Расчет четырехосной цистерны для перевозки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Конструкция вагона прототипа модели 15-1542

2. Расчет технико-экономических показателей грузового вагона

3. Поглощающие аппараты типов Ш-6-ТО-4 и Ш-1-ТМ

Список использованных источников

1. Конструкция вагона-прототипа модели 15-1542

Вагон модели 15-1542 (рис. 1) предназначен для перевозки виноматериалов по железным дорогам с шириной колеи 1520 мм.

Рисунок 1 Вагон - цистерна модели 15-1542.

Таблица 1 Техническая характеристика вагона-прототипа модели 15-1542[1].

Цистерна-термос для перевозки вино-водочных изделий.

Четырехосная цистерна-термос предназначена для перевозки вин, коньяков, коньячных спиртов и спиртов по всем железным дорогам России колеи 1 520 мм, по которым допускается обращение подвижного состава, построенного по габариту 1-Т с ограничением по высоте 4 700 мм.

Цистерна-термос рассчитана для эксплуатации в условиях температур окружающего воздуха от +30 до --40°С, температуры вино-материалов при наливе: зимой не ниже +8°С, летом не выше + 15°С и при сливе: летом не выше +25°С, зимой не ниже --2°С.

Цистерна-термос представляет собой железнодорожный вагон-цистерну, состоящий из котла цилиндрической формы, закрепленного на раме, типовых ходовых частей, автосцепного и тормозного оборудования.
Котел цистерны изготовлен из коррозионностойкой стали марки Х18Н10Т и оборудован сливным прибором (с нижним сливом продукта), предохранительно-выпускным клапаном (отрегулированным на условно-принятое давление 1,5 ат), люком-лазом (с внутренним диаметром 570 мм), двумя расширительными колпаками (общей емкостью 525 дм3) и наружной лестницей с площадками.

В целях защиты перевозимого продукта от влияния окружающей среды котел цистерны покрыт изоляцией толщиной 250 мм, изготовленной из матов в рулоне технической марки МРТ-35 ГОСТ 10499-67. Сливной прибор, предохранительный клапан и люк-лаз закрываются специальными изоляционными крышками.

Тепловое ограждение цистерны обеспечивает среднесуточное изменение температуры продукта около 0,2°С летом и 0,8°С зимой[2].

2. Расчет технико-экономических показателей грузового вагона

Выбор технико-экономических параметров проектируемых вагонов сводится к определению их оптимальных значений. В первую очередь следует выбрать модель вагона-прототипа (серийная или опытная модель вагона данного типа), что необходимо для использования и сравнения в дальнейшем параметров проектируемого вагона с существующим.

Заданием на техническое проектирование нового вагона устанавливаются допускаемые величины статистической нагрузки от колесной пары на рельсы. Определение грузоподъемности грузового вагона.

Грузоподъемность вагона, определяемая величиной допускаемой осевой нагрузки, определяется по формуле:

(2.1)

где P0 - допускаемая осевая нагрузка;

m0 - число осей вагона;

kT - технический коэффициент тары.

Технический коэффициент тары проектируемого вагона следует принимать по паспортным данным серийно выпускаемой модели вагона аналогичного типа с корректировкой на вносимые изменения.

Технический коэффициент тары проектируемого вагона определяется из следующего выражения:

где kТБ - технический коэффициент тары базового вагона;

kM - коэффициент, учитывающий влияние применяемого материла на изменение тары вагона, kM = 0,95;

kЛ - коэффициент, учитывающий изменение линейных размеров элементов вагона, kЛ = 0,95.

Технический коэффициент тары базового вагона определяется по формуле:

(2.3)

где ТБ - тара вагона-прототипа;

РБ - грузоподъемность вагона-прототипа.

Определение массы тары грузового вагона.

Тара проектируемого вагона определяется:

Масса брутто вагона определяется по формуле:

Объем котла проектируемой цистерны определяется по формуле:

где -коэффициент, учитывающий увеличение объема при расширении груза от повышения температуры;

?удельный оптимальный объем.

3. Поглощающие аппараты типов Ш-6-ТО-4 И Ш-1-ТМ

Поглощающий аппарат - компонент автосцепного устройства, служащий для поглощения основной части энергии удара, а также для снижения продольных растягивающих и сжимающих усилий, передающихся через автосцепку на раму рельсового подвижного состава (вагон, локомотив)[3].

Поглощающие аппараты обеспечивают гашение части энергии удара, уменьшение продольных растягивающих и сжимающих усилий, которые передаются через автосцепку на раму кузова. Принцип действия их основан на возникновении в аппарате сил сопротивления и превращении части энергии удара в другие виды энергии.

По типу рабочего элемента, создающего силы сопротивления, и принципу действия поглощающие аппараты делятся на пружинные, пружинно-фрикционные, с резино-металлическими элементами и гидравлические. Работа пружинных аппаратов основана на возникновении сил сопротивления упругой деформации пружин при их сжатии. Такие аппараты применяются только в упругих площадках пассажирских вагонов. Работа пружинно-фрикционных аппаратов основана на превращении кинетической энергии соударяемых вагонов в работу сил трения фрикционных элементов и потенциальную энергию деформации пружин. В аппаратах с резиновыми элементами эта энергия затрачивается на работу сил внутреннего трения резины.

В гидравлических (гидрогазовых) аппаратах кинетическая энергия удара затрачивается на преодоление сил вязкого сопротивления жидкости при перетекании ее из одной камеры в другую через калиброванные отверстия.

