Конструкция универсальной платформы вагона

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Введение

Железнодорожный транспорт занимает ведущее место среди всех видов транспорта нашей страны. Для его нормальной деятельности необходимы соответствующее развитие и взаимная слаженность в работе всех звеньев - отраслей. Вагонное хозяйство со своей основой - вагонным парком - является одной из главных отраслей железнодорожного транспорта.

Общими задачами по дальнейшему развитию конструкций грузовых вагонов всех типов является: увеличение погонной нагрузки вагона как главного средства повышения провозной способности железных дорог; увеличение грузоподъемности вагона, снижение коэффициента тары за счет изыскания более прогрессивных конструктивных решений узлов и вагонов в целом и использования более прочных коррозионностойких сталей и алюминиевых сплавов. вагон осевой грузоподъемность колесный

Рассматриваются оптимальные значения осевых нагрузок. В соответствии с заданием в данном курсовом проекте была спроектирована конструкция универсальной платформы на основе модели 13-4012 с осевой нагрузкой 230 кН. В процессе проектирования был произведен выбор основных параметров проектируемого вагона, произведена проверка вписывания в габарит 1-ВМ. Выполненный габаритный расчет показал, что безопасная эксплуатация проектируемого вагона в данном габарите обеспечена. Так же в данном курсовом проекте было произведено аналитическое описание конструкции универсальной платформы с дерево - металлическим настилом пола и выполнен расчет оси колесной пары условным методом. При проектировании тележки было проанализировано влияние осевой нагрузки на напряженное состояние оси колесной пары. Анализ результатов расчета свидетельствует о том, что конструкция оси колесной пары соответствеут условиям прочности.

1. Выбор основных параметров проектируемого вагона

1.1 Определение грузоподъемности вагона

Грузоподъемность вагона определяется по формуле:

, (1.1)

где р0 - осевая нагрузка, р0 = 220 кН;

m0 - число осей вагона, m0 = 4;

kт - технический коэффициент тары, для полувагона Кт = 0,3;

g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/c2.

Тогда в результате имеем

т.

1.2 Определение массы вагона

Масса вагона (тара) определяется по формуле:

Т = kтР, (1.2)

где kт - коэффициент тары, kт=0,3

Р - грузоподъёмность.

Тогда

Т = 0,3 69 = 20,7 т.

1.3 Определение массы груженого вагона

Масса груженого вагона (брутто) определяется по формуле:

mбр = Р + Т, (1.3)

mб р = 69 + 20,7 = 89,7 т.

1.4 Определение массы брутто кузова

Масса брутто кузова определяется по формуле:

, (1.4)

где mт - масса тележки, mт = 4,88 т.

Тогда

т.

1.5 Определение площади кузова и его внутренних размеров

Площадь пола и внутренние размеры платформы определяется по формуле:

, (1.5)

где - оптимальная удельная площадь платформы,= 0,52 м2/т.

Тогда

F = 0,52 69 = 35,88 м2.

Внутреннюю ширину кузова платформы 2Вв с целью обеспечения возможно большей погонной нагрузки принимают максимальной в пределах заданного габарита подвижного состава. Для платформы, спроектированной по габариту 1-ВМ, 2Вв = 2,76 м.

Внутренняя длинна кузова определяется по формуле:

(1.6)

Тогда в результате имеем

м.

1.6 Наружные линейные размеры вагона

Наружная ширина кузова определяется по формуле:

, (1.7)

где б - расстояние от внутренней поверхности кузова до наиболее выступающей части бортов, б = 0,185м.

Тогда в результате имеем

2Вн = 2,76 + 20,185 = 3,13 м.

Длина рамы определяется по формуле:

2LP = 2LB + 2•?Т, (1.8)

где ?Т - расстояние от внутренней поверхности торцевого борта до концевой балки рамы, ?Т = 0,05 м.

2LP = 13 + 2•0,05 = 13,1 м.

База вагона определяется по формуле:

, (1.9)

в результате имеем

м.

Длинна консольной части определяется по формуле:

, (1.10)

Тогда м.

