Полувагон 12-726

ВВЕДЕНИЕ 3
1 Классификация и общий вид вагона-прототипа 4
2 Основные особенности конструкции полувагонов 7
3 Элементы конструкции полувагона-прототипа 7
4 Расчет технико-экономических параметров 15
4.1 Определение грузоподъемности, тары и внутреннего объема кузова вагона 16
4.2 Определение линейных размеров вагона. 17
4.3 Расчёт оси колёсной пары 18
4.4 Расчёт и выбор подшипников качения 23
4.5 Расчёт цилиндрической витой пружины 28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 34
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 35

1 Классификация и общий вид вагона-прототипа
Полувагоны предназначены для перевозки массовых сыпучих и навалочных грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков – руды, леса, угля, металла, а также автомашин, сельскохозяйственной техники и др. Этот тип вагона позволяет широко применять механизированную погрузку и выгрузку, в том числе и на вагоноопрокидывателях. Перевозка таких массовых грузов, как руда, каменный уголь, лес и др., осуществляется маршрутами. Практика показала, что для маршрутных перевозок массовых тяжелых грузов, особенно на грузонапряженных направлениях, нужны большегрузные восьмиосные полувагоны с повышенными нагрузками на 1 м пути.
Четырёхосный цельнометаллический полувагон модели 12-726 (рисунок 1.1) грузоподъёмностью 65т предназначен для перевозки сыпучих, крупнокусковых, штучных и других грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков.

Рисунок 1.1 – Общий вид и габаритные размеры
полувагона-прототипа 12-726
В таблице 1.
...

2 Основные особенности конструкции полувагонов
Все грузовые вагоны состоят из следующих основных частей: кузова, рамы, ходовых частей, автосцепного и тормозного оборудования.

Рисунок 2.1 – Схема грузового вагона
Кузовом называется та часть вагона, которая служит для размещения и закрепления грузов. Обычно кузов вагона прочно укрепляется на раме (полураме) или составляет с ней одно целое. Устройство кузова грузового вагона зависит от рода перевозимого груза и его тарной упаковки.
Ходовыми частями (тележками) называются устройства, которые обеспечивают безопасное движение вагона по рельсовому пути, с минимальным сопротивлением и необходимой плавностью хода.
Автосцепным оборудованием называются устройства, которые обеспечивают сцепление вагонов между собой и с локомотивом, удерживают вагоны на определенном расстоянии друг от друга, а также передают и смягчают силы тяги и соударение вагонов.
...

3 Элементы конструкции полувагона-прототипа
Четырехосные универсальные полувагоны грузоподъемностью 63 тс не получили большое распространение ввиду их конструкции. В своё время строились три модели (12-515, 12-532 и 12-726) таких полувагонов, близких по своим параметрам. Все они вписаны в габарит 01-T, имеют конструкционную скорость 120 км/ч и длину по осям автосцепок 13 920 мм. УВЗ выпускает четырехосные полувагоны грузоподъемностью 63 тс (мод. 12-515), имеющие сварную раму, кузов с боковыми стенами раскосно-стоечной конструкции и деревянной обшивкой. По торцам кузов имеет открывающиеся внутрь двухстворчатые двери. Четырнадцать металлических крышек разгрузочных люков в закрытом положении образуют пол полувагона.
...

4 Расчет технико-экономических параметров
Технико-экономические параметры являются основной характеристикой эксплуатации грузовых вагонов, определяют эффективность их использования. Основными требованиями, предъявляемыми к грузовым вагонам, являются сохранность грузов и себестоимость перевозок.
Основными параметрами грузового вагона, характеризующими его эффективность, являются: грузоподъемность, тара, количество колесных пар (осность), объем кузова, площадь пола, длина и другие линейные размеры вагона. Для сравнения вагонов между собой пользуются параметрами, представляющими отношения этих величин: удельным объемом кузова, удельной площадью пола, коэффициентами тары, нагрузкой от колесной пары на рельсы, нагрузкой на метр пути. Важными показателями являются средняя статическая и средняя динамическая нагрузки вагона.
...

4.1 Определение грузоподъемности, тары и внутреннего объема кузова вагона
Задаемся величиной удельного объема кузова проектируемого вагона.
Значение данной величины можно принять согласно данным вагона-прототипа, либо по рекомендованным значениям. Исследования показывают, что для различных типов вагонов оптимальные значения удельного объема кузова различны.
Для полувагона целесообразно устанавливать следующее значение:
Vу опт = 1,1 м3/т.
Принимаем значение технического коэффициента тары.
Это отношение веса тары вагона к его грузоподъемности, примем это значение согласно прототипу:

Чем меньше коэффициент тары вагона, тем выше эксплуатационные качества вагона и тем меньше мертвый (бесполезный) вес поезда.
С увеличением грузоподъемности коэффициент тары вагона снижается.
...

