Восьмиосная цистерна для перевозки нефтепродуктов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Кафедра: Вагоны и вагонное хозяйство

РЕФЕРАТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: НЕТЯГОВЫЙ ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ

ВОСЬМИОСНАЯ ЦИСТЕРНА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Выполнил:

Иванов Е.О.

Проверил:

Авдовский А.А.

Санкт-Петербург, 2015 год

Введение

В зависимости от вида перевозимых грузов вагоны-цистерны подразделяются на цистерны общего назначения и специальные. К цистернам общего назначения относятся цистерны для перевозки широкой номенклатуры жидких нефтепродуктов, не требующих подогрева при наливе и сливе в диапазоне климатических изменений температуры груза. Цистерны общего назначения составляют основную часть парка вагонов-цистерн.

Вагон цистерна может использоваться в любом месте, где проложена железная дорога, перевозки по которой наиболее дешевы. Жд цистерны различаются по конструкции рамы, типу груза, осности, методу калибровки. Все грузы перевозятся в особом котле (специфическая форма кузова). Железнодорожные цистерны разделяются в зависимости от типа наливных грузов: темные (нефть, масла) и светлые (керосин, бензин и пр.).

Для каждого типа цистерны заводом-изготовителем в составе технической документации разрабатывается инструкция по эксплуатации, сливу и наливу перевозимого продукта, о конструктивные особенности конкретной модели. Основным изготовителем цистерн является ПО «Азовмаш» (бывшее ПО «Ждановтяжмаш», город Мариуполь) Министерства тяжелого и транспортного машиностроения. Требования, предъявляемые вагонам-цистернам по эксплуатации, взятые из материалов ГОСТ стандартов.

1. Конструкция вагона-цистерны на примере восьмиосной цистерны модели 15-871

Котел представляет собой цилиндрическую емкость сварной конструкции, состоящую из обечаек и эллиптических днищ, подкрепленную шпангоутами для повышения несущей способности и жесткости цилиндрической оболочки. Цилиндрическая часть котла с внутренним диаметром 3000 мм., составлена из 2-х половин, сваренных встык. Преимуществами стыковых швов по сравнению с применявшимися ранее нахлесточными соединениями являются:

- отсутствие дополнительных напряжений в зоне швов, обусловленных местным изгибом оболочки;

- большая вибрационная и ударная прочность швов;

- лучшие условия контроля за качеством шва (просвечивание рентгеном, гамма-лучами и.т. п.);

- меньшая масса котла.

Повышение прочности и устойчивости оболочки котла при малой его массе достигается подкреплением кольцевыми шпангоутами и, расположенными в средней и опорных частях котла (рис.1).

Рисунок 1. - Схема восьмиосной цистерны грузоподъёмностью 120 т.:

Эти шпангоуты, имеющие дуга-образную форму поперечного сечения, приварены к стенкам котла, отличаются от неподкрепленных конструкций меньшей толщиной. В подкрепленных таким образом цистернах существенно снижены напряжения в загруженных зонах, повышена устойчивость котла при вакууме иногда возникающем при сливе и пропарке цистерн, а также увеличивается жесткость и частота собственных колебаний оболочки, что затрудняет возникновение резонанса колебаний. Для обеспечения полного слива груза предусмотрены уклоны к сливным приборам. Эти уклоны создаются штамповкой броневого листа на глубину 20-30 мм.

Котел оборудован двумя сливными приборами и двумя колпаками с крышками,что позволяет ускорить операции налива и слива груза и обеспечить лучшие условия труда при очистке котла.

Внутри горловин размещены по 2 сегментные планки: верхняя для контроля предельного уровня налива и нижняя для принятия мер к замедлению налива котла. Колпаки цистерны имеют малые размеры. При наливе груза часть объема котла (2%) остается незаполненной для обеспечения температурного расширения груза.

Рисунок 2. - Схема Колпака с крышкой:

Сложным и ответственным узлом безрамной цистерны является опора котла, поскольку через нее передаются основные нагрузки на котел и от котла на тележку. Опора, одновременно являющаяся консольной частью рамы, имеет мощные хребтовую и шкворневую, облегченные концевую и боковые балки. На хребтовой и концевой балках размещены части автосцепного устройства, а на шкворневой - опоры кузова (пятник и скользуны). Шкворневая балка имеет верхний лист, нижний, вертикальные листы, ребра, концевые части, к одной из таких частей прикреплена табличка завода - изготовителя. На пересечении хребтовой и шкворневой балок размещено надпятниковое усиление.

