Конструирование и расчет вагонов - часть 3

 

11

Таблица 1.5 

Типоразмерный ряд поглощающих аппаратов 

 

Наименование 

показателя 

Т1 

Т2 

Т3 

Т4 

Номинальная 

энергоемкость, 

кДж, не менее 

60-80 100-120 140-160 

200-400 

Максимальная 

энергоемкость, 

кДж, не менее 

80-110 130-160 190-220 

400-800 

Ход, мм 70-120  90-120  120 250-500 

Рекомендуемый 

тип вагонов 

Полувагоны, 

платформы, 

крытые. Грузы 

общего 

назначения, 

маршрутные 

поезда. 

Цистерны, крытые. 

Ценные и 

экологически 

опасные грузы. 

Газовые и 

химические 

цистерны. Особо 

опасные грузы. 

Спецвагоны. 

 

Т1 – фрикционные аппараты с ходом 90…120 мм со стабилизированным трением и 

повышенной износостойкостью. 

Т2 – аппараты  комбинированного  типа  (гидрофрикционные)  и  фрикционные  с 

улучшенными характеристиками (коэффициент полноты П≥0,5). 

Т3 – гидравлические и эластомерные аппараты. 
Т4 – гидравлические и эластомерные амортизаторы с большим ходом. 
 

Тормозное оборудование 

 

На  вагонах  нового  поколения  с  нагрузкой  на  ось 25 тс  предполагается  установка 

тормозного  оборудования  в  традиционном  исполнении,  с  односторонним  нажатием 
композиционных  колодок  на  колесо,  а  с  нагрузкой  на  ось 30 тс – колодочный 
двусторонний пневматический или дисковый. 

Для  отвода  тормозных  колодок  при  отпущенном  тормозе  тележки  оборудуются 

устройством торсионного типа. 

Крепление тормозных башмаков на триангеле будет осуществлено без применения 

резьбовых соединений, что существенно упростит их замену в эксплуатации. 

В  шарнирных  соединениях  будут  применены  износостойкие  втулки,  что  повысит 

надежность работы этих узлов и упростит их ремонт. 

Основная цель дополнительных разработок – увеличение межремонтного пробега. 
 

Кузов 

 
Основные отличительные особенности кузова полувагона для нагрузки на ось 25 тс 

(30 тс) заключаются в следующем: 

-  повышение прочности и коррозионной стойкости листового проката и профилей, 

за счет применения новых марок сталей; 

-  разработка  новой  конструкции  рамы  кузова,  обеспечивающей  снижение 

напряжений в узлах и элементах кузова: шкворневые стойки, шкворневой узел и 
т.д.  Для  реализации  этого  предложения  требуется  с  помощью  САПР  создать 

 

12

конструкцию 

кузова, 

обеспечивающую 

распределение 

продольных 

и 

вертикальных  нагрузок  за  счет  усиления  продольных  и  поперечных  балок,  а 
также  буферных  брусьев  либо  за  счет  оптимизированного  конструктивного 
решения. 

Кроме  улучшения  прочностных  свойств  кузова,  усиления  рамы  кузова  в  целом 

необходимо  снизить  центр  тяжести  вагона,  что  улучшит  устойчивость  полувагона  в 
порожнем  режиме,  и,  кроме  того,  создаст  дополнительные  объемы  для  перевозки 
сыпучих грузов. 

Наиболее  серьезной  конструктивной  переделке  должна  быть  подвержена 

нефтебензиновая  цистерна.  В  существующей  конструкции  котел  цистерны  не  является 
несущей конструкцией: все нагрузки – продольные сжатия и растяжения и вертикальные 
статические  и  динамические – воспринимает  только  рама.  Следствие  такого 
конструктивного  решения – массовые  повреждения  рамы,  прежде  всего,  в  зоне 
шкворневого узла, упоров автосцепного оборудования и буферного бруса. 

Используя  накопленный  опыт  создания  и  внедрения  в  эксплуатацию 8-ми  осных 

безрамных  цистерн  на  железных  дорогах  России  и  стран  СНГ,  а,  также  имея  в  виду 
многолетний  опыт  создания 4-х  осных  цистерн  в  странах  Западной  Европы,  Северной 
Америки, было принято решение разработать безрамную конструкцию цистерны. 

