Введение.
Основной задачей транспорта является полное и своевременное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках, повышение эффективности и качества работы транспортной системы.
К опасным грузам относятся вещества и предметы, которые при транспортировании, погрузочно-разгрузочных работах и хранении могут послужить причиной взрыва, пожара, а также гибели, травмирования, отравления, ожогов, облучения или заболевания людей и животных.
Опасные грузы по железным дорогам транспортируются в универсальном или специальном подвижном составе. Допускаемые типы вагонов для перевозок конкретных видов опасных грузов устанавливаются техническими условиями, стандартами для конкретной продукции, и правилами перевозок грузов.
Жидкие, сжиженные и опасные газообразные грузы в случаях, предусмотренных правилами перевозок, транспортируются в вагонах-цистернах.
Вагоны-цистерны проектируются с учетом свойств опасных грузов, для перевозок которых они предназначены, и соответственно оснащаются специальными устройствами для выполнения сливоналивных операций и обеспечения безопасности перевозок.
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.
Для каждого типа цистерны заводом-изготовителем в составе технической документации разрабатывается инструкция по эксплуатации, сливу и наливу перевозимого продукта, учитывающая конструктивные особенности конкретной модели.
На железнодорожном транспорте необходимо осуществлять техническое перевооружение, обеспечить увеличение пропускной и провозной способности железных дорог на грузонапряженных направлениях, значительно повысить скорости движения поездов, а также наращивать мощность железнодорожных станций и узлов.
Для решения поставленной задачи необходимо изменить конструкцию проектируемого вагона в сторону улучшения его основных показателей. Увеличение удельного объема цистерны, уменьшения массы тары и увеличение грузоподъемности - это благотворно влияет
Данный дипломный проект посвящен проектированию восьмиосной цистерны с осевой нагрузкой 216 кН по габариту 1-Т, грузоподъемностью 125т, предельной нагрузкой на 1 метр пути 81 кН/м. В данном дипломном проекте произведен расчет оси колесной пары на выносливость, расчет котла цистерны. Дана экономическая оценка эффективности от внедрения новой тормозной рычажной передачи на восьмиосной цистерне модели 15-1500. Разработаны мероприятия по охране труда при изготовлении цистерны и безопасность перевозки светлых нефтепродуктов.
1. Техническое описание конструкции цистерны
модели 15-1500
1.1. Типовые узлы и элементы конструкции
Основным изготовителем цистерн является ПО «Азовмаш» (бывшее ПО «Ждановтяжмаш», город Мариуполь) Министерства тяжелого и транспортного машиностроения.
В конструкции цистерн используются типовые узлы автосцепного устройства, автотормозного оборудования и ходовые части.
Восьмиосные цистерны оборудуются усиленной полужесткой автосцепкой СА-3М с ограничителем вертикальных перемещений и поглощающим аппаратом Ш-2-Т с ходом 105мм.
Цистерна модели 15-1500 оснащена модернизированным автосцепным устройством СА-3М. В отличие от СА-3 толщина стенок корпуса 1 данной конструкции увеличена в среднем на 30%, здесь применены внутренние ребра, что повысило его надежность. В связи с увеличением базы и консолей, а следовательно, возникновением значительных вертикальных смещений автосцепок, в замке модернизированной конструкции была введена специальная вставка, обеспечивающая увеличение вертикальное зацепление до 250мм вместо 150…180мм у автосцепки АС-3. Впоследствии вместо вставки замка на корпусе снизу был предусмотрен специальный прилив 11, ограничивающий вертикальные смещения корпусов автосцепок в допустимых пределах. Это обеспечивает прохождение без саморасцепов горбов сортировочных горок. С целью уменьшения вертикальных сил центрирующая балочка 2 подпружинена. Совместно с сферической формой хвостовика и вкладыша 4 это позволяет отклоняться корпусу автосцепки в вертикальной плоскости, не вызывая больших усилий. Автосцепка снабжена торсионным отклоняющим устройством для обеспечения автоматической сцепляемости на кривых участках пути малого радиуса.
С 1988 г. на восьмиосные цистерны устанавливается пружинно-фрикционный поглощающий аппарат ПМК-110А с металлокерамическими фрикционными элементами.
| ПМК-110А | Энергоемкость, кДж | Сила сопротивления при сжатии, МН | Полный ход аппарата, мм |
| 35…85 | 2 | 110 |
Поглощающие элементы предназначены гасить часть энергии удара, уменьшая продольные растягивающие и сжимающие усилия. Принцип их действия основан на возникновении в аппарате сил сопротивления и преобразования кинетической энергии, соударяющихся масс, в другие виды энергии. В целях повышения энергоемкости и стабильности характеристик в качестве фрикционных элементов здесь применены металлокерамические пластины.
