Крытый грузовой вагон
Определение основных параметров и габаритных размеров проектируемого вагона. Проектирование заданной сборочной единицы кузова. Определение размеров пружин. Проверка размеров поперечного сечения кузова проектируемого вагона по условию прочности.
Рубрика | Транспорт |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 27.03.2011 |
Размер файла | 154,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Брянский государственный технический университет
Кафедра «Вагоны»
КРЫТЫЙ ГРУЗОВОЙ ВАГОН
Пояснительная записка к курсовому
проекту по дисциплине:
«Конструирование и расчет вагонов»
Студент
__________(Торшин Н. Б.)
«____» __________2006г.
Руководитель
__________(Лозбинев В.П.)
«____» __________2006г.
Брянск 2006
Содержание
Введение
1.Сведения о вагоне-аналоге
2.Определение основных параметров и габаритных размеров проектируемого вагона
3. Проверка габаритных размеров кузова вагона по условию вписывания в заданный габарит
4.Проектирование заданной сборочной единицы кузова
5.Проверка размеров поперечного сечения кузова проектируемого вагона по условию прочности
6.Определение размеров пружин
7. Определим расчетные напряжения в элементе от вертикальных и горизонтальных нагрузок для вагона-аналога
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Проектирование вагонов является сложной инженерной задачей, обеспечивающей безопасность движения поездов. Вагон представляет собой сложную систему, включающую механические, электро-, теплотехнические и др. подсистемы. Поэтому в создании нового типа и конструкции вагона принимают участие специалисты из различных отраслей промышленности, а также научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций.
Создание новых типов и конструкций вагонов включает в себя этапы проектирования, производства, экспериментальных исследований, освоение серийного выпуска с учетом корректировки рабочей документации по результатам испытаний и опытной эксплуатации. На всех этапах проектирования и постройки учитывают требования, предъявляемые к подвижному составу госстандартами и другими законодательными и нормативными документами.
Проектируемые и поставляемые железнодорожному транспорту вагоны должны быть удобными при техническом обслуживании и ремонте, иметь устройства и условия для обеспечения правил техники безопасности, противопожарных требований, отвечать требованиям экологии при изготовлении и в эксплуатации.
1. Сведения о вагоне-аналоге
Вагон крытый грузоподъемностью 68,5 т с уширенными дверными проемами (модель 11-270).
Четырехосный крытый вагон грузоподъемностью 68,5 т с уширенными дверными проемами (модель 11-270), универсальный, предназначен для перевозки штучных, тарно-штучных, пакетированных и других грузов, требующих защиты от атмосферных осадков. Вагон изготавливается в исполнении У по ГОСТ 15150-69*.
Вагон имеет сварной кузов цельнонесущей конструкции с металлической наружной обшивкой, типовые ходовые части, тормозное, автосцепное и другое оборудование.
Все основные несущие элементы металлоконструкции вагона изготовлены из низколегированной стали марки 09Г2Д по ГОСТ 19282-73. Листы обшивки крыши изготавливаются из стали марки 10ХНДП по ГОСТ 19282-73.
Рама кузова вагона состоит из продольных и поперечных элементов.
Хребтовая балка рамы состоит из двух зетовых профилей ,№ 31 по ГОСТ 5267.3 - 78. изготовленных из стали 09Г2Д или 10Г2БД по ГОСТ 19282-73*. сваренных между собой автоматической сваркой под слоем флюса. Для установки ударно-тяговых приборов консольные части хребтовой балки оборудованы передними упорами - розетками, планками, предохраняющими стенки балки от истирания, и задними упорами, отлитыми за одно целое с надпятниковой коробкой. Боковые балки выполнены из швеллеров № 20 по ГОСТ 8240 - 72.
Шкворневые балки представляют собой коробчатую сварную конструкцию замкнутого переменного по высоте сечения, состоящую из неразрезных верхних и нижних листов толщиной 10 мм, связанных между собой вертикальными листами толщиной ной 8 мм. К нижнему листу шкворневой балки приварены литые скользуны и рифленые планки для поддомкрачивания.
Концевые балки рамы -- открытого коробчатого сечения, состоят из лобового, верхнего и нижнего листов, связанных между собой вертикальными диафрагмами. В консольных частях рамы установлены по два раскоса из двутавра № 14.
