Выбор конструктивных решений сочлененных грузовых вагонов-платформ

• Автор: Таничева, Наталия Андреевна
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Обзор конструкций сочлененных вагонов-платформ и постановка задач исследования

1.1 Обзор конструкций сочлененных вагонов-платформ

1.2 Обзор устройств сочленения

1.3 Постановка задач исследования

2 Анализ технико-экономических характеристик грузовых сочлененных вагонов-платформ

2.1 Сравнение технических характеристик существующих сочлененных вагонов-платформ

2.2 Экономическая эффективность сочлененных вагонов-платформ

2.3 Выводы
3 Выбор конструктивных решений сочлененных вагонов-платформ, обеспечивающих прохождение кривых участков пути
3.1 Разработка методики расчета кинематических ограничений при прохождении кривых малого радиуса
3.2 Результаты моделирования прохождения сочлененными платформами кривых малого радиуса
3.3 Выводы
4 Выбор конструктивных решений сочлененных вагонов-платформ, обеспечивающих прохождение горбов сортировочных горок
4.1 Разработка методики расчета кинематических ограничений при прохождении горбов сортировочных горок
4.2 Результаты моделирования прохождения сочлененными платформами горбов сортировочных горок
4.3 Выводы
5 Разработка конструкции сочлененной платформы длиной 120 футов
5.1 Описание конструкции
5.2 Расчет на прочность
5.3 Выводы
6 Экспериментальные исследования прохождения кривых малого радиуса и горбов сортировочных горок сочлененной платформой и испытания на прочность
6.1 Экспериментальные исследования прохождения кривых участков пути..
6.2 Экспериментальные исследования прохождения сортировочной горки
6.3 Экспериментальные исследования прочности конструкции
6.4 Выводы
Заключение
Список литературы

Введение
Актуальность проблемы. Инновационное развитие железнодорожного транспорта обусловлено необходимостью повышения эффективности и снижения стоимости железнодорожных перевозок. Одним из новых для России видов подвижного состава являются сочлененные вагоны, широко распространенные за рубежом. Ряд очевидных недостатков этих вагонов сдерживал их применение на железных дорогах СССР, а затем и Российской Федерации.
Первые созданные для колеи 1520 мм сочлененные вагоны АО «ТАТКАУАООЫКА» и ОАО «Азовмаш» имеют ряд ограничений, затрудняющих их эксплуатацию, а по погонной нагрузке они существенно уступают длиннобазным четырехосным вагонам. В этой связи являются актуальными вопросы создания сочлененных вагонов с новыми конструктивными решениями, с увеличенной погонной нагрузкой и улучшенными технико-экономическими параметрами для российских железных дорог, а также выбора параметров, определения нагрузок, оценки технических решений, условий прохождения сортировочных горок и кривых малого радиуса сочлененными вагонами.
Объективная оценка сочлененных вагонов позволит найти их место в структуре вагонного парка страны и выбрать конструктивные решения, отвечающие условиям эксплуатации на железных дорогах колеи 1520 мм.
Целью работы является разработка научно обоснованных технических решений сочлененных вагонов для колеи 1520 мм, позволяющих повысить их технико-экономическую эффективность и обеспечить безопасность движения.
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:
1. Провести сравнение технико-экономических характеристик сочлененных вагонов-платформ с другими видами вагонов-платформ и определить сферу их эффективного применения.
2. Разработать методику выбора конструктивных решений, обеспечивающих прохождение сортировочных горок и кривых малого радиуса.
3. Разработать новые технические решения, позволяющие реализовать их преимущества и применить их в инновационной конструкции платформы.
4. Проверить предложенные методики расчета и технические решения при испытаниях опытных образцов.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Проведено сравнение по технико-экономическим параметрам сочлененных вагонов-платформ стран Северной Америки и Европы. Определены перспективные технические решения сочлененных вагонов-платформ для железных дорог колеи 1520 мм.
2. Разработана методика моделирования в программном комплексе SolidWorks Motion прохождения сочлененными платформами для перевозки контейнеров с турникетными опорами и без них кривых участков пути и горбов сортировочных горок для определения оптимальных размеров конструктивных элементов для безопасного прохождения указанных участков пути.
3. Проведены исследования влияния турникетных опор на геометрическую проходимость сочлененными вагонами горбов сортировочных горок и кривых малого радиуса. Определены зазоры, гарантирующие безопасность движения.
4. Получено аналитическое выражение для определения выносов контейнера, установленного над узлом сочленения шестиосной сочлененной платформы, позволяющее уточнить требования к устройству турникетных опор и их размещению на вагоне.
Практическая значимость работы.
1. Проведенные в диссертации исследования зарубежного опыта
эксплуатации сочлененных вагонов позволили выявить перспективы конструирования сочлененных вагонов в условиях эксплуатации на колее 1

2 Анализ технико-экономических характеристик грузовых сочлененных вагонов-платформ
2.1 Сравнение технических характеристик существующих сочлененных вагонов-платформ
В различных странах возможности сочлененных сцепов из двух и более платформ реализуются в разных конструктивных исполнениях. В Северной Америке наибольшее распространение получили сочлененные вагоны-платформы для перевозки контейнеров с погрузкой в два яруса. Максимальное количество секций достигает десяти. Наибольшее распространение получили трех- и пятисекционные вагоны-платформы (таблица 2.1).
Таблица 2.1 - Характеристики сочлененных вагонов-платформ для перевозки
контейнеров стран Северной Америки
Модель вагона
Техническая характеристика Махі-8іаск I Рще 11пй Vell Саг (Єгеепімег) Махі-віаск IV ТЬгее ипй Vell Саг (СгеепЬіег)
Количество секций 5
Количество перевозимых 40-футовых контейнеров: - всего 10
- на одной секции 2
Грузоподъемность, т: - общая 283 163,
- одной секции 56,6 54,
Масса тары, т 80 56,
Коэффициент тары 0,28 0,
Длина по осям сцепления автосцепок, мм 78 064 62
Полезная погонная нагрузка при погрузке 40-футовых контейнеров, т/м 3,63 2,
Количество тележек 6
Нагрузка на ось, тс: - допускаемая 35
- расчетная на промежуточной тележке при перевозке 40-футовых контейнеров 35