Контрольная работа: Расчёт вагона 15-1639

Высота днища равна

                                  (1.18)

Тогда

Наружная длина котла

                                      (1.19)

где     - толщина днища, =0,01 (м)

Длина рамы по концевым балкам

                                     (1.20)

где     - расстояние от наружной поверхности котла до лобового листа концевой балки,  - у 4- осных цистерн равен длине рамы или не доходит до лобового листа от 90 до 425 мм.

Базы цистерны

                                               (1.21)

Длина консольной балки

                                (1.22)

Так как рама проекцируемой цистерны получается больше, чем у унифицированной, то принимают следующие размеры рамы цистерны

=1,482 (м),              =10,364 (м),            =7,4 (м).

Длина вагона по осям сцепления автосцепок

                                    (1.23)

где   - вылет автосцепки, =0,61 (м)

Полная высота цистерны определяется по формуле

                        (1.24)

Для   4 - осных цистерн  = 1290 (мм), = 1,29 (м)

 - высота люка с крышкой, = 0,3 (м)

 - наружный диаметр котла

                           (1.25)

где  - внутренний диаметр котла,  = 2,8 (м).

 - толщина вернего листа котла, = 0,01 (м).

 - толщина нижнего листа котла, = 0,008 (м).

 (м)

Величина погонной нагрузки цистерны определяется по формуле

                                           (1.26)

Полученное значение погонной нагрузки не должно превышать допускаемой

2.  Вписывание вагона в габариты 1-ВМ

.1 Определение размеров строительного очертания вагона

Рисунок 3 - Схема построения габаритов подвижного состава

Наивысшее горизонтальное смещение вагона в одну сторону с середины полей

где    W - наиболее горизонтальное смещение надресольной балки тележки из центрального положения в одну сторону в мм.

q - наиболее горизонтальное смещение буксового узла из центрального положения в одну сторону в мм.

                                   (2.1)

Величина  для цистерны, проектируемой для габарита 02-ВМ

Где   S - 1465 - максимальная ширина колеи в кривой расчетного радиуса 250 м.

d - 1410 - максимальное расстояние между наружным гребнями предельно изношенных гребней колес в мм.

В пределах верхнего очертания габарита 1-ВМ ограничения имеют следующие выражения.

                                     (2.2)

             (2.3)

(2.4)

где ,   ,  - ограничения по ширине в шкворневом сечении, во внутреннем сечение между шкворнями тележек и для поперечных сечений, расположенных на консолях вагона.

 - база вагона,

 - расстояние рассматриваемого сечения вагона от ближайшего шкворня тележки, м.

К - величина, на которую допускается выход подвижного состава, проектируемого по габариту 1 - ВМ, за очертания этих габаритов в расчетной кривой, К = 0 мм.

К₁ - величина дополнительного поперечного смещения в кривой тележечного вагона, К₁ = 2,025 мм.

К₂ - коэффициент, зависящий от величины расчетного радиуса кривой, К₂ = 2,5 мм.

К₃ - половина увеличения расстояния осями путей на перегонах в расчетной кривой, К₃ = 180 мм.

Значения коэффициентов определяется по таблице.

 (мм)

Таким образом, проектная ширина кузова вагона должна быть не более

в шкворневом сечении

                                       (2.5)

где В - полуширина габарита подвижного состава, мм

 (мм)

во внутреннем сечении

                                    (2.6)

 (мм)

в наружном сечении

                                    (2.7)

 (мм)

Принятая ширина платформы цистерны составляет 2870 мм, поэтому можно считать, что проектируемая цистерна вписывается в габарит 1-ВМ.

2.2     Определение допускаемых вертикальных размеров вагона

Наименьшие допускаемые вертикальные размеры вагона понизу для верхнего очертания габарита получают путем увеличения соответствующих вертикальных размеров габарита подвижного состава на величину возможного в эксплуатации статического понижения рамы и укрепительных на ней частей. Для 4 - осных вагонов на 2 - осных тележках ЦНИИ - ХЗ величина статического понижения рамы вагона (обрессоренного кузова) равна.

                        (2.8)

где  - вес обрессорных частей вагонав

 - общая жесткость рессорного подвешивания тележки,

=1,25

Вес обрессорных частей вагона определяется по формуле

                 (2.9)

где     - вес брутто вагона,  = 94 (т).

