11_270_ВТЛ_курсовой_проект_35_вариант_7. Расчет параметры вагон

• Название: Расчет параметры вагон
• Анкор: Vtl kursovoy
• Дата: 09.02.2022
• Размер: 0.58 Mb.
• Имя файла: 11_270_ВТЛ_курсовой_проект_35_вариант_7.docx
• Тип: Реферат; #356639
• страница: 2 из 3

Таблица 1.1

Технические характеристики вагона:

одель:	11-270
Номер модели:	29
Наименование:	Крытый вагон
Тип вагона:	Крытый 4-осный с объемом кузова 120 куб.м и более с уширенными дверными проемами без тормозной площадки
Дополнительная характеристика:	Характеристики не содержит
Особенность модели:	С уширенными дверными проемами
Учётная специализация модели:	крытый универсальный
Завод-изготовитель:	Акционерное общество Алтайского вагоностроения (клеймо 22)
Материал кузова:	09Г2С, 09Г2Д, 09Г2, 09Г2СД-12
Тележка:	18-100
Осность вагона:	4
Ширина колеи:	1520 мм
Наличие переходной площадки:	Нет
Конструкционная скорость:	120 км/ч
Тара вагона (минимальная):	23.7 т
Тара вагона (максимальная):	25 т
Грузоподъёмность:	69 т
Объём:	122.0 м3
Максимальная расчетная статическая нагрузка от колесной пары на рельсы:	235.0 кН
База вагона:	10000 мм
Внутренние размеры вагона
Высота:	2800 мм
Ширина:	2764 мм
Длина:	13844 мм
Наружные размеры вагона
Высота от уровня головки рельса:	4688 мм
Габарит по ГОСТ 9238-2013:	1-ВМ
Длина по осям автосцепок:	14730 мм
Длина по раме:	13870 мм
Высота пола от уровня головки рельса:	1286 мм
Высота автосцепки от уровня головки рельса:	1040..1080 мм
Размер дверного проёма:	3802x2334 мм
Размер загрузочного люка в боковой стене:	614x365 мм
Год начала серийного производства:	1985
Нормативный срок службы:	32 года

Рисунок 1. Схематическое изображение вагона 11-270

2. Обоснование вносимых изменений в конструкцию вагона и расчет линейных размеров

Внесем геометрические изменения в конструкцию прототипа вагона, изменяя его длину. Длина прототипа вагона модели 11-270 составляет 12020 мм, добавим к этой длине с двух сторон по 620 мм, в итоге длина по концевым балкам нового проектируемого вагона составит 13260 мм. Далее произведем необходимые расчеты.



Для ориентировочного определения диаметра кузов Dчетырехосной цистерны с учетом перечисленных факторов может быть использована формула:

D=0,7 =0,7

Определим наружные размеры вагона.


Наружная длина кузов мм.

2L=13870 мм ;


Наружная ширина кузов:

2B=3266мм;
Длина рамы 2L_рм у большинства конструкций вагона совпадает с длинной кузова.

Общая длина вагона составляет, мм.

2L_об=2L_рм+2a_a=13870+860=14730 мм ;
где a_a – вылет автосцепки, т. е. расстояние от оси сцепления автосцепок до концевой (буферной) балки, 430 мм.
Если выбрана длина консоли n_k, то база вагона, мм.

2l=2L_рм-2n_k=13870-3870=10000мм;
где n_к – длина консоли, 1935 мм.
Линейные размеры, вычисленные по формулам уточняют путем вписывания вагона в габарит и исходя из других требований, предъявляемых к вагонам. При этом целесообразно выполнять сравнительный анализ параметров и конструктив форм вагонов, успешно эксплуатируемых на железных дорогах СНГ.

Выводы

В настоящей главе были внесены изменения в конструкцию вагона, точнее – в его линейные размеры. Была увеличена длина по концевым балкам вагона на 640 мм, что повлекло за собой увеличение общей длины вагона и, по ожиданиям, даст возможность повысить технические характеристики вагона, которые будут рассчитаны в следующей главе.

3. Расчет технико-экономических показателей нового проектируемого вагона

3.1. Определим грузоподъемность проектируемого вагона. Длина старого вагона:

2L= 13870мм;

При этой длине его тара составляет Р=25 т (см. Таблицу технических характеристик 1.1)

После внесения изменений его новая длина составляет:

2L_нов = 13870+1240 = 15 110 мм;

При этой длине его грузоподъемность составит:



3.2. Определим тару нового вагона, учитывая характеристики прототипа

Характеристики прототипа:

Т =69т; P = 25 т; 2L = 13870 мм;

Для нового вагона:



3.3. Уменьшим тару вагона на 20% применяя сталь марки 09Г2Д, 09Г2СД или Польские аналоги в виде 09G2Cu в конструкции вагона:

Т_нов – T_нов*20 % = 73-73*0,2=58,4 т;

Т_нов = 58,4 т;

3.4. Проверка внесенных изменений на соответствие норм, путем расчета статической нагрузки на ось





3.5. Из расчетов видно, что статическая нагрузка на ось составляет 21,35 т., что меньше 23,5т и соответстует нормам, можно сделать вывод что произведенные изменения не нарушают требования норм расчетов.

