Параметры и устройство цельнометаллического почтового вагона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

По дисциплине: Нетяговый подвижной состав

Уссурийск 2016



Содержание

Введение

ЧАСТЬ 1. Классификация вагонов

1.1 Классификация вагонов. Назначение цельнометаллического почтового вагона и его устройство

1.2 Технико-экономические параметры вагонов. Величина технико-экономических параметров для цельнометаллического почтового вагона

1.3 Габарит и виды габаритов

ЧАСТЬ 2. Колеса

2.1 Назначение и устройство колёсных пар и их неисправности

2.2 Стандартный профиль катания колеса и его размеры

2.3 Конструкция подшипников качения на горячей посадке, их назначение. Конструкция буксовых узлов с подшипниками качения на горячей посадке

ЧАСТЬ 3. Рессорное подвешивание вагонов

3.1 Назначение рессорного подвешивания вагонов. Пружины и листовые рессоры

3.2 Определение жёсткости и гибкости упругих элементов при параллельном и последовательном соединении

3.3 Гасители колебаний, их назначение и типы, устройство и принцип действия

ЧАСТЬ 4. Назначение и типы тележек вагонов

4.1 Конструкции тележки цельнометаллического почтового вагона

Заключение

Литературный список



Введение

вагон колёсный рессорный тележка

В транспортной системе России ведущим и организующим видом является железнодорожный транспорт. В обозримом будущем железнодорожным перевозкам не будет альтернативы по экономической эффективности и экологической безопасности при транспортировке значительных по объемам стабильных потоков массовых грузов, доставляемых на средние и дальние расстояния, а также по обеспечению пассажирских перевозок. Проводимые в настоящее время структурные преобразования железнодорожного транспорта коренным образом меняют механизмы и процессы его функционирования.

Железнодорожная инфраструктура на сегодняшний день играет важнейшую роль в развитии и функционировании товарного рынка любой страны, а также в обеспечении передвижения ее населения.

На рынке грузоперевозок РФ, по оценкам специалистов, более 40% всех грузоперевозок приходится на железнодорожный транспорт.

Индустрия железных дорог исторически имеет особое значение для России, т.к. с нею тесно связаны предприятия ведущих отраслей экономики, таких как металлургия, угледобыча и многие другие. Значение железнодорожной инфраструктуры в развитии межгосударственных связей между странами имеет большое значение.

ОАО «Российские железные дороги» располагает широким спектром подвижного состава, значительная часть которого досталась им в наследство от СССР.

Из-за хронического дефицита средств в 1990-х годах своевременного обновления локомотивного и вагонного парка в России не производилось, закупки были сведены к минимуму. В результате к 2000-му году большая часть подвижного состава находилась в сильно изношенном состоянии и требовала замены.

Среди тягового состава тепловозы, электровозы, электропоезда, дизельпоезда, автоматрисы, дрезины и прочее самоходное оборудование, также представлены практически все возможные типы и специализации подвижного состава локомотивной тяги по назначениям - различные вагоны (пассажирские и грузовые), специальный подвижной состав.

Цель выполнения контрольной работы это рассмотрение параметров и устройства цельнометаллического почтового вагона.



ЧАСТЬ 1. Классификация вагонов

1.1 Классификация вагонов. Назначение цельнометаллического почтового вагона и его устройство

Вагоном называется единица железнодорожного подвижного состава, предназначенная для перевозки грузов или пассажиров.

Различают классификацию вагонов по четырем основным признакам:

- назначению;

- месту эксплуатации;

- по техническим характеристикам

- ширине колеи.

По назначению вагоны разделяются на две группы:

- пассажирские;

- грузовые.

К пассажирским вагонам относятся несамоходные вагоны, перемещаемые локомотивами, и самоходные, имеющие свою энергетическую установку или получающие энергию от контактной сети.



Рис. 1 цельнометаллический вагон для перевозки пассажиров

Грузовые вагоны подразделяются на: крытые, полувагоны, платформы, цистерны, изотермические, хопперы, транспортеры, думпкары.

Рис. 2 четырехосный грузовой полувагон



Так же вагоны подразделяются по месту эксплуатации:

- магистральные - допускаемые для движения по всей сети железных дорог России и стран СНГ;

- промышленные - предназначены для эксплуатации на подъездных путях промышленных предприятий;

- городского транспорта - обеспечивают перевозку пассажиров по городским и, в ряде случаев, пригородным железнодорожным путям -- наземным и подземным.

В зависимости от технических характеристик вагоны подразделяются:

- по числу осей - двухосные, четырехосные, шестиосные, восьмиосные и многоосные;

- по виду материала и технологии изготовления кузова - цельнометаллические, с деревянной или металлической обшивкой, с кузовом из легких сплавов;

- по грузоподъемности;

- массе тары вагона;

- габариту подвижного состава и другим показателям.

По ширине колеи различают вагоны широкой колеи 1520 мм и 1435 мм, и узкой менее 1435 мм колеи.



Рис. 3 цельнометаллический почтовый вагон

Почтовые вагоны от обычных грузовых вагонов отличаются более высокой конструкционной скоростью и могут следовать в составах пассажирских поездов.

Почтовый вагон - предназначен для перевозки почтовых отправлений, обработки и обмена их в пути следования, оборудован устройствами для механизации погрузоразгрузочных работ.

