Основы конструирования вагонов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального
образования «Иркутский государственный университет путей сообщения»
ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
- филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего
профессионального образования «Иркутский государственный университет путей сообщения»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
С2.В.ОД.1 «Основы конструирования вагонов»
Специальность 190300.65 «Подвижной состав железных дорог»
Специализация – 2 «Вагоны»
Квалификация выпускника - специалист
Нормативный срок обучения - 5 лет
Форма обучения - очная
Факультет – «Наземные транспортные системы»
Кафедра – «Подвижной состав железных дорог»
ЧИТА
2014г.
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью освоения учебной дисциплины «Основы конструирования вагонов» является изучение принципов взаимодействия отдельных узлов
подвижного состава, современных направлений совершенствования конструкций подвижного состав, основ проектирования и расчета их узлов и
конструкций в целом.
Задачами освоения учебной дисциплины «Основы конструирования вагонов» являются: получение общих сведений о совершенствовании
конструкций вагонов и перспективах развития вагонного парка, овладение основами расчета конструкций вагонов и их узлов с учетом
действующей нормативно-технической документации.
2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
Учебная дисциплина «Основы конструирования вагонов» входит в вариативную часть математического и естественнонаучного цикла.
Необходимыми условиями для освоения дисциплины «Основы конструирования вагонов» являются знания по дисциплинам «Общий курс
железнодорожного транспорта», «Подвижной состав железных дорог» и владение следующими компетенциями: основами устройства железных
дорог, организации движения и перевозок; умением различать типы подвижного состава и его узлы, определять требования к конструкции
подвижного состава .
Содержание дисциплины «Основы конструирования вагонов» служит основой для освоения дисциплин: «Основы механики подвижного
состава», «Эксплуатация и техническое обслуживание подвижного состава», «Конструирование и расчет вагонов».
3. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Процесс освоения дисциплины «Основы конструирования вагонов» направлен на формирование следующих компетенций
Код
компетенции
ПК-1
ПК-7
ПК-15
ПК-16
ПК-17
Наименование компетенции
способностью применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального
исследования
способностью применять методы расчета и оценки прочности сооружений и конструкций на основе знаний законов статики и
динамики твердых тел, исследовать динамику и прочность элементов подвижного состава, оценивать его динамические качества
и безопасность
владением основами устройства железных дорог, организации движения и перевозок; умением различать типы подвижного
состава и его узлы, определять требования к конструкции подвижного состава; владеть правилами технической эксплуатации
железных дорог, основными методами организации работы железнодорожного транспорта, его структурных подразделений,
основами правового регулирования деятельности железных дорог; владение методами расчета организационно-технологической
надежности производства, расчета продолжительности производственного цикла, методами оптимизации структуры управления
производством, методами повышения эффективности организации производства, обеспечения безопасности и экологичности
производственных процессов, применяемых на железнодорожном транспорте; ориентируется в технических характеристиках,
конструктивных особенностях и правилах ремонта подвижного состава, способностью оценивать его технический уровень
Пониманием устройства и взаимодействия узлов и деталей подвижного состава; владением техническими условиями и
требованиями, предъявляемыми к подвижному составу при выпуске после ремонта; владением теорией движения поезда,
методами реализации сил тяги и торможения, методами нормирования расхода энергоресурсов на тягу поездов; владением
технологиями тяговых расчетов, методами обеспечения безопасности движения поездов при отказе тормозного и другого
оборудования подвижного состава; владением методами расчета потребного количества тормозов, расчетной силы нажатия,
длины тормозного пути; умением проводить испытания подвижного состава и его узлов, осуществлять разбор и анализ состояния
безопасности движения.
владением нормативными документами открытого акционерного общества «Российские железные дороги» (ОАО «РЖД») по
ремонту и техническому обслуживанию подвижного состава, современными методами и способами обнаружения
неисправностей подвижного состава в эксплуатации, определения качества проведения технического обслуживания 1подвижного
состава; владением методами расчета показателей качества
В результате освоения дисциплины «Основы конструирования вагонов» студент должен достигнуть следующих результатов образования:
знать: конструкции грузовых и пассажирских вагонов; основы их проектирования и расчета; характеристики вагонного парка, его
классификацию и перспективы развития.
