Четырехосный крытый грузовой вагон, страница 3

Металлическая обшивка боковых стен кузова сварная и состоит из трех поясов: нижнего – 5 мм; среднего – 3 мм и верхнего – 2,5 мм. Верхняя обвязка изготовляется из гнутого уголка, промежуточной обвязки – из П-образного профиля, поддверной пояс - из z-образного профиля. С рамой боковые стены соединены продольными боковыми балками, а с крышей – обвязкой. На внутренние металлические поверхности стен наносится полимерный материал, толщиной 5 – 6 мм.

Дверные створки состоят из каркаса, обшитый снаружи металлическими листами, передвигаются вдоль боковых стен с помощью роликов. Верхняя обвязка створок имеет уголковый профиль, вертикальная полка которого заходит в направляющий паз П – образного наддверного бруса, что обеспечивает   направление движения и фиксацию верхней части двери в вертикальном положении. Самоуплотнение дверей обеспечивается за счет прижатия дверной обвязки к порогу и  дверным стойкам под действием давления сыпучего груза на панели дверей. Торцевые стены состоят из каркаса и наружной обшивки. Верхняя обвязка стен выполнена из специально гнутого профиля, к которому крепиться фрамуга. Средние стойки изготовлены из П-образных профилей и снизу связаны с концевой балкой с помощью сварки. Внутренняя поверхность стен так же  напылена полимерным материалом.

Крыша кузова цельнометаллическая, сварной конструкции с четырьмя загрузочными люками и двумя печными разделками, выполненными в крышках крайних люков. К верхним обвязкам боковых и торцевых стен крыша прикреплена болтами, что позволяет снять ее целиком при выполнении ремонтных работ. Материалом для изготовления рамы и кузова служит сталь 0,9 Г2Д  ГОСТ 10855-86.

Тележки для проектируемого вагона назначаем типовые, применяемые на грузовых вагонах ЦНИИ-Х3 модели 18-100 с расчетной конструкционной скоростью 120 км/ч (33,3 м/с). Подвешивание центральное безлюлечное, одноступенчатое. Соединение рам тележки и буксовых узлов жесткое – через челюсти. Рессорное подвешивание состоит из двух комплектов, каждый из которых может в зависимости от грузоподъемности вагонов иметь 5,6 или 7 двухрядных цилиндрических пружин и два фрикционных клиновых гасителя  колебаний. В нашем случае тележка имеет по 7 двухрядных цилиндрических пружин с каждой стороны. Боковые рамы и надрессорная балка литые, из стали марок 20 ФЛ или 20 ГФЛ ГОСТ 977-88.

Рессорные комплекты изготовлены из рессорно-пружинной стали марок 60С2, 65С2 или 60С2А и 60С2ХФА. Колесные пары, применяемые в тележках типовые – РУ1Ш-950.

Масса одной тележки 4680 кг.

Автосцепные устройства для вагона назначаем типовые – СА-3, обеспечивающих автоматическое сцепление вагона с подвижным составом, а при необходимости маневровых работ толканием, возможность работы «на буфер», то есть без сцепления. Расцепление обеспечивается через ручной привод без захода человека в межвагонное пространство.  

Поглощающие аппараты для вагона назначением пружинно-фракционные, шестигранного типа, модели Ш6-ТО-4. Они имеют следующие основные параметры:

-  энергоемкость 40 – 90 кДж;

-  сила сопротивления при сжатии 2 мН;

-  полный ход аппарата 120 мм.

Для обеспечения вагона тормозными средствами назначаем следующий комплекс устройств:

- воздухораспределитель типа 483-000М, прямодействующий, с бесступенчатым режимами отпуска и тремя режимами торможения: груженый, средним и порожним;

-  авторегулятор грузовых режимов торможения № 265-А1;

-  авторегулятор тормозной рычажной передачи № 574-Б;

- тормозной цилиндр № 188-Б, диаметром 356 мм и максимальным ходом поршня 240 мм;

-  запасной резервуар типа Р7-78, объем 78 л.

Кроме того, вагон обязательно оборудуется стояночным тормозом с приводом от штурвала ручного вращения.

5  РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ОСИ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ

Ось колесной пары вагона в эксплуатации испытывает знакопеременные деформации. Число циклов нагружения оси за срок ее службы весьма велик при вероятностной характеристики самой нагруженности.

По нормам расчета и конструирования вагонов расчет новой оси колесной пары производится уточненным методом с учетом стационарности режима ее загружения. В качестве критерия оценки прочности оси принимается величина коэффициента запаса ее усталостной прочности. Коэффициент запаса усталостной прочности «n» определяется по выражению:

Этот коэффициент показывает: во сколько раз предел выносливости оси  при круговом изгибе больше эквивалентных напряжений  в расчетном сечении, т.е. напряжений, представляющих собой амплитуду условного стационарного режима нагружения, действие которого по опасности разрушения такое же, как действительного нестационарного   режима.

Оценку прочности оси будем производить по 4 расчетным сечениям:

I-I – по шейке оси в плоскости внутренней кромки заднего роликового подшипника; 

II- II – по шейке оси в плоскости начала задней галтели;

III - III – по подступичной части оси в плоскости круга катания колеса;

IV – IV – в средней части оси.

Условие прочности оси имеет вид:

n ≥ [n],

где  [n] – допускаемое значение коэффициента усталостной прочности оси.

Расчет оси будем вести в следующем порядке:

1.  Определение напряжений в расчетных сечениях оси от вертикальной статической нагрузки и минимальных коэффициентов перегрузки оси;

2.  Определение напряжений от расчетной нагрузки и максимальных коэффициентов перегрузки оси в тех же сечениях;

3.  Определение коэффициента запаса прочности оси и сравнений его с допускаемым.

Вертикальная статическая нагрузка, действующая на шейку оси груженого вагона с учетом коэффициента использования грузоподъемности вагона:

                                          (10)

где  = + = 26 • 67 = 93 т = 93 • 103 кг – масса вагона,

  = 4 – количество осей,