На рисунке 3 изображен почтовый вагон типа ПП. В вагоне расположены: 1 - багажная кладовая, 2 - тамбур, 3 - котельное отделение, 4 - коридор, 5 - уборная, 6 - купе раздатчиков багажа, 7 - сортировочный зал, 8 - купе для отдыха персонала, 9 - столовая, 10 - кладовая для почты, 11 и 13 - полки для посылок, 12 - двери для погрузки и выгрузки багажа.

Технико-экономические параметры вагонов. Величина технико-экономических параметров для цельнометаллического почтового вагона

Каждый вагон, в зависимости от рода подвижного состава, спецыфики применения его, а так же модели производства имеет определенные технико-экономические характеристики и параметры. К технико-экономическим параметрам относят:

- грузоподъемность - максимально допустимая масса груза, который можно погрузить вагон;

- тара вагона - общая масса вагона в порожнем состоянии;

- коэффициент тары - массы порожнего вагона, приходящуюся на одну тонну полезного груза при загрузке его до полной грузоподъемности. Этот измеритель характеризует выгодность использования вагонов разных типов;

- удельный объем - характеризует вместимость вагонов крытого типа и полувагонов в кубических метрах, приходящийся на одну тонну грузоподъемности. Для вагонов с открытой платформой применяется понятие удельная площадь, вычисляемая результатом деления площади пола в квадратных метрах на грузоподъемность вагона.

- нагрузка на ось - вычисляется делением общей массы вагона брутто на количество осей колесных пар вагона.

- нагрузка от колесной пары на рельс определяется делением веса брутто на число колесных пар. Эта нагрузка допускается не более 215,7 кН, а для вагонов отдельных типов 245,11 кН.

База вагона -- расстояние между осями пятников.

База тележки -- расстояние между осями крайних колесных пар.

Технико-экономическими параметрами пассажирских (почтовых) вагонов являются тип планировки (определяется назначением вагона), осность, населенность, тара, масса экипировки, линейные размеры и максимальная скорость движения.

Технико-экономические показатели.	Величины параметров для почтового цельнометаллического вагона.
Тип планировки	ПП (почтовый)
Осность	Четырёхосный
Тара (вес вагона)	51т.
Грузоподъёмность	24т.
Объём кузова	101
Длина кузова	23600 мм.
Ширина кузова	3106 мм.



Внутренние размеры вагона: Длина вагона по полу (от стенки до стенки) - 23300 мм, ширина вагона по полу (от стенки до стенки) - 2930 мм,высота вагона (от пола до потолка) - 2820 мм.

1.3 Габариты (ГОСТ 9238-83)

Для безопасного движения поездов необходимо, чтобы локомотивы, вагоны, грузы на открытом подвижном составе, а также следующий по соседним путям подвижной состав могли свободно проходить мимо устройств и сооружений, расположенных вблизи пути, не задевая их. Это требование обеспечивается габаритами.

Существует целое множество габаритов как индивидуальных, так и совмещенных: совмещенный габарит приближения строений и подвижного состава СТ; габарит подвижного состава Т, 1-Т, 1-ВМ, 0-ВМ, 02-ВМ и 03-ВМ; габарит приближения строений С, Сп, 1-СМ и ; габариты погрузки и выгрузки.

Рис. 4 габарит приближения строений С



Рис. 5 статический габарит Т

, это габарит приближения строений на перегонах и железнодорожных станциях при скорости движении от 200 до 250 км/ч включительно.

1 - СМ - габарит приближения строений железных дорог колеи 1435 мм. Допускается применение этого габарита и на участках железных дорог колеи 1520 мм пограничных пунктов, на которых применение габарита приближения строений С экономически затруднено, а габарит 1 - СМ обеспечивает безопасный пропуск эксплуатируемого на этом участке подвижного состава.

Пространство между габаритами приближения строений и подвижного состава обеспечивает безопасные смещения вагонов, возникающие при движении поездов.

Все виды смещения вагона сводятся к четырем группам:

Вызываемые возможными отклонениями в состоянии пути - уширением колеи, упругим обжатием рельсов, перекосами и износом шпал и подкладок, упругой осадкой шпал и балласта и т.п.;

Возникающие при движении вагона динамические колебания; обусловленные зазорами и износами ходовых частей и прогибом рессорного подвешивания от статической нагрузки; выносы частей вагона при движении в кривых.

При габаритных расчетах учитывают только смещения, возможные при отклонениях, допускаемых нормами содержания вагона и пути. Поскольку размеры габарита приближения строений установлены для прямых участков пути, а в кривых имеются дополнительные уширения, выносы вагона в кривых учитывают только в размерах, превышающих имеющиеся уширения этого габарита.

Если пространство между габаритами приближения строений и подвижного состава предназначено для первых трех групп смещений, то устанавливаемый при такой системе учета смещений габарит подвижного состава называется строительным. Если вышеуказанное пространство предусмотрено для первых двух групп смещений, то получаемый при этом габарит называется эксплуатационным габаритом подвижного состава.



ЧАСТЬ 2. Колеса

2.1 Назначение и устройство колёсных пар и их неисправности

Колесные пары предназначены для передвижения кузова вагона с тележками по рельсовой колее, направления движения, перевода поезда с одного пути на другой, для передачи нагрузок (веса) от кузова и тележки на рельсовую колею, восприятия (жестко) всех ударов от неровности пути (стыки, кривые участки пути). В тоже время колесная пара сама жестко воздействует на путь.

