Требования, предъявляемые к вагонам. Назначения вагона и его основные узлы. Кузов пассажирского вагона с хребтовой балкой

Вспомогательные: силы инерции при торможении вагона, усилие распора сыпучих или жидких грузов, силы взаимодействия колеса с рельсом, силы воздействия рычажной тормозной передачи.

Рисунок 7 – Схема приложения сил на вагон

1.4.1. Вертикальная статическая нагрузка

где – осевая нагрузка, = 230 кН

– число осей в вагоне, = 4.

 кН

1.4.2. Динамическая нагрузка

где  – коэффициент вертикальной динамики;

где  – среднее значение коэффициента вертикальной динамики;

    – параметр распределения, для пассажирских вагонов =1,0;

– доверительная вероятность, =0,97.

Среднее значение=

где   – коэффициент равный для кузова, =0,05;

в – коэффициент учитывающий осность тележки, в=1;

 – конструктивная скорость, =45 м/с;

 – статический прогиб, =0,2 м;

кН

1.4.3. Боковые силы

Центробежная сила:

где  – коэффициент учитывающий величину непогашенного центростремительного ускорения кривой, для грузовых вагонов,

=0,1

Ветровая нагрузка:

где  – удельное давление ветра на боковую стену кузова, = 0,5 кН/м²;

F – площадь боковой проекции кузова вагонов, F= 90,365 м²

 кН.

1.4.4. Продольные нагрузки задаются нормами для

          расчета вагонов на прочность и не определяются.

Для I  режима нагружения (при трогании поезда с места.)

 МН (+250 т.с)  

Для II режима нагружения(движение пассажирского вагона в грузовом поезде на расчетном подъеме )

 МН (-150 т.с) –

Для III режима (движение поезда с максимальной скоростью)

 МН (+100 т.с)

1.4.5. Силы инерции при торможении вагона.

где  – коэффициент учитывающий темпы замедления вагона при торможении, при плановом торможении, =0,2.

 

Вопрос 5 – Материалы, применяемые для изготовления

                         вагонов, и допускаемые напряжения

1. Пассажирские вагоны изготовляются из следующих материалов:

1.1.  Рама кузова и его каркас – из низколегированных сталей 09Г2С по ГОСТ19281.

Характеристики: предел текучести – = 310 МПа, предел прочности – = 450 МПа, относительное удлинение – =20%.

1.2. Металлическая обшивка стен и крыш – коррозионностойкая низколигировання сталь 10ХНДП по ГОСТ 19281.

Характеристики: предел текучести –  =350 МПа; предел прочности –  =480 МПа;

относительное удлинение – =20%.

Также допускается использование углеродистых сталей Ст3СП5 по ГОСТ 535 или ГОСТ 380; Ст5СП5

Характеристики: предел текучести –  =255 МПа; предел прочности –  =310 МПа.

1.3. Литые детали тележек (рамы, надрессорные балки), а также детали 1 группы автосцепного устройства (корпус автосцепки, упоры, тяговый хомут) – изготавливают из низколегированных сталей марок: 20ГЛ, 20ГФЛ, 20ГФТЛ.

Характеристики:=310…350 МПа;  =450…500 МПа;  =19-21%.

1.4. Пружины, рессоры – из легированных сталей марок 55С2 или 60С2.

Характеристики:= 700…800 МПа; =1000 МПа.

1.5. На остальные детали (вагонные оси – сталь ОсВ, сталь ОсЛ; колеса, подшипники) материал будет приведен при рассмотрении их конструкции.

2.  Допускаемые напряжения являются критерием для оценки несущей способности деталей вагонов. Они задаются «нормами» и зависят от режима работы деталей, марки сталей и вида деформаций возникающих в деталях от внешней нагрузки.

Для кузова вагона изготовленного из низколегированных марок сталей, при расчете по I режиму нагружения:

 МПа.

Для III режима :

 МПа.

Для ходовых частей вагона рассчитываем только в динамическом режиме нагружения  МПа.

Деталь не разрушится, если соблюдается условие , где  – эквивалентные напряжения в расчетном сечении детали от всех эксплуатационных нагрузок;

 – допустимые напряжения.

Вопрос 6 – Колесные пары

Колесные пары предназначены для направления вагона по рельсовому пути и восприятия всех нагрузок, передающихся от вагона на рельсы и обратно.

Все колесные пары состоят из оси 1 и двух колес 2. типы основные размеры и технические условия на изготовление вагонных колесных пар определяются Государственными стандартами.

Рисунок 5 – Колесная пара.

Тип колесной пары определяется типом оси и диаметром колес. Для вагонов магистральных железных дорог шириной колеи, кроме вагонов электроподвижного состава (ГОСТ 4835-80), выпускаются два типа колесных пар:РУ1Ш-950, III-950. Кроме того, в эксплуатации находятся еще три типа стандартных колесных пар постройки до 1959 и до 1964гг: РУ1-950, РУ-950, РУ-1090. под пассажирские вагонах подкатывают колесные пары типа        РУ1Ш-950. со следующими характеристиками: тип оси –РУ1Ш ;

диаметр колеса –950 мм;

тип подшипников на колесной паре–качения.

Требования к колесным парам: обладать достойной прочностью, износостойкостью, иметь небольшую массу для снижения тары вагона и уменьшения динамического воздействия строения пути, а также обладать некоторой упругостью для смягчения динамических сил, возникающих при движении вагона.

Вагонная ось это элемент колесной пары, на котором укрепляются колеса. В качестве материала для изготовления вагонных осей применяются: для вагонов основных типов сталь ОсВ, для вагонов электропоездов – сталь ОсЛ. Гарантийный срок эксплуатации осей установлен 8,5 лет, а срок службы – 15лет.

Вагонные колеса различают:

– по конструкции– цельнокатные и бандажные, состоящие из колесного центра, бандажа и предохранительного кольца;

– по способу изготовления – катаные и литые;

– по диаметру, измеренному по кругу катания –950 и 1050 мм.

Колеса грузовых пассажирских вагонов изготавливают, из одной марки стали следующего химического состава: углерода 0,50-0,65; марганца 0,50-0,90; кремния 0,20-0,42; серы не более 0,04 и фосфора не более 0,035%. Содержание хрома, никеля и меди в колесной стали предусматривает