Общая длинна вагона определяется по формуле:

2Lоб = 2LР + 2а, (1.11)

где а - вылет автосцепки, а = 0,61 м,

Тогда в результате имеем 2Lоб = 13,1 + 20,61 = 14,32 м.

1.7 Статическая и погонная нагрузка на вагон

Статическая нагрузка на вагон Pст определяется по формуле:

, (1.12)

где л - средний коэффициент использования грузоподъемности, л=0,8;

Р - грузоподъёмность, Р=69 т.

Тогда имеем

кН.

Погонную нагрузку нетто () и брутто () определяем по следующим формулам

, (1.13)

, (1.14)

тогда получаем

кН/м.

кН/м.

2. Проверка вписывания вагона в габарит 1-ВМ

2.1 Исходные данные

Верхнее очертание габарита 1-ВМ показано на рисунке 2.1.

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Рисунок 2.1 Верхнее очертание габарита 1-ВМ

Параметры вагона:

? грузоподъемность - Р=0,69 МН;

? длина рамы вагона - 2Lp=13,1 м;

? длина консоли - lk=1,905 м;

? база ?2l=9,29м;

? ходовые части ? тележка типа 18-100.

Параметры тележки:

? общая гибкость комплекта рессорного подвешивания - т=125 мм/МН;

? база - Р=1,85 м.

При проектировании вагона по габариту 1 - ВМ значение отдельных величин, входящих в формулу для определения ограничений полуширины вагона (Ео, Ев, Ен), для верхнего очертания габарита, принимают следующими:

S=1541 мм;

SП=1526 мм;

d=1489 мм;

K=0 мм;

K1=0,625р2=2,14 мм;

K2=2,5 мм;

K3=180 мм;

q=3 мм;

w=28 мм.

Величина суммарного статического понижения для обреcсоренных частей кузова вагона определяется по формуле:

, (2.1)

тогда получаем

мм

Конструктивно - технологические отклонения допускаемые при постройке вагона:

а) В горизонтальной плоскости:

? для верхней части кузова Ет=23 мм;

? для нижней части кузова Ет=13 мм.

б) В вертикальной плоскости:

? для верхней части кузова т=30 мм;

? для нижней части кузова т=10 мм.

2.2 Определение горизонтальных поперечных размеров строительного очертания кузова вагона

Максимально допускаемая ширина строительного очертания вагона Н над уровнем верха головки рельса определяется по формуле:

, (2.2)

где В- максимальная полуширина строительного очертания вагона на рассматриваемой высоте Н, мм;

В0- полуширина соответствующего габарита подвижного состава на той же высоте, мм;

Е- ограничение полуширины вагона для одного из рассматриваемых сечений: направляющего, внутреннего и наружного, мм.

Ограничение полуширины для сечений:

? основного (направляющего)

(2.3)

? внутреннего, при

(2.4)

? крайнего наружного, при

(2.5)

где s - максимальная ширина колеи в кривой расчетного радиуса, мм;

d - минимальное расстояние между наружными гранями предельно изношенных гребней колес, мм;

0,5(s - d) - максимальный разбег изношенной колесной пары между рельсами, мм;

q - наибольшее возможное поперечное перемещение из центрального положения в сторону рамы тележки относительно колесной пары;

w ? наибольшее возможное поперечное перемещение из центрального положения в сторону кузова относительно рамы тележки, мм;

2l - расстояние между шкворневыми сечениями вагона, м;

n - расстояние от рассматриваемого поперечного сечения вагона до ближайшего основного сечения, м;

К - величина, на которую допускается выход подвижного состава, проектируемого по заданному габариту, за его очертание в кривой R=250 м, мм;

К1 - величина дополнительного поперечного смещения в кривой расчетного радиуса (R=200 м -для верхней части габарита, R=250 м - для нижней части габарита) тележечного подвижного состава, мм;

К2 - коэффициент, зависящий от величины расчетного радиуса кривой (R=200 м - для верхней части габарита, R=250 м - для нижней части габарита);

К3 - половина принятой на железных дорогах величины увеличения горизонтального расстояния между осями путей на перегонах в расчетной кривой R=200 м при вписывании вагона в заданный габарит в верхней части; или величина геометрического смещения середины и концов расчетного вагона в кривой R=200 м в нижней части заданного габарита, мм;

, ? дополнительные ограничения внутреннего и наружного сечений вагона, имеющие место только у очень длинных вагонов, проектируемых по заданному габариту, и определяемые из условия вписывания в кривую радиуса R=150 м.