уметь: различать типы подвижного состава и его узлы; проводить анализ характеристик подвижного состава; определять требования к
конструкции кузовов и узлов вагонов при действии основных нагрузок, определяемых нормативными документами
владеть: навыками разработки требований к конструкции подвижного состава; методами оценки конструкций кузовов и узлов вагонов при
действии основных нагрузок.
4. ТРУДОЕМКОСТЬ И СТРУКТУРА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Распределение трудоемкости дисциплины по видам аудиторных занятий
и самостоятельной работы студентов
Виды аудиторной занятий и самостоятельной работы студента
Аудиторные занятия, в т.ч.
лекции
лабораторные занятия
Самостоятельная работа студента, в т.ч.
подготовка к лабораторным занятиям
проработка лекционного материала
изучение теоретического материала, выносимого на самостоятельную работу
подготовка к промежуточной аттестации - зачету
Итого
Трудоем
кость
в часах
54
18
36
54
18
12
12
12
108
1
4 семестр,
зачет
2
3
Основные требования к конструированию подвижного ПК-1, ПК-7,
состава (вагонов)
Конструирование кузова вагонов различного
ПК-7, ПК-15,
назначения.
ПК-16, ПК-17
Конструирование ходовых частей вагонов
ПК-7, ПК-15,
ПК-16, ПК-17
Итого часов за (указывается номер) семестр
Итого часов по дисциплине
6
12
12
30
4
12
14
30
8
12
28
48
54
54
108
108
18
18
36
36
Формы текущего контроля
Всего часов
Наименование раздела (дидактической единицы)
дисциплины
Самостоятельная
работа студентов
Номер
раздела
дисциплины
Распределение трудоемкости
дисциплины по разделам и видам
учебной нагрузки
(в часах)
Лекции
Практические/
семинарские
занятия
Лабораторные
занятия
Номер
семестра.
Форма
промежуточн
ой аттестации
Код компетенции
5. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1. Распределение трудоемкости дисциплины по разделам и видам аудиторных занятий, формы текущего контроля
Защита
лаб. раб.
Защита
лаб. раб.
Защита
лаб. раб.
5.2. Лекции
№
занятия
1.
2.
Номер раздела
дисциплины
1
1
3.
1
4.
2
5.
2
Содержание лекции (перечень раскрываемых вопросов)
Введение.
Краткая история о промышленном развитии вагоностроения в России с 1846 года.
Единый
производственно-технологический
комплекс
железнодорожного
транспорта России. Основы надежности подвижного состава. Показатели
надежности и качества вагонов. Общие стадии проектирования, конструирования и
основные показатели новых изделий. Краткие понятия о проектировании,
конструировании. Основные принципы и порядок конструирования.
Основы проектирования и конструирования вагонов.
Этапы проектирования, конструирования, изготовления и испытание вагонов.
Задачи испытаний вагонов и основные положения, методики их проведения.
Некоторые особенности статических, динамических и поездных (путевых)
испытаний. Производственный и технологический процесс изготовления деталей
вагона
Основные положения норм прочности при конструировании вагонов.
Общие положения. Действующие на вагон силы, учитываемые при расчете на
прочность. Общие указания по методам расчета вагонов. Специальные и
дополнительные требования к конструированию и расчету вагонов.
Соединение деталей. Материалы, применяемые в вагоностроении.
Соединение деталей. Материалы, рекомендуемые и применяемые в
вагоностроении. Допускаемые напряжения в материале элементов вагонных
конструкций.
Конструирование кузова вагона.
Выбор типа и определение параметров вагона. Определение строительных
размеров вагона. Расчетные нагрузки, действующие на вагон. Координаты центра
тяжести тележки и устойчивость вагона. Особенности конструирования рам,
хребтовых балок, пола и боковых стен вагона. Сборка кузова вагона.
Лакокрасочные материалы, применяемые в вагоностроении. Особенности
эксплуатации вагонов при погрузочно-разгрузочных и маневровых работах. Учет
ударных нагрузок при проектировании и конструировании кузовов вагонов.
Методы обучения
Учебнометодическое и
информационное
обеспечение
дисциплины
Объяснительно
иллюстративная
лекция
1.1,1.2,1.3,2.5,
3.2
Объяснительно
иллюстративная
лекция
1.1, 1.2, 1.3,2.1
Объяснительно
иллюстративная
лекция
1.1,1.2,1.3,2.1,
2.5
Объяснительно
иллюстративная
лекция
1.1, 1.2, 1.3,2.1
Объяснительно
иллюстративная
лекция
1.1,1.2,1.3,1.4,
2.1, 2.2., 2.4
6.
