Четырехосный крытый грузовой вагон

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Нижегородский филиал

Кафедра «Нетяговый подвижной состав»

Курсовой проект

по дисциплине:

«Конструирование и расчет вагонов»

по теме:

«Четырехосный крытый грузовой вагон»

0360-пВ-1067.КРВ.КП.00.00.01.

     _______________

       (отметка о зачёте)

Рецензент:                                                        Студент:

___________  (Шилов М.В.)                     ___________   (Мыцков А.В.)

     (подпись)                                                                          (подпись)

______________________                                      ____________________

    (дата)                                                                                 (дата)

Нижний Новгород 2009 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1	Исходные данные и задание на проектирование	2
2	Назначение и роль проектируемого вагона в системе грузооборота страны	4
3	Расчетная часть	5
3.1.	Выбор технико-экономических параметров вагона	5
3.2.	Определение линейных размеров вагона	5
3.3.	Выбор прототипа для проектирования и уточнение линейных размеров вагона	6
3.4.	Проверка вписывания вагона в габарит	6
4	Подбор параметров конструкций частей вагона	10
5	Расчет на прочность оси колесной пары	13
6	Расчет на прочность боковой рамы тележки ЦНИИ-Х3 на вертикальную нагрузку	22
7	Анализ технико-экономических показателей спроектированного четырехосного крытого вагона	28
	Список литературы	30

1   

2  ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ КРЫТОГО ЧЕТЫРЕХОСНОГО ГРУЗОВОГО ВАГОНА

-  колея 1520 мм;

-  габарит по ГОСТ 9238;

-  нагрузка от оси на рельсы до 23,25 тс;

-  скорость движения 33 м/с;

-  автосцепка СА-3;

-  тележки типовые ЦНИИ-Х3 с буксами на подшипниках качения;

-  тормоз автоматический и ручной;

-  рычажная передача с авторегулятором;

-  режимный переключатель, выведенный на обе стороны вагона;

-  грузоподъемность вагона 67 т.

                          ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Разработать курсовой проект четырехосного крытого грузового вагона.

При разработке учесть конструктивные особенности:

а)  обрешетка кузова вагона металлическая, сварной конструкции с обшивкой из металла

б) крыша вагона металлическая или из листов высокопрочных алюминиевых сплавов, на крыше предусмотрены люки для загрузки зерна;

в)  вагон должен иметь:

   - боковые двери,  обеспечивающие перевозку зерна без применения хлебных щитов;

   -  запоры дверей, исключающие применение проволочных закруток;

   -  четыре зерновых верхних люка;

   -  две разделки в крыше для печных труб;

   - типовое несъемное настенное оборудование, применяемое для людских перевозок;

г) прочность и устойчивость вагона, его узлов и деталей должны отвечать действующим нормам расчета и проектирования для вагонов железных дорог колеи 1520 мм. 

2  НАЗНАЧЕНИЕ И РОЛЬ  ЧЕТЫРЕХОСНОГО КРЫТОГО ГРУЗОВОГО ВАГОНА В СИСТЕМЕ ГРУЗООБОРОТА СТРАНЫ

Данный вагон предназначен для перевозки штучных, тарно-штучных, насыпных, пакетных грузов, требующих укрытия и защиты от атмосферных осадков, а так же может использоваться для перевозки людей, сопровождающих или охраняющих грузы. Четырехосный крытый грузовой вагон является универсальным, поэтому его кузов обязательно должен иметь боковые раздвижные двери, обеспечивающие перевозку зерна и других насыпных грузов без применения щитов; боковые люки с вентиляционными решетками крышками; верхние люки для погрузки насыпных грузов. Дверные проемы  боковых дверей должны позволять производить погрузочно-разгрузочные операции с использованием универсальных автопогрузчиков. Для людских перевозок  вагон должен иметь две разделки в крыше для печных труб и типовое несъемное оборудование.

Роль крытых грузовых вагонов в системе грузооборота страны огромна: перевозочная работа  в вагонах такого типа, отнесенная к общему грузообороту в вагонах составляет 32,8%, для обязательных грузов и 42,8 % для возможных грузов.

3   РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Выбор технико-экономических параметров.

Определяем необходимый геометрический полный объем кузова по формуле:

                                                   V = P V_уд.опт  ,                                                          (1)                         

где,  P – грузоподъемность вагона, тс;

        V_уд.опт = 2,1 м³/тс – удельный оптимальный объем кузова.

V = 67 • 2,1 = 140, 7 м³.

3.2.  Определение линейных размеров кузова вагона.

Исходя из геометрического полного объема  кузова рассчитаем внутреннюю длину вагонного кузова по формуле:

                                                     ,                                                          (2)

где, F_к – площадь поперечного сечения кузова, заполняемая грузом, м².

Определим  F_к исходя  из внутренней ширины 2 В_вн и внутренней высоты кузова вагона Н_вн, которые целесообразно принимать максимальными в пределах принятого  габарита подвижного состава и учитывая, что внутренняя ширина кузова не должна превышать 2760 мм.

     Принимаем для проектирования габарит 1-ВМ (О-Т).

Определим Н_вн:

Н_вн = 3200 мм;

                                                  2 В_вн = 2760 мм,

тогда

                                                       F_к = 2 В_вн • Н_вн ,                                              (3)

F_к = 2,76 • 3,2 = 8,84 м².

По формуле (2) определяем внутреннюю длину кузова вагона:

3.3. Выбор прототипа для проектирования вагона и уточнение линейных размеров.

По предварительно определенным параметрам  P, V, H_вн, 2В_вн, 2L_вн принимаем прототип для проектирования четырехосный крытый металлический вагон с уширенными дверными проемами модели 11-260 производства ОАО «Алтайвагон», имеющий следующие параметры [2, стр8]:

-  габарит по ГОСТ 9238 – 1ВМ (О-Т);

-  полный объем кузова – V = 140 м³;

-  внутренняя ширина кузова – 2В_вн = 2770 мм;

-  внутренняя длина кузова - 2L_вн = 15600 мм;

-  максимальная высота кузова внутри – H_{max вн}= 3388 мм;

-  высота кузова внутри по боковой стене – Н_вн.б.с = 3050 мм;

-  полная высота вагона – Н = 4674 мм;

-  база вагона 2L – 12240 мм;

-  масса вагона m_т – 26 т;

-  грузоподъемность вагона Р – 67 т;

-  количество осей вагона m₀ – 4;

-  нагрузка от оси колесной пары на рельсы Р₀ – 228 кН;

-  полная ширина вагона 2В – 3260 мм;

-  длина вагона по концевым балкам рамы 2L – 15750 мм;