Для верхнего очертания габарита 1 - ВМ:

, если мм;

, если мм;

, если мм;

при 72 мм.

где при ,

при .

Тогда

, т.е. ,

т.е. .

Таким образом, получаем

мм;

мм;

Таким образом, полуширина кузова верхнего очертания равна Ео=57 мм,

Ев=57 мм, Ен=80,37 мм.

Тогда ширина строительного очертания для верхнего габарита составит:

? в основном и внутреннем сечениях:

2В1=2В2=2(1675 - 57)=3236 мм;

2В3=2(1700 - 57)=3286 мм;

2В4=2(1700 - 57)=3286 мм;

2В5=2(1600 - 57)=3086 мм;

2В6=2(1400 - 57)=2686 мм;

2В7=2(1160 - 57)=2206 мм.

? в наружном сечении:

2В1=2В2=2(1675 - 80,37)=3189,26 мм;

2В3=2(1700 - 80,37)=3239,26 мм;

2В4=2(1700 - 80,37)=3239,26 мм;

2В5=2(1600 - 80,37)=3039,26 мм;

2В6=2(1400 - 80,37)=2639,26 мм;

2В7=2(1160 - 80,37)=2159,26 мм.

2.3 Определение вертикальных размеров строительного очертания кузова вагона

Вертикальные размеры габарита подвижного состава поверху являются одновременно и максимальными размерами строительного очертания проектируемого вагона по высоте, которые он может иметь в ненагруженном состоянии, то есть

 (2.9)

где - вертикальный размер строительного очертания вагона для i-й

точки габарита подвижного состава, мм,

- высота i-й точки габарита подвижного состава над уровнем

верха головки рельсов, мм.

Тогда

Н4=3850 мм;

Н5=4250 мм;

Н6=4500 мм;

Н7=4700 мм.

Наименьшие допускаемые вертикальные размеры строительного очертания вагона понизу, которые он может иметь в загруженном состоянии при наличии нормируемых максимальных износов ходовых частей, измеряемых в вертикальном направлении, получают путем увеличения вертикальных размеров габарита подвижного состава понизу на величину возможного в эксплуатации статического параллельного понижения вагона, то есть

, (2.10)

где ? суммарное статическое параллельное понижение для соответствующего элемента вагона, мм,

Н1=430+113=543 мм;

Н2= Н3=1160+113=1273 мм.

2.4 Определение горизонтальных поперечных размеров проектного очертания кузова вагона

Ширина проектного очертания вагона на некоторой высоте Н над уровнем верха головки рельса определяется по формуле:

(2.11)

где -конструктивно-технологические отклонения, допускаемые при постройке вагона, в горизонтальной плоскости, мм; для верхней части кузова , для нижней части кузова

Тогда, ширина проектного очертания:

? в основном и внутренних сечениях:

2b1=2b2=3236 - 26=3210 мм;

2b3=3386 - 26=3260 мм;

2b4=3386 - 46=3240 мм;

2b5=3086 - 46=3040 мм;

2b6=2686 - 46=2640 мм;

2b7=2206 - 46=1960 мм.

? в наружном сечении:

2b1=2b2=3189,26 - 26=3163,26 мм;

2b3=3239,26 - 26=3213,26 мм;

2b4=3239,26 - 46=3193,26 мм;

2b5=3039,26 - 46=2993,26 мм;

2b6=2639,26 - 46=2593,26 мм;

2b7=2159,26 - 46=2113,26 мм.

Горизонтальная габаритная рамка проектного очертания кузова вагона на уровне рамы показана на рисунке 2.2

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Рисунок 2.2 Горизонтальная габаритная рамка

Окончательную ширину вагона будем выбирать по наименьшему поперечному сечению, равному 2bH=3213,26 мм, то есть для наружного сечения.