Рис. 6 устройство колесной пары

Применяются два типа колесных пар, которые различаются по торцевому креплению буксового узла:

1. РУ1-950 - роликовая унифицированная с торцевым креплением корончатой гайкой;

2. РУ1Ш-950 - с торцевым креплением тарельчатой шайбой.



Рис. 7 Колесная пара РУ1Ш-957 без буксовых узлов ГОСТ 4835-2006 и форма шейки оси. 1-ось 2 -колесо 3-шейка 4-предподступичная часть 5-подступичная часть 6-средняя часть 7-нарезная часть

Колесная пара состоит из оси, двух цельнокатаных колес, двух буксовых узлов.

Ось колеса состоит из:

- средняя часть;

- подступичная часть - на нее одевается ступица колеса;

- предподступичная часть - на нее надевается лабиринтное кольцо буксы;

- шейка оси - на нее надеваются роликовые подшипники буксы;

- торцовой части - для крепления подшипников буксы.

Вагонные колеса различаются:

- по конструкции: а) цельнокатаные, б) бандажные;

- по способу изготовления: а) катаные, б) литые;

-по диаметру - измеренному по кругу катания 950 мм.

При движении по рельсам на колеса действует ряд сложных нагрузок: контактные; ударные; трение от рельсов и тормозных колодок.

В процессе торможения между колесами и колодками создаются силы трения, вызывающие нагрев обода, что способствует образованию в нем ряда дефектов.

Удары колес на стыках рельсов могут вызвать появление трещин в ободе. Условия эксплуатации пассажирских вагонов характеризуется частыми и интенсивными торможениями, в результате чего на поверхности катания колес появляются участки с измененной структурой.

Вагонное колесо имеет обод, диск и ступицу. Ширина обода--130 мм. На расстоянии 70 мм. от внутренней базовой грани, а на поверхности обода находится круг катания, по которому измеряют прокат, диаметр колеса и толщину обода. Ступица колеса в холодном состоянии прочно запрессована на ось. Переход от ступицы к ободу выполнен в форме диска, расположенного под некоторым углом к этим частям, что придает колесу упругость и снижает воздействия динамических сил.

Поверхность катания имеет соответствующий профиль, который соответствует головке рельса.

Для направления при движении по рельсовому пути на колесах имеются гребни. При боковых толчках вагонов и при движении по кривым участкам гребни колес упираются в боковые грани головок рельсов и не допускают схода колесных пар.

В приложении № 5 ПТЭ железных дорог РФ перечислены неисправности колесных пар, при которых не допускается выпускать в эксплуатацию и следованию в поездах железнодорожный подвижной состав. К таким неисправностям относятся трещины в любой части оси колесной пары или трещины в ободе, диске и ступице колеса, при наличии остроконечного наката на гребне колеса, а также при следующих износах и повреждениях колесных пар, нарушающих нормальное взаимодействие пути и подвижного состава:

При скоростях движения свыше 120 км/ч до 140 км/ч:

- прокат по кругу катания у локомотивов, мотор-вагонного железнодорожного подвижного состава, пассажирских вагонов более 5 мм;

- толщина гребня более 33 мм или менее 28 мм у локомотивов при измерении на расстоянии 20 мм от вершины гребня при высоте гребня 30 мм, а у железнодорожного подвижного состава с высотой гребня 28 мм - при измерении на расстоянии 18 мм от вершины гребня;

2. При скоростях движения до 120 км/ч:

- прокат по кругу катания у локомотивов, а также у мотор-вагонного железнодорожного подвижного состава и пассажирских вагонов в поездах дальнего сообщения - более 7 мм, у мотор-вагонного железнодорожного и специального самоходного подвижного состава и пассажирских вагонов в поездах местного и пригородного сообщений - более 8 мм, у вагонов рефрижераторного парка и грузовых вагонов, а также у железнодорожного подвижного состава на железнодорожных путях необщего пользования - более 9 мм;

- толщина гребня более 33 мм или менее 25 мм у локомотивов при измерении на расстоянии 20 мм от вершины гребня при высоте гребня 30 мм, а у железнодорожного подвижного состава с высотой гребня 28 мм - при измерении на расстоянии 18 мм от вершины гребня, у железнодорожного подвижного состава на железнодорожных путях необщего пользования (горнорудных предприятий) - менее 22 мм;

- вертикальный подрез гребня высотой более 18 мм, измеряемый специальным шаблоном;

- ползун (выбоина) на поверхности катания у локомотивов, мотор-вагонного железнодорожного и специального подвижного состава, а также у тендеров паровозов и вагонов с роликовыми буксовыми подшипниками более 1 мм, а у тендеров с подшипниками скольжения более 2 мм.



Рис. 8 неисправности плоскости катания и гребня колеса

2.2 Стандартный профиль катания колеса и его размеры

Стандартный профиль поверхности обода колеса распространяется на колеса для колесных пар тележек грузовых и пассажирских вагонов локомотивной тяги. Он имеет гребень, служащий для направления движения и предохранения от схода колесной пары. Гребень имеет высоту 28 мм, измеряемую от его вершины до горизонтальной линии, проходящей через точку пересечения круга катания с профилем. Угол наклона наружной грани гребня оказывает влияние на безопасность движения, его увеличение повышает устойчивость колесной пары на рельсах и уменьшает износ.

