Тяговый хомут 6 предназначен для передачи растягивающего усилия поглощающему аппарату. Он представляет собой раму, на которой размещены упорная плита и поглощающий аппарат. В головной части хомута имеется отверстие для клина 8. Клин соединяет корпус автосцепки с тяговым хомутом 6 и передает последнему растягивающее усилие.
Упорная плита 7 упряжного устройства предназначена для передачи сжимающих усилий от корпуса автосцепки поглощающему аппарату 5 и растягивающих усилий от последнего через передний упор 9 раме кузова вагона.
Поглощающий аппарат УВЗ-95-УВЗ разработан для грузового четырехосного подвижного состава и относится к аппаратам эластомерного типа.
Тормозное оборудование
Пневматическая часть тормозного оборудования (рис. 10) включает в себя тормозную магистраль (воздухопровод) б диаметром 32 мм с концевыми кранами 4 клапанного или шаровидного типа и соединительными междувагонными рукавами 3; двухкамерный резервуар 7, соединенный с тормозной магистралью б отводной трубой диаметром 19 мм через разобщительный кран 9 и пылеловку -- тройник 8 (кран 9 с 1974 г. устанавливается в тройнике 5); запасный резервуар 11; тормозной цилиндр 1; воздухораспределитель № 483 м с магистральной 12 и главной 13 частями (блоками); авторежим № 265 А-000; стоп-кран 5 со снятой ручкой.
Рис. 10 - Схема тормозного оборудования грузового вагона
Авторежим служит для автоматического изменения давления воздуха в тормозном цилиндре в зависимости от степени загрузки вагона -- чем она выше, тем больше давление в тормозном цилиндре. При наличии на вагоне авторежима рукоятка переключателя грузовых режимов воздухораспределителя снимается после того, как режимный переключатель воздухораспределителя будет поставлен на груженый режим при чугунных тормозных колодках и средний режим при композиционных тормозных колодках. У рефрижераторных вагонов авторежима нет. Запасный резервуар имеет объем 78 л у четырехосных вагонов с тормозным цилиндром диаметром 356 мм и 135 л у восьмиосного вагона с тормозным цилиндром диаметром 400 мм.
Зарядка резервуара 7, золотниковой и рабочей камер воздухораспределителя запасного резервуара 11 производится из тормозной магистрали 6 при открытом разобщительном кране 9. При этом тормозной цилиндр через главную часть воздухораспределителя и авторежим 2 сообщен с атмосферой. При торможении давление в тормозной магистрали понижается через кран машиниста и частично через воздухораспределитель, который при срабатывании отключает тормозной цилиндр 1 от атмосферы и сообщает его с запасным резервуаром 11 до выравнивания давления в них при полном служебном торможении.
Тормозная рычажная передача грузовых вагонов выполнена с односторонним нажатием тормозных колодок (кроме шестиосных вагонов, у которых средняя колесная пара в тележке имеет двустороннее нажатие) и одним тормозным цилиндром, укрепленным на хребтовой балке рамы вагона болтами. В настоящее время в опытном порядке некоторые восьмиосные цистерны без хребтовой балки оборудуются двумя тормозными цилиндрами, от каждого из которых усилие передается лишь на одну четырехосную тележку цистерны. Это сделано для упрощения конструкции, облегчения тормозной рычажной передачи, уменьшения силовых потерь в ней и повышения эффективности работы тормозной системы.
Тормозная рычажная передача всех грузовых вагонов приспособлена к использованию чугунных или композиционных тормозных колодок. В настоящее время все грузовые вагоны имеют композиционные колодки. При необходимости перехода с одного типа колодки на другой необходимо изменить лишь передаточное число тормозной рычажной передачи путем перестановки валиков затяжки и горизонтальных рычагов (в более близко расположенное к тормозному цилиндру отверстие при композиционных колодках и, наоборот, при чугунных колодках). Изменение передаточного числа связано с тем, что коэффициент трения у композиционной колодки примерно в 1,5-1,6 раза больше, чем у чугунных стандартных колодок.
В тормозной рычажной передаче четырехосного грузового вагона (рис. 11) горизонтальные рычаги 4 и 10 шарнирно соединены со штоком б и кронштейном 7 на задней крышке тормозного цилиндра, а также с тягой 2 и авторегулятором 3 и с тягой 77. Между собой они соединены затяжкой 5, отверстия 8 которой предназначены для установки валиков при композиционных колодках, а отверстия 9-- при чугунных тормозных колодках.
