Конструирование и расчет вагонов

Основной задачей повышения производственно-экономической эффективности ОАО «РЖД» названо наращивание веса и длины поездов в рамках оптимизации перевозочного процесса. По консервативному варианту прогноза за период 2015–2022 гг. объемы перевозок грузов железнодорожным транспортом увеличиваются на 21% – до 1736,9 млн тонн. По инновационному варианту прогноза объемы перевозок грузов железнодорожным транспортом увеличиваются на 30% – до 1874,9 млн тонн при увеличении объема ВВП на 40% и промышленного производства на 32%. Объемы погрузки грузов по сети ОАО «РЖД» на 2023 год определены в размере 1727,2 млн тонн, грузооборот – 2910 млрд ткм. Перевозки пассажиров по железной дороге в России в 2022 г. выросли год к году на 7,8% до 1,136 млрд человек.

---

Доверьте специалистам написание рефератов на заказ в Екатеринбурге и посвятите время себе.

---

Но они так и не достигли показателей допандемийного 2019 года, снизившись относительно пика трехлетней давности на 5,3%. Это следует из оперативных данных РЖД, раскрытых компанией 9 января 2023 г. В целом по сети железных дорог ОАО «РЖД» на период до 2023 года для освоения прогнозируемых объемов перевозок потребуется построить до 5000 км дополнительных главных путей, электрифицировать порядка 1400 км. При этом одними из ключевых проектов являются развитие подходов к портам Северо–Западного региона, комплексная реконструкция участка Мга – Гатчина – Веймарн – Ивангород. С точки зрения нового строительства приоритетные проекты – это Северный широтный ход (Салехард – Надым), а также строительство обходов Краснодарского и Саратовского узлов. Важно полностью реализовать соглашение с компанией Новатэк, обеспечив необходимое развитие участка Тобольск – Коротчаево. Существенное развитие в части решения транспортных проблем крупных агломераций получит Московский транспортный узел. С учетом планируемых объемов общая протяженность дополнительных главных путей, потребных к строительству в целом по узлу, составляет свыше 1000 км. Решение этой непростой, ответственной задачи требует комплексного подхода, активного участия работников всех основных хозяйств железнодорожного транспорта, широкой научной поддержки, глубокого изучения и умелого использования накопленного на дорогах положительного опыта формирования и пропуска поездов повышенного веса и длины, а также разработки конструкций с улучшенными технико-экономическими показателями. Создание высокоэффективных конструкций, качественное техническое обслуживание и ремонт во многом зависят от квалификации специалистов вагонного хозяйства. Для поддержания высокого технического уровня вагонного парка в современных условиях необходимо применение новейших технологий с использованием средств механизации и автоматизации процессов. Поэтому повышаются требования к качеству подготовки специалистов. При этом следует учитывать, что вагонный парк состоит из огромной численности единиц подвижного состава. Следовательно, даже незначительное на первый взгляд повышение эффективности конструкции приводит к существенным суммарным результатам. Для грамотного решения вопросов, связанных с созданием и внедрением эффективных конструкций, современный инженер-механик вагонного хозяйства должен знать и использовать в своей деятельности методы проектирования и расчёта деталей и узлов, разработки технологических решений по изготовлению и оценки показателей экономической эффективности.