Стандартный профиль имеет конусность рабочей части 1:10, которая обеспечивает центрирование колесной пары при ее движении на прямом участке пути и предотвращает образование неравномерного износа по ширине обода колеса, а также улучшает прохождение кривых участков пути. Вместе с тем, конусность 1:10 создает условия для появления извилистого движения, что неблагоприятно влияет на плавность хода вагона.



Рис. 9 профиль поверхности катания колес для грузовых и пассажирских вагонов

Поверхность профиля катания колеса с конусностью 1:3,5 гораздо реже катится по рельсу, соответственно меньше изнашивается. Благодаря наличию этой конусности и фаски 6 мм х 45° наружная грань приподнимается над головкой рельса обеспечивая безопасный проход стрелочных переводов. Профиль поверхности катания обода для колесных пар пассажирских вагонов, эксплуатируемых со скоростями движения свыше 160 км/ч, имеет горизонтальную площадку между размерами 60,7 до 70 мм, а далее конусности 1:50; 1:10; 1:3,5 и фаску 6 мм х 45°. Наружная грань гребня составляет 65° к горизонтали вместо 60°, как это предусмотрено в стандартном профиле, переходные радиусы закруглений также изменены.

Цилиндрическая часть катания, обработанная в соответствии с горизонтальной частью профиля, исключает извилистое движение колесной пары, а вместе с уменьшенной конусностью до 1:50 рабочей части колеса не допускает ухудшения плавности хода вагона. Увеличение угла наклона наружной грани гребня, совместно с изменением профиля рабочей части поверхности катания колеса, улучшает устойчивость движения колесной пары, способствует уменьшению износа гребня, повышает безопасность движения вагонов скоростных поездов.



2.3 Конструкция подшипников качения на горячей посадке, их назначение. Конструкция буксовых узлов с подшипниками качения на горячей посадке

Внутренние кольца подшипников неподвижно посажены на шейку оси и вращаются вместе с ней, а наружные свободно установлены в корпусе буксы и удерживаются крепительной крышкой. Неподвижность крепления внутренних колец на шейке оси достигается за счет натяга, равного 40 - 70 мкм.

Поэтому монтаж и демонтаж внутренних колец производятся в горячем состоянии при температуре 100 - 120°С, при котором внутренний диаметр кольца становится больше диаметра шейки. Такое закрепление остывших внутренних колец на шейках оси с натягом по классу «тугая подшипниковая» Тп или глухая подшипниковая Гп посадка обычно относится ко всему подшипнику и называется «буксовым узлом с подшипниками на горячей посадке».

Рис. 10 подшипник качения на горячей посадке 1 - наружное кольцо; 2 - ролик; 3 - внутреннее кольцо; 4 - сепаратор

Ролики цилиндрического подшипника (рис. 2, а) 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".

Сепаратор представляет собой кольцо, изготовленное из латуни ЛЦ400Мц3Ж с наличием окон для установки роликов. Для удержания роликов от выпадания из сепаратора производится расчеканка его перемычек.

Буксовые узлы с подшипниками качения делятся на узлы с цилиндрическими и сферическими роликовыми подшипниками. На железных дорогах СНГ применяются буксовые узлы только с цилиндрическими и сферическими роликовыми подшипниками.

Основной буксовый узел современного вагона - это буксовый узел с цилиндрическими роликовыми подшипниками на горячей посадке, которыми оснащаются все типы пассажирских и грузовых вагонов. Весь пассажирский и 80% грузового вагонного парка переведены на буксовые узлы с роликовыми подшипниками.

Рис. 11 буксовый узел грузового вагона

1 - корпус, 2 - передний и 3-задний подшипники, 4 и 5 - лабиринтные уплотнители, 6 - крепежный болт, 7 - уплотнительное кольцо, 8 - крепительная крышка, 9 - шайба, 10 - смотровая крышка, 11- корончатая гайка, 12 - болты крепления, 13 - стопорная планка



Кроме этого, при роликовых подшипниках возможно увеличение скоростей движения поездов и длины безостановочных участков, что приводит к повышению пропускной способности железных дорог и сокращению объема работы по обслуживанию поездов.

Буксовые узлы на подшипниках качения обладают лучшими техническими качествами, чем буксовые узлы на подшипниках скольжения.

Основными требованиями, предъявляемыми к буксовым узлам, являются: безотказность и долговечность работы в существующих условиях эксплуатации в течение установленных сроков службы, небольшая собственная масса; взаимозаменяемость и унификация деталей; простота выполнения монтажа и демонтажа узлов при ремонте и хорошая герметизация буксового узла.

Рис. 12 буксовый узел пассажирского вагона

1 - корпус, 2 - передний и 3 - задний подшипники на горячей посадке, 4 - лабиринтное кольцо, 5 - уплотнительное кольцо, 6 - крепительная крышка, 7 - смотровая крышка, 8 - болты, 9 - торцевая шайба, 10 - стопорная шайба, 11- болты

Корпус буксы предназначен для передачи нагрузки от массы вагона на шейку оси, ограничения перемещений колесной пары вдоль и поперек относительно рамы тележки и размещения подшипников.

В корпус буксы закладывают смазку. Конструкция корпуса буксы определяется схемой опоры рамы тележки на буксовый узел и конструкцией лабиринтной части.



