Анализ научно-технической литературы по проектированию грузовых вагонов из экструдированных панелей, Проектирование грузовых вагонов из алюминиевых сплавов в России и зарубежом - Проект кузова крытого вагона из экструдированного алюминия
К универсальным грузовым вагонам относятся крытые вагоны с дверями в боковых стенах кузова и загрузочными люками в крыше; полувагоны с разгрузочными люками в полу для выгрузки сыпучих грузов и с торцевыми двухстворчатыми дверями; платформы с металлическими откидывающимися бортами по периметру пола; цистерны общего назначения с котлом различного диаметра; изотермические. [4,5]
Проектирование грузовых вагонов из алюминиевых сплавов в России и зарубежом
Сегодня в России остро стоит проблема обновления парка подвижного состава для все более увеличивающихся перевозок и повышения требований к скоростным режимам. Применение в вагоностроение грузовых вагонов высокопрочных алюминиевых сплавов в некотором роде решает эти проблемы. Современное мировое вагоностроение еще с 1960-х годов предлагало использовать грузовые вагоны, изготовленные из алюминиевых сплавов. На сегодняшний день 80% грузоподвижного состава США изготовлено из алюминиевых конструкций, в Европе 60%. Россия в этом направлении делает только первые шаги. Железнодорожники на своих профильных заводах пытались изготовить вагоны нового поколения, но их конструкции оказались неудачными. Основная задача при создании грузового вагона нового поколения - снижение веса, т. к. при перевозке грузов большое значение играет собственная масса вагона, что влечет за собой дополнительные затраты. Конструкторы, которые проектировали вагоны (полувагоны) из алюминиевых сплавов, пошли традиционным проверенным путем, оставив без изменения конструкцию кузова, основу которого составляли стальные балки. Алюминиевые сплавы использовались в конструкции стоек, верхней обвязки и обшивки. В итоге вес вагона снизился с 25 т до 23.5 т, что в конечном итоге оказалось весьма незначительным [6].
Разберем перспективы вагоностроения на примере алгоритма создания опытного полувагона из алюминиевых сплавов. Основой силовой схемы полувагона является мощная продольная стальная хребтовая балка, воспринимающая осевые и поперечные (изгибающие) эксплуатационные нагрузки, на которой закреплены поперечные балки, поддерживающие обшивку со стойками. Такая конструктивно-силовая схема относительно проста в изготовлении, достаточно технологична в производстве, однако обладает целым рядом недостатков. Данная схема не позволяет обшивкам и рамной конструкции кузова воспринимать весь комплекс нагрузок, включая продольные и изгибающие нагрузки. В результате конструкция становится недостаточно эффективной, что вызывает повышение массы тары и, как следствие, значительно снижает грузоподъемность при ограниченной предельной нагрузке на ось тележки и рельсовый путь.
Расположение кузова над хребтовой балкой с большой строительной высотой повышает центр тяжести полувагона, снижая его устойчивость на опрокидывание, особенно при движении порожняком. При высоком расположении дна кузова относительно головок рельсов невозможно достичь большого объема кузова при неизменных габаритах полувагона.
Разработка программы ОАО "Российские железные дороги" по созданию новых полувагонов, основным конструкционным материалом в которых являются алюминиевые сплавы, была реализована Воронежским акционерным самолетостроительным общество (ВАСО).
При создании полувагона были использованы: колоссальный опыт авиастроения, современные методы проектирования и изготовления авиационных конструкций. ВАСО совместно с ВНИИЖТ создало опытный образец специализированного четырехосного полувагона для перевозки угля и сыпучих грузов с кузовом из алюминиевых сплавов. Для изготовления полувагона были использованы авиационные технологии.
При проектировании конструкции полувагона были использованы новые технические идеи: несущий кузов, обеспечивающий оптимальное распределение эксплуатационных нагрузок на все элементы конструкций; трехслойная силовая обшивка, воспринимающая значительную часть нагрузок; гладкие внутренние и внешние поверхности. Гладкость внутренних поверхностей обеспечивает наилучшие условия для выгрузки сыпучих грузов на роторных вагоноопрокидывателях. Конструкция должна обеспечивать максимально возможную степень автоматизации заготовительных и сборочных процессов. Получив готовые комплектующие, на предприятии приступили к сборке вагона. Совершенствование данного рода вагона заключается в том, что функции хребтовой балки (воспринимающая все виды нагрузок - т. е. несущая основа вагона) при исключении ее из конструкции вагона, заменяет несущий кузов. Сам кузов изготовлен из экструдированных пустотных панелей было (длинномерных прессованных полых панелей из высокопрочных алюминиевых сплавов). При данной модернизации совершенствованию подверглись также тележки, были установлены с нагрузкой 25 тонн на каждую ось, установлена раздельная система торможения. Объем кузова полувагона увеличен до 100.5 м3, вместо 60-70 м3 в старом. Грузоподъемность вагона - 82 т, масса нового полувагона - 18 тонн.