 - вес тележки,  = 4,85 (т).

 - вес надресольной балки,  = 0,4 (т).

Величина статического прогиба равна

Вертикальные размеры проектного очертания кузова вагона

поверху

                                (2.10)

понизу

где      - высота габарита соответствующей точке.

Таким образом, проектируемые вагон вписывается в габарит 1-ВМ.

Рисунок 4 - Вертикальная габаритная рамка проектного очертания кузова четырехосной цистерны в верхней зоне в наружном сечении

Рисунок 5 - Горизонтальная габаритная рамка проектного очертания кузова четырёхосной цистерны на уровне рамы

Таблица 2 - Сравнение технических характеристик вагона-прототипа и спроецированного вагона.

3. Подшипники букс вагонов

В мировой практике вагоностроения применялись буксовые узлы на подшипниках качения и подшипниках скольжения. Буксовые узлы отечественных вагонов, а также современных конструкций зарубежных вагонов, оборудованы исключительно подшипниками качения (роликовыми подшипниками). Это обусловлено тем, что роликовые подшипники обеспечивают реализацию высоких скоростей движения и осевых нагрузок, а также более надежны и экономичны в эксплуатации.

В практике вагоностроения используются три основных типа роликовых подшипников: цилиндрические однорядные - с короткими цилиндрическими роликами, сферические двухрядные - со сферическими роликами, конические одно- и двухрядные - с коническими роликами. Наибольшее распространение в отечественных и зарубежных вагонах получили цилиндрические роликовые подшипники. С 1964 г. отечественные вагоны на сферических подшипниках не выпускаются.

Внутри корпуса буксы обычно размещаются два подшипника качения. Подшипники для букс грузовых и пассажирских вагонов железных дорог СНГ единые. Это роликовые цилиндрические подшипники - радиальные однорядные подшипники с короткими цилиндрическими роликами размером 130x250x80 мм.

вагон цистерна подшипник грузоподъёмность

Типы роликов: а - со скосами; б - с рациональным контактом "бомбиной"

Ролики имеют форму цилиндра, образующая которого представляет прямую линию, параллельную оси вращения подшипника и перпендикулярную радиальной нагрузке. Поэтому радиальная нагрузка распределяется по длине и хорошо воспринимается цилиндрической поверхностью тел качения, а осевая - лишь торцами роликов. Для предупреждения вредного влияния перекоса буксы и прогиба шейки оси на работу цилиндрических подшипников ролики стали изготавливать со скосами "бомбиной".

Роликовый подшипник состоит из наружного и внутреннего колец, между которыми находятся ролики. Последние удерживаются в сепараторе на одинаковом расстоянии друг от друга.

Наружное кольцо одинаковое как для переднего, так и для заднего подшипника.

Оно имеет наружный диаметр 250 мм, плотно (хотя и с небольшим зазором) входит в корпус буксы. Его внутренняя поверхность имеет канавку или желобок, по которой перекатываются ролики. Края канавки не позволяют роликам сместиться ни вправо, ни влево. Кстати, на этой картиночке, которую мы не сами рисовали, а позаимствовали - явный "косяк": с одной стороны бортик нарисован, а с другой нет.

Внутреннее кольцо переднего и заднего подшипников неодинаковы. Задний подшипник выполнен с однобортовым внутренним кольцом, а передний - с безбортовым внутренним кольцом. Почему так - будет объяснено позднее.

Подшипники, имеющие один упорный борт на внутреннем кольце или оборудованные одним приставным кольцом, называются полузакрытыми. Они хорошо воспринимают радиальную нагрузку (направленную перпендикулярно оси вращения подшипников), а осевую - ограниченной величины - только со стороны борта или приставного кольца.

Передний подшипник имеет условное обозначение 232726 ГОСТ 18752, а задний - 42726 ГОСТ 18752. По этим обозначениям можно судить о размерах подшипника и его конструктивных разновидностях. Задний подшипник это тот, который ближе к колесу.

Внутреннее кольцо подшипника устанавливается на шейку оси с натягом, а наружное в корпус буксы - свободно. Вращение шейки оси вместе с внутренним кольцом подшипника вызывает вращение роликов вокруг своих осей и перекатывание по дорожкам качения между наружным и внутренним кольцами. Свободное перемещение роликов обеспечивается наличием радиального и осевого зазоров.