ЧАСТЬ 3. Рессорное подвешивание вагонов

3.1 Назначение рессорного подвешивания вагонов. Пружины и листовые рессоры

Рессорное подвешивание вагонов связывает колесные пары с рамой тележки и кузовом и предназначено для уменьшения динамического воздействия пути на вагон и вагона на путь.

Оно состоит из упругих элементов, возвращающих устройств и гасителей колебаний.

Упругие элементы амортизируют толчки и удары от пути движущемуся вагону в вертикальной плоскости, а возвращающие устройства - в горизонтальной плоскости. Гасители колебаний служат для демпфирования колебаний обрессоренных масс вагона с тем, чтобы уменьшить амплитуду колебаний.

В рессорном подвешивании современных вагонов наибольшее распространение получили цилиндрические пружины. Они просты в изготовлении, надежны в работе и хорошо амортизируют вертикальные и горизонтальные толчки и удары. Однако они не могут гасить колебания обрессоренных масс вагона и поэтому применяются только в сочетании с гасителями колебаний.

Пружины широко применяются в вагоностроении, в тележках грузовых и пассажирских вагонов, в ударно-тяговых приборах. Различают пружины винтовые и спиральные. Винтовые пружины изготовляют завивкой из прутков стали круглого, квадратного или прямоугольного сечения. По форме винтовые пружины бывают цилиндрические и конические.



Рис. 13 разновидности винтовых пружин

а - цилиндрические с прямоугольным сечением прутка;

б - цилиндрические с круглым сечением прутка (двурядная); в - конические с круглым сечением прутка; г - конические с прямоугольным сечением прутка

Пружины изготавливают в соответствии с ГОСТ 14959. Опорные поверхности пружин делают плоскими и перпендикулярными к оси. Для этого концы заготовки пружины оттягиваются на 1/3 длины окружности витка. В результате этого достигается плавный переход от круглого к прямоугольному сечению. Высота оттянутого конца пружины должна быть не более 1/3 диаметра прутка d, а ширина - не менее 0,7d.

Цилиндрические пружины в зависимости от нагрузки, воспринимаемой ими, делают однорядными или многорядными. Многорядные пружины состоят из двух, трёх и более пружин, вложенных одна в другую. В двухрядных наружная пружина изготовляется из прутка большего диаметра, но с малым числом витков, внутренняя - из прутка меньшего диаметра и с большим числом витков. Для того чтобы при сжатии витки внутренней пружины не зажимались между витками наружной, обе пружины завивают в разные стороны.

Многорядные пружины позволяют при тех же габаритах, что и у однорядной пружины, иметь большую жёсткость. Широкое применение двухрядные и трёхрядные пружины получили в тележках грузовых и пассажирских вагонов, а также поглощающих аппаратах автосцепных устройств. Силовая характеристика многорядных пружин является линейной.

В некоторых конструкциях двухрядных пружин (например, в тележках 18-578, 18-194) наружные пружины рессорного комплекта выше внутренних, благодаря чему жёсткость подвешивания у порожнего вагона в 3 раза меньше, чем у гружёного.

Характеристиками цилиндрической пружины являются: диаметр прутка d, средний диаметр пружины Д высота пружины в свободном Нсв и сжатом Нсж состояниях, число рабочих витков nр и индекс т. Индексом пружины называется отношение среднего диаметра пружины к диаметру прутка, т.е. т = D/d.

Листовые рессоры применяют в современном подвижном составе редко. Рессоры сочетают в себе свойства упругих элементов и гасителей колебаний. Однако недостатками таких рессор являются большая трудоемкость их изготовления и ремонта, значительная масса, непостоянная сила трения между листами (например, у новых рессор пассажирских вагонов она равна 6-8% статической нагрузки, а в процессе эксплуатации повышается до 20-25%, что нередко приводит к выключению рессор). Листовые рессоры не смягчают горизонтальные толчки.

По форме различают листовые рессоры незамкнутые, и замкнутые. Незамкнутая листовая рессора состоит из нескольких наложенных один на другой листов разной длины, соединенных посередине шпилькой и хомутом. Для устранения бокового сдвига листам часто придают желобчатый профиль. Верхний коренной лист имеет на концах ушки или утолщения. Подкоренной лист (один или два) обрезан под прямым углом, остальные наборные листы рессоры обрезаны по трапеции.

Подвесные листовые рессоры имели наибольшее распространение в нетележечных вагонах, кроме того, их применяли и в тележках четырехосных вагонов. Эти рессоры собраны из нескольких наложенных друг на друга, изогнутых по дуге окружности, постепенно укорачивающихся стальных листов. Посередине листы соединяются шпилькой и прочно насаженным на них (надевается в горячем состоянии) стальным хомутом. Верхний лист, называемый коренным, имеет на концах ушки, которыми рессора шарнирно соединяется с рамой вагона. Лист, прилегающий к коренному листу, называется подкоренным, остальные листы называются наборными.

Рис. 14 Листовые рессоры: а - незамкнутая; б - замкнутая

Изготовляют листовые рессоры преимущественно из желобчатой рессорной стали, профиль которой способствует удержанию листов от перемещения относительно друг друга в поперечном направлении. Кроме желобчатой, используется и плоская полосовая сталь.