2.5 Определение вертикальных размеров проектного очертания кузова вагона

Вертикальные размеры верхнего очертания определяются по формулам:

? поверху

(2.12)

? понизу

(2.13)

где - конструктивно-технологические отклонения, допуcкаемые при постройке вагона в вертикальной плоскости, мм; для верхней части кузова , для нижней части кузова

Тогда вертикальные размеры:

? поверху

H4=3850 - 30=3520 мм;

H5=4250 - 30=4220 мм;

H6=4500 - 30=4470 мм;

H7=4700 - 30=4670 мм.

? понизу

H1=547+10=557 мм;

H2= H3=1277+10=1287 мм.

2.5.1 Вертикальная габаритная рамка определяет наибольшие размеры рассматриваемого поперечного сечения проектного очертания вагона

Вертикальная габаритная рамка проектного очертания показана на рисунке 2.3.

Сравнение контура проектного очертания вагона с контуром поперечного сечения проектируемого вагона (рисунок 2.3) свидетельствует о том, что проектируемый вагон вписывается в габарит 1-ВМ

Рисунок 2.3 Вертикальная габаритная рамка проектного очертания кузова вагона для внутреннего (наружного) сечения

3. Описание конструкции кузова

Платформы предназначены для перевозки колесных пар и гусеничной техники, грузов в ящичной упаковке, контейнеров, металлоконструкций, длинномерных и других народнохозяйственных грузов, не требующих укрытия и зашиты от воздействия атмосферной среды. Платформы, как и все другие типы грузовых вагонов, разделяются на универсальные и специализированные. К универсальным платформам относятся четырехосные платформы с боковыми и торцовыми бортами, шарнирно связанными с рамой.

Рисунок 3.1 Универсальная четырехосная платформа с комбинированным настилом пола

Универсальная четырехосная платформа модели 13-4012 (рисунок 3.1) спроектирована по габариту 1-ВМ и предназначена для эксплуатации по железным дорогам стран СНГ колеи 1520 мм и реконструированным дорогам колеи 1435 мм. Ее характеристика приведена в таблице 3.1. Кузов платформы состоит из рамы 2 с комбинированным настилом пола 10, восьми боковых 1 (по четыре на сторону) и двух торцовых 7 бортов. Боковые борта шарнирно закреплены на боковых балках рамы и каждый из них в закрытом положении удерживается тремя клиновыми запорами 3, а торцовые борта - двумя клиновыми запорами.

Для удержания торцовых бортов в горизонтальном положении и использования их при погрузке колесной техники своим ходом на концевых балках рамы установлено по четыре опорных кронштейна 8. Для увязки груза внутри кузова предусмотрены скобы 9, а снаружи - увязочные кольца 5. При перевозке навальных грузов загруженных выше бортов, на боковых балках рамы приварены скобы 4 для установки деревянных стоек.

Таблица 3.1 Технические характеристики платформы типа 13-4012

Показатели
Грузоподъёмность, т	69
Тара, т	20,7
Площадь пола, м2	35,88
База вагона, м	9,29
Длинна, м
по осям сцепления автосцепок	14,32
по концевым балкам рамы	13,1
внутри кузова	13
Ширина, м
максимальная	3,13
внутри кузова	2,77
Высота от уровня головок рельсов, м
максимальная	1,81
до уровня пола	1,32
Коэффициент тары	0,30
Удельная площадь, м2/т	0,52
Нагрузка от колёсной пары на рельсы, кН	220
Нагрузка на 1 м пути, т	6,32
Конструктивная скорость, км/ч	120
Габарит по ГОСТ 9239-83	1-ВМ

Рама кузова сварная. Она состоит из хребтовой 15, двух боковых 13, двух концевых 1, двух шкворневых 2, трех основных 5 и двух промежуточных поперечных 4 балок, которые совместно с вспомогательными продольными балками 3 и 9 служат для поддержания настила пола.