Выбор типа поглощающего аппарата для вагона определяется его параметрами: энергоемкостью, ходом, величинами начального и конечного сжатия, величиной необратимо поглощенной энергии, стабильностью и готовностью аппарата к работе (показатель заклинивания). Параметры поглощающих аппаратов выбирают в соответствии с нормами.

Энергоемкость аппарата представляет собой величину кинетической энергии, которую он воспринимает при полном сжатии.

После сжатия аппарата его подвижные части необходимо возвратить в исходное положение, поэтому они проектируются так, чтобы не вся энергия поглощалась необратимо. Это свойство оценивается коэффициентом необратимо поглощенной энергии. Коэффициент готовности аппарата определяется при испытаниях как отношение числа нагружений, при которых произошло заклинивание аппарата, к общему числу. Показатель стабильности работы аппарата характеризует способность сохранять основные его параметры при многократных его нагружениях.

На вагонах железных дорог наибольшее распространение получили пружинно-фрикционные аппараты и аппараты с резино-металлическими элементами. Пружинно-фрикционные аппараты широко применяются на грузовых вагонах, так как они просты по конструкции и надежны в эксплуатации. Однако они имеют низкую стабильность работы и ограниченную энергоемкость при существующих габаритных размерах.

Поглощающие аппараты с резино-металлическими элементами устанавливаются на пассажирские вагоны, так как они обеспечивают хорошую плавность хода при соударениях, высокую надежность и бесшумность работы.

Пружинно-фрикционные аппараты изготовляют по ГОСТ 22253.

Четырехосные грузовые вагоны оснащены пружинно-фрикционными аппаратами типов: Ш-1-ТМ (постройки до 1979 г.), Ш-2-В (1979-88 гг.) и Ш-6-ТО-4 (с 1989 г.), а восьмиосные вагоны -- аппаратами Ш-2-Т. (Здесь Ш -- шестигранный, 1,2,6-варианты конструкции, Т -- термоупроченный, М -- модернизированный, В -- взаимозаменяемый, О -- объединенный и 4 -- для грузовых вагонов).

Все типы пружинно-фрикционных аппаратов по конструкции аналогичны и отличаются в основном параметрами (табл. 2).

Таблица 2 Типы и параметры пружинно-фрикционных аппаратов автосцепки

Рассмотрим аппарат Ш-6-ТО-4 для четырехосных вагонов (рис. 2).

Рисунок 2 Пружинно-фрикционный аппарат Ш-6-ТО-4.

Аппарат Ш-6-ТО-4 для четырехосных вагонов имеет корпус (2), объединенный вместе с тяговым хомутом (1). Днище (3) соединено с корпусом разъёмно, и выступающая часть размещена в пространстве между задними упорами. Такая конструкция в существующих габаритах позволяет установить в поглощающем аппарате пружину (4) большей высоты и увеличить ход аппарата до 120 мм, а энергоемкость в приработанном состоянии -- до 88-90 кДж. В горловине корпуса аппарата установлена шайба (7), три фрикционных клина (8), нажимной конус (9) и стяжной болт (10). Внутренняя пружина (5) выполнена из двух частей, разделенной шайбой (6).

Ударопоглощающий аппарат Ш-6-ТО-4 допускает безопасное соударение грузовых вагонов с массой брутто до 100 т со скоростью до 11 км/ч и эксплуатацию вагонов в поездах массой до 10 тыс. т. Следует иметь в виду, что в настоящее время масса грузовых поездов на магистральных железных дорогах составляет 5-5,5 тыс. т.

Одной из особенностей ударопоглощающего аппарата Ш-6-ТО-4 является то, что ввиду завышения предварительной затяжки пружинного комплекта (около 75 кН) усилия до 450-500 кН воспринимаются аппаратом и передаются на вагон жестко[4].

Рассмотрим пружинно-фрикционный аппарат Ш-1-ТМ (рис. 3).

цистерна перевозка автосцепка вагон

Рисунок 3 Пружинно-фрикционный аппарат Ш-1-ТМ

Аппаратами Ш-1-ТМ оснащались грузовые вагоны постройки до 1979 года, а затем четырехосные вагоны начали оборудоваться преимущественно аппаратами Ш-2-В, а восьмиосные вагоны аппаратами Ш-2-Т.

Пружинно-фрикционные поглощающие аппараты шестигранного типа имеют корпус (3) с шестигранной горловиной, в котором размещены прижимной конус (1) и три клина (2). Между клиньями и днищем корпуса (3) аппарата расположены пружины (4) и (5) подпорного комплекта. В аппарате Ш-1-ТМ имеется шайба (6), которая у аппаратов Ш-2-В и Ш-2-Т отсутствует, с целью увеличения высоты пружин.

Работа, затрачиваемая на сжатие поглощающего аппарата, расходуется главным образом на преодоление сил трения -- 75--90 %, а на сжатие пружин только - 10 - 15 %. Работа на преодоление сил трения полностью поглощается, т. е. превращается в тепловую энергию, а силы, затрачиваемые на сжатие пружин, обеспечивают возвращение всех деталей аппарата в исходное положение[5].

Список использованных источников

1.[Электронный ресурс]http://gruzivagon.ru/index.php/component/mculc/?task=v
gnmods&cat=12&vmod=305

2. [Электронный ресурс]http://scaletrainsclub.com/board/viewtopic.php?t=2003

3. Пастухов, И.Ф. Конструкция вагонов / И.Ф.Пастухов, В.В. Пигунов, Р.О. Кошкалда. - М. : Маршрут, - 2004. - 504 с.

5.[Электронный ресурс]http://railcars.blogspot.ru/2008/01/blog-post_3948.html

Размещено на Allbest.ru