Листовая рессора характеризуется размерами в свободном состоянии и под нагрузкой. Расстояние между центрами ушков коренного листа в выпрямленном состоянии называется длиной рессоры. У грузовых вагонов она обычно составляет 1040-1100 мм, а у пассажирских - 1000-1800 мм и реже 2000 мм. Расстояние между центрами ушков коренного листа ненагруженной рессоры называется длиной хорды. Расстояние, измеряемое посередине рессоры, между прямой, проходящей через центр ушков, и верхним (коренным) листом в свободном состоянии рессоры называется фабричной стрелой прогиба. Расстояние от прямой, проведенной через центры ушков коренного листа, до нижней поверхности хомута, которой он опирается на буксу, называется высотой рессоры.

Под действием нагрузки происходит выпрямление рессоры и вследствие этого уменьшение фабричной стрелы. Величина осадки рессоры под грузом, определяемая как разница между фабричной стрелой и стрелой в нагруженном состоянии, называется прогибом. Величина его имеет большое значение для спокойного хода вагона.

3.2 Определение жёсткости и гибкости упругих элементов при параллельном и последовательном соединении

В системе рессорного подвешивания упругие элементы могут соединяться параллельно или последовательно. Так, двухрядные пружины центрального подвешивания грузовой тележки и надбуксового подвешивания пассажирской тележки представляют собой пример параллельного соединения двух пружин - наружной и внутренней, равно как и трехрядные пружины центрального подвешивания пассажирской тележки - пример параллельного соединения трех пружин - наружной, средней и внутренней.

Суммарную жесткость определяют по выражению:

,

где n - количество параллельно соединенных упругих элементов.

Для грузового вагона и надбуксовой ступени пассажирского вагона имеем:

СУ = С1 + С2,



где С1 -- жесткость наружной пружины; С2 -- жесткость внутренней пружины.

В центральной ступени пассажирского вагона:

СУ = С1 + С2 + С3,

где С1 -- жесткость наружной пружины; С2 -- жесткость средней пружины; С3 -- жесткость внутренней пружины.

Соответствующие суммарные гибкости определяют исходя из базового выражения.

Двойное рессорное подвешивание пассажирской тележки необходимо рассматривать как систему последовательно соединенных надбуксовой и центральной ступеней. В этом случае для каждой ступени сначала находят значения СУ и лУ по формулам параллельного соединения упругих элементов, а далее - эти параметры по формуле последовательного соединения упругих элементов:

л У = , CУ = 1/ л У

3.3 Гасители колебаний, их назначение и типы, устройство и принцип действия

Гасители колебаний совместно с упругими элементами объединяются единым понятием - рессорное подвешивание вагона, т.е. они являются второй составляющей частью рессорного подвешивания.

Необходимость наличия гасителей колебаний диктуется тем, что в используемых в качестве упругих элементов цилиндрических пружинах практически отсутствуют силы трения, что при движении вагона по периодически повторяющимся неровностям не исключает явление резонанса, при котором возникающие недопустимо большие амплитуды колебаний кузова на рессорах могут привести к сходу вагона с рельсов. Исключается возникновение резонанса использованием гасителей колебаний, которые ограничивают или гасят амплитуды колебаний вагона или его частей.

По виду диссипативных сил основные конструкции гасителей колебаний в вагонах подразделяются на две группы фрикционные и гидравлические.

Фрикционные гасители колебаний обычно используют в тележках грузовых вагонов благодаря простоте конструкции и надежности в эксплуатации.

Рис. 15 фрикционный клиновой гаситель колебаний тележки модели 18-100

1 - фрикционный клин; 2 - фрикционная планка; 3 - пружины рессорного комплекта; 4 - боковая рама тележки; 5 - надрессорная балка тележки

В тележках пассажирских вагонов используют гидравлические гасители колебаний, которые имеют незначительный вес и более рациональную характеристику, обеспечивая гашение колебаний и плавный ход во всем диапазоне действующих на вагон динамических усилий, чего нельзя сказать о фрикционных гасителях. Устанавливаются гидравлические гасители в центральной ступени рессорного подвешивания вагона.



Рис. 16 гидравлический гаситель колебаний типа КВЗ-ЛИИЖТ

1 - кольцо поршневое; 2 - цилиндр; 3 - направляющая втулка; 4 - кольцо резиновое; 5 - кольцо; 6 - натяжная гайка; 7 - стопорный винт головки; 8 - головка верхняя; 9 - стопорный винт кожуха; 10 - планка стопорная; 11 - сальник каркасный; 12 - обойма; 13 - кожух верхний; 14 - шток; 15 - корпус гасителя; 16 - фланец нижнего клапана; 17 - головка нижняя; 18 - клапан нижний; 19 - втулка металлическая; 20 - втулка резиновая; 21 - шариковый клапан; 22 - клапан верхний; 23 - поршень; 24 - кольцо стопорное; 25 - пружина клапана; 26 - регулировочная втулка; 27 - пружина шарикового клапана; 28 - резервуар

Принцип действия этих гасителей заключается в перемещении вязкой жидкости поршнем через дроссельные отверстия и обратного всасывания ее через клапаны одностороннего действия. При прохождении жидкости через дроссельные отверстия возникает вязкое трение, превращающее механическую энергию колебательного движения вагона в тепловую, которая необратимо рассеивается в окружающее пространство.