Розетки автосцепок с каждого конца вагона углублены относительно плоскости концевой балки на 480 мм, что увеличивает длину и обьем кузова без изменения длины вагона по осям сцепления автосцепок.
Для повышения прочности и надежности рамы и пола кузова в конструкции вагона модели 11-270 количество промежуточных поперечных балок рамы увеличено с 14 до 20. Изготовление промежуточных поперечных и продольных подпольных балок рамы предусмотрено из горячекатаных двутавров или швеллеров № 10.
Помимо армировки деревянного настила пола в зоне дверного проема стальным рифленым листом толщиной 4 мм в вагоне модели 11-270 предусмотрено дополнительное усиление пола в зонах от дверного проёма до шкворневых балок рамы установкой двух продольных полос стального рифлёного листа по обе стороны хребтовой балки.
Деревянный настил пола вагона выполнен из досок толщиной 55 мм, соединенных в четверть, и по периметру соединения со стенами кузова окантован гнутым уголком. Доски пола прикреплены болтами и специальными скобами к балкам рамы. Для предохранения досок пола от попадания искр при торможении, на раме над зоной тормозных колодок установлены металлические искроотражатели.
Боковая стена кузова представляет собой панельно-стоечную конструкцию, выполненную из стальных листов с периодически повторяющимися гофрами, подкрепленных элементами жесткости: дверными и промежуточными вертикальными стойками, верхней обвязкой с наддверным направляющим рельсом и нижним поясом, роль которого выполняет продольная боковая рамы.
В зоне дверного проема к нижнему поясу прикреплен опорный рельс, по которому на роликах перемещаются задвижные двери. В вертикальной стенке опорного рельса на длине дверного проема выполнены отверстия для облегчения открывания дверей (в случае применения ломика).
Стойки дверного проема -- сварные из зета № 10 и горячекатаного уголка 75x50x6 мм. Промежуточные стойки выполнены из гнутого швеллера 100x80x5. Верхняя обвязка боковой стены -- из гнутого уголка 100x100x6 мм. Толщина листовой обшивки в нижней части боковой стены (до высоты 1289 мм от уровня пола) -- 3 мм, в верхней-части 2,5 мм.
Каждая торцовая стена состоит из двух гофрированных листов обшивы, подкрепленных двумя средними и двумя угловыми стойками, соединенными верхней обвязкой и концевой балкой рамы. Для увеличения прочности и жесткости торцовых стен средние стойки изготавливаются из горячекатаного двутавра № 20Б1, а угловые стойки -- из горячекатаного уголка 80x80x7 мм.
Для улучшения продольных инерционных сил, воздействующих на торцовую стену, в кузове вагона модели 11-270 предусмотрена возможность разделения масс груза на части. Для этого внутри кузова имеются увязочные скобы, предназначенные для установки грузоотправителем дополнительных крепежных элементов в виде цепей, лент, ремней, проволочных стяжек и т. д.
С целью повышения коррозионной стойкости вся внутренняя поверхность металлоконструкции кузова покрывается антикоррозийной мастикой. Боковые и торцевые стены внутри обшиваются водостойкой фанерой толщиной 9--10 мм.
В каждой боковой стене имеются два верхних загрузочных люка с металлическими штампованными из листа толщиной 2мм крышками с замками , расположенными внутри вагона, и широкий дверной проем, в котором установлены задвижные двухстворчатые двери. Сварной металлический каркас двери обшит снаружи гофрированным листом, а внутри - водостойкой фанерой. Двери имеют средний замковый стык и механизм запирания, оборудованы амортизированными упорами и фиксаторами открытого положения.
Крыша вагона цельносварная, состоит из 16 дуг и гнутых корытообразных профилей 60x50x3мм и продольных стрингеров из гнутых уголков 40x40x2мм, перекрытых сверху листом гофрированной обшивки из стали повышенной коррозионной стойкости марки10ХНДП. Толщина листа обшивки крышки 1,5 мм. По торцам крыши находятся металлические фрамуги. Изнутри крыша обшивается древесно-волокнистой плитой. __ В крыше размещены четыре круглых загрузочных люка с замками улучшенной конструкции. Для хождения по крыше и доступа к люкам установлены помосты. Крыша по всему периметру крепится к верхним обвязкам стен болтами. Гайки после затяжки прихватываются к болтам сваркой для предохранения от самооткручивания.