Два двутавра № 70 переменной высоты по длине образуют хребтовую балку 15. Между собой двутавры связаны диафрагмами и упорами автосцепок. Узлы пересечения хребтовой и шкворневых балок усилены надпятниковыми диафрагмами 16. Боковая балка 13 выполнена из двутавра № 30 постоянной высоты по всей длине. С внешней стороны к ней приварены лесные скобы 6 и державки 7 клиновых запоров.

Концевые балки 1 сварные, постоянной но длине высоты и изготовлены из Г-образного листа толщиной 8 мм и элементов его усиления: двух уголков (150x60x6 мм) и четырех ребер, привариваемых с внутренней стороны балки на участках размещения кронштейнов

Шкворневые балки 2 сварные, замкнутого коробчатого сечения, переменной высоты по длине. Они состоят из двух вертикальных (8 мм), верхнего и нижнего горизонтальных листов (10 мм). К нижним горизонтальным листам шкворневых балок приклепаны скользуны 17, а в зонах соединения с хребтовой балкой на болтах установлены пятники 18.

Основные поперечные балки 5 сварные двутаврового сечения, переменной высоты по длине и состоят из вертикального листа (8 мм) и двух горизонтальных (10 мм).

Вспомогательные поперечные 4 и крайние продольные 3 балки, служащие для поддержания настила пола, выполнены из двутавра № 10.

Поперечные балки 4 располагаются в раме ниже уровня пола на высоту вспомогательных продольных балок 3 с тем, чтобы обеспечить расположение их верха в одной плоскости с боковыми и упростить укладку пастила пола. Настил пола комбинированный: металлический 10 в средней части и деревянный 11 по бокам. Доски пола опираются на три продольные балки - 9, 13 и 3. Один конец их заводится в S-образную балку 9, а другой болтами крепится к боковой балке 13 рамы. Со стороны боковых продольных балок доски армируют гнутыми П-образными элементами 14, к которым по длине приваривают увязочные скобы 12. Металлический пол 10 настлан из рифленого листа толщиной не менее 4 мм и шириной 1200 мм. Для крепления тормозного оборудования на раме предусмотрены необходимые кронштейны. Боковые борта платформы высотой 500 мм и длиной 3322 мм выполнены из специально гнутого профиля толщиной 3 мм с широкими продольники гофрами и отбортовками для обеспечения необходимой жесткости. Высот борта определяется расчетами при вписывании платформы в нижнюю зону габарита подвижного состава с учетом движения ее с опущенными бортами. Каждый борт фиксируется в закрытом положении тремя клиновыми запорами (рис. 7.30), которые состоят из петли 2, привариваемой к борту 1, клина 3 с продольным пазом 6, валика 4 и литой державки 5 с упором 7, привариваемой к боковой балке рамы. Когда борт закрыт, клин наводится в нижнем опущенном положении за счет продольного паза 6. В таком положении за нижнюю часть клин 3 удерживается упором 7 литой державки 5, препятствуя повороту борта в сторону его открывания. Чтобы открыть борт, необходимо ударить снизу по выступу клина 3 и поднять нижнюю его часть выше упора 7, после чего повороту клина и открыванию борта ничего не будет препятствовать.



Рисунок 3.2 Клиновой запор продольного борта универсальной платформы

Торцевые борта высотой 400 мм выполнены из холодногнутого листа толщиной 4 мм с продольным гофром и запираются клиновыми запорами конструкции, аналогичной запорам боковых бортов. Высота торцовых бортов выбрана из условия безопасного размещение человека между сцепленными вагонами при откинутых бортах и полностью сжатых поглощающих аппаратах автосцепок. Торцовые борта по концам соединяются с продольными при помощи запоров закидной конструкции. Все несущие элементы рамы изготовлены из низколегированной стали 09Г2Д, а борта - из стали 09Г2Д-2.

4. Расчет на прочность надрессорной балки грузового вагона

Надрессорная балка рассматривается как статически определимая на двух опорах балка. Опорами в вертикальной плоскости являются рессорные комплекты.

Расчетными сечениями балки являются сечения: 1-1 - посередине балки; 2-2 - по краю подпятника; 3-3 - по краю технологического отверстия; 4-4 - возле скользуна; 5-5 - в концевой части.