Рис. 11 - Схема (а) и конструкция рычажной передачи четырехосного грузового вагона
2. ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВАГОНА
Основными параметрами вагона являются: грузоподъемность, тара, осность, объем кузова или площадь пола, линейные размеры, статическая и погонная нагрузки. Для сравнения вагонов между собой пользуются параметрами, представляющими отношение этих величин, правильный выбор которых 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 грузоподъемности вагона
Одним из основных факторов, влияющих на величину грузоподъемности вагона, является допускаемая осевая нагрузка. Возможные осевые нагрузки вагонов определяются на основе прочности пути, которая, в свою очередь, зависит от грузонапряженности железных дорог.
На основании исходной величины осевой нагрузки и осности вагона, грузоподъемность вагона определяется по формуле
(2.1)
где - вес брутто, кН;
- заданная осевая нагрузка, кН;
- количество колесных пар в вагоне, =4;
- технический коэффициент тары вагона, определяемый по графикам, =1.16.
Запишем формулу в следующем виде:
= (2.2)
Левая часть данного равенства по условию задания остается величиной постоянной, а величины слагаемых в правой части можно изменять, оставляя неизменной их сумму.
Определение линейных размеров вагона
Зная удельный объем и определив грузоподъемность вагона P, можно вычислить внутренний объем кузова V:
(2.3)
При малых колпаках, которые имеют современные цистерны, объем котла V, вычисленный по формуле (2), необходимо увеличивать на 2-3% для обеспечения возможности уширения кузова при повышении температуры. Таким образом, объем котла будет равен
(2.4)
Внутренняя длина цистерн определяется по формуле:
,(2.5)
где - площадь поперечного сечения кузова (котла), заполненного грузом, м
Площадь поперечного сечения котла цистерны определяется по формуле
(2.6)
где - внутренний диаметр котла, м;
Для определения внутреннего диаметра котла цистерны используем формулу
(2.7)
Для дальнейших расчетов внутренний диаметр котла цистерны следует принимать кратным 200 мм и меньше ширины габаритной рамки примерно на 300-400 мм. Значит, принимаем диаметр котла, равный 2,800 м.
.
Для проектируемого вагона устанавливаем наружные размеры кузова.
Наружная длина кузова определяется как:
(2.8)
где - толщина торцовой стены кузова, = 0,01 м;
Наружная ширина кузова:
(2.9)
где - внутренняя ширина габарита ()
- толщина боковой стенки кузова, = 0,09 м;
Ширина вагона в дальнейшем уточняется посредством вписывания его в заданный габарит подвижного состава.
Общая длина вагона или длина вагона по осям сцепления составляет:
(2.10)
где - вылет автосцепки, то есть расстояние от концевой балки рамы до оси сцепления автосцепок (для четырехосных и шестиосных вагонов, цистерн и платформ = 0,610 м);
Вычислив длину рамы, можно определить базу вагона:
, (2.11)
где - коэффициент, определяющий соотношение между длиной рамы и базой вагона из условия равенства выносов концевой и внутренней частей вагона в кривых участках пути при вписывании двухосного вагона в габарит подвижного состава;
Длина консольной части вагона определяется по формуле
(2.12)
Из условия размещения автосцепного оборудования на раме вагона длина консоли не должна быть менее 1500 мм. Кроме того, желательна проверка на вписывание тележки под консольную часть вагона. В этом случае минимальная длина консольной части определяется, исходя из условия отсутствия выхода частей тележки из-под консоли вагона:
, (2.13)
где - база двухосной тележки (=1,85 м);
- диаметр колеса (= 0,95 м);
- высота гребня колеса (= 0,028 м);
Поскольку данное неравенство выполняется, то можно говорить о том, что проверка на вписывании под консольную часть вагона прошла, и линейные размеры мы определили верно, длину консоли принимаем равной вычисленной.
В дальнейшем линейные размеры вагонов, принятые или вычисленные по вышеприведенным формулам, уточняются путем вписывания вагона в габарит.
3. ВПИСАНИЕ ВАГОНА В ГАБАРИТ
При проверке вписывания проектируемого грузового вагона в заданный габарит в данной курсовой работе определяют строительное и проектное очертание в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Строительное очертание подвижного состава - это поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, получаемое уменьшением габарита подвижного состава, наружу которого не должна выходить ни одна часть вновь построенного вагона в ненагруженном состоянии при прохождении на прямом горизонтальном пути и при совмещении его продольной вертикальной серединной плоскости с осью пути.