Для возможности людских перевозок на боковых стенах изнутри предусмотрены три яруса направляющих для установки типовых съемных нар и сидений. При установке в вагоне печей и походных кухонь для вывода дымовых труб в крыше имеются печные разделки, выполненные по ГОСТ 8225--67.
Вагон оборудован подножками и поручнями для составителей но'ОСТ 24.151.02--77 и ОСТ 24.150. 03--77 и убирающимися подножками в зоне дверных проемов по ОСТ 24.150.03--77. На торцовой стене расположена лестница.
Автосцепное устройство вагона типовое с установочными размерами по ГОСТ 3475--84 и техническими требованиями но ГОСТ 22703--77*, с поглощающим аппаратом повышенной мощности..
Вагон оборудуется пневматическим автоматическим тормозом с воздухораспределителем 483М с регулятором рычажной передачи № 574Б, тормозным цилиндром типа 188Б или 002, грузовым авторежимом № 265А-1, приводом стояночного торможения но ОСТ 24.290.01--78. Для подвески сигнальных фонарей на торцовой стене установлены
Ходовая часть вагона -- стандартные двухосные тележки модели 18-100 по ГОСТ 9246-79* с колесными парами на подшипниках качения и устройством для отвода тормозных колодок.
Техническая характеристика вагона-аналога
Ширина колеи, мм -------------------------------------------- 1520
Грузоподъемность, т ------------------------------------------ 68,5
Масса (тара),т ------------------------------------------------- 24,5
Объем кузова ,--------------------------------------------- 122,0
Площадь пола, --------------------------------------------- 38
База ,мм:
вагона ----------------------------------------------------------- 10000
тележки --------------------------------------------------------- 1850
Длина , мм:
по осям сцепления автосцепок ----------------------------- 14730
по концевым балкам рамы ----------------------------------- 13870
кузова внутри --------------------------------------------------- 13844
Ширина, мм:
максимальная ------------------------------------------------- 3266
кузова внутри ------------------------------------------------- 2764
Высота от уровня головки рельса, мм
максимальная ------------------------------------------------ 4688
до оси автосцепок ------------------------------------------- 1040-1080
до уровня пола, номинальная ----------------------------- 1286
Размеры в свету, мм:
дверного проема --------------------------------------------- 3802х2334
загрузочного люка в крыше (диаметр) ------------------- 400
печной разделки (диаметр) ------------------------------ -- 130
Коэффициент тары ------------------------------------------ 0,357
Удельный объем /Т -------------------------------------- 1,78
Нагрузка от колесной пары на рельсы, брутто кН/м--- 228,0 (23,25)
Нагрузка на 1 пог. м пути, брутто кН/м ----------------- 61,8 (6,8)
Скорость конструкционная , км/ч ------------------------- 120
Габарит по ГОСТ 9238-83 ---------------------------------- 1 - Т
2. Определение основных параметров и габаритных размеров проектируемого вагона
Определим коэффициент тары вагона-аналога
.
Уменьшаем коэффициент тары проектируемого вагона на 0,01 в связи с усовершенствованием конструкции.
Определяем грузоподъемность проектируемого вагона
т;
Определяем требуемый объем кузова вагона
Для крытых грузовых вагонов коэффициент использования полезного объема принимаем равным .
Находим требуемый объем кузова
Учитывая, что находим
.
мм,
мм.
м.
Примем мм.
Определяем полную длину кузова по концевым балкам рамы или торцевым стенам
мм.
Общая длина вагона
мм.
, т/м;
3. Проверка габаритных размеров кузова вагона по условию вписывания в заданный габарит
Когда вагон входит в кривую, средняя часть кузова вагона и его концы отклоняются от оси пути, ширина вагона как бы увеличивается. Кроме того, возможны отклонения кузова вагона от оси пути за счет зазоров и износов ходовых частей. Упомянутые отклонения являются основными для расчета вписывания кузова вагона в заданный габарит по ширине.
Желательно, чтобы отклонения середины и концов вагона были одинаковыми, что достигается, если отношение .
Отсюда
мм.
При такой базе отклонение середины и концов вагона в кривых будет приблизительно одинаковыми и равными
, где м.