Рисунок 4.1 Схема приложения расчетных сил к надрессорной балки тележки и положение расчетных сечений

4.1 Определение расчетных сил действующих на балку

Расчетными силами при проектировании надрессорной балки являются: вертикальная статическая Рст; вертикальная динамическая Рд; вертикальная от боковых сил РБ; вертикальная от продольных сил инерции при торможении РИ; продольная сила инерции, возникающая при торможении ТИ. Горизонтальная сила от боковых нагрузок, действующая вдоль надрессорной балки, в расчете не учитывается.

 (4.1)

где РБР - вес вагона брутто, кН,

РБР=m0p0; (4.2)

m0 - осность вагона, m0=4;

р0 - заданная осевая нагрузка, р0=220 кН;

Тогда

РБР=4·220=880 кН.

nT - число 2-осных тележек в вагоне, nт=2;

nнб - число надрессорных балок тележки, nнб=1;

mКП - масса колесной пары, mКП=1,254 т;

mБ - масса буксового узла, mБ=0,074 т;

mрп - масса рессорного подвешивания, mрп=0,338 т;

mр - масса рамы тележки, mр=0,39т ;

g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2;

Тогда

кН,

Вертикальная динамическая сила, кН,

РД=РСТКД, (4.3)

где КД - коэффициент вертикальной динамики,

 (4.4)

- среднее значение КД,

(4.5)

- коэффициент, принимаемый равным 0,1 для обрессоренных частей тележки;

- коэффициент, учитывающий влияние числа осей "n0" в тележке,

(4.6)

Тогда

- скорость движения вагона в соответствии с принятым расчетным режимом. Для III режима дня грузовых вагонов = 33 м/с;

- статический прогиб рессорного подвешивания, м. Для тележек грузовых вагонов = 0,05 м;

- параметр функции распределения. Для грузовых вагонов = 1,13;

Р(КД) - доверительная вероятность, Р(КД) = 0,97.

Тогда среднее значение

значение коэффициента

;

тогда по формуле (5.3)

РД=398·0,43=171 кН.

Вертикальная составляющая от боковых сил, кН,

(4.7)

где HЦ - центробежная сила от веса вагона брутто, кН,

HЦ=ЦМРст; (4.8)

HЦ=0,075·398= 29,85кН,

Ц - коэффициент, учитывающий центробежную силу. Для грузовых вагонов, Ц=0,075;

НВ - давление ветра на кузов вагона, кН,

HВ = F; (4.9)

- удельное давление ветра, = 0,5 кН/м2;

F - площадь боковой проекции кузова на вертикальную продольную плоскость симметрии вагона, F=40 м2;

HВ =0,5·40=20 кН,

hЦ, hВ - вертикальные расстояния от точки приложения силы РБ до точек приложения сил НЦ и НВ соответственно, hЦ=1,983 м, hВ=2,012м;

2b - расстояние между осями скользуна и подпятника, 2b = 0,762 м.

Тогда

кН.

Продольная сила инерции при торможении, кН

Ти=МРбр, (4.10)

где - коэффициент, принимаемый равным 0,2 - при нормальных и повышеннах скоростях движения и отсутсвии соударения.

Ти=0,2·880=176 кН.

Вертикальная от продольных сил инерции

кН

В горизонтальной плоскости расчетной силой является Ти, а в вертикальной плоскости:

при движении по прямому участку пути

Р=Рст+Рд+РИ=398+171+48=617 кН;

при движении в кривой - Р и РБ.

4.2 Изгибающие моменты в сечениях балки

При движении вагона по прямому участку пути:

- в вертикальной плоскости

МВi=RA•li (4.11)

- в горизонтальной плоскости

МГi=ТA•li (4.12)

где li - расстояние от точки приложения реакции RА до рассматриваемого i-го сечения: l1=1,018 м, l2=0,826 м, l3=0,598 м, l4=0,218 м, l5=0,102 м, a=0,256 м, c=0,572 м, d=0,342 м, 2b=0,762 м.