Проектное очертание подвижного состава (вагона) - это поперечное, перпендикулярное оси пути очертание, имеющее размеры, уменьшенные, по сравнению с размерами строительного очертания, на величину плюсовых допусков, внутри которого должны находится все расположенные в рассматриваемом сечении элементы конструкций проектируемого вагона, имеющие номинальные размеры.
Пространство между габаритами приближения строений и подвижного состава обеспечивает безопасные смещения подвижного состава (вагона), возникающие при его движении.
Величина горизонтальных ограничений зависит от места расположения по длине подвижного состава рассматриваемого поперечного сечения. В качестве направляющих сечений четырехосных грузовых вагонов следует принимать сечения по оси пятников кузова вагона.
Вписывание верхней части вагона в габарит
Максимально допускаемые строительные размеры подвижного состава получают путем уменьшения поперечных размеров соответствующего габарита подвижного состава с каждой стороны на величины необходимых ограничений (поперечных смещений подвижного состава при вписывании в кривую расчетного радиуса с учетом наибольших допускаемых разбегов и износов деталей его ходовых частей),мм, определяемых по формулам:
- ограничение направляющих поперечных сечений вагона
(3.1)
- внутреннее ограничение поперечных сечений вагона, расположенных между направляющими сечениями по середине базы, при;
(3.2)
- наружное ограничение поперечных сечений вагона, расположенных снаружи его направляющих сечений, при;
(3.3)
где s - максимальная ширина колеи в кривой расчетного радиуса, s = 1465 мм;
s - максимальная ширина колеи в прямой, s =1528 мм;
d - минимальное расстояние между наружными гранями предельно изношенных гребней колес, d = 1410 мм;
0,5(s - d) - максимальный разбег изношенной колесной пары между рельсами (смещение из центрального положения в одну сторону), мм;
q - наибольшее возможное поперечное перемещение из центрального положения в одну сторону рамы тележки относительно колесной пары(вследствие зазоров в буксовом узле и узле соединения рамы тележки с буксой ), q = 4 мм;
w - наибольшее возможное поперечное перемещение из центрального положения в одну сторону кузова относительно рамы тележки(вследствие зазоров и упругих колебаний в узле сочленения кузова и рамы тележки), w = 52 мм;
2l - расстояние между шкворневыми (основными) сечениями вагоны (база вагона), 2l = 7,01 м;
n - расстояние от рассматриваемого поперечного сечения вагона до ближайшего основного сечения, м;
k - величина, на которую допускается выход подвижного состава, проектируемого по габаритам 0-ВМ, 02-ВМ, 03-ВМ и 1-ВМ (в нижней части), за очертание этих габаритов в кривой радиуса R = 250 м, k = 0 мм;
- величина дополнительного поперечного смещения в кривой расчетного радиуса R (R = 200 м - для габаритов Т, 1-Т и верхней части 1-ВМ, R = 250 м - для габаритов 0-ВМ, 02-ВМ, 03-ВМ и нижней части 1-ВМ) тележечного подвижного состава, = 0,5р2 = 0,5 * 1,852 = 1,71 мм;
-коэффициент, зависящий от величины расчетного радиуса кривой (R=200 м - для габаритов Т, 1-Т и верхней части 1-ВМ, R = 250 м - для габаритов 0-ВМ, 02-ВМ, 03-ВМ и нижней части 1-ВМ), = 2 мм/м;
- половина принятой на железных дорогах РФ величины увеличения расстояния между осями путей на перегонах (в расчетной кривой R = 200 м при вписывании вагонов в габариты Т, 1-Т, верхней части 1-ВМ или величина геометрического смещения середины (внутрь кривой) и концов (наружу кривой) расчетного вагона (2L = 24 м, 2l = 17 м) в кривой R = 200 м при вписывании вагонов в габариты 0-ВМ, 02-ВМ, 03-ВМ и нижней части 1-ВМ), = 0;
- дополнительные ограничения внутреннего и наружного сечений вагона, имеющее место только у очень длинных вагонов (как правило, с базой более 17 м), и определяемые из условия вписывания в кривую радиуса R = 150 м; для короткобазных вагонов эти коэффициенты заведомо отрицательны и могут не определяться; ;