На основании полученных результатов и с учетом выбранной конструкции тележки кузов вагона вписывается в заданный габарит подвижного состава. Для этого используем программу обеспечения GAB.
4. Проектирование заданной сборочной единицы кузова
Проектируемая сборочная единица должна быть совершеннее, чем такая же сборочная единица вагона-аналога. Для этого, сформируем эскиз сборочной единицы поперечного сечения. В качестве продольной обвязки возьмем швеллер №20, а для хребтовой балки возьмем зет №310. Для этих элементов используем сталь 09Г2Д. А вместо деревянного настила пола возьмем металлический толщиной 4мм.
Половина поперечного сечения кузова имеет следующий вид:
Геометрические характеристики половины сечения вагона рассчитаем в табличной форме
В таблице использованы следующие обозначения:
- площадь поперечного сечения i-того элемента, м2;
- координата центра тяжести сечения i-того элемента в принятой системе координат, м;
Элемент и его № |
, |
|||||
1Крыша |
10* |
3,54 |
34,5* |
119,03* |
0,0233* |
|
2.Стена |
58* |
1,87 |
108,46* |
202,82* |
51,3* |
|
3.Продольная балка швеллер №20 |
23,4* |
0,21 |
4,914* |
1,03* |
0,152* |
|
4. Настил пола |
53,28* |
0,312* |
16,62* |
5,186* |
0,000071* |
|
5. Хребтовая балка |
66,2* |
0,1537* |
10,175* |
1,564* |
1,0522* |
|
? |
210,88* |
- |
174,467* |
329,63* |
52,53* |
- осевой момент инерции i-того элемента относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести сечения i-того, м4. Ось ОХ проводим через центр тяжести хребтовой балки.
Геометрические характеристики всего сечения
Ось ОХ проводим на уровне нижней полки профиля хребтовой балки.
Рассчитаем координату yo центра тяжести всего сечения
Вычислим осевой момент инерции всего сечения относительно оси ОХ, проходящей через центр тяжести сечения
5. Проверка размеров поперечного сечения кузова проектируемого вагона по условию прочности
Проведем прикидочный расчет кузова вагона, как «балки на 2-х опорах»:
Jсеч. = 2Jx сеч.
Fсеч. = 2?Fi
qбр. = Qкуз.бр./L = (24*4-2*4.6)/10,126 = 8,57 т/м = 85.7 кн/м
е = 70.8 см; L = 10.126 м; В = 7.16 м
Расчет выполняем на нагрузки, предусмотренные I и III расчетными режимами «Норм проектирования вагонов». На сжатие и растяжение верхней и нижней точек поперечного сечения кузова вагона.
В сечении по шкворневой балке рамы возникает изгибающий момент, который определяется по следующей формуле
I режим - сжатие : N = 2,5 МН
(вертикальная статическая нагрузка)
растяжение : N = 2,5 МН
III режим - сжатие : N = 1 МН
(вертикальная составляющая динамической и боковой нагрузок)
Для расчета по этому режиму необходимо воспользоваться следующими формулами
,
где Кдв. - коэффициент вертикальной динамики;
? = 1,13 (для грузовых вагонов) - параметр распределения;
р(Кдв.) = 0,97 (по Нормам) - доверительная вероятность;
- среднее значение коэффициента вертикальной динамики;
, где
а = 0,05 - коэффициент, принимаемый для элементов кузова;
в = (2+n)/2n = 1 - коэффициент, учитывающий влияние числа осей под одним концом вагона;
n=2 - количество осей под одним концом вагона;
V = 33,33 м/с - конструкционная скорость;
fст. = 50 мм - статический прогиб рессорного комплекта.
Рассчитаем коэффициент, учитывающий влияние боковых сил .
растяжение : N = 1 Мн
Полученные значения представим в виде таблицы :
I режим |
III режим |
||||
растяжение |
сжатие |
растяжение |
сжатие |
||
ниж.т. |
92,64 |
-89,36 |
38,36 |
-33,64 |
|
верх.т. |
-55,87 |
44,13 |
-28,9 |
11,9 |
В соответствии с полученными результатами, максимальное действие в конструкции нормального напряжения по I расчетному режиму составляет
92,64 МПа < [ ? ] = 297,5МПа (для стали 10ХНДП).