RA, ТА - соответственно вертикальная и горизонтальная реакции в опоре А балки на рессорный комплект, кН;

тогда

RA=0,5•Р=0,5•617 =308,5 кН.

ТA=0,5•ТИ=0,5•176=88 кН.

Тогда по формуле (4.12)

МВ1=RA•l1=308,5 •1,028=314 кНМм;

МВ2=RA•l2=308,5 •0,826=254 кНМм;

МВ3=RA•l3=308,5 •0,598=184 кНМм;

МВ4=RA•l4=308,5 •0,218=67 кНМм;

МВ5=RA•l5=308,5 •0,102=31кНМм.

По формуле (4.13)

МГ1=ТA•l1=88•1,028=89 кНМм;

МГ2=ТA•l2=88•0,826=72кНМм;

МГ3=ТA•l3=88•0,598=52 кНМм;

МГ4=ТA•l4=88•0,218=19 кНМм;

МГ5=ТA•l5=88•0,102=9 кНМм.

При движении вагона по кривому участку пути:

- в вертикальной плоскости

МВ1=RA•l1 - РБ(l1 - a)= 308,5 •1,028 - 65,2• (1,018 - 0,256)=264 кНМм

МВ2=RA•l2 - РБ(l2 - a)= 308,5 •0,826 - 65,2• (0,826 - 0,256)=217 кНМм

МВ3=RA•l3 - РБ(l3 - a)= 308,5 •0,598 - 65,2• (0,598 - 0,256)=162 кНМм

МВ4=RA•l4 - РБ(l4 - a)= 308,5 •0,218 - 65,2• (0,218 - 0,256)=69 кНМм

МВ5=RA•l5 - РБ(l5 - a)= 308,5 •0,102 - 65,2• (0,102 - 0,256)=41 кНМм

- в горизонтальной плоскости - изгибающие моменты останутся такими же что и при движении по прямому участку пути, т.е. МГi=ТA•li.

4.3 Определение геометрических характеристик расчетного сечения 3-3 надрессорной балки с использованием ЭВМ

Рисунок 4.2 Расчетные сечения надрессорной балки тележки грузового вагона с осевой нагрузкой Р0<245 кН

Линейные размеры расчетных сечений для осевых нагрузок 220-244 кН приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 Линейные размеры расчетных сечений

Осевая нагрузка Р0, кН	Номера сечений и толщина их стенок, мм
	1-1	2-2	3-3	4-4	5-5
	д1	д2	д3	д1	д2	д3	д1	д2	д3	д1	д2	д3	д1	д2	д3
220-244	14	24	30	14	25	29	14	23,5	21	14	21	16	14	18	15

Расчет геометрических характеристик выполняем с помощью программы на ЭВМ разработанной на кафедре “Вагоны”, результаты вычислений сводим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 Геометрические характеристики сечений надрессорной балки тележки модели 18-100 грузового вагона

Сеч.	Координата центра тя -жести, 10-2м	Площадь поперечного сечения, Fi, 10-4м2	Момент инерции при изгибе, 10-8м4	Момент сопротивления, 10-6м3
				при изгибе в валокнах
	Х0	Y0		Ix	Iy	верхних	нижних	левых	правых
						WBX	WНX	WЛY	WПY
1-1 2-2 3-3 4-4 5-5	18,19 14,10 14,50 20,20 20,50	22,00 20,90 15,40 8,60 7,20	315,00 297,30 192,80 202,60 185,10	61663,40 65637,40 32814,60 1169,80 6656,00	34430,2 25129,8 17505,7 35096,4 30525,1	3465,4 3378,5 1957,8 1135,2 833,1	2802,0 3129,7 2125,4 1343,9 923,0	1891,7 1794,9 1207,1 1737,4 1489,0	1891,7 1794,9 1207,1 1737,4 1489,0

4.4 Вычисление напряжений в расчётных сечениях балки и сравнение их с допускаемыми

Данная надрессорная балка изготовлена из стали марки 20ГФЛ, допускаемые напряжения для которой [у]=150 МПа.

