Диплом (1203508), страница 2
Текст из файла (страница 2)
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время железнодорожный транспорт занимает одно из ведущих мест в транспортной системе страны. На его долю приходится большая часть грузовых и пассажирских перевозок. Поэтому чрезвычайно актуально постоянное обновление и усовершенствование вагонного парка, насыщение его надёжными единицами подвижного состава, требующими наименьших затрат труда и времени на выполнение погрузочно-разгрузочных работ, ремонт и техническое обслуживание и способствующими более полному и эффективному удовлетворению потребностей народного хозяйства.
Широкое распространение в мире получили контейнерные перевозки, напротив в России контейнерами перевозится около 5-7 процентов. Связанно это с большой долей насыпных грузов, которые в настоящее время невыгодно перевозить в контейнерах из-за малой грузоподъёмности платформ. Однако сейчас идёт разработка и тестирование иннов
ационных типов контейнеров в порту Бронка, позволяющих повысить скорость погрузки угля, а также снизить загрязнение прибрежных территорий путём разгрузки контейнера непосредственно в трюм корабля. Соответственно в ближайшем будущем потребуется новый тип платформ для перевозки сыпучего груза с помощью контейнеров.
Данная задача решается в данном дипломном проекте, целью которого является создание большегрузной платформы по заданным параметрам (осности, габариту, расчётной скорости, допустимых осевой и погонных нагрузок, а также некоторых дополнительных требований), опираясь на предшествующий опыт вагоностроения и совершенствуя вопросы надёжности и экономичности его основных узлов.
Данная работа содержит разработанный проект платформы для перевозки крупнотоннажных контейнеров, предназначенной для эксплуатации с заданной расчётной скоростью 120 км/ч. 
В проекте разработаны технические условия на проектирование в соответствии с нормами проектирования и расчёта вагонов, а также единой системой конструкторской документации.
Путём анализа существующих моделей платформ для перевозки большегрузных контейнеров, был выбран вагон аналог.
Определяются основные линейные размеры проектируемого вагона и выполняются расчёт на вписывание вагона в габарит
В проекте разработана конструктивная схема рамы проектируемого вагона.
Отдельный раздел посвящён оценке напряжённо-деформированного состояния рамы вагона. Оценка на прочность производилась методом конечных элементов, который позволяет наиболее точно оценить напряженно-деформированное состояние элементов вагона с использованием расчетных схем, описывающих конструкцию проектируемого вагона и их напряжения.
Для расчета конструкций по МКЭ использовался модуль Win Structure 3D программы Win Machine.
Отдельный раздел проекта посвящён экономической эффективности спроектированного вагона посредством расчёта себестоимости грузовых перевозок методом расходных ставок. Также рассчитан срок окупаемости, равный 10 годам эксплуатации спроектированного вида подвижного состава.
В заключение разработан раздел затрагивающий тему проблемы экологии, связанную с перевалкой угля в портах открытым способом. Предложена новая технология погрузки угля в специализированный контейнер позволяющая сократить время погрузки, а также загрязнение окружающей среды.
1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВАГОНА
1.1 Назначение вагона
Платформы предназначены для перевозки длинномерных грузов, металлоконструкций, контейнеров, колесной и гусеничной техники, пакетированных грузов и некоторых сыпучих грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков. К универсальн
ым платформам относятся четырехосные платформы с боковыми бортами, шарнирно связанными с рамой и могущими откидываться вниз до вертикального положения при перевозке грузов, ширина которых больше ширины платформы, а также с торцевыми бортами, которые в открытом положении ложатся горизонтально на кронштейны концевых (лобовых) балок рамы платформы. Высота торцевых бортов (400 мм) выбрана из такого расчета, чтобы при откинутых в горизонтальное положение бортов у двух сцепленных платформ и сжатых поглощающих аппаратах автосцепок обеспечивалось расстояние, достаточное для размещения человека между платформами. В горизонтальном положении торцевые борта сцепленных платформ образуют мостик для проезда самоходом при погрузке на платформы колесной и гусеничной техники. Борта кроме усилий от распора сыпучих грузов в восприятии действующих на платформу эксплуатационных нагрузок участия не принимают, поэтому платформа имеет мощную раму, способную нести на себе все виды эксплуатационных нагрузок.
Фитинговая платформа предназначена для перевозки крупнотоннажных контейнеров и оборудована специализированными узлами для их крепления –фитинговыми упорами (этот упор входит в замок контейнера).
Основные модели на железных дорогах России:
- Модель 13-3103-01, для перевозки одного 40-футового контейнера постройки БМЗ;
- Модель 13-9004M, для перевозки автомобильной техники, а также универсальных крупнотоннажных контейнеров массой брутто 10, 20 и 30 т в различном сочетании постройки производства КВЗ;
- Модель 13-4140, для перевозки различных груз
ов: литых слябов различной длины, температура которых при загрузке не превышает 100 °С, сортового проката и арматуры, листового проката, двух 20-футовых или одного 40-футового контейнера. Для такой универсальности платформа оборудована стационарными боковыми стенками, расположенными на консольных частях несущей рамы, боковыми опорными стойками, переставными торцевыми стенками, ограничивающими продольное смещение грузов различной длины и типовыми фитинговыми упорами для контейнеров, которые в нерабочем положении не препятствуют свободной укладке металлургических грузов.
Новые 80-футовые фитинговые платформы позволяют осуществлять перевозку двух стандартных 40-футовых контейнеров:
- Модель 13-9781;
- Модель 13-2118;
- Модель 13-7024, производства КВЗ;
- Модель 13-3115-1, постройки БМЗ.
