Файл: Реферат 2 Введение 3 Формулировка основных моментов технических требований на проектируемый полувагон 5.docx

³. Такой объем был недостаточен для полного использования грузоподъемности вагона.

Кроме того, деревянная обшивка ненадежна в эксплуатации, часто повреждается при погрузочно-разгрузочных операциях, а иногда загорается при перевозке не полностью остывшего груза. Поэтому при модернизации вагона она заменяется металлической.

В период 1958 - 1967 гг. строились шестиосные цельнометаллические универсальные полувагоны грузоподъемностью 94 т с кузовом объемом 106 м³, длиной по осям автосцепок 16 400 мм, спроектированные по габариту 1-Т. Они оборудованы 16 разгрузочными люками в полу и торцовыми двустворчатыми дверями, открывающимися внутрь кузова. Крышки и их запоры взаимозаменяемы с аналогичными узлами полувагонов других типов. Кузов установлен на двух-, трехосных тележках.

Производство таких вагонов прекращено, поскольку более перспективными оказались восьмиосные полувагоны.

Проводились исследовательские и опытно-конструкторские работы по применению в узлах полувагонов алюминиевых сплавов. Так, Уральским вагоностроительным заводом были созданы опытные универсальные четырех- и шестиосные полувагоны с кузовами из высокопрочных алюминиевых сплавов. Четырехосный полувагон имеет стены и раму кузова, изготовленные из прессованных алюминиевых профилей. Крышки люков изготовлены из стали. Тара такого вагона на 3 т меньше, чем у типового серийного вагона при тех же линейных размерах. Для шестиосного полувагона был использован алюминиево-магниевый сплав марки АМг6. Это позволило снизить его тару на 3,4 т и повысить грузоподъемность на 3 т.

Общие требования

Выбор основной конструкционной схемы кузова вагона

Четырехосный универсальный полувагон грузоподъемностью 69 т (модель 12-196-01) предназначен для перевозки сыпучих, крупнокусковых, длинномерных и других грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков.

По климатическим условиям вагон изготавливается в исполнении «У» по ГОСТ 15150-69. Вагон строится на базе четырехосного полувагона грузоподъемностью 75 тонн, в котором имеются 14 разгрузочных люков в полу и открывающимися внутрь торцевыми дверьми.

Полувагон цельнометаллический имеет сварную раму и кузов с обшивкой стен из листа с периодическими гофрами.

Несущие элементы полувагона и обшивка изготавливаются из низколегированной стали марок 09Г2Д, 09Г2СД и 10ХНДП ГОСТ 19281-73 и ГОСТ 19282-73.

---

Стойки и верхний пояс боковых стен кузова выполнены из гнутых профилей, нижняя обвязка - из прокатного уголка 160х100х9 мм.

Рама полувагона включает в себя хребтовую балку из двух типов зетов №31, две шкворневые балки коробчатого сечения, две концевые, четыре поперечные промежуточные балки двутаврового типа и две продольные поддерживающие балки.

Предусмотрены увязочные кольца для крепления штучных грузов и наружные лестницы. Погрузка сыпучих и кусковых грузов производится сверху из бункеров, грейферными кранами, экскаваторами и т.д.

Выбор конструкционных материалов

Детали и узлы вагона должны быть такими, чтобы обеспечивалась их безотказная работа в эксплуатации. Прочностные свойства и надежность вагона в эксплуатационных условиях при различных видах воздействий обеспечиваются применением соответствующих материалов с использованием технологических процессов изготовления, упрочнения и ремонта. Для изготовления деталей полувагона, тележки и автосцепки из проката должны применяться низколегированная сталь по ГОСТ 19281-89, а также углеродистые и легированные стали ГОСТ 14959-79. Прокат из низколегированной стали должен быть мартеновского способа производства марки 09Г2Д. Допускается применение стали марок 09Г2 по согласованным заказчиком чертежом. Стальные литые детали должны изготавливаться из низколегированных сталей по ГОСТ 977-88, ГОСТ 21357-87, содержащие марганец и ванадий, что способствует повышению динамической прочности и возрастанию долговечности деталей. Согласно нормам и ТУ 24.050.406-82 при изготовлении литых деталей рекомендуется использовать стали 20ФЛ, 20ГЛ, 20ГТЛ, 20ГФЛ, 20Г1ФЛ.

---

2. Расчет линейных размеров и определение основных параметров полувагона

Основными параметрами являются: грузоподъёмность Р, тара Т, осность _, площадь пола . линейные размеры, статическая и погонные нагрузки. Для сравнения параметров между собой пользуются параметрами, представляющими отношения этих величин: удельная площадь пола f_y, коэффициент тары k_Т, осевая и погонная нагрузки.

Правильный выбор параметров обеспечивает наименьшие затраты на перевозки грузов и пассажиров. Так как вагоны имеют длительный срок службы, то вновь проектируемые конструкции должны удовлетворять не только современным, но и перспективным условиям эксплуатации.

Определение параметров грузовых вагонов следует вести в следующем порядке:

1. 
   установить оптимальный удельный объем пола;
   
2. 
   установить коэффициент тары;
   
3. 
   определить грузоподъёмность вагона;
   
4. 
   установить геометрический объём кузова;
   
5. 
   определить линейные размеры вагона.
   

Выбор оптимального удельного объёма

В связи с тем, что в универсальных вагонах при перевозке различных грузов не всегда удаётся полностью использовать геометрический объём кузова или грузоподъёмность, для них устанавливают оптимальные значения удельных объёмов. При установлении оптимальных удельных объёмов основным критерием является минимальная себестоимость перевозок.

График зависимостей технического коэффициента тары , погрузочного коэффициента тары и себестоимости перевозки грузов от величины удельной площади приведены на рис. 1. Принимая минимальные значения себестоимости перевозок , можно определить оптимальное значение коэффициентов.

---

Рисунок 2 - График зависимости параметров 4-осных полувагонов.

- технический коэффициент тары вагона:

Одним из основных факторов, влияющих на величину грузоподъёмности вагона, является допускаемая осевая нагрузка p₀. Возможные осевые нагрузки вагонов определяются на основе прочности пути, которая, в свою очередь зависит от грузонапряжённости железных дорог.

Исходные данные:

m₀ = 4 - осность вагона

Р = 69 т. = 676.89 кН - грузоподъемность

Т = 25 т = 245.25 кН - тара

g = 9.81 м/с² - ускорение свободного падения

- Т габарит

На основании исходной величины грузоподъемности и осности вагона, осевая нагрузка определяется по формуле, кН
= (2.1)
Осевая нагрузка не должна превышать 245 кН, 230.54<245, что удовлетворяет условию.

Определяем вес брутто кузова:
(2.2)
где =4,880 - масса тележки, т.

Определим массу брутто:
(2.3)




Определяем вес кузова
(2.4)
где =1,2 - масса автосцепного устройства, т;

---

=0,50 - масса тормозного оборудования, т.



Определение линейных размеров.

Определяем внутреннюю длину вагона:

Определение внутренней длины вагона
, (2.5)
где - площадь поперечного сечения, м^2. Исходя из габарита 1-Т
(2.6)





Определение наружной длины полувагона
, (2.7)
где - толщина торцевой стенки вагона, .

Определение наружной ширины вагона
, (2.8)
где: - толщина боковой стены, м.

Определение общей длины полувагона
, (2.9)
где - вылет автосцепки (расстояние от концевой балки рамы до оси сцепления автосцепок).

---