Нормальные напряжения от вертикальных сил

- в верхних волокнах

; (4.13)

- в нижних волокнах

 (4.14)

где - момент сопротивления i-го сечения балки относительно горизонтальной оси х соответственно для верхних и нажних волокон.

Тогда по формуле (4.13)

по формуле (4.14)

Нормальные напряжения от горизонтальной силы

- в левых волокнах

; (4.15)

- в правых волокнах

, (4.16)

где - момент сопротивления i-го сечения балки относительно вертикальной оси y соответственно левых и правых волокон.

Тогда по формуле (4.15)

по формуле (4.16) получаем такие же числовые значения как для левых волокон, только положительные.

Суммарные однозначные напряжения

(4.17)

Получаем

Суммарные однозначные напряжения в расчетном сечении 3-3 не превышают допускаемые.

4.5 Расчет нормальных напряжений сжатия в подпятнике надрессорной балки

Нормальные напряжения сжатия в подпятнике надрессорной балки определяются по формуле

, (4.18)

где F - площадь сечения колонки, F=330 м2;

з - коэфициент, учитывающий эксцентричность приложения нагрузки при краевом опирании пятника, з=2;

Р - суммарная нагрузка.

Тогда

4.6 Расчет давления, действующего на подпятник

Давление действующее на подпятник находится по формуле

, (4.19)

где Fоп - площадь опоры подпятника

(4.20)

DB, DН - диаметры по внутренней поверхности бурта подпятника и наружной поверхности бурта в зоне шкворневого отверстия, DB=0,302 м, DН=0,090м;

[Руд] - допускаемое удельное давление, [Руд] =6,5 МПа.

5. Определение себестоимости изготовления металлоконструкции кузова платформы

Затраты на материалы определяются по формуле

, (5.1)

где - масса металлоконструкции кузова,

;

- масса тары вагона, ;

- масса тележки, ;

- масса автосцепного устройства, ;

- масса тормозного оборудования, ;

- цена 1т металлопроката, =275 т. р.

Тогда

;

руб.

Затраты, связанные с производством сварочных работ определяются по формуле:

, (5.2)

Поставляя получим руб.

Основная заработная плата производственных рабочих определяется по формуле:

, (5.3)

руб.

Общецеховые расходы определяются по формуле:

, (5.4)

руб.

Общезаводские расходы определяют по формуле:

, (5.5)

Тогда

руб.

Непроизводительные расходы

, (5.5)

руб.

Заводская себестоимость

, (5.6)

руб.

Непроизводственные расходы

, (5.7)

 руб.

Полная заводская себестоимость

, (5.8)

Тогда

руб.

Литература

Пастухов И.Ф., Пигунов В.В. Вагоны /метод. Указания к курсовому и дипломному проектированию. Гомель, 1992. 56с.

Пастухов И.Ф., Лукин В.В., Жуков Н.И. Вагоны /Под ред. Лукина В.В. М.: Транспорт, 1988. 280 с.

Пастухов И.Ф., Пигунов В.В. Проверка вписывания пректируемого вагона в габарит. Ч.1. Гомель, 1983. 32 с.

Пастухов И.Ф., Пигунов В.В. Проверка вписывания пректируемого вагона в габарит. Ч.2. Гомель, 1984. 34 с.

Пигунов В.В. Расчет боковой рамы тележки грузового вагона с использованием ЭВМ /метод. Учебное пособие. Гомель, 1996. 75 с.

Пастухов И.Ф., Пигунов В.В. Расчет элементов ходовых частей и автосцепного устройства. Ч.1. Гомель, 1988. 31 с.

Пастухов И.Ф., Пигунов В.В. Расчет элементов ходовых частей и автосцепного устройства. Ч.2. Гомель, 1988. 31 с.

Вагоны / Под ред. Шадура Л.А. М.: Транспорт, 1980. 431 с.

Пастухов И.Ф., Пигунов В.В., Кошкалда Р.О. Конструкция вагонов: Учебник для колледжей и техникумов ж.-д. транспорта. - 2-е изд. - Маршрут, 2004. - 504с.

Размещено на Аllbest.ru

...