3
7.
Конструирование основных частей вагона.
Конструирование колес, колесных пар, осей. Формирование колесных пар.
Характеристика нагрузок, действующих на колесную пару, Данные об усталостном
изломе колес, осей, полученных в эксплуатации. Анализ износов и повреждений
колесных пар, причины их образования. Определение местоположения ударнотяговых и автосцепных устройств с поглощающими аппаратами в конструкции
вагона.
Конструирование букс (адаптеров).
Особености конструирования корпуса буксы и адаптеров. Подбор подшипников,
расчет их на статическую и динамическую грузоподъемность. Подшипники
качения. Роликовые и кассетные подшипники. Анализ повреждаемости буксовых
узлов. Подбор консистентной смазки в буксовый узел.
Объяснительно
иллюстративная
лекция
1.1,1.2,1.3,2.1,
2.2
Объяснительно
иллюстративная
лекция
1.1,1.2, х.З, 1.4,
2.1
Конструирование рессорного подвешивания.
Упругие свойства рессор, расчетные нагрузки и допускаемые напряжения. Расчет
витых пружин и листовых рессор. .Подбор пружин в рессорные комплекты
тележек. Основные положения и схемы при проектировании и конструировании
рессорного подвешивания вагонов.
Конструирование частей тележки.
Конструирование опорных поверхностей (пятников-подпятников), надресорной
балки и боковой рамы грузовой двухосной тележки. Эксплуатационная оценка
усталостной прочности частей тележки и износ ее трущихся поверхностей.
Заключение. Возможности совершенствования деталей и узлов вагона в курсовых
работах и проектах дисциплин кафедра. Поиск направления темы выпускной
квалификационной работы (дипломного проекта) по кафедре ВВХ.
Объяснительно
иллюстративная
лекция
1.1, 1.2, 1.3,2.1
Объяснительно
иллюстративная
лекция
1.1, 1.2, 1.3, 1.4,
2.1,2.2.,2.3.,2.4.
3
8.
3
3
9.
5.3. Лабораторные занятия
Номер
раздела
дисциплины
№
занятия
1,2
1
3,4
2
5,6
3
Тема практического (семинарского) занятия.
Содержание занятия
Тема занятия «Введение. Основы проектирования и конструирования вагонов»
Содержание занятия:
1 .Входной контроль готовности к лабораторному занятию.
2. Изучение теоретических вопросов: Этапы проектирования, конструирования,
изготовления и
испытание вагонов. Задачи испытаний вагонов и основные положения, методики их
проведения.
Некоторые особенности статических, динамических и поездных (путевых) испытаний.
Производственный и технологический процесс изготовления деталей вагона
3. Выбор варианта и выполнение индивидуального задания: определение общих задач,
методов,
критериев при проектировании подвижного состава (вагонов).
Тема занятия «Конструирование кузова вагона»
Содержание занятия:
1. Входной контроль готовности к лабораторному занятию.
2.
Изучение теоретических вопросов: Выбор типа и определение параметров вагона.
Определение
строительных размеров вагона. Расчетные нагрузки, действующие на вагон. Координаты
центра тяжести тележки и устойчивость вагона. Особенности конструирования рам,
хребтовых балок, г. хпа и боковых стен вагона. Сборка кузова вагона.
3. Выбор варианта и выполнение индивидуального задания: сравнительный анализ
устройства кузова четырехосного крытого вагона, полувагона и платформы.
Тема занятия «Конструирование основных частей вагона»
Содержание занятия:
1. Входной контроль готовности к лабораторному занятию.
2. Изучение теоретических вопросов: Этапы проектирования, конструирования,
изготовления и
испытание вагонов. Задачи испытаний вагонов и основные положения, методики их
проведения.
Производственный и технологический процесс изготовления деталей вагона
3. Выбор варианта и выполнение индивидуального задания: выбор материала и
составление схемы
технологической последовательности операций при изготовлении деталей рам и кузовов
Методы обучения
Учебнометодическое и
информационное
обеспечение
дисциплины
Объяснительноиллюстративные
Разработка конкретной
практической ситуации
1.1, 1.2, 1.3,2.5, 3.2
Объяснительноиллюстративные
Разработка конкретной
практической ситуации
1.1,1.2, 1 .3,2.1,
2.5
Объяснительноиллюстративные
Разработка конкретной
практической ситуации
1.1,1.2,1.3,2.1, 2.2
вагонов
3
7,8
9,10
11,12
13,14
3
3
3
Тема занятия «Конструирование колесных пар»
Содержание занятия:
1 Входной контроль готовности к лабораторному занятию.