1) В данной курсовой работе произведён проектировочный расчет грузового четырехосного полувагона на базе модели 11-274. 2) В процессе расчетов была разработана конструкция полувагона с улучшенными технико-экономическими показателями с учётом требований безопасности движения поездов, надёжности и долговечности конструкции в эксплуатации, норм расчёта вагонов на прочность, унификации конструкций путём применения стандартных и типовых узлов и деталей. Были выбраны следующие основные технико-экономические па-раметры: - фактическая тара Т = 33 т; - фактическая грузоподъёмность Р = 50 т; - объем поперечного сечения кузова, заполненного грузом = 7,644 м2 - внутренняя длина крытого вагона = 15,698 м - наружная длина кузова = 16270 мм - длина вагона по осям сцепления = 17490 мм - длина консольной части вагона = 2382 мм - база 2l = 11,506 м; 3) Определены расчетные нагрузки, действующие на колесную пару. 4) Проведен расчет упругих элементов рессорного подвешивания. - параметры для 1 пружины = 0,16 м2 - максимальное напряжение в витках пружины = 2,373 х 108 - коэффициент запаса прочности = 3,16 - высота пружины = 0, 119 м - прогиб пружины при посадке витка на виток = 0,0862 м - высота пружины под расчетной нагрузкой = 0,2052 м - высота пружины в свободном состоянии = 0,232 м - шаг пружины = 0,0479 м - угол подъема витков пружины = 4,36° - количество рабочих витков проектируемой пружины = 2,985≈3 5) Проведен проверочный (прочностной) расчет элементов рессорного подвешивания. - статическая нагрузка на одну пружина равна = 2,6559 тc - эквивалентная жесткость пружины = 12 тс/м - максимальная нагрузка воспринимаемая пружиной равна: = 7806 - коэффициент запаса прочности = 1,8 - максимальный прогиб пружины соответствующий максимальной нагрузке = 0,3978м (697,8мм) - диаметр прутка пружины = 0,0371 = 37,1 мм - индекс пружины = 6 - средний диаметр пружины = 222 мм - число рабочих витков = 14,29≈14 - высота пружины в сжатом состоянии = 567,25 мм - высота пружины в ссвободном состоянии = 1265,06 мм - диаметры прутков = 31 мм и 21 мм - распределение нагрузки между пружинами = 1,803 тс и 0,945 тс - жесткость пружин = 8,15 тс/м и 4,276 тс/м 6) Было выполнено проектирование фрикционного гасителя колебаний. - прогиб подклиновой пружины будет = 65,7 мм - силы трения на рабочих поверхностях = 0,64 - суммарные силы трения = 21,6 тс (216 кН) - коэффициент относительного трения = 0,0805 - силы трения на рабочих поверхностях = 0,62 тс - реакцию рессорного подвешивания на действие внешней нагрузки Р при движении вверх = 20,46 тс - среднее значение коэффициента относительного трения гасителя колебаний будет = 0,043 Проведено технико-экономическое обоснование разработанной конструкции вагона. В результате рекомендовано внедрение разработанной конструкции в серийное производство.