Новый алюминиевый полувагон прошел испытания на полигоне ВНИИЖТа в Щербинке. Расчетный жизненный ресурс нового полувагона - 32 года (у ныне работающих - 16 лет). При испытании его разгоняли до 130 км/час и он показывал хорошие ходовые качества. По стоимости полувагон из высокопрочных алюминиевых сплавов дороже изготовленного из стали, но имеет ряд существенных преимуществ: повышена грузоподъемность, что эффективно сказывается на использовании вагона, более высокая коррозийная стойкость кузова вагона, увеличена скорость транспортировки.
При использовании вагонов нового поколения, пропускная способность железной дороги увеличивается до 19%.
Серийное производство или опытный образец крытого вагона из алюминиевых сплавов в России не было выпущено, немаловажно то, что это производство уже освоили страны Европпы.
Особенностью конструкции кузова данного вагона является то, что боковые стенки выполнены из алюминиевого сплава. Для открытия сегментов стены необходимо повернуть затвор и откинуть замок с предохранителем, который служит для предотвращения открытия сегментов во время движения подвижного состава. При постройке кузова вагона данной модели можно использовать как композитные материалы, таки прибегнуть к обычным технических решениям (использовать стальной профиль). По мимо принципиального изменения конструкции кузова вагона, на данную модель была установлена тормозная система имеющая возможность распределения тормозного нажатия в зависимости от нагрузки автоматически (KE-GP-A) [7].
Таблица 1.1 Технические характеристики крытого вагона Habbis 344.
Длина по осям сцепления автосцепок |
23900 мм |
База вагона |
20,160 мм |
Длина по концевым балкам |
22,690 мм |
Объем кузова |
170 м3 |
Грузоподьемность |
63 000 кг |
Масса тары |
27 000 кг |
Максимальная скорость (без нагрузки) |
120 км / ч |
Тормозная система |
KE-GP-A |
Дата постройки |
2004 г. |
Похожие статьи
-
Современные требования к конструкции подвижного состава, выделенные в свою очередь как направление развития инфраструктуры ОАО "РЖД", определяются...
-
Выводы по разделу - Проект кузова крытого вагона из экструдированного алюминия
При проведении патентного поиска были рассмотрены технические решения по вопросу " Конструкция кузова крытого вагона ". Изучение патентной информации...
-
Выбор материала при проектировании конструкции кузова инновационного подвижного состава обусловлен тенденций современного вагоностроения направленного на...
-
При рассмотрении проекта, в котором кузов может быть изготовлен из эксрудированных алюминиевых панелей, исследовался крытый вагон. Актуальность...
-
Общие сведения Патентная информация является опережающей научно-технической информацией и поэтому используется на различных стадиях научно-технических и...
-
Введение - Проект кузова крытого вагона из экструдированного алюминия
В последнее десятилетие расширилась область применения алюминиевых сплавов в железнодорожном транспорте. В связи с все более возрастающими требованиями к...
-
При проектировании кузовов грузовых вагонов из экструдированных панелей необходимо производить расчет на прочность инновационного кузова подвижного...
-
Конструкция экструдированных полых панелей может быть вакуумирована. Такая панель приобретает свойства звуко - и теплоизоляции, что позволяет...
-
В процессе создания инновационных вагонов необходимо выполнять прочностные расчеты их конструкций. Создание расчетных моделей, выполнение расчетов,...
-
В данном разделе будут исследоваться модели, представляющие собой малоразмерные сегменты кузова вагона, одна из которых выполнена из сплошных пластин, а...
-
Критерии оптимизации профиля экструдированной панели определяется по следующим факторам: 1) Отношение максимально допустимой силы при значении...
-
Модель кузова крытого вагона исследовалась в программе SolidWorks Simulation 2013 методом статического анализа. В исследованиях один торец днища кузова...
-
Сплавы на основе системы алюминий - кремний Сплавы Al - Si являются наиболее распространенными литейными алюминиевыми сплавами. Это связано с хорошим...
-
Сплавы алюминия - Особенности выплавки алюминиевых сплавов
Прочность чистого алюминия не удовлетворяет современные промышленные нужды, поэтому для изготовления любых изделий, предназначенных для промышленности,...
-
Применение - Особенности выплавки алюминиевых сплавов
Большинство алюминиевых сплавов имеют высокую коррозионную стойкость в естественной атмосфере, морской воде, растворах многих солей и химикатов и в...