4.2 Определение линейных размеров вагона.
Габарит (ГОСТ 9238-2013) принимаем по заданию 1–Т. Ширина габарита 1–Т в верхней части мм.
Ориентировочные ограничения ширины вагона примем в соответствии с аналогом: 2E = 200 мм.
От ширины габарита в его верхней зоне вычитается значение ориентировочно принимаемых ограничений (отклонений) из условия вписывания вагона в габарит:

где 2В0 — ширина габарита подвижного состава в верхней зоне; Е — предварительно принимаемые ориентировочные ограничения ширины вагона на основе аналогичных конструкций вагонов, учитывающие наличие лестниц и прочих устройств.

Ширина кузова внутри определяется из условий уменьшения ширины вагона на толщину боковых стенок кузова:

где абок — толщина боковых стенок кузова вагона (.

Высота кузова вагона устанавливается по условиям вписывания его в габарит или по аналогии с существующими типами вагонов.
Принимаем внутреннюю высоту кузова равной Нвн = 2060 мм в соответствии с аналогом.
...

4.3 Расчёт оси колёсной пары
Колесной парой называется сборочная единица ходовых частей (тележек), состоящая из оси с напрессованными колесами на ее подступичные части. Колесная пара является одной из основных частей, определяющих безопасность движения вагона и его техническую пригодность к выполнению перевозочного процесса. Она направляет движение вагона по рельсовой колее и воспринимает все нагрузки, передающиеся от вагона на рельсы и обратно. Поэтому колесную пару можно рассматривать и как наиболее ответственный узел вагона, составляющие элементы которого — ось и колеса, нагружены наиболее интенсивно, а ось колесной пары, как основной ее элемент, к тому же в эксплуатации испытывает сложный вид нагружения — изгиб с вращением, что дополнительно снижает срок службы осей. Поэтому в соответствии с эпюрой изгибающих моментов наименьший диаметр имеют шейки, а наибольший — подступичные части.
...

4.4 Расчёт и выбор подшипников качения
На данном этапе необходимо подобрать подшипники качения, обеспечивающие необходимую динамическую грузоподъемность для модернизируемого вагона, соответствующие действующим нормативным документам.
Роликовые подшипники являются главной составной частью буксового узла, а все остальные элементы предназначены для обеспечения их надежной работы.
Схемы подшипников приведены на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 – Подшипники качения и общий вид деталей подшипника: а – на горячей посадке; б – с цилиндрическими роликами на втулочной посадке; в – со сферическими роликами на втулочной посадке; 1 - наружное кольцо; 2 - ролики; 3 - внутреннее кольцо; 4 – сепаратор.
Каждый подшипник состоит из внутреннего и наружного колец. Между кольцами помещаются ролики, которые с помощью сепаратора (клетки) удерживают их на одинаковом расстоянии друг от друга.
...

4.5 Расчёт цилиндрической витой пружины
Рессорным подвешиванием (комплектом) называется устройство, состоящее из упругих элементов (например, пружин или других типов), гасителей колебаний (демпферов) и ограничителей перемещений, обеспечивающих необходимую плавность хода вагона.
Каждая двухрядная пружина состоит из наружной и внутренней пружин, имеющих разную навивку — правую и левую соответственно, чтобы пружины не сцеплялись между собой.
При проектировании рессорного подвешивания основным показателем, определяющим его параметры, является жесткость. Жесткость упругого элемента при его конструировании определяется теоретическим путем при помощи зависимостей, учитывающих его геометрические параметры. После изготовления опытных образцов упругих элементов их обычно испытывают на специальных стендах с целью установления действительной жесткости.
...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной курсовой работе произведён проектировочный расчет грузового четырехосного полувагона на базе модели 12-726.
В процессе расчетов была разработана конструкция полувагона с улучшенными технико-экономическими показателями с учётом требований безопасности движения поездов, надёжности и долговечности конструкции в эксплуатации, норм расчёта вагонов на прочность, унификации конструкций путём применения стандартных и типовых узлов и деталей.
Были определены следующие основные технико-экономические параметры:
- фактическая тара Т = 24,2 т;
- фактическая грузоподъёмность Р = 75,8 т;
- коэффициент тары Кт = 0,319;
- объем кузова V = 83,4 м3;
- длина кузова 2Lкуз = 13,964 м;
- база 2l = 9,872 м.
Выполнен расчёт подшипников качения, согласно полученным значением выбраны подшипники с цилиндрическими роликами: 42726ЛM, 42726Ж, 232726Л1, 232726Л2.
...