Максимальное действие нормального напряжения по III расчетному режиму составляет 38,36 МПа < [ ? ] = 190 МПа (для стали 10ХНДП).
6. Определение размеров пружин
Расчёт производится для двухрядных пружин, число которых в четырёхосном вагоне с тележками 18-100: 28 штук.
Исходные данные для расчёта:
P=71,27 т-грузоподъемность вагона;
FСТ =50 мм =0,05 м - статический прогиб;
S =5 мм =0,005 м - зазор между пружинами;
m=6 - фактор;
kКН =1,85 - коэффициент конструкционного запаса нагрузки;
kКП =1,85- коэффициент конструкционного запаса прогиба;
.
Нагрузка, приходящаяся на одну двухрядную пружину:
Коэффициент :
Коэффициент :
Коэффициент
Диаметр прутка:
где
По ГОСТ 2590-71 d'1 =3см.
По ГОСТ 2590-71 d'2=2смм.
Диаметр витка:
(58)
Фактор для каждой пружины:
(59)
Коэффициент для каждой пружины:
Т.о. (60)
Максимальная нагрузка, воспринимаемая пружинами:
(61)
Соответственно и
Расчётная нагрузка на каждую пружину:
(62)
Вычислим расчётную жёсткость:
(63)
Соответственно и
Число рабочих витков:
(64)
Высота пружин в жатом состоянии:
(65)
Высота пружин в свободном состоянии:
(66)
Выравненное значение высот пружин:
Проверка :
-Общая жесткость пружины:
Т.е. погрешность составляет менее 5%.
-Нагрузка на двухрядную пружину:
-Проверка устойчивости:
(67)
где - Коэффициент запаса устойчивости, .
Т.е. пружина устойчива.
Рассчитанная двухрядная пружина обладает заданной жесткости, при этом составляющие двухрядной пружины имеют достаточную прочность и устойчивость.
Окончательно принимаем:
7. Определим расчетные напряжения в элементе от вертикальных и горизонтальных нагрузок для вагона-аналога
Заданный несущий элемент - шкворневая балка.
Для учета влияния продольных сил, воспользуемся расчетной схемой, рекомендованной в нормах проектирования на односторонний удар в автосцепку.
В соответствии с этой схемой максимальный горизонтальный изгибающий момент в i-ой поперечной балке равен
,
где В - ширина рамы;
- усилие на конце i-ой поперечной балки.
,
где - коэффициент неравномерности нагружения балок;
Р- сила инерции, приложенная к боковой стене, равная 0,5 МН;
- момент инерции на изгиб в горизонтальной плоскости i-ой поперечной балки;
n - число всех поперечных балок.
Определим геометрические характеристики поперечных балок рамы вагона-аналога.
Используя справочные данные получим:
Промежуточная балка.
Промежуточная балка в вертикальной плоскости
№ |
Fi, см2 |
yi, см |
Fiyi, см3 |
Fiyi2, см4 |
Ixi, см4 |
|
1 |
11,200 |
32,200 |
360,640 |
11612,608 |
0,597 |
|
2 |
24,800 |
16,300 |
404,240 |
6589,112 |
1986,067 |
|
3 |
11,200 |
0,400 |
4,480 |
1,792 |
0,597 |
|
Сумма |
47,200 |
48,900 |
769,360 |
18203,512 |
1987,261 |
Промежуточная балка в горизонтальной плоскости
№ |
Fi, см2 |
xi, см |
Fixi, см3 |
Fixi2, см4 |
Iyi, см4 |
|
1 |
11,200 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
182,933 |
|
2 |
24,800 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
1,323 |
|
3 |
11,200 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
182,933 |
|
Сумма |
47,200 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
367,189 |
Лобовая балка.
