Технико-экономические показатели вагона-прототипа (цистерны 15-1401) Параметры цистерны

Грузоподъемность 60 тонн

Тара вагона 20,9 тонна

Нагрузка от оси колесной пары на рельсы 20,2 тс

Нагрузка от оси на один погонный метр пути 6,7 тс/м

Конструкционная скорость 120 км/ч

Габарит 02-ВМ (02-Т)

База вагона 7800 мм

Длина:

• по осям автосцепок 12020 мм

Высота от уровня головок рельсов max 4100 мм

Диаметр котла внутренний 2000 мм

Длина котла наружная 10300 мм

Удельный объем 0,53 м³/т

Основными линейными размерами вагона, определяющими его вместительность (объем), являются длина, ширина и высота. При этом соотношение между линейными размерами кузова должно быть таким, чтобы обеспечивались свободная погрузка и выгрузка вагона, наиболее рациональное размещение перевозимого груза, наименьший коэффициент тары, наименьшее сопротивление движению, прочность и устойчивость вагона.

Кузов цистерны

Кузов вагона-цистерны 15-1401

Устройство кузова 4-осной цистерны

Ходовые части вагона

К ходовым частям вагона относятся тележки с колесными парами. Они должны обеспечивать безопасность движения вагона по рельсовому пути с необходимой плавностью хода и наименьшим сопротивлениям движению. От конструкции ходовых частей во многом зависит безопасность движения вагона. Ходовые части цистерны модели 15-1401 выполнены в виде двухосных тележек.

Основными элементами, входящими в конструкцию грузовой двухосной тележки, являются:

• колесные пары с буксовыми узлами;

• рессорное подвешивание;

• рама тележки, связывающая все её элементы в единую конструкцию;

• тормозное оборудование тележки.

Колёсные пары

Колёсные пары предназначены для направления движения вагона по рельсовому пути и восприятия всех нагрузок, передающихся от вагона на рельсы и обратно. Колёсная пара (рис.1) состоит из оси 1 и двух колёс 2.

Рисунок 1. Колесная пара

Колёсные пары для роликовых подшипников унифицированы, т.е применяются одни и те же в грузовых и пассажирских вагонах.

В колёсных парах РУ1, РУ - крепление подшипников на шейке оси выполнено при помощи корончатой гайки, а в колёсной паре РУ1Ш - при помощи шайбы.

Колёсные пары - наиболее ответственные узлы вагонов. Поэтому они должны удовлетворять определённым требованиям: обладать достаточной прочностью, износостойкостью, иметь небольшую массу для снижения тары вагона, а также обладать некоторой упругостью для смягчения динамических сил.

Рисунок 2. Вагонные оси

Вагонная ось – это элемент колёсной пары, на котором укрепляются колеса. Она представляет собой стальной брус круглого, переменного по длине поперечного сечения. Вагонные оси различаются: размерами основных элементов – в зависимости от значения воспринимаемой нагрузки; формой шейки оси; формой поперечного сечения – сплошные или полые.

Кроме этих признаков, определяющих конструкцию, оси классифицируются: по материалу, способу изготовления, способу торцевого крепления подшипников качения – корончатой гайкой или шайбой.

У вагонной оси (рис.2) имеются две шейки 1, предподступичные 2 и подступичные 3 части, а также средняя часть 4 оси.

Для снижения концентрации напряжений в местах изменения диаметров оси делают плавные переходы – галтели, выполненные определённым радиусом. Оси для роликовых подшипников по концам шеек имеют нарезанную часть К для навинчивания корончатой гайки. Кроме того, на каждом торце таких осей имеется паз с двумя отверстиями, в которых выполнена нарезка. Паз даёт возможность поставить стопорную планку, которая крепится двумя болтами. В вагонных осях с креплением подшипников качения при помощи шайбы в торцах осей делаются отверстия с нарезкой. Такое крепление может быть выполнено в двух вариантах: при помощи трёх или четырёх болтов. В центре торцов всех типов вагонных осей сделаны отверстия для установки и закрепления оси и сформированной колёсной пары при обработке на станках. Шейки вагонных осей выполняют цилиндрической формы для размещения на них подшипников. Предподступичные части оси – это переходные зоны от шеек к подступичным частям. На предподступичных частях размещаются задние уплотнения буксовых узлов: лабиринтные кольца при буксовых узлах с подшипниками качения. Средняя часть оси имеет конический переход от подступичных частей.

Вагонные колёса при качении по рельсам испытывают сложные виды нагружения: контактные и ударные нагрузки, трение от соприкосновения с рельсами и тормозными колодками.

Цельнокатаное колесо (рис. 3) имеет обод 1, диск 2 и ступицу 3. На расстоянии 70мм от внутренней базовой грани поверхности обода находится так называемый круг катания, по которому измеряют прокат, диаметр колеса и толщину обода.

Стандартный профиль колеса имеет гребень, коническую поверхность 1:10, 1:3,5 и фаску 6мм х 45⁰. Гребень колеса направляет движение и предохраняет колёсную пару от схода с рельсов.

Конусность 1:10 обеспечивает центрирование колёсной пары при движении её на прямом участке пути, предотвращая образование неравномерного проката по ширине обода, и улучшает прохождение кривых участков пути.

Рисунок 3. Цельнокатаное колесо

Вместе с этим конусность 1:10 создаёт условия для извилистого движения колёсной пары, что неблагоприятно сказывается на плавности хода вагона. Конусность 1:3,5 и фаска 6 × 45⁰ приподнимают наружную грань колеса над головкой рельса, что улучшает прохождение стрелочных переводов, особенно при наличии проката и других дефектов поверхности катания колёс.