23,5

3.6. Определим коэффициент тары:



3.7. Определим объем цистерны нового вагона, м³:

P = 25 =27 P V

V = 122 =131 X

X = = 131

3.8. Нагрузка на 1м пути:



Проведя расчеты выше, можно далее определить линейные размеры вагона.

3.9. Общая длина вагона

2L_о = 14730 + 1240 = 15970мм;

3.10. База нового вагона, мм;

2L=14730 мм 2L_нов = 15970мм;

2l=10000 мм 2l_нов= 10840мм



Таблица 2.1. - Технические характеристики нового вагона на базе вагона 11-270

№	Наименование	Новый вагон
1.	Модель:	11-270 М
2.	Наименование:	Крытый вагон
4.	Тип вагона:	Крытый 4-осный
5.	Учётная специализация модели:	крытый универсальный
6.	Максимальная ширина:	3266 мм
7.	Длина по раме:	15110 мм
8.	Длина по осям автосцепок:	15970 мм
9.	Грузоподъёмность, т	73
10.	Тара, т	27
11.	База вагона, мм	10840
12.	Объем кузова, м3	131
13.	Габарит.	1-ВМ
14.	Скорость конструкционная, км/ч	120
15.	Модель 2 – осной тележки	18-100
16.	Нагрузка, тс: стактическая осевая; погонная.	21,35 2,1
17.	Нормативный срок службы:	32 года

Выводы

В настоящей главе были рассчитаны технико-экономические показатели нового вагона на базе цистерны модели 11-270. Были математическим путем определены новая тара и грузоподъемность, учитывая внесенные изменения в конструкцию, определены коэффициенты тары и нагрузки – статическая осевая и погонная нагрузка. В результате вычислений никакие из нагрузок не превысили допускаемых.



4. Вписывание в габарит проектируемого вагона

Исходные данные: длина рамы вагона 2L_P=15,11м; база вагона 2l=10,84 м; длина консоли n_к =1,5 м; база четырехосной двухосной тележки модели 18-100 входящей в конструкцию четырехоснойp=1,85 м.

Определим горизонтальные поперечные и вертикальные размеры строитель­ного очертания кузова полувагона и размещен­ного на нем груза.

Максимальная допускаемая ширина строительного очертания кузова ваго­на на некоторой высоте. Над уров­нем верха головок рельсов:
2В =2(В₀ -E); (4.1)
где, В – максимальная полуширина строитель­ного очертания кузова вагона на рассма­триваемой высоте H, мм;

В₀– полушири­на габарита подвижного состава 02-ВМ на той же высоте, В₀=1575 мм;

Е – ограни­чение полуширины кузова вагона для од­ного израссматриваемых селений — на­правляющего, внутреннего или наружно­го, мм.




Рис. 4.1. Габарит подвижного состава 1-ВМ.


Рассчитаем ограничения полу­ширины габарита для кузова вагона. Ограничения полуширины для сечений кузова в миллиметрах.

Направляющего,
Е₀ =(S — d)+q + w + [K₁ — K₃]-К; (4.2)
внутреннего, расположенного посере­дине базы,
=(S —d)+q+w)+[ +(2l+n)n- ]-К; (4.3)
наружного расположенного в конце кузова
=(S —d)+q+w) +[ +(2l+n)n- ]; (4.4)
В формулах (4.2) — (4.4):

S - максимальная ширина колеи в прямом или кривом участке пути рас­четного радиуса,
= 1526 мм; = 1541 мм;
d - минимальное расстояние между на­ружными гранями предельно изно­шенных гребней колес, d= 1489 мм;

q - наибольшее возможное поперечное пе­ремещение в направляющем сечении из центрального положения в одну сторону рамы тележки относительно колесной пары вследствие зазоров при максимальных износах в буксовом уз­ле. Для буксового узла с роликовыми подшипниками q = 3 мм;

w - наибольшее возможное поперечное перемещение в направляющем сече­нии из центрального положения в од­ну сторону кузова относительно рамы тележки вследствие зазоров при мак­симальных износах и упругих колеба­ний в узле сочленения кузова и ра­мы тележки.

Для четырехосной те­лежки, состоящей из двух тележек мо­дели 18-100, w = 32 мм;

2l – расстояние между направляющими сечениями вагона база вагона, м;

n – расстояние от рассматриваемого по­перечного сечения кузова до ближай­шего направляющего сечения вагона.