Лобовая балка в горизонтальной плоскости
№ |
Fi, см2 |
xi, см |
Fixi, см3 |
Fixi2, см4 |
Iyi, см4 |
|
1 |
21,420 |
23,850 |
510,867 |
12184,178 |
2274,965 |
|
2 |
19,800 |
0,300 |
5,940 |
1,782 |
0,594 |
|
3 |
22,800 |
19,000 |
433,200 |
8230,800 |
2743,600 |
|
Сумма |
64,020 |
43,150 |
950,007 |
20416,760 |
5019,159 |
Шкворневая балка
Шкворневая балка в вертикальной плоскости
№ |
Fi, см2 |
yi, см |
Fiyi, см3 |
Fiyi2, см4 |
Ixi, см4 |
|
1 |
45,000 |
32,500 |
1462,500 |
47531,250 |
3,750 |
|
2 |
24,800 |
16,500 |
409,200 |
6751,500 |
1986,067 |
|
3 |
45,000 |
0,500 |
22,500 |
11,250 |
3,750 |
|
4 |
24,800 |
16,500 |
409,200 |
6751,800 |
1986,067 |
|
Сумма |
139,600 |
66,000 |
2303,400 |
61046,100 |
3979,633 |
вагон кузов пружина прочность
Шкворневая балка в горизонтальной плоскости
№ |
Fi, см2 |
xi, см |
Fixi, см3 |
Fixi2, см4 |
Iyi, см4 |
|
1 |
45,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
7593,750 |
|
2 |
24,800 |
11,400 |
282,720 |
3223,008 |
1,323 |
|
3 |
45,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
7593,750 |
|
4 |
24,800 |
-11,400 |
-282,720 |
3223,008 |
1,323 |
|
Сумма |
139,600 |
0,000 |
0,000 |
6446,016 |
15190,145 |
Суммарный момент инерции на изгиб в горизонтальной плоскости равен
;
;
;
.
Для вычисления напряжений от изгиба в вертикальной плоскости необходимо определить вертикальную нагрузку, действующую на i-ю поперечную балку.
Для шкворневой балки изгиб в вертикальной плоскости вызывается силой, равной реакцией в опоре кузова (пятнике).
Поэтому для шкворневой балки
,
где - изгибающий момент в вертикальной плоскости для шкворневой балки.
;
.
Максимальные напряжения от изгиба
.
Рассчитаем коэффициент запаса усталостной долговечности вагона-аналога
Результирующие напряжения в шкворневой балке с учетом изгиба в вертикальной и горизонтальной плоскости будут равны
.
Допускаемые напряжения для стали 09Г2Д
.
Прочность шкворневой балки обеспечена, так как .
Определяем коэффициент запаса прочности шкворневой балки
.
Определим параметры надежности несущего элемента проектируемого вагона.
Рассчитаем геометрические характеристики поперечных балок рамы проектируемого вагона.
Для этого определим геометрические характеристики шкворневой балки проектируемого вагона. Для повышения надежности шкворневой балки при ее изготовлении воспользуемся сталью 10ХСНД. Так как допускаемые напряжения для стали 10ХСНД выше, чем для стали 09Г2Д у рамы вагона-аналога, то изменим некоторые размеры шкворневой балки.
Примем толщину вертикальных листов шкворневой балки 7мм, а горизонтальных - 9мм, по сравнению с вагоном-аналогом.
Шкворневая балка
Шкворневая балка в вертикальной плоскости
№ |
Fi, см2 |
yi, см |
Fiyi, см3 |
Fiyi2, см4 |
Ixi, см4 |
|
1 |
40,500 |
32,350 |
1310,175 |
42384,161 |
2,734 |
|
2 |
21,700 |
16,400 |
355,880 |
5836,432 |
1737,808 |
|
3 |
40,500 |
0,450 |
18,225 |
8,200 |
2,734 |
|
4 |
21,700 |
16,400 |
355,880 |
5836,432 |
1737,808 |
|
Сумма |
124,400 |
65,600 |
2040,160 |
54065,225 |
3481,084 |
Шкворневая балка в горизонтальной плоскости
№ |
Fi, см2 |
xi, см |
Fixi, см3 |
Fixi2, см4 |
Iyi, см4 |
|
1 |
40,500 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
6834,375 |
|
2 |
21,700 |
11,350 |
246,295 |
2795,448 |
0,886 |
|
3 |
40,500 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
6834,375 |
|
4 |
21,700 |
-11,350 |
-246,295 |
2795,448 |
0,886 |
|
Сумма |
124,400 |
0,000 |
0,000 |
5590,897 |
13670,522 |
Определим напряжения в горизонтальной плоскости.
Суммарный момент инерции на изгиб в горизонтальной плоскости равен
;
;
;
.