Рисунок 3. - Фотография восьмиосной цистерны:

К шкворневой и хребтовой балкам приварены подкрепленный ребрами и опорный лист толщиной, являющийся непосредственной опорой котла а также опорные накладки, расположенные с двух сторон от шкворневого узла. Хребтовая балка связана с опорными накладками лапами, которые перед сваркой узла могут перемещаться вдоль хребтовой балки в зависимости от конкретных зазоров между опорой и котлом.

Такая конструкция обеспечивает существенное снижение технологических напряжений. Применение опорных упрощенных элементов вместо прежних опорных конструкций стало возможным в результате подкрепления котла кольцевыми шпангоутами, осуществленное в данной конструкции дополнительное соединение двух концевых участков котла с хребтовой балкой повышает ее сопротивление большим продольным усилиям, возникающим при соударении вагонов. Основные части котла и опор изготовлены из низколегированной стали марки 09Г2С (ГОСТ 5520 - 79). Восьмиосной цистерне присвоен государственный знак качества.

2. Четырехосная тележка вагона типа ЦНИИ-ХЗ-О5

В ходовых частях восьмиосных цистерн - четырехосные тележки типа ЦНИИ-ХЗ-О5, связанных соединительной балкой. Эта балка снизу по концам имеет пятники и скользуны, которыми она опирается на подпятники и скользуны надрессорных балок двухосных тележек. Сверху в средней части соединительной балки расположены подпятник диаметром 450 мм., на который опирается пятник рамы кузова, и скользуны, поддерживающие кузов при действии боковых сил.

Центральный подпятник четырехосной тележки имеет длинный шкворень, а крайние пятники центрируются короткими шкворнями с бортом в средней части, который препятствует выходу конца шкворня за пределы верхней плоскости соединительной балки.

Сложность формы соединительной балки тележки обусловлена необходимостью восприятия больших вертикальных нагрузок и стесненными габаритами размещения. Нижнее очертание балки сделано таким, чтобы обеспечивались над осями внутренних колесных пар тележки зазоры 120 мм., которые требуются на случай полного сжатия пружин рессорных комплектов, допустимой разности диаметров колес и неблагоприятного совпадения допусков на изготовление. Верхнее очертание балки обусловлено стремлением уменьшить эксцентриситет между продольными осями хребтовой балки и автосцепки, а также обеспечить зазоры, необходимые для безопасного прохода вагоном сортировочной горки.

База тележки, равная расстоянию между центрами подпятников двухосных тележек, составляет 3.2 м. и является оптимальной по условиям воздействия восьмиосных вагонов на железнодорожный путь при минимальной массе соединительной балки.

Рисунок 4. - Схема четырехосной тележки:

3. Ударно-тяговое оборудование

Автосцепное устройство предназначено для сцепления вагонов между собой и с локомотивом, передачи растягивающих и сжимающих усилий от одного вагона к другому, а также для смягчения действия продольных усилий. При автосцепном устройстве сцепление подвижного состава происходит автоматически, без участия сцепщика.

Автосцепное устройство вагона. Автосцепное устройство вагона состоит из корпуса автосцепки с деталями механизма, расцепного привода, ударноцентрирующего прибора, упряжного устройства с поглощающим аппаратом и опорных частей.

Основные части автосцепного устройства размещаются в консольной части хребтовой балки 5 рамы кузова вагона (рис. 5).

Корпус автосцепки 1 с деталями механизма установлен в окно ударной розетки 2 и своим хвостовиком соединен с тяговым хомутом 7 при помощи клина 4, который вставляется снизу и опирается на два болта 18, закрепленных запорными шайбами и гайками. Механизм автосцепки СА-3 состоит из замка 1, замкодержателя 3, предохранителя замка от саморасцепа 2,подъемника 5, валика подъемника 4, болта 6 с гайкой для закрепления валика подъемника. Назначение замка - запирать соединенные автосцепки. Перекатываясь под действием собственного веса по опорной дуге, замок занимает в головной части автосцепки нижнее положение.

Рисунок 5. - Автосцепное устройство:

Восьмиосные цистерны оборудуются усиленной полужесткой автосцепкой СА-3 с ограничителем вертикальных перемещений и поглощающим аппаратом Ш-2-Т с ходом 105 мм.

