Цель работы
Определить основные технико-экономические параметры и линейные размеры грузового вагона, используя его уменьшенный макет, сравнить эти параметры с оптимальными, определить назначение вагона.
Порядок выполнения работы
По заданию преподаватели каждый студент (или подгруппа в количестве 3—4 чел.) определяет основные технико-экономические параметры одного из имеющихся макетов грузового вагона, пользуясь надписями, насенными на кузов и раму вагона, а также комплектом для визуально-измерительного контроля.
Общий вид макета приведен на рисунке 1.
Рисунок 1. Образец макета вагона-цистерны
Определяются следующие основные размеры модели вагона:
длина рамы (кузова);
длина вагона по осям сцепления автосцепок;
база вагона (расстояние между шкворневыми балками рамы);
ширина кузова снаружи;
длина, ширина и высота кузова внутри (для цистерн диаметр и длина котла).
Учитывая масштаб модели (который студентам также предлагается определить ), определяют соответствующие размеры действительного вагона.
Используя формулы, вычисляют основные технико-экономические параметры вагона:
коэффициент тары (технический):
(1),
где T— тара вагона, т;
Р — грузоподъемность, т;
нагрузка от колесной пары на рельсы:
(2),
где n0- количество осей вагона;
погонная нагрузка, приходящаяся на метр пути:
(3),
где Lавт - длина вагона по осям сцепления автосцепок;
удельный объем кузова:
(4),
где V- объем кузова внутри;
L,В,Н длина, ширина и высота внутри кузова;
для цистерн
(5)
где D - диаметр котла;
для упрощения расчетов 2Vднища не учитываем.
Все исходные величины и вычисленные технико-экономические параметры заносятся и таблицу, после чего сравниваются с допускаемыми и рекомендуемыми величинами для данного типа вагона [1].
Оформление лабораторной работы
Результаты лабораторной работы оформляются протоколом (отчетом).
Содержание отчета:
Тема лабораторной работы, дата проведения, цель работы, эскиз вагона с указанием всех размеров, масштаб модели вагона.
Таблица размеров, технико-экономических параметров вагона, их допускаемые и рекомендуемые значения.
На основании рассмотренного студент должен привести полную классификационную характеристику вагона, а также указать его узлы, унифицированные с другими типами вагонов. Необходимо установить перечень перевозимых грузов.
Выводы о соответствии технико-экономических параметров модели нагона нормируемым значениям, на основе собственного опыта необходимо отметить основные узлы, требующие модернизации для повышения безопасности движения, а также целесообразности использования вагона.
Лабораторная работа № 2
Определение основных параметров колесной пары
Колесной парой называется сборочная единица ходовых частей (тележек), состоящая из оси с напрессованными колесами на ее подступичные части. Колесная пара является одной из основных частей, определяющих безопасность движения вагона и его техническую пригодность к выполнению перевозочного процесса [1; 3]. Она направляет движение вагона по рельсовой колее и воспринимает все нагрузки, передающиеся от вагона на рельсы и обратно. Поэтому колесную пару можно рассматривать и как наиболее ответственный узел вагона, составляющие элементы которого — ось и колеса, нагружены наиболее интенсивно, а ось колесной пары, как основной ее элемент, к тому же в эксплуатации испытывает сложный вид нагружения — изгиб с вращением, что дополнительно снижает срок службы осей. Поэтому в соответствии с эпюрой изгибающих моментов наименьший диаметр имеют шейки, а наибольший — подступичные части.
Рисунок 2 - Схема колесной пары:
1 — расстояние между внутренними гранями колес; 2 — диаметр колеса по кругу катания; 3 — диаметр шейки оси; 4— диаметр предподступичной части оси; 5 — диаметр средней части оси; 6 — размеры элементов
Рисунок 3- Элементы колесной пары
На оси выделяются следующие части: шейки, предподступичные части, подступичные части и средняя часть оси. Шейки служат для размещения и закрепления на них буксовых узлов. Для этого на торцах шеек предусматривается резьба или отверстия для болтов. На подступичные части оси под большим давлением напрессовываются колеса. Эти части являются наиболее утолщенными по всей оси. Для смягчения перехода от подступичных частей к шейкам служат предподступичные части. Кроме того, на предподступичной части размещается задний затвор буксы. Переходы от одной части оси к другой выполняются в виде галтелей (плавных переходов) соответствующего радиуса, за исключением перехода к средней части оси. Галтели резко снижают концентрацию напряжений при переходе от одного диаметра оси к другому и тем самым повышают надежность работы оси. Колесо (рисунок 3) имеет обод, диск и ступицу. Ширина обода — 130 мм. Переход от ступицы к ободу выполнен в форме диска, расположенного под некоторым углом к этим частям, что придает колесу упругость и снижает воздействия динамических сил. Диск слегка конусный: у ступицы его толщина больше, чем у обода. Такая форма распределения металла наиболее рациональна, так как обеспечивает равнопрочность колеса относительно поперечных толчков. У одного края обода колеса, обращенного внутрь колесной пары, имеется гребень, предохраняющий колесную пару от схода с рельсов. Поверхности катания колеса придается коничность для выравнивания неравномерного проката по ширине поверхности катания, а также для облегчения прохождения кривых участков пути (рисунок 4).
Рисунок 4- Профиль поверхности катания колеса