Определяем напряжения в вертикальной плоскости
;
.
Максимальные напряжения от изгиба
.
Рассчитаем коэффициент запаса усталостной долговечности вагона-аналога
.
Результирующие напряжения в шкворневой балке с учетом изгиба в вертикальной и горизонтальной плоскости будут равны
.
Допускаемые напряжения для стали 10ХСНД
.
Прочность шкворневой балки обеспечена, так как .
Определяем коэффициент запаса прочности шкворневой балки
.
Определим среднюю частоту отказов проектируемой рамы с учетом намеченных мер повышения надежности.
,
где: -средняя частота отказов рамы вагона-аналога;
- число i - элементов, например одинаковых балок, в конструкции;
- номер усовершенствованного по сравнению с аналогом элемента сборочной единицы.
Принимаем .
,
где - изменение средней частоты отказов i-го несущего элемента по сравнению вагоном-аналогом, принимаем ;
- доля отказов несущего элемента из-за нарушения прочности, принимаем ;
- доля отказов несущего элемента из-за развития усталостных трещин, принимаем .
Так как мы не предусматриваем меры по повышению надежности для лобовых и промежуточных балок, то и будут равны нулю.
.
2. Рассчитаем вероятности безотказной работы сборочной единицы вагона-аналога и проектируемого вагона.
;
.
Определим, являются ли меры по повышению надежности эффективными.
Найдем коэффициент К
.
Так как К>1, то меры повышения надежности эффективны.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Конструкция крытого вагона модели 11–066, расчет геометрических параметров сечения. Предварительный анализ прочности вагона на вертикальные нагрузки без учета других видов нагрузок. Особенности применения метода сил для расчета вагона на прочность.
курсовая работа [667,7 K], добавлен 18.04.2014Расчет кузова вагона на прочность. Расчетная схема и основные силы, действующие на кузов. Материалы и допускаемые напряжения. Определение основных размеров колесной пары. Расчет оси и колеса. Выбор буксовых подшипников. Вписывание вагона в габарит.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 26.07.2013Технические данные кузова пассажирского вагона. Неисправности и повреждения, их причины и способы устранения. Выбор и обоснование принятого метода восстановления деталей и узлов сборочной единицы (агрегата). Подготовка поверхностей перед окрашиванием.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 16.08.2011Основные элементы конструкции и технические данные кузова универсального крутого вагона модели 11-217. Периодичность и сроки ремонта, техническое обслуживание универсального кузова. Характерные неисправности и повреждения, их причины, способы устранения.
контрольная работа [840,2 K], добавлен 21.08.2011Выбор основных технико-экономических параметров вагона. Определение горизонтальных размеров строительного очертания вагона. Построение габаритной горизонтальной рамки. Устойчивость колесной пары против схода с рельсов. Расчет подшипника на долговечность.
курсовая работа [423,2 K], добавлен 10.06.2012Определение грузоподъёмности и тары цистерны, размеров строительного очертания и допускаемых вертикальных размеров вагона. Подшипники букс вагонов. Внутренняя поверхность цистерн. Величина статического прогиба. Буксовые узлы отечественных вагонов.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 07.02.2014Визначення площі теплопередавальних поверхонь огорожі кузова вагона. Розрахунок зведеного коефіцієнта теплопередачі огорожі кузова вагона. Опис прийнятої холодильної машини та системи охолодження. Розрахунок основних параметрів поршневого компресора.
курсовая работа [467,3 K], добавлен 06.06.2010Особенности конструкции цистерны. Оценка оптимальности линейных размеров, устойчивости и вписывания вагона в габарит. Расчет механической прочности его кузова и элементов ходовых частей. Кинематические особенности взаимодействия автосцепок вагонов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.12.2013Визначення основних техніко-економічних показників вагона-хопера для зерна: питомий та геометричний об’єм кузова, основні лінійні розміри вагона. Вписування вагона в габарит. Розрахунок на міцність надресорної балки. Технічний опис спроектованого вагона.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 27.02.2010Назначение и классификация вагонов. Ознакомление: с устройством магистрального вагона марки 11–217, технико-экономические показатели данного вагона, характеризующие эффективность его применения, порядок вписывания вагона в габарит подвижного состава.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 19.08.2011