2.Изучение теоретических вопросов: Конструирование колес, колесных пар, осей.
Формирование колесных пар. Характеристика нагрузок, действующих на колесную пару,
Данные об усталостном изломе колес, осей, полученных в эксплуатации. Анализ износов и
повреждений колесных пар, причины их образования.
3. Выбор варианта и выполнение индивидуального задания: выбор основных критериев
оценки технологии изготовления осей, колес и формирование их в колесные пары
Тема занятия «Конструирование букс (адаптеров)»
Содержание занятия:
1. Входной контроль готовности к лабораторному занятию.
2. Изучение теоретических вопросов: Подбор подшипников, расчет их на статическую и
динамическую
грузоподъемность. Подшипники качения. Роликовые и кассетные подшипники. Анализ
повреждаемости
буксовых узлов. Подбор консистентной смазки в буксовый узел.
3.
Выбор варианта и выполнение индивидуального задания: освоение этапов
технологического
процесса изготовления и сборки букс с роликовыми подшипниками. Практическое
освоение монтажа
кассетных подшипников (адапторов).
Тема занятия «Конструирование рессорного подвешивания»
Содержание занятия:
1 Входной контроль готовности к лабораторному занятию.
2.Изучение теоретических вопросов: Упругие свойства рессор, расчетные нагрузки и
допускаемые напряжения. Расчет витых пружин и листовых рессор. Основные положения
проектирования и конструирования рессорного подвешивания вагонов.
3. Выбор варианта и выполнение индивидуального задания: оценка механических свойств
рессорно- пружинного комплекта тележки 18-100.
Тема занятия «Конструирование ударно-тяговых и автосцепных устройств»
Содержание занятия:
1. Входной контроль готовности к лабораторному занятию.
2. Изучение теоретических вопросов: Определение местоположения ударно-тяговых и
автосцепных
устройств с поглощающими аппаратами в конструкции вагона.
3. Выбор варианта и выполнение индивидуального задания: оценка влияния
конструктивных
особенностей ударно-тяговых и автосцепных устройств на их работу в эксплуатации
Объяснительноиллюстратив ные
Разработка
конкретной
практической
ситуации
1.1, 1.2,1.3,1.4, 2.1,
2.2., 2.4
О бъяснительноиллюстративные
Разработка
конкретной
практической
ситуации
1.1, 1.2, 1.3, 1.4,
2.1
О бъяснител ьноиллюстративные
Разработка
конкретной
практической
ситуации
1.1, 1.2, 1.3,2.1
Объяснительноиллюстративные
Разработка конкретной
практической ситуации
1.1,1.2,1.3,2.1,
2.2
15,16
17,18
3
2
Тема занятия «Поглощающие аппараты» Содержание занятия:
1. Входной контроль готовности к лабораторному занятию.
2. Изучение теоретических вопросов: Определение местоположения ударно-тяговых и
автосцепных
устройств с поглощающими аппаратами в конструкции вагона.
3. Выбор варианта и выполнение индивидуального задания: оценка параметров и
сравнительный анализ
характеристик поглощающих аппаратов различных типов.
Тема занятия «Технология окраски кузовов вагонов» Содержание занятия:
1.Входной контроль готовности к лабораторному занятию.
2.
Изучение теоретических вопросов: Лакокрасочные материалы, применяемые в
вагоностроении.
3.
Выбор варианта и выполнение индивидуального задания: составление
последовательности этапов
подготовки вагонов к окраске.
5.4. Практические (семинарские) занятия.
Практические занятия не предусмотрены.