Преимущества безрамной цистерны: 
-  существенное понижение центра тяжести вагона; 
-  наиболее  полное  использование  пространства  между  тележками  за  счет 

переменного  диаметра  котла  (большего  в  среднем  сечении),  что  позволит 
сохранить  длину  вагона  по  осям  сцепления,  а  значит,  сохранит  ее 
потребительские свойства (сохранятся существующие модули по наливу и сливу 
цистерн). 

В  настоящее  время  рассматриваются  две  конструкции  безрамных  цистерн, 

разрабатываемых  на  альтернативной  основе  ГУП  "ПО  Уралвагонзавод"  и  ОАО 
"Рузхиммаш" (г. Рузаевка). 

Типоразмерный  ряд  вагонов-цистерн  для  нефтепродуктов  создается  на  базе 3-

групповой  специализации.  Важнейшим  отличием  нового  поколения  вагонов-цистерн 
будет  их  большая  статическая  нагрузка  при  перевозке  светлых  нефтепродуктов, 
экологическая и пожарная безопасность. Для этого предусматривается разработка систем 
герметичной  погрузки-выгрузки,  защиты  котлов  цистерн  от  пробоя  и  повышение  их 
огнестойкости  в  зоне  пожара.  В  зависимости  от  физико-химических  свойств 
перевозимых грузов разрабатываются следующие типы вагонов-цистерн: 

А – для жидких грузов; 
Б – для перевозки вязких и затвердевающих грузов; 
В – для перевозки сжиженных грузов.  
Обеспечивается следующее конструктивное исполнение вагонов-цистерн: 
-  с котлом из низколегированной стали: 

 с внутренним покрытием; без внутреннего покрытия; 

-  с котлом из нержавеющей стали; 
-  с котлом из алюминиевых сплавов; 
-  с котлом из стеклопластика; 
-  с  нижним  сливом;  с  верхним  сливом;  с  разгрузкой  методом  передавливания;  с 

герметизацией разгрузочных устройств от попадания паров в атмосферу. 

Продолжаются  работы  по  разработке  нового  сливного  прибора.  Отечественные  и 

зарубежные опытные образцы проходят эксплуатационную проверку. 

 

13

Предусматривается  разработка  цистерны  с  системой  пожарной  безопасности 

(особенно цистерн для перевозки сжиженных газов и других опасных грузов). 

Главным  направлением  совершенствования  крытых  вагонов  будет  максимальное 

удовлетворение  требований  грузоотправителей  в  части  удобства  погрузки-выгрузки, 
крепления  и  сохранности  перевозимых  грузов.  Предусматривается  увеличение  объема 
кузова, устройство пола из наборных металлических секций со специальным покрытием, 
оборудование  подвижными  съемными  перегородками,  разрабатывается  новая 
конструкция  дверей  с  устройствами,  предотвращающими  навал  груза.  Улучшается 
теплоизоляция  кузова,  обеспечивается  возможность  установки  усовершенствованного 
оборудования для людских перевозок. 

Основным  направлением  совершенствования  универсальных  платформ  является 

согласование  их  размеров  и  технических  характеристик  с  требованиями  на  перевозку 
новой  номенклатуры  грузов.  Намечается  повысить  прочность  пола  применением 
наборных  металлических  секций  с  покрытием.  От  перевозки  сыпучих  грузов  на 
платформах необходимо отказаться. 

Начаты  работы  по  типоразмерному  ряду  платформ  для  перевозки  контейнеров. 

Скоростная  платформа  для  перевозки  контейнеров  общей  длиной  до 40 фут. (~ 12 м) 
предназначена  для  эксплуатации  в  пассажирских  и  грузобагажных  поездах.  По  своим 
ходовым  качествам  и  воздействию  на  путь  она  не  будет  отличаться  от  пассажирских 
вагонов.  Предусмотрено  оборудование  этой  платформы  электропневматическим 
тормозом  и  электромагистралью.  Скоростная  платформа  для  перевозки  контейнеров 
общей  длиной  до 60 фут (~ 18 м)  предназначена  для  эксплуатации  в  ускоренных 
грузовых 

поездах. 

Последняя 

платформа 

изготавливается 

Брянским 

машиностроительным заводом, тележка – специальным конструкторским бюро (г.Тверь). 
Опытный образец новой платформы изготовлен в IV кв. 2000 г. 

Все  платформы  предусматривается  оборудовать  поглощающими  аппаратами 

повышенной энергоемкости. 