Автосцепка СА-3 обеспечивает:

- автоматическое сцепление при соударении вагонов;автоматическое запирание замка у сцепленных автосцепок;

- расцепление подвижного состава без захода человека между вагонами и удержание механизма в расцепленном положении до разведения автосцепок;

- автоматическое возвращение механизма в положение готовности к сцеплению после разведения автосцепок, восстановление сцепления случайно расцепленных автосцепок, не разводя вагоны;

- производство маневровых работ (положение на "буфер"), когда при соударении автосцепки не должны соединяться. До сцепления автосцепки могут занимать различные взаимные положения:

- оси их находятся на одной прямой;

- оси могут быть смещены по вертикали или горизонтали.

Смещение осей по вертикали допускается в грузовом поезде до 100 мм. и пассажирском скоростном до 50 мм.

А в горизонтальном направлении до 175 мм., при которых обеспечивается надежное автоматическое сцепление вагонов в эксплуатации.

4. Тормозное оборудование

Рисунок 6. - Схема тормозного оборудования:

Пневматическая часть тормозного оборудования включает в себя тормозную магистраль (воздухопровод) б диаметром 32 мм. с концевыми кранами 4 клапанного или шаровидного типа и соединительными междувагонными рукавами 3.

Авторежим служит для автоматического изменения давления воздуха в тормозном цилиндре в зависимости от степени загрузки вагона - чем она выше, тем больше давление в тормозном цилиндре.

При наличии на вагоне авторежима рукоятка переключателя грузовых режимов воздухораспределителя снимается после того, как режимный переключатель воздухораспределителя будет поставлен на груженый режим при чугунных тормозных колодках и средний режим при композиционных тормозных колодках. У рефрижераторных вагонов авторежима нет. Запасный резервуар имеет объем 78 л. у четырехосных вагонов с тормозным цилиндром диаметром 356 мм. и 135 л. у восьмиосного вагона с тормозным цилиндром диаметром 400 мм.

Зарядка резервуара 7, золотниковой и рабочей камер воздухораспределителя запасного резервуара 11 производится из тормозной магистрали 6 при открытом разобщительном кране 9. При этом тормозной цилиндр через главную часть воздухораспределителя и авторежим 2 сообщен с атмосферой. При торможении давление в тормозной магистрали понижается через кран машиниста и частично через воздухораспределитель, который при срабатывании отключает тормозной цилиндр 1 от атмосферы и сообщает его с запасным резервуаром 11 до выравнивания давления в них при полном служебном торможении.

Тормозная рычажная передача грузовых вагонов выполнена с односторонним нажатием тормозных колодок (кроме шестиосных вагонов, у которых средняя колесная пара в тележке имеет двустороннее нажатие) и одним тормозным цилиндром, укрепленным на хребтовой балке рамы вагона болтами. В настоящее время в опытном порядке некоторые восьмиосные цистерны без хребтовой балки оборудуются двумя тормозными цилиндрами, от каждого из которых усилие передается лишь на одну четырехосную тележку цистерны.

Это сделано для упрощения конструкции, облегчения тормозной рычажной передачи, уменьшения силовых потерь в ней и повышения эффективности работы тормозной системы.

Тормозная рычажная передача всех грузовых вагонов приспособлена к использованию чугунных или композиционных тормозных колодок. В настоящее время все грузовые вагоны имеют композиционные колодки.

При необходимости перехода с одного типа колодки на другой необходимо изменить лишь передаточное число тормозной рычажной передачи путем перестановки валиков затяжки и горизонтальных рычагов (в более близко расположенное к тормозному цилиндру отверстие при композиционных колодках и, наоборот, при чугунных колодках). Изменение передаточного числа связано с тем, что коэффициент трения у композиционной колодки примерно в 1,5-1,6 раза больше, чем у чугунных стандартных колодок. В тормозной рычажной передаче четырехосного грузового вагона.

5. Колесная пара

цистерна вагон грузоподъемность

Колёсная пара вагонной тележки воспринимает нагрузку от вагона и служит для направления движения вагона по рельсам. Колёсная пара состоит из цельнокатаных колёс, напрессованных на ось. На наружные концы оси через буксы и рессоры опирается рама тележки. Цельнокатаное вагонное колесо состоит из ступицы, диска и обода. У обода обращённого внутрь колеи имеется выступ, называемый гребнем или ребордой. Гребень предохраняет колёсную пару от выхода из пределов колеи.

Некоторые типы вагонов используют дисковые тормоза и МРТ (магнитно-рельсовый тормоз). Колёсные пары таких вагонов оборудованы тормозными дисками. На ось между колёсами напрессовываются два (четыре поверхности трения) или три (шесть поверхностей трения) тормозных диска.

Рисунок 7. - Стандартная вагонная колесная пара:

Размещено на Allbest.ru