1. ГОСТ 9238-2013 Межгосударственный стандарт «Габариты железнодорожного подвижного состава и приближения строений». 2. Нормы для расчета и проектирования новых и модернизированных вагонов железных дорог МПС 1520 мм (несамоходных). – М. : ВНИИЖТВНИИВ, 1997. – 317 с. 3. Анисимов, П.С. и Котуранов, В.Н. Конструирование и расчет вагонов. Москва : УМЦ ЖДТ, 2011. 4. Азовский А.П.Вагоны. Основы конструирования и экспертизы технических решений : учеб. пособие для студентов вузов / А.П. Азовский [и др.] ; под ред. В. Н. Котуранова. – М.: Маршрут, 2005. – 490 с. 5. Бачурин Н. С., К.М. Колясов, О.В. Черепов. Ходовые части грузовых и пассажирских вагонов: Учебно-методическое пособие для студентов специальности 190302 «Вагоны».- Екатеринбург, 2007 6. Беляев В.И. Сцепные и автосцепные устройства железнодорожного подвижного состава. — М.: Трансинфо ЛТД, 2012. — 414 с. 7. Быков Б. В. Устройство и техническое обслуживание пассажирских вагонов. — М.: Желдориздат, 2006. — 344 с. 8. Быков Б.В. Конструкция, техническое обслуживание и текущий ремонт грузовых вагонов. — М.: Желдориздат, 2005. — 415 с 9. Быков Б.В. Конструкция, техническое обслуживание и ремонт пассажирских вагонов: иллюстрированное учебное пособие. - М.: УМЦ ЖДТ, 2011. - 50 с. 10. Вершинский С. В. Динамика вагона / С. В. Вершинский, В. Н. Данилов, В. Д. Хусидов. – М. : Транспорт, 1991. – 360 с. 11. Вершинский С. В. Расчет вагонов на прочность / С. В. Вершинский [и др.] ; под ред. Л. А. Шадура.. – Изд. 2-е. – М. : Машиностроение, 1971. – 432 с. 12. Вагоны. Основы конструирования и экспертизы технических роешений: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта / А. П. Азовский [и др.]; под ред. В. Н. Котуранова. – М. : Маршрут, 2005. – 490 с. 13. Габарит приближения строений и подвижного состава, железных дорог колеи 1520 (1524) мм, ГОСТ 9238 - 83. 14. Котуранов В.Н. Вагоны. Основы конструирования и экспертизы технических решений. Москва : Маршрут, 2005 15. Лапшин В.Ф. А.Э. Павлюков, О.В. Черепов, Компьютерные технологии проектирования и расчета вагонов: Учебное пособие. - Екатеринбург, УрГУПС, 2003. - 108 с. 16. Лукин В. В. Вагоны. Общий курс. Москва : Маршрут, 2004. 17. Лукин В. В. Конструирование и расчет вагонов: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / В.В.Лукин, Л.А. Шадур, В.Н. Котуранов, А.А.Хохлов, П.С.Анисимов.; Под. ред. В.В.Лукина. М.: УМК МПС России, 2000. 731 с. 18. Пастухов И.Ф. Конструкция вагонов. — М.: Желдориздат, 2000. - 502 с. 19. Петров Г.И., Козлов И.В., Котуранов В.Н. Филиппов В.Н. Основные положения нормативной базы на вагоны колеи 1520 мм (несамаходных) железных дорог России: методические указания. – Екатеринбург, УрГУПС, 2008. – 56с. 20. Пигунов, В. В. Расчет вписывания вагонов в габарит : учеб.-метод. пособие для студентов всех форм обучения / В. В. Пигунов, А. В. Пигунов. – Гомель : БелГУТ, 2011. – 83 с 21. Расчет параметров и проверка жесткости упругих элементов рессорного подвешивания [Электронный ресурс] Режим доступа http://www.transpovolume.ru/ ranvols-433-1.html (дата обращения: 26.06.2023) 22. Рельсовая колея на железных дорогах [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.1520mm.ru/track/rail.phtml (дата обращения 27.06.2023) 23. Сенаторов С.А. Расчет рам тележек вагонов с использованием ЭВМ «НАИРИ» часть 1. Руководство к курсовому и дипломному проектированию. Свердловск, УЭМИИТ, 1979. - 48 с.; 24. Смольянинов А.В. Конструирование и расчет вагонов. Методические рекомендации по выполнению практических занятий для студентов специальности 190302 «ВАГОНЫ» механического и заочного факультетов. - Екатеринбург, УрГУПС, 2004. - 59 с. 25. Соколов М. М. Динамическая нагруженность вагона / М. М. Соколов, В. Д. Хусидов, Ю. Г. Минкин. – М. : Транспорт, 1981. – 207 с. 26. Соколов М. М. Контроль динамики железнодорожного подвижного состава : учеб. пособие / М. М. Соколов, А. В. Третьяков, И. Г. Морчиладзе. – М. : ИБС-Холдинг, 2007. – 358 с. 27. Способ определения плавности хода пассажирских вагонов. Р 519. Варшава : ОСЖД, 2009 г 28. J., Barbour A. Adaptive, sine multitaper power spectral density es-timation for R. Computers and Geosciences. 2004. 29. B., Percival D. Spectral analysis for physical applications. s.l. : Cam-bridge University Press, 1993. 30. G.A., Prieto. Reducing the bias of multitaper spectrum estimates. Geophysical Journal International. 2007.