Разработка зерновоза на основе модели 19-752

Содержание

Введение .....................................................................................................................3

1 Выбор основных параметров крытого вагона-хоппера для перевозки зерна 4

1.1 Исходные данные для определения основных параметров проектируемого вагона 4

1.2 Определение грузоподъемности и массы вагона 4

1.3 Потребный объём кузова. Обоснование линейных размеров 5

1.4 Погонная нагрузка 8

2 Вписывание проектируемого вагона в габарит 9

2.1 Исходные данные 9

2.2 Определение горизонтальных размеров строительного очертания   кузова вагона 10

2.3  Определение вертикальных размеров строительного очертания кузова вагона 12

2.4 Определение горизонтальных размеров проектного очертания кузова вагона 14

2.5 Определение вертикальных размеров проектного очертания кузова вагона 16

3 Описание конструкции вагона-хоппера для перевозки зерна 17

4 Расчет на прочность надрессорной балки 21

5 Расчёт себестоимости изготовления металлоконструкции кузова 30

5.1 Затраты на материалы 30

5.2 Затраты, связанные с производством сварочных работ 30

5.3 Основанная зарплата производственных рабочих 30

5.4 Общецеховые расходы 30

5.5 Общезаводсике расходы 31

5.6 Непроизводительные расходы 31

5.7 Заводская себестоимость 31

5.8 Непроизводственные расходы по заводу 31

5.9 Полная заводская себестоимость 31

Литература 32

 

 

Введение

Железнодорожный транспорт занимает ведущее место  среди всех видов транспорта нашей  страны. Для его нормальной деятельности необходимы соответствующее развитие и взаимная слаженность в работе всех звеньев – отраслей. Вагонное хозяйство со своей основой – вагонным парком – является одной из главных отраслей железнодорожного транспорта.

Общими задачами по дальнейшему развитию конструкций  грузовых вагонов всех типов является: увеличение погонной нагрузки вагона как главного средства повышения  провозной способности железных дорог; увеличение грузоподъемности вагона, снижение коэффициента тары за счет изыскания  более прогрессивных конструктивных решений узлов и вагонов в  целом и использования более  прочных коррозионно-стойких сталей и алюминиевых сплавов. Рассматриваются оптимальные значения осевых нагрузок.

В соответствии с заданием в  данном курсовом проекте  была спроектирована конструкция вагона-хоппера  зерновоза на основе модели   19-752 с осевой нагрузкой 256 кН. В процессе проектирования был произведен выбор основных параметров проектируемого вагона, произведена проверка вписывания в габарит 1-Т. Выполненный габаритный расчет показал, что безопасная эксплуатация проектируемого вагона в данном габарите обеспечена. Так же в данном курсовом проекте было произведено аналитическое описание конструкции вагона-хоппера зерновоза и выполнен расчет на прочность надрессорной балки проектируемой тележки. При проектировании тележки было проанализировано влияние осевой нагрузки на напряженное состояние надрессорной балки. Анализ результатов расчета свидетельствует о том, что конструкция надрессорной балки не соответствует условиям прочности и необходимо сделать толщину стенок больше. В заключительном разделе был выполнен расчет себестоимости изготовления металлоконструкции кузова.

 

 

 

1     Выбор основных параметров крытого вагона-хоппера для перевозки зерна

1.1 Исходные данные для определения основных параметров проектируемого вагона

Исходные  данные для проектирования: габарит    1-Т, вид перевозимого груза – зерно с объёмной массой

В качестве базовой модели принимаем крытый вагон-хоппер для перевозки зерна  модели 19-752 с параметрами: внутренний объём кузова                габарит 1-ВМ. 

Выбор основных параметров вагона производится в последовательности, приведенной ниже.

1.2 Определение грузоподъемности и массы вагона

Грузоподъемность  вагона определяется по формуле (1). Коэффициент тары принимаем близким к коэффициенту тары базовой модели вагона 19-752, т.е.

 

(1)

 

где		–	осевая нагрузка,
		–	осность вагона,
		–	технический коэффициент тары,
		–	ускорение свободного падения,

 

 

 

Масса тары вагона

 

(2)

 

 

 

Масса брутто вагона определяется по формуле

 

(3)

 

 

 

Масса брутто кузова определяется по следующей формуле

 

(4)

 

где

–

масса тележки,

 

 

 

 

Собственная масса кузова

 

(5)

 

1.3 Потребный объём кузова. Обоснование линейных размеров

Объем кузова определяется по формуле

 

(6)

 

где		–	оптимальный удельный объем кузова, м3/т;
		–	внутренний объем бункеров,
		–	внутренний объем крыши, м3;
		–	заключенный между боковыми и торцевыми  стенами, м3.