Для концевого сечения 4-осного вагона n_к = 1,5м,

– дополнительное поперечное смещение в кривой расчетногорадиусаR тележечного подвижного состава. Для че­тырехосной тележки при R = 250 м, k=75

=0,5р²= 0,5 ( ) =1,71 мм;
- коэффициент, зависящий от расчетно­го радиуса кривой R. Для габарита 02-BM при R = 250 м K₂ = 2;

Kз - половина принятого на железных до­рогах СНГ льготного уширения га­барита подвижного состава в кривых участка пути. Для габарита 02-BM при R=250 м Kз = 0 мм

Подставляя в формулы (4.2), (4.3) и (4.4) приведенные выше данные,

Получим для кузова вагона E_{0 ,}E_в и E_н для верхнего очер­тания габарита 02-BM:
Е₀=(1541—1489)+ 3+32+[1,71-0]-75=12+[+1,71]мм;
E_в=(1541-1489)+3+32+[2+(8,695-1,5) 1,5975+1,71-0]-75=12+[-62]мм;
E_н=(1541-1489)+3+32) +[2+(8,695+1,5) 1,5-75-0]=120,5+[-62]мм;
Следует отметить, что отрицательная величина, стоящая в квадратных скоб­ках, в данном случае не учитывается, т. е. принимается равной нулю. Отри­цательное значение скобки свидетель­ствует о том, что льготное уширение габарита в кривом участке пути недо­используется.

В общем случае величина, заключен­ная в квадратных скобках формул (4.2), (4.3) и (4.4), учитывается, если результат их подсчета получается положительным или отрицательным, но по абсолютному значению не превыша­ющим 8 мм в формулах (4.2) и (4.3) или 4 мм вформуле (4.4). При несоблюдении этих условий квад­ратные скобки принимаются равными нулю, а вписывание вагона производит­ся в габарит прямого участка пути, как это требуется в данном примере, т. е.
= =(1526 -1489) + 3 + 32 =72 мм;
=((1526—1489) +3+32) =99,7мм;
Таким образом, окончательное ограни­чение полуширины кузова восьмиусого полувагона составляет:
E_п = 72мм; E_в = 72 мм; = 99,7 мм.

Рассчитаем ширину строительного очертания кузова восьмиусого полувагона 2В_с на некоторой высоте над уровнем верха го­ловок рельсов:
в направляющем и среднем сечениях
2В_с = 2 (1575 —72) = 3006мм;
в концевом сечении
2В_С = 2 (1575 — 99,7) = 2950,6мм;


Максимально возможная высота строи­тельного очертания восьмой осьнего полувагона в ненагруженном состоянии соответствует верх­ней линии габарита 02-BM, т. е. при наибольшей ширине высота строительного очертания над уровнем головок рельсов равна H_с = 3500 мм.

Ширина проектного очертания кузова полувагона 2В на некоторой высоте Я над уровнем верха головок рельсов определяется по формуле,
2В—2В_С—2б_в;(4.5)
где _В - сумма плюсовых значений конструк­тивных допусков и технологических откло­нений, приходящихся на сторону полува­гона, образующихся при изготовлении ку­зова. Для элементов, расположенных на уровне рамы и укрепленных на ней дета­лей б_в=13 мм; на уровне верхней обвязки 6_В=23мм.

Следовательно, ширина проектного очерта­ния направ­ляющем и среднем сечениях равна:

на уровне рамы:

2E = 3006-2 13=2980 мм;
на уровне верхней обвязки
2В =3006—2 23=2960 мм;
В концевом сечении ширина проектного очертания кузова:

на уровне рамы
2E = 2950,6-2 13 = 2924.6 мм;


на уровне верхней обвязки
2B= 2950,6- 2 23=2904.6 мм;
Максимально возможная высота про­ектного очертания кузова и груза поверху,

H = H_С- _{П ;} (4.6)
где б_п - сумма плюсовых значений конструк­тивных допусков и технологических от­клонений на некоторой высоте кузова, об­разующихся при изготовлении полувагона. На уровне верхней обвязки,

б_п = 30 мм.

Следовательно, высота проектного очерта­ния верха боковой стены кузовасоставит H= 4650 мм, а верха гру­за в средней части,
H_г =3500-30 = 3470 мм;

H_г =4650-30 = 4620 мм;
Таким образом, ни одна деталь, распо­ложенная в расчетных точках рассмотренных поперечных сечений кузова проектируемой кон­струкции не должна выходить за пределы полученных раз­меров проектного очертания,т.е.
2B=2960мм<[2B]=3150мм;

2B=2904.6мм<[2B]=3150мм;
H=3470мм<[H]=4650мм.

H=4620мм<[H]=4650мм

Выводы

В настоящей главе был рассмотрен принцип вписывания вагона в габарит 02-ВМ. Используя новые размеры для нашего вагона был произведен расчет вписывания в габарит. Ни одна деталь, распо­ложенная в расчетных точках рассмотренных поперечных сечений кузова проектируемой кон­струкции не выходила за пределы полученных раз­меров проектного очертания. Таким образом, вагон удовлетворяет условиям габарита.