Перспективная модель 13-3124, постройки БМЗ, позволяет перевозить контейнеры друг на друге в два яруса, что позволяет увеличить погонную нагрузку в сравнение с платформами традиционной конструкции.
1.2 Требования «Норм проектирования» к вагону заданного типа
В данном разделе приведены выписки из “Норм” [1], в которых изложены требуемые сведения. Разработка новых конструкций вагонов и постановка их на производство должна производится в порядке, установленном ГОСТ-15.001 «Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно- технического назначения».
Вагоны должны разрабатыва
ться с учетом действующих стандартов. Опытные образцы вновь спроектированных вагонов должны быть подвергнуты необходимым испытаниям согласно ГОСТ 15.001 и РД 24.050.37.
Контроль качества изготовления вагонов осуществляется путем проведения периодических испытаний в соответствии с ГОСТ 14.232 и ГОСТ 15.050. При выявлении в процессе испытаний и эксплуатации недостатков в конструкции вагонов они подлежат устранению заводами-изготовителями в согласованном порядке.
Вагоны должны проектироваться с учетом следующих требований:
1) регламентированных современных и перспективных условий эксплуатации и обеспечения безопасности движения;
2) регламентированных современных и перспективных требований к их динамическим качествам и воздействию на путь, обеспечивающих снижение износов элементов вагонов и пути, уменьшение накоплений остаточных деформаций колеи в плане и профиле;
3) погрузки и разгрузки с применением средств механизации в соответствии с ГОСТ 22235;
4) необходимой прочности и коррозионной стойкости элементов конструкции;
5) обоснованных требований к надежности, в том числе безотказности, долговечности и ремонтопригодности;
6) рационального снижения собственного веса конструкции и коэффициента тары, экономного расхода материалов на изготовление, эксплуатацию и ремонт;
7) целесообразной унификации конструкций путем применения стандартных и типовых деталей;
8) наибольших удобств и наименьших 
расходов при производстве, обслуживании и ремонте;
9) правил технической эксплуатации железных дорог, правил техники безопасности, противопожарных требований и санитарно-гигиенических норм для пассажиров и обслуживающего персонала, а также требований к сохранности перевозимых грузов.
Вагоны, предназначенные для обращения на международных линиях, должны удовлетворять также требованиям международных правил и соглашений.
При разработке технического задания на проектирование следует исходить из того, что вагон будет использоваться в поездах массой до 10000 тонн.
Габаритные размеры вагона не должны превышать величин, установленных ГОСТ 9238.
Все расчеты должны производится в единицах измерения, предусмотренных ГОСТ 8.417.
В платформе рекомендуется использовать типовые тележки, автосцепное оборудование и стандартное тормозное оборудование. Вагоны, имеющие буксы с роликовыми подшипниками, должны оборудоваться типовым стояночным тормозом.
Платформы и полувагоны должны допускать перевозки сосредоточенных грузов, величины и схемы которых устанавливаются техническим заданием на проектирование.
Специальные вагоны для регулярной перевозки контейнеров, легковых автомобилей, металлопроката и других тяжелых штучных грузов должны оборудоваться штатными упорами.
Конструкция указанных вагонов должна обеспечивать сохранность грузов и препятствовать несанкциониров
анному доступу к ним.
Кузова всех грузовых вагонов оборудуются типовыми подножками и поручнями составителя и сцепщика (на противоположных концах вагона по диагонали), кронштейнами сигнальных фонарей и буксировочными скобами.
Нормами установлены расчетные схемы и методы расчетов, допускаемые нагрузки, действующие на элементы вагонов, условия механизированной погрузки и выгрузки грузов, прохода кривых участков пути минимального радиуса и сортировочных горок.
Грузовые и пассажирские вагоны проектируют и изготавливают для условий эксплуатации при температуре окружающей среды в пределах от +55 до -55 градусов Цельсия, при которой все их системы должны надежно работать.
1.3 Анализ существующих конструкций платформ и обоснование особенностей проектируемого вагона
К основным параметрам платформы, характеризующими его эффективность относятся: грузоподъемность, тара, площадь пола, количество осей (осность), а также линейные размеры. Для сравнения платформ между собой используют параметры, представляющие отношение этих величин, например, удельная площадь пола, коэффициенты тары вагона, осевая и погонная нагрузки.
В данном дипломном проекте рассматриваются платформы для перевозки крупнотоннажных контейнеров. Наиболее распространенными из них являются следующие модели:
Фитинговая платформа модели 13-1796 (рисунок 1.1). Предназначена для перевозки универсальных крупнотоннажных контейнеров с возможностью постановки двух двадцатифутовых или одного сорокафутового контейнера.
Рисунок 1.1 - Платформа модели 13-1796
Фитинговая платформа модели 13-1798 (рисунок 1.2). Предназначена для перевозки универсальных контейнер
ов. Главное отличие от модели 13-1796 состоит в увеличение погонной нагрузки за счет меньшей длины.
Рисунок 1.2 - Платформа модели 13-1798
Фитинг-платформа с торцевыми металлическими бортами для крупнотоннажных контейнеров модели 13-935 (рисунок 1.3). Имеет возможность перевозки трех двадцатифутовых контейнеров или одного сорокафутового с одним двадцатифутовым.
Рисунок 1.3 - Платформа модели 13-935
Фитинговая платформа модели 13-1223 (рисунок 1.4). Предназначена для перевозки универсальных крупнотоннажных контейнеров с возможность постановки трех двадцатифутовых или одного 
сорокафутового или одного шестидесятифутового контейнера.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
