Вписывание вагона в габарит подвижного состава

Линейные размеры вагона и габарит подвижного состава, требованиям которых должен удовлетворять каждый вагон, вновь проектируемый и находящийся в эксплуатации, взаимосвязаны между собой. Габариты накладывают ограничения на линейные размеры вагона, от которых зависит его производительность.

При вписывании вагона в габарит определяется наибольшая ширина строительного очертания вагона на высоте H от уровня головки рельса по формуле:

где 2B_о – ширина соответствующего габарита на той же высоте H;

E (E_о, E_В, E_Н) – одно из ограничений полуширины.

Обычно при вписывании вагонов в габарит ограничения полуширины по длине определяют для трех основных сечений:

E_о – направляющего;

E_В – внутреннего (среднего);

E_Н – наружного (по концевой балке рамы или цилиндрической части котла).

При необходимости размещения выступающих частей (лестницы, двери раздвижные, поручни, шпангоуты) ограничения E_В и E_Н определяются и в промежуточных сечениях.

Определение ограничений осуществляется по формулам:

где S_к – максимальная полуширина колеи в кривой расчётного радиуса;

d_г – половина минимального расстояния между наружными гранями предельно изношенных гребней колёс;

S_к – d_г – максимальный разбег изношенной колёсной пары между рельсами;

q + ω – горизонтальные поперечные смещения из-за износов в узлах пятник-подпятник;

2l – база вагона;

n– расстояние от рассматриваемого поперечного сечения;

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 с радиусом 150 м;

k₁– величина дополнительного поперечного смещения в кривой расчетного радиуса тележечного вагона (для габарита 1-Т k₁ = 2,5*l_Т²);

k₂ –коэффициент, зависящий от расчётного радиуса кривой (R = 200 м для габаритов 0-ВМ, 02-ВМ, 03-ВМ и нижней части 1-ВМ);

k₃ – величина геометрического смещения расчетного вагона в кривой с R = 200 м.

При определении ограничения полуширины по внутреннему сечению, принимаем n = l, а при определении ограничения по наружному сечению принимаем n = n_K.

где n_K – длина консоли;

2L – длина рамы вагона (по концевым балкам).

Для проектируемого полувагона выбраны следующие значения базы и длины по концевым балкам:

2l = 12070 мм;

2L = 19110 мм.

Для вагона габарита 1-Т с тележками с базой 1,85 м значения коэффициентов равны:

S_к – d_г = 26 мм;

q + ω = 31 мм;

k = 0;

k₁= 2,139;

k₂ = 2,5;

k₃ = 180.

Тогда, подставив значения длин и коэффициентов в формулы, получим:

Получаем, что максимальная ширина проектируемого вагона равна 3250,2 мм.

3. Кузов вагона и его составные части (рама , крыша и т.п., основные параметры вагона )

Рис.Общий вид восьмиосного вагона.

Назначение: для перевозки сыпучих, крупнокусковых, штучных и других грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков.

Восьмиосный полувагон грузоподъемностью 125 т, созданный Уралвагонзаводом в содружестве с МИИТ, имеет кузов объемом 140,3 м³, состоящий из двух боковых стен, двух торцовых дверей и плоского пола, образованного рамой и 22 крышками разгрузочных люков.

Рис. Рама кузова восьмиосного вагона (Половина)

Рама кузова состоит из хребтовой балки (1) (два зета и двутавр), двух концевых балок (2) коробчатого сечения, двух шкворневых (4) и восьми промежуточных (3) балок, сваренных из горизонтальных и вертикальных листов.
Верхним листам шкворневых и промежуточных балок придана выпуклая форма с тем, чтобы они возвышались над крышками разгрузочных люков и освобождали их от давления длинномерных грузов (прокат, лес и др.). Для предохранения тележек от попадания на них сыпучих грузов при разгрузке на вертикальных листах шкворневых и над тележечных промежуточных балок приварены специальные планки (7), (9) и (11).
На всех поперечных балках имеются упоры (10) и (12) ограничивающие угол открывания люков. У шкворневых балок упоры (8) совмещены со скользунами.
В зоне приварки вертикальных листов шкворневых балок к стенкам хребтовой балки установлены стальные надпятниковые коробки для придания большей жесткости надпятниковым листам и усиления соединения стенок хребтовой балки. Кроме того, к верхним и нижним полкам хребтовой балки в этом узле приварены усиливающие накладки (5) и (6).
Рама снабжена двумя стальными литыми пятниками диаметром 450 мм и высотой 95 мм, с помощью которых осуществляется опора кузова на тележки.
Для обеспечения лучшего прохождения полувагона по кривым участкам пути малого радиуса окно розетки автосцепки имеет большую ширину (440 мм), чем у розеток четырехосных вагонов (240-282 мм).