Объяснительноиллюстративные
Разработка конкретной
практической ситуации
1.1, 1.2, 1.3,2.1,
2.2,3.1
Объяснительноиллюстративные
Разработка конкретной
практической ситуации
1.1, 1.2, 1.3,1.4,
2.1,2.2,2.4
6. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ (СРС)
6.1. Курсовой проект (работа)
Выполнение курсового проекта (работы) не предусмотрено
6.2. Другие виды СРС, предусмотренные рабочей программой
Номер
раздела
дисциплины
№
Виды и наименования СРС
Трудоемкость СРС
в часах
Сроки
выполнения СРС
Выдача
СРС,
неделя
Сдача
СРС,
неделя
1-16
16
подготовка к лабораторным занятиям
18
проработка лекционного материала
12
1-16
16
изучение теоретического материала, выносимого на самостоятельную работу
12
1-16
16
подготовка к промежуточной аттестации - зачету
12
1-16
16
Итого часов на СРС
54
Источник задания
на СРС
1.1, 1.2,
1.3,2.1,2.5,3.2
Перечень тем рефератов
Написание рефератов не предусмотрено
7. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Текущий контроль студентов производится в дискретные временные интервалы лектором и
преподавателем, ведущими
практические занятия по дисциплине в следующих формах: тестирование; защита лабораторных работ.
Рубежная аттестация студентов производится два раза в семестр согласно календарному учебному графику по текущей успеваемости.
Промежуточная аттестация по результатам семестра по дисциплине проходит в форме зачета.
Фонды оценочных средств, включающие типовые задания, тесты и методы контроля, позволяющие
оценить результаты
обучения по данной дисциплине, включены в состав УМКД.
8. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Основная литература
№
Наименование учебника (учебного пособия)
Авторы
1.1 Конструирование и расчет вагонов: учебник
Лукин В.В., Анисимов П.С.,
Котуранов В.Н.
1.2 Вагоны. Основы конструирования и экспертизы технических
решений: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта
Азовский А.П., Александров
Е.В., Кобищанов В.В.. и др.;
под ред.
В.Н. Котуранова
Дунаев П.Ф., Леликов О.П.
1.3 Конструирование узлов и деталей машин
1.4 Технология производства и ремонта вагонов: Учебник для вузов
ж.-д. транспорта
Мотовилов К.В., Лукашук
B.C., Криворудченко В.Ф.,
Петров А.А.; под ред.
Мотовилова К.В.
Год
издания
2011
Объем в
стр.
688
2005
490
М: АСАДЕМА
2003
446
М.: Маршрут
2003
382
Издательство
№: ФГОУ УМЦ
по образованию
на ж.-д. тр-те"
М.: Маршрут
Дополнительная литература
№
2.1
2.2
2.3
2.4
Наименование учебника (учебного пособия)
Расчет вагонов на прочность.
Детали машин и основы конструирования: курсовое
проектирование. уч.-метод. пособие для студентов
вузов ж.д. транспорта
Конструирование нестандартного технологического
оборудования вагоноремонтных предприятий.
Учебное пособие
Часть 1,2, 3.
Конструкция, техническое обслуживание и текущий ремонт
грузовых вагонов: Пособие осмотрщику, осмотрщикуремонтнику и слесарю по техническому обслуживанию и
текущему ремонту грузовых вагонов
Авторы
Издательство
Вершинский С.В. и др. Под
ред. Л. А. Шадура
Еремеев В.К., Пашков Н.Н.
М:
Машиностроение
Иркутск: ИрГУПС
Еремеев В.К., Пашков Н.Н.
Быков Б.В.
Год
издания
1971
Объем в стр.
432
2011
172
Иркутск: ИрГУПС
2010
188 200 184
М.: Желдориздат
2005
416
2.5
№
3.1
3.2
Основы проектирования машин
Чернилевский Д. В.
М: УМиИЦ
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Наименование программного обеспечения. Адрес сайта
http://www.pomogala.ru
http://www.rwlib.narod.ru/lib_vagon.htm
9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Плакаты, лабораторные стенды
1998
472
ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ
в рабочей программе учебной дисциплины «Основы конструирования вагонов»
Часть текста, подлежащая
изменению в документе
№
Общее количество
страниц
до
после
№
№
№
внесения
раздела пункта подпункта внесения
изменений изменений
Основание для
внесения
изменения,
документ
Подпись
Дата
отв. исп.
Программа по учебной дисциплине «Основы конструирования вагонов» составлена
соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки (специальности) 190300.65
«Подвижной состав железных дорог», специализации 2-Вагоны
Рабочую программу составил (а): Степанов В.В., к.т.н., доцент.
Программа одобрена на заседании кафедры «Подвижной состав железных дорог»
Протокол №
Заведующий кафедрой «ПСЖД»
2014 г.
Т.В. Иванова