Рис. 17 гидравлический гаситель колебаний

При движении поршня 6 вниз (ход сжатия) верхний клапан 7 приподнимается, и жидкость из-под поршневой полости цилиндра перетекает в надпоршневую. Однако вследствие движения штока 1 давление в полости рабочего цилиндра3 повышается и часть жидкости с большим гидравлическим сопротивлением перетекает через дроссельные отверстия нижнего клапана 8 в резервуар 5.

При движении поршня 6 вверх (ход растяжения) верхний клапан 7 закрывается, давление жидкости в надпоршневой зоне полости цилиндра 3 повышается, и жидкость с большим гидравлическим сопротивлением перетекает через дроссельные каналы верхнего клапана 7 в надпоршневую полость. Одновременно в этой полости наступает разряжение, так как объём перетекающей в неё из надпоршневой полости жидкости меньше объёма надпоршневой полости.

Вследствие этого нижний клапан 8 поднимается и часть жидкости засасывается в подпоршневую зону из резервуара 5, заполняя освобождённое штоком 1 пространство. Резервуар 5 гасителя колебаний служит не только ёмкостью для жидкости, вытесняемой штоком 1 из цилиндра 3, но и сборником жидкости, просачивающейся через кольцевой зазор между направляющей втулкой 2 и штоком 1.



ЧАСТЬ 4. Назначение и типы тележек вагонов

Применение тележек в качестве ходовых частей обусловлено необходимостью создания вагонов увеличенной грузоподъемности и с большой базой. В большегрузных вагонах по условиям допускаемых нагрузок от колесной пары на рельсы число колесных пар не может быть ограничено двумя или тремя, а вписывание данного вагона в кривые участки железнодорожного пути без тележек затруднено. Тележки же позволяют вагонам иметь необходимое число колесных пар и благодаря наличию короткой базы проходят кривые участки пути малого радиуса с небольшим сопротивлением движению. При проходе по пути с неровностями кузов тележечного вагона имеет меньшее вертикальное перемещение, чем нетележечного.

Благодаря возможности размещения в тележках нескольких последовательно расположенных ступеней (ярусов) рессор в сочетании с различного рода гасителями колебаний и устройствами, обеспечивающими устойчивость положения кузова, создаются условия для достижения хорошей плавности хода вагона. Конструкция соединения тележек с кузовом позволяет без затруднения выкатить их при необходимости. Это облегчает осмотр и ремонт ходовых частей вагона.

Существует несколько типов тележек вагонов, имеющих следующую классификацию:

- по числу осей;

- по устройству рессорного подвешивания;

- по способу передачи нагрузки от кузова на раму тележки;

- по способу связи рамы тележки с колесными парами и по конструкции рамы.

По числу осей или колесных пар тележки различают двух-, трех- и многоосные. Число осей зависит от массы вагона и перевозимого груза, а также от других факторов, в том числе от прочности пути и мостов.

Двухосные тележки являются наиболее распространенными. Трех- и многоосные тележки применяют под вагонами большой грузоподъемности, в том числе и под транспортерами, служащими для перевозки тяжелых грузов. В восьмиосных вагонах используют двухосные тележки, которые попарно объединяют.

По устройству рессорного подвешивания различают:

- тележки с одинарным рессорным подвешиванием - центральным или буксовым, то есть с одной системой рессор, передающей нагрузку Р колесным парам. Эти тележки применяются почти исключительно в грузовых вагонах;

- тележки с двойным рессорным подвешиванием - центральным и буксовым, через которые последовательно передается нагрузка Р колесным парам. Такие тележки преимущественно применяются в пассажирских вагонах;

- тележки тройного и четырехкратного подвешивания (применяются для некоторых пассажирских вагонов).

По способу передачи нагрузки от кузова на раму тележки различают:

- без центрального рессорного подвешивания, когда кузов опирается на среднюю поперечную балку рамы тележки, жестко связанную с ее боковинами. Этот способ применяется в тележках с буксовым рессорным подвешиванием;

- безлюлечные с центральным подвешиванием, когда кузов опирается на среднюю поперечную (надрессорную) балку, свободно лежащую своими концами на рессорах, расположенных на боковых рамах тележки. Такими являются тележки грузовых вагонов;

- с люлькой, когда кузов опирается на среднюю поперечную (надрессорную) балку люльки. Такое подвешивание позволяет применять все известные упругие элементы и широко используются в тележках пассажирских вагонов.



Рис. 18 схемы передачи нагрузки от кузова на раму тележки

По способу связи рамы тележки с колесными парами различают следующие конструкции:

- рама тележки непосредственно соединена с буксами. Такую конструкцию имеют большая часть тележек грузовых вагонов и некоторые тележки пассажирских вагонов;

- между рамой тележки и буксами расположены упругие элементы. В таком случае необходимы направляющие (челюсти) для ограничения перемещений букс относительно рамы;

- упругие элементы размещены между рамой тележки и балансирами, которые опираются непосредственно на буксы. Балансиры могут быть длинными, опирающимися концами на две буксы, или короткими, располагающимися над каждой буксой. Балансиры являются необрессоренными частями вагона. Поэтому предпочтительны короткие балансиры, при которых, кроме того, меньше изнашиваются корпуса букс и направляющие (челюсти);

- рама тележки опирается на буксы через упругие элементы при отсутствии направляющих - бесчелюстная конструкция. Функции направляющих в этом случае выполняют сами упругие элементы, обладающие достаточной жесткостью в горизонтальной плоскости. Такое подвешивание отличается отсутствием трущихся частей, но оно требует постановки специальных гасителей колебаний и устройства, ограничивающего большие перемещения буксы в горизонтальной плоскости. Бесчелюстное подвешивание имеют почти все тележки пассажирских вагонов железных дорог;