Рис. Крышка люка с торсионным устройством восьмиосного полувагона.

Крышка люка (рис. XI.16) состоит из двух поперечных боковых (7), продольной передней (8) и средней (6) обвязок и усиливающей планки (3), перекрытых штампованным листом (2) с гофрами, расположенными поперек вагона. Крышка шарнирно соединена с двутавром хребтовой балки петлей (1). В открытом положении крышки люков размещаются к горизонтали под углом: над тележками – 23°, в средней части – 31°, над тормозным цилиндром – 27°.
Каждая крышка люка оборудована торсионным устройством для облегчения ее поднятия после разгрузки вагона. Торсион (5), который одним концом прикреплен к крышке, а другим – к рычагу (4), шарнирно связанному с хребтовой балкой, закручивается при опускании освобожденной от запоров крышки под действием силы тяжести груза. После освобождения крышки от груза упруго деформированный торсион поднимает ее в первоначальное положение. Жесткость торсиона подбирается так, чтобы крышка люка полностью открывалась и удерживалась в этом положении до тех пор, пока не будет надобности в ее поднятии, для чего достаточно усилия одного человека.
Запор люка состоит из закидки (11), сектора (10) и планки (9). Закидка имеет два зуба. Обычно при ручном закрытии люка крышку ставят на первый зуб закидки, а затем ломом через скобу (12) поднимают ее так, чтобы запорные угольники (13) захватывались вторым, основным зубом закидки. Сектор (10) служит для исключения перемещения закидки во время движения вагона и самопроизвольного открывания крышки.

Рис. Боковая стена кузова восьмиосного полувагона (половина).

Боковая стена (рис. XI.17) состоит из металлической обшивки (1), верхней обвязки (2) замкнутого по всей длине сечения, нижней обвязки (3), двух угловых стоек (6), двух шкворневых (4) и восьми промежуточных (5) стоек.
Верхняя обвязка и стойки выполнены из гнутых профилей, а нижняя обвязка – из горячекатаного уголка 160х100х9 мм. Металлическая обшивка выполнена из листов толщиной 4-5 мм, прикрепленных к каркасу точечной сваркой. Для большей жесткости и увеличения емкости кузова листы обшивки выштампованы в виде неглубоких корыт пологой формы, благодаря чему при выгрузке сыпучий груз не остается в углублениях. Все промежуточные стойки имеют Ω-образную форму.
К боковым стенам приварены скобы для увязки грузов и для стоек, устанавливаемых при перевозке лесоматериалов, загружаемых «с шапкой».

Торцовая дверь полувагона (рис. XI.18) состоит из двух створок, каждая из которых закреплена шарнирно на угловых стойках кузова тремя петлями.
Верхняя обвязка двери (1) выполнена из гнутого профиля, нижняя (8) и боковые (7) обвязки – из уголка. Средняя обвязка (6) правой створки состоит из двух сваренных между собой гнутых Z-образных профилей, образующих коробчатое сечение. Средняя обвязка (2) левой створки выполнена из Ω-образного профиля (см. разрез А – А). Каркасы створок обшиты металлическим гофрированным листом (9). Для удержания в закрытом положении дверь снабжена верхним и нижним запорами. Нижний запор (10) в виде шарнирно прикрепленной закидки расположен на левой створке; у закрытой двери закидка заходит за ее порог и не позволяет створке открываться. Правая створка удерживается в закрытом положении левой створкой посредством верхнего запора. Этот запор состоит из запорного клина (5), скрепленного с верхней обвязкой правой створки, направляющих (4) и планки (3), которые соединены с верхней обвязкой левой створки двери.
Верхний запор при закрытии створок замыкается сам и не позволяет им под действием распирающих усилий груза выжиматься наружу вагона. Кроме того, запор препятствует распору боковых стен полувагона. При открытом нижнем запоре верхний запор не препятствует открыванию двери внутрь вагона. Для фиксации в открытом положении на створках имеются специальные скобы (11). Створки торцовых дверей также оборудованы скобами для лесных стоек..

Ходовые части вагона (общее устройство ,последовательность передачи нагрузки через элементы тележки от кузова на рельсы , гасители колебаний, система опирание кузова на тележку , тормозная система ).

Тележка 18-101 состоит из двух тележек 18-100, связанных соединительной балкой , соединительные балки изготавливают литьем из мартеновской стали или штампо-сварными из стали 09Г2Д, что снижает их массу и повышает надежность. Используется для подкатки под восьмиосные цистеры и полувагоны и грузоподъемностью 125-130 т.

Рис. Грузовая тележка 18-101.