Разработка  типоразмерного  ряда  вагонов-хопперов  с  повышенными  осевыми 

нагрузками  преследует  основную  цель – обеспечить  грузополучателям  значительное 
сокращение расходов и трудозатрат за счет улучшенных технических параметров новой 
конструкции.  Время  выгрузки  за  счет  усовершенствованной  конструкции  разгрузочных 
люков  вагона-хоппера  сократится  на 20-25%. Универсальность  конструкций  будет 
повышена  за  счет  возможности  промывки  кузова,  что  позволит  использовать  вагоны-
хопперы для перевозки более широкой номенклатуры сыпучих грузов. 

 
Конструкционные  материалы – один  из  основных  факторов,  от  которого  зависит 

эффективность  грузового  вагона.  Повышение  прочностных  свойств  и  коррозионной 
стойкости  позволяют  снизить  массу  тары  вагона,  а  следовательно,  увеличить  массу 
перевозимого груза, а также уменьшить эксплуатационные расходы на ремонт кузова в 
эксплуатации и при плановых ремонтах. 

В соответствии с утвержденными в 2000г. нормативными документами для вагонов 

нового поколения будут применены новые марки листовой и профильной сталей, класс 
прочности  которых  существенно  повышен.  Все  новые  марки  сталей  и  класс  прочности 
согласованы заводами-производителями (Нижнетагильский металлургический комбинат, 
Магнитогорский  металлургический  комбинат).  Тем  не  менее,  даже  новые  марки  сталей 
не  обеспечат  на  данной  стадии  служебных  свойств  лучших  зарубежных  аналогов. 
Поэтому следует, начиная с 2005 г., переориентировать промышленность на новые марки 
сталей с повышенным классом прочности. 

 

14

2. ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ И  

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ 

 

Общие указания 

 
В соответствии с учебным планом необходимо выполнить три контрольные работы. 
Каждая контрольная работа состоит из нескольких основных вопросов, вытекающих 

из соответствующих тем программы. На поставленные вопросы следует отвечать сжато, 
но  технически  грамотно,  иллюстрируя  описательный  материал  схемами,  чертежами, 
эскизами,  выполненными  с  соблюдением  масштабов,  в  соответствии  с  правилами 
машиностроительного  черчения.  Текст  ответа,  где  это  требуется,  необходимо  пояснить 
соответствующими расчетными формулами и решениями. 

Текстовая  часть  контрольной  работы  должна  быть  выполнена  в  соответствии  с 

ГОСТами,  ЕСКД  (единая  система  конструкторской  документации),  ЕСТД  (единая 
система  технологической  документации),  ЕСТПП  (единая  система  технологической 
подготовки  производства),  отраслевыми  стандартами  на  одной  стороне  листа  бумаги  
формата А4 (297*210) мм. 

Номера  страниц  проставляются  на  всех  листах,  кроме  первого,  который  является 

титульным  листом.  За  титульным  листом  следует  заглавный  лист,  на  котором 
рекомендуется поместить оглавление. 

По  ходу  изложения  материала  необходимо  ссылаться  на  литературу. 

Библиографический список поместить в конце работы. 

Числовые  значения  величин,  входящих  в  формулы,  следует  подставлять  только 

после  того,  как  они  объяснены.  Окончательный  результат  приводится  с  указанием 
размерности, промежуточные вычисления опускаются. 

Значения  символов  и  численных  коэффициентов,  входящих  в  формулы,  должны 

быть помещены непосредственно под формулой. Значение каждого символа приводят с 
новой  строки  в  той  последовательности,  в  которой  они  приведены  в  формуле.  Первая 
строка  объяснения  символов  должна  начинаться  со  слова  «где»,  без  двоеточия  после 
него. 

Иллюстрации желательно располагать по тексту выполняемой контрольной работы, 

после  первого  упоминания.  Они  нумеруются  арабскими  цифрами  в  пределах  одной 
контрольной  работы.  Поясняющие  надписи  помещают  под  рисунком.  Номер 
иллюстрации и наименование помещают ниже поясняющей надписи. 

При  описании  конструкций  привести  результаты  личных  наблюдений  и 

рекомендации  по  замеченным  недостаткам,  а  также  отметить  положительные  стороны 
конструкции. 

 

Варианты заданий на контрольные работы 

 
Предусмотрено 10 вариантов  заданий  на  контрольные  работы.  В  каждом  варианте 

указан тип и род вагона, который берется за основу при выполнении контрольной работы 
(для  составления  ответов  на  поставленные  вопросы).  Вариант  задания  выбирается  по 
последней цифре учебного шифра студента.