- рама тележки соединена с буксами посредством упругих шарниров и поводковых направляющих, ограничивающих перемещение букс в горизонтальной плоскости. Если трение в шарнирах поводков большое, можно обходиться без гасителей колебаний;

- рама тележки шарнирно соединена с буксой при помощи отлитого заодно с корпусом буксы горизонтального рычага: упругий элемент расположен между буксой и рамой. Такая конструкция смягчает горизонтальные толчки, уменьшает износ гребней колес и улучшает плавность хода вагона. Резинометаллический шарнир может выполнять функции гасителя колебаний. Недостатком этой конструкции является возможное проскальзывание колес по рельсам при коротких рычагах букс вследствие изменения расстояния между колесными парами при колебаниях рамы тележки.

Рис. 19 схемы опоры рамы тележки на буксы

4.1 Конструкции тележки цельнометаллического почтового вагона

Почтовые вагоны оборудуются тележкой марки КВЗ-ЦНИИ тип II.

В зависимости от массы почтового вагона применяют тележки:

- КВЗ-ЦНИИ тип I - устанавливают под вагоны с массой меньше 60 т включительно;

- КВЗ-ЦНИИ тип II - устанавливают под вагоны с массой выше 60 т, но не более 72 т.

Кроме того, тележка типа II, в отличие от тележки типа I имеет особенности конструкции:

- центральное рессорное подвешивание имеет другую конструкцию подвесок. Подвески устанавливают на опорные валики, которые вмонтированы внутрь боковых балок рамы. Для смазки валиков в их крышках предусмотрены масленки. Защита от падения поддона на путь в случае обрыва деталей подвесок осуществляется посредством скоб, охватывающих снизу крюки поддона. У вагонов, вес брутто которых составляет 70т, пружины центрального подвешивания выполнены четырехрядными;

- Рама тележки и надрессорная балка усилены и, в связи с другим устройством центрального рессорного подвешивания, имеют незначительные конструктивные особенности.

Эти тележки имеют одинаковую конструкцию, но внешне их можно различить по количеству гидравлических гасителей колебаний: на тележке типа I - два гасителя (по одному с каждой стороны), на тележке типа II - четыре (по два с каждой стороны).

Рис. 20 тележка вагона КВЗ-ЦНИИ

1 - тормозная колодка;

2 - буксовое рессорное подвешивание;

3 - скользун;

4 - подпятник;

5 - рама;

6 - букса;

7 - центральное рессорное подвешивание;

8 - гаситель.

Рама тележки через буксовые пружины и шпинтоны связана с буксовыми узлами и колесными парами, а связь с надрессорной балкой осуществляется через гидрогасители и продольные поводки ЦЛП, которые удерживают балку в среднем (центральном) положении.

Надрессорная балка опирается на комплекты пружин ЦЛП, установленные в поддонах, которые в свою очередь подвешены к раме тележки с помощью шарнирно-маятниковой люльки.

В буксовом подвешивании под каждую наружную пружину устанавливается не одно, а два резиновых кольца.

В ЦЛП применяются двухзвеньевые сочлененные подвески в которых и тяга и серьги имеют возможность смещаться в поперечном направлении. В качестве упругих элементов используются трехрядные пружины. В предохранительное устройство ЦЛП состоит из 4-х болтов, проходящих через 3-х рядные пружины.



Рис. 21 тележка КВЗ - ЦНИИ



Заключение

В ходе выполненной контрольной работы мы разобрали следующие вопросы:

- Классификацию вагонов, назначение почтового цельнометаллического вагона.

- Определение технико-экономических параметров вагонов и как в частности их величины для почтового вагона.

- Согласно ГОСТ 9238-83 г. Определения габарита подвижного состава и габарита приближения строений, типы габаритов вагонов, виды смещений, учитываемых при вписывании вагона в габарит.

- Назначение и устройство колёсных пар, осей, цельнокатанных и бандажных колёс. Неисправности колёсных пар. Стандартный профиль катания колеса, его основные размеры. Назначение конусностей на поверхности катания колеса.

- Конструкцию подшипников качения на горячей посадке. Назначение и конструкцию буксовых узлов с подшипниками качения на горячей посадке с торцевым креплением гайкой (шайбой).

- Назначение рессорного подвешивания вагонов. Конструкцию и силовые характеристики пружин и листовых рессор. Определение жёсткости и гибкости упругих элементов при параллельном и последовательном соединении.

- Назначение и типы тележек вагонов и как в частности почтового вагона.

По ходу контрольной работы текст поясняется чертежами.



Литературный список

1. Быков Б.В. Конструкция тележек грузовых и пассажирских вагонов. - М.: Маршрут, 2004 г.

2. ГОСТ 9238 - 83 г. «Габариты железнодорожного подвижного состава и приближения строений».

3. Лукин В.В., Анисимов П.С., Федосеев Ю.П. Вагоны. Общий курс: Учебник для вузов ж/д трансп. / Под ред. В.В. Лукина. - М.: Маршрут, 2004.

4. Углев Д.В. Устройство и эксплуатация почтовых вагонов. - Екатеринбург, 2007 г.

Размещено на Allbest.ru

...