 

(7)

 

где		–	коэффициент использования геометрического объема,
		–	объемная масса груза,

 

 

 

 

Тогда по формуле 6

 

 

 

Найдем  внутреннюю длину кузова по верхней  обвязке боковой стены для  проектируемого вагона по формуле

 

(8)

 

где		–	объем кузова,
		–	по нижней обвязке трапеции кузова,
		–	внутренняя площадь поперечного  сечения крыши,
		–	высота трапеции кузова,
		–	высота прямоугольника кузова,
		–	внутренняя ширина кузова,

 

 

 

Так как  расчетное значение больше, чем у базовой модели (), то выполним проверку условия, при котором обеспечивается нормальная разгрузка сыпучего груза:

 

(9)

 

где		–	угол наклона торцовой стены  к горизонту, рад;
		–	угол естественного откоса груза,

 

(10)

 

 

 

Условие (9) выполняется, значит принимаем

 

Определим внутренний объем крыши по формуле

 

(11)

 

где

–

внутренняя длина кузова по верхней  обвязке боковой стены,

 

Следовательно

 

 

 

 

Выразим объем заключенный между боковыми и торцевыми стенами из формулы 6.

 

(12)

 

 

 

Проектировать вагон мы будем на основе типовой  модели 19-752 зерновоза.

Наружные  размеры кузова зависят от применяемых  профилей элементов, подкрепляющих  обшивку, принятой конструктивной схемы.

Наружная  высота вагона-хоппера рассчитывается по формуле:

 

(13)

 

где		–	расстояние от уровня верха головки  рельса до нижней кромки бункера,
		–	высота бункера,
		–	внутренняя высота крыши по осевому  сечению,
		–	расстояние от внутренней поверхности  крыши до наиболее выступающей её части снаружи по осевому сечению,

 

 

 

Наружные размеры проектируемого вагона приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Линейные наружные размеры проектируемого вагона

Наименование параметра	Условное обозначение	Величина, м
ширина кузова		3,24

 

Продолжение таблицы 1 – Линейные наружные размеры проектируемого вагона

длина кузова		13,46
длина рамы по концевым балкам		13,5
длина вагона по осям зацепления автосцепок		14,72
база вагона		10,5
высота вагона		4,56

 

1.4 Погонная нагрузка

Погонная  нагрузка нетто определяется по формуле

 

(14)

 

 

 

Брутто

 

(15)

 

 

 

 

2 Вписывание проектируемого вагона  в габарит

2.1 Исходные данные

Верхнее очертание габарита 1-Т показано на рисунке 1.

 

Рисунок 1 – Верхнее очертание габарита 1-Т

 

Таблица 2 – Параметры вагона

грузоподъемность вагона	P=
длина рамы вагона	2Lp=13,50 м
база	2l=10,5 м
длина консоли	lк=1,5 м

 

Таблица 3 – Параметры тележки

база	р=1,85 м
общая гибкость рессорного подвешивания	λ=0,125 мм/кН

При проектировании вагона по габариту Т-1 значения отдельных величин, входящих в формулы для определения ограничения полуширины

вагона для верхнего очертания габарита, принимаем следующими:

s=1546 мм, если ;  d=1489 мм;  к₁=0,625p²=2,139 мм;  к₂=2,5 мм/м²; к₃=180 мм; к=0 мм; q=3 мм;  w=28 мм.

2.2 Определение горизонтальных размеров строительного очертания   кузова вагона

Ограничение полуширины основного сечения для кузова вагона, мм:

 

(16)

 

где		–	максимальный разбег изношенной колесной пары между рельсами, мм;
		–	наибольшее возможное поперечное перемещение из центрального положения в одну сторону рамы тележки относительно колесной пары,
		–	наибольшее возможное поперечное перемещение из центрального положения  в одну сторону кузова относительно рамы тележки,
		–	ограничения для основного сечения  тележечного вагона при прохождении  кривых участков пути, значит принимаем
		–	величина, на которую допускается  выход проектируемого вагона, за очертание  габарита в кривых участках, R=250 м,

 

Тогда

 

 

 

Ограничение полуширины внутреннего сечения для кузова вагона, мм:

 

(17)

 

где		–	ограничения для внутреннего сечения  тележечного вагона при прохождении  кривых участков пути, значит принимаем
		–	допускаемое ограничение внутренних и наружных сечений для вагонов  очень большой длины в кривых участках пути R=200 м, принимаем
		–	расстояние от внутреннего сечения  по середине вагона до основного сечения концевого сечения до ближайшего основного сечения,

 

 

 

Ограничение полуширины наружного сечения для кузова вагона, мм: