційна швидкість при розрахунках;

_ статичний прогин;

a - 0,1- для обресорених частин вагона;

b - коефіцієнт, який враховує вісність візка;

Знаходимо вертикальну складову від поздовжніх сил інерції при гальмуванні за формулою :

Тоді розрахункова сила буде рівна і визначатись за формулою :



Відцентрова сила визначається приблизноз наступного співвідношення:

Сила тиску вітру визначається як добуток бокової площі поверхні вагона на висоту вагона за виключенням частин, котрі немають вздож ніякої бокової площі:

де

- бокова площа вагона;

_ нормальний (розрахунковий) тиск вітру приймають помірний пояс( Україна).

Визначаємо вертикальну силу прикладену до одного із ковзунів, яка викликана дією центробіжної і вітрової сил.

де _ відстань відприкладання сили до підпятника;

_ висота дії рівнодійної сили до площини опори підпятника.

Знаходимо вертикальні реакції, які викликані дією бокових горизонтальних навантажень за формулою :

)

Згинаючі моменти знаходимо в перерізах І-І при дії бокової сили (є в наявності реації від дії бокових горизонтальних навантажень) і без них. Без горизонтальних навантажень згинаючі моменти в розрахункових перерізах знадяться за формулами :

При дії бокових сил та та відповідних до них реакцій моменти по розрахункових перерізах І-І та ІІ-ІІ будуть відповідно розраховуватись за формулами :



Знаходимо напруження в розрахункових перерізах, маючи згинаючі моменти опору балки в даних перерізах для нижніх та верхніх волокон за формулою :

При моментах опору по даних перерізах знаходимо напруження після чого робимо перевірку для найбільших згинаючих моментів :



Умова виконується.

17. Конструкція рами і кузова вагону

Кузовом прийнято називати частину вагона, яка спирається на ходові частини і призначена для розміщення пасажирів або вантажів. У кузові розрізняють: основну несучу конструкцію, допоміжні несучі елементи, не несучі елементи спеціального призначення.

Основною несучою конструкцією кузова називають сукупність елементів, які забезпечують необхідну міцність і жорсткість при всіх експлуатаційних навантаженнях. Нижня частина несучої конструкції кузова, зазвичай під настилом підлоги, називається рамою вагона.

За характером розміщення несучих конструкцій кузовів розподіляються на три основні типи:

- Головним несучим елементом є рама, яка розраховується на сприйняття всіх діючих на кузов вертикальних і поздовжніх навантажень.

- Несучими елементами є рама і бічні стіни.

- Рама бічної стіни і дах складають єдину несучу систему.

Рама кузова вагона зі сквозною хребтової балкою має, шкворневі і поздовжні балки. Хребтовая балка складається з трьох частин: кінцевих - з швелерів № 30, а відповідно до Держстандарту 8240-72. Застосування більш легкого профілю в середній частині хребтової балки пояснюється тим, що поздовжні зусилля, які виникають в поїзді, сприймають консольні частини хребтової балки повністю, а в середній частині - частково, так як у сприйняті цих сил беруть участь бічні стінки і дах кузова. Стики швелерів хребтової балки виконуються косими, їх розташовують між шкворневі і сусідніми з ними поздовжніми балками в різних поздовжніх площинах рами. Швелера хребтової балки пов'язані між собою поздовжніми діафрагмами. У консольних частинах хребтової балки розміщені об'єднані передні і задні упори автозчеплення.

Консольна частина рами має кінцеву балку, яка виконана - з швелера № 30, і посилені верхнім листом і куточком, фігурні листи товщиною 8 мм з відігнутими бортами і ребрами. На ділянці від заднього упору автозчеплення до шкворневої балці перекритою знизу листом товщиною 10 мм. Шворнева балка перерізу складається з вертикальних стінок, перекритих верхніми і нижніми листами товщиною 10 мм. Поздовжні балки рами - штамповані, вертикального профілю, змінною висоти, товщиною 6 мм.