Характеристика конструкции вагона и его рессорного подвешивания. Расчет параметров гасителя колебаний в условиях хода по неровности. Проверка устойчивости конструкции от опрокидывания. Оценка на прочность кузова под действием вертикальных нагрузок.
Аннотация к работе
МПС РФ "Уральская государственная академия путей сообщения" Пояснительная записка к курсовому проекту на тему: "Проектирование специализированного грузового полувагона (модель 12-4004)" по дисциплине: "Конструирование и расчет вагонов"Полувагоны предназначены для перевозки каменного угля, руды, леса, щепы, металлопроката, а также других сыпучих и штучных грузов, не требующих защиты от атмосферных воздействий. Имеются два основных вида конструкции полувагонов: универсальные - с торцевыми открывающимися внутрь вагона дверями и разгрузочными люками в полу и специальные - с глухим кузовом (без дверей и люков) для перевозки только сыпучих грузов в замкнутых маршрутах с разгрузкой на вагоноопрокидывателях. Повышение эффективности полувагонов достигалось увеличением их грузоподъемности и, особенно, погонной нагрузки. Крюковский завод строит с 1983 г. полувагоны с усиленными концевыми балками рамы кузова, позволяющими устанавливать буфера (для возможности использования таких вагонов в странах, подвижной состав которых не оборудован автосцепкой). Конструкция такого вагона представляла собой полувагон с люками в полу, торцовыми и боковыми дверями и конусообразной крышей, состоящей из двух половин, опускавшихся вдоль боковых стен.Рессорный комплект тележки /1, стр.176/ состоит из семи двухрядных пружин, расположенных под каждым концом надрессорной балки. Рассчитываем статическую нагрузку на одну пружину: , (3.1.) где: Р-грузоподъемность, Р=63т.; Находим число рабочих витков пружины: (3.8.) где: G - модуль сдвига, G=8* Н/м . По числу рабочих витков определяем число полных витков пружины: nп = np 1,5=7 (витков). В этом случае однорядную пружину заменяют многорядной с меньшим диаметром прутков и пружин, что особенно выгодно, когда пружины воспринимают переменную динамическую нагрузку и могут разрушаться от усталости.Кузов рассматривается как одномассовая система, деформации пути не учитываются. Рассмотрим вынужденные колебания подпрыгивания проектируемого вагона, при движении его по неровностям 4 типа: , (4.1.) где: h - высота неровностей, h=0,005м; реакция гидравлических гасителей колебаний, равна нулю так как рассматриваем консервативную систему (без гидравлических гасителей колебаний). Неровности рельсовых путей определяются как среднее смещение по вертикали точек контакта с колесами вагона. Для определения средней амплитуды неровностей под колесами вагона используем графический метод.При движении вагона по кривому участку пути на него действует центробежная сила Нц, которая при неблагоприятном сочетании с ветровой нагрузкой Нв и поперечными инерционными силами от боковых колебаний кузова на рессорах, создает опрокидывающий момент. Устойчивость вагона от опрокидывания наружу кривой характеризуется коэффициентом поперечной устойчивости: , (6.1.) где Рд - полная динамическая нагрузка от колеса на наружный рельс; Статическая нагрузка на одну сторону колес вагона находится по формуле: , (6.2.) где Р - грузоподъемность, Р = 63 т.; Полная динамическая нагрузка от колес на наружный рельс определяется по формуле: , (6.3.) где Нцк и Нцт - равнодействующие центробежных сил кузова и тележки; Для расчета принимаем боковые силы в соответствии с нормами расчета вагонов на прочность.Передние колеса тележек вагонов при движении по кривым, а часто и на прямых участках пути набегают гребнями на боковые грани головок рельсов. Место контакта гребня с головкой рельса находится впереди от вертикального радиуса колеса (рис. Если горизонтальная сила динамического давления колеса на головку рельса Рб велика, а вертикальная Рв мала, то гребень колеса не будет скользить по головке рельса. 7.1, б), при дальнейшем движении гребень накатится на головку рельса и произойдет сход. Чтобы гребень скользил вниз по головке рельса, т.е. колесо не вкатывалось на головку рельса, необходимо соблюдать условие устойчивости: , (7.1.) где Ку - коэффициент запаса устойчивости колеса;Поэтому при расчете надо учитывать массы элементов кузова, которые даны в табл.8.1 /4, стр.43/. не учитывают силы взаимодействия поперечных балок с продольными элементами по оси Х ввиду небольших перемещений узлов по оси Х и недостаточной погонной жесткости поперечных балок относительно вертикальной оси (EJZ / l). Считают линейные связи по оси Х между поперечными балками и продольными элементами (хребтовой балкой и нижней обвязкой) рамы отсутствующими; не учитывают сопротивление изгибу нижней обвязки боковой стены в горизонтальной плоскости, т.к. в случае поворота узла вокруг оси Z изгибающие моменты в нижней обвязке намного меньше изгибающих моментов в поперечных балках. На основании сделанных допущений кузов можно представить в виде схемы, в которой боковая стена опирается через вертикальные линейные связи на хребтовую балку.
План
Содержание
Реферат
1. Состояние вопроса по проектируемому типу вагона
2. Описание конструкции вагона с приведением необходимых конструктивных схем частей кузова (рамы, боковых стен, крыши, торцевых стен и т.д.)
3. Расчет характеристики рессорного подвешивания вагона: статического прогиба, гибкости, жесткости, геометрических размеров
4. Определение требуемого коэффициента сопротивления (относительного трения) гасителя колебаний из условия плавности хода вагона по неровности
5. Расчет параметров гасителя колебаний, исходя из требуемых коэффициентов сопротивления
6. Проверка устойчивости вагона от опрокидывания
7. Определение усилий, действующих на колесную пару в кривой и проверка запаса устойчивости колесной пары
8. Расчет на прочность кузова от действия вертикальных нагрузок
9. Вписывание вагона в габаритное условие прохождения сортировочных горок
Цистерна, коэффициент относительного трения, рессорное подвешивание, статический прогиб, гаситель колебаний, устойчивость от опрокидывания, колесная пара, метод сил, вписывание в габарит.
В курсовом проекте рассмотрены следующие вопросы: 1. Состояние вопроса по проектируемому типу вагона.