-
Исходные данные Исходными данными для проектирования статического преобразователя электрической энергии являются параметры применяемого асинхронного...
-
Для оценки горячеломкости сплавов не разработано общепризнанных проб. Иногда "новые" пробы полностью или почти полностью повторяют те, которые были...
-
Конструкционные материалы - Металлические сплавы как основа конструкционных материалов
Конструкционные материалы, материалы, из которых изготовляются детали конструкций (машин и сооружений), воспринимающих силовую нагрузку. Определяющими...
-
Домкраты гидравлические грузовые алюминиевые с пружинным возвратом с фиксирующей гайкой ДГА предназначены для подъема и удерживания груза в поднятом...
-
Анализ конструкции (объекта дипломного проектирования) на предмет снижения ее массы, применения новых материалов, совершенствования конструктивных...
-
В гидравлических домкратах ступенчатого подъема ДС использованы системы обойм и подставок, что позволяет поднимать груз на высоту, превышающую ход штока...
-
Сплавы алюминия - Металлургия аллюминия
Всем известна тонкая алюминиевая фольга используется как упаковочный материал для продуктов питания (например шоколада), более толстая - для изготовления...
-
Принцип действия рассматриваемого электропривода состоит в следующем: при отклонении положения панели СБ от оптимального положения относительно светового...
-
Системы автоматизированного проектирования (САПР) в настоящее время являются во многих случаях единственно возможными методами при конструировании новых...
-
Понятие о сплавах - Металлы и их свойства
Характерной особенностью металлов является их способность образовывать друг с другом или с неметаллами сплавы. Чтобы получить сплав, смесь металлов...
-
Анализ проблемы - Выбор варианта автоматизации процесса конструирования
Рассматривая появление новых технических изделий на рынке, пусть это будет сравнительно простой технический предмет потребления или сложная...
-
Сферы применения титана и титановых сплавов - Титан и титановые сплавы
Авиационная промышленность - основной потребитель титановой продукции. Именно развитие авиационной техники дало толчок титановому производству. По своим...
-
Введение - Проектирование резервуара
Полистовая конструкция - применяются нахлесточные и стыковые соединения на остающейся подкладке, монтаж стенки резервуара при полистовой сборке должен...
-
Сварка и ее виды - Развитие сварочного производства
Сваркой называют технологический процесс получения механически неразъемных соединений, характеризующихся непрерывностью структур - непрерывной...
-
ПОНЯТИЕ О ШЕЗЛОНГЕ " Chaise longue " или шезлонг переводится с французского языка как " Длинный стул ", хотя в русском это слово сохранило оригинальное...
-
Свойства алюминия Алюминий - металл серебристо-белого цвета. Он не имеет полиморфных превращений. Алюминий обладает малой плотностью, хорошими...
-
История алюминия и его сплавов - Особенности выплавки алюминиевых сплавов
Первые упоминания об "легком серебристом металле" можно встретить Плиния старшего, и относятся они к событиям почти двух тысячелетней давности. В XVI...
-
Алюминиевые сплавы. - Технологическое оборудование литейных цехов
В зависимости от видов сырья, масштабов и специфики производства для плавки алюминиевых сплавов применяют в основном тигельные, отражательные и...
-
Для анализа кристаллизационного процесса был выполнен ДТА сплавов системы Al - Si с содержанием Si: 0.25, 0.5, 1.0, 3.0 и 5.0 %. Основные параметры...
-
Для подтверждения данных, полученных методом исследования опытных сплавов по кольцевой пробе, был использован метод дифференциального термического...
-
Для анализа структурообразования в литейных сплавах Al - Cu используется участок диаграммы состояния от Al до первого химического соединения (CuAl2)...
-
Анализ технологичности конструкции детали - Проектирование и расчет вала-шестерни
Деталь - вал-шестерня. Деталь изготовляется из легированной стали 40Х - поковка. Таблица 1 - Характеристика материала. Сталь40Х Марка Сталь 40Х...
-
Анализ состояния окружающей среды АО "Европласт" Можно сказать, что мы живем в мире отходов. Отходы собираются как на специализированных, так и на...
-
Исходные данные Исходные данные для проектирования асинхронного двигателя сведены в табл. 3.1. Табл. 3.1 Исходные данные № п/п Параметр Буквенное...
-
Заключение, Список использованной литературы - Производство колбасных изделий
Изучив процесс производства колбасных изделий мы пришли к выводу что для производства высококачественной продукции необходимы многие факторы, такие как:...
Анализ научно-технической литературы по проектированию грузовых вагонов из экструдированных панелей, Проектирование грузовых вагонов из алюминиевых сплавов в России и зарубежом - Проект кузова крытого вагона из экструдированного алюминия