Установка автосцепного устройства выполняется в соответствии с ГОСТ 3475-81.
В автотормозном оборудовании используются воздухораспределители № 483М, регуляторы рычажной передачи типа 574Б, РТРП 675 и авторежимы типов 265А-1.
Тормозное оборудование грузовых вагонов обеспечивает накопление и пропуск сжатого воздуха, подаваемого от локомотива, а также восприятие, реализацию и передачу (трансляцию) сигналов управления процессами торможения и отпуска, поступающих по тормозной магистрали (ТМ). Тормозное оборудование состоит из магистрального воздухопровода диаметром 1 1/4” , сообщенного через тройник № 573 и разобщительный кран № 372 подводящей трубой диаметром 3/4” , или соединительным рукавом Р35, Р36 с двухкамерным резервуаром № 295М-001. Последний связан трубами диаметром 3/4”с запасным резервуаром типа Р7-135 объемом 135л и авторежимом № 265А-1, установленным на одной из тележек вагона и сообщенным с тормозным цилиндром № 519Б. На двухкамерный резервуар устанавливаются главная № 270-023 и магистральная № 483-001 части.
Для межвагонных соединений используются соединительные рукава типа Р17, подключаемые к трубе (ТМ) концевыми кранами № 190 (или №4304) и повернутыми на 60о относительно горизонтальной оси. Это исключает удары головок рукавов о горочные замедлители и улучшает их работу в кривых участках пути.
Воздухораспределители (ВР) предназначены для изменения давления в тормозных цилиндрах (ТЦ) транспортных средств, в зависимости от изменения давления в тормозной магистрали (ТМ), а также для зарядки из последней запасных резервуаров (ЗР). При этом уровень давления в ТЦ соответствует глубине разрядки ТМ и грузовому режиму торможения на ВР.
Использование воздухораспределителей № 483М повышает надежность тормозов, достигается максимально возможная скорость распространения тормозной волны, минимальное влияние длины магистрального воздухопровода на процессы наполнения сжатым воздухом цилиндров при торможении. По сравнению с другими воздухораспределителями грузового типа, используемый воздухораспределитель № 483М обеспечивает наибольшие, короткие тормозные пути и наименьшие продольные силы в поезде при торможении. Кроме того, воздухораспределитель должен обеспечивать достаточно легкий бесступенчатый отпуск. При следовании поезда по участковому пути с уклоном до 18‰ и ступенчатый отпуск для следования поезда по затяжным крутым спускам с уклонами более 18‰. Для обеспечения плавности торможения скорость тормозной волны при экстремальном торможении должна достигаться наибольшей и не менее 290 м/с.
Конструкция воздухораспределителя № 483М позволяет поддерживать при торможении минимальный темп разрядки ТМ в хвостовой части длинно составного поезда через свои каналы, что ускоряет процесс наполнения ТЦ этих вагонов и сокращает тормозной путь. За счет высокой скорости тормозной волны 290-300 м/с, повышенных свойств мягкости (до 1 кгс/см2 мин), стандартности действия(независимым от различных факторов и уменьшенным временем наполнения ТЦ) и ряда других положительных особенностей, ВР № 483М обеспечивает возможность вождения поездов весом до 8 тыс.тс.
Все грузовые вагоны, оборудованы автоматическими регуляторами одностороннего действия № 574Б, предназначенными для стягивания рычажной передачи и компенсации износа тормозных колодок. Принцип действия и конструкция регуляторов РТРП 675 и № 574Б аналогичны, а внешнее отличие заключается в наличии у первого удлиненной шестигранной крышки корпуса со стороны привода. Применение регуляторов позволяет устранить ручную регулировку рычажных передач и поддерживать выход штока тормозного цилиндра в установленных пределах. За счет этого обеспечивается правильное взаимное расположение рычагов и тяг, стабильный коэффициент полезного действия рычажной передачи и высокую тормозную эффективность. Наибольшее передаваемое через регулятор усилие составляет 8,0тс.
Основным преимуществом регулятора РТРП – 675 является повышенный рабочий ход винта, позволяющий применять утолщенные композиционные колодки и ускоренное сокращение рычажной передачи, обеспечивающее быстрое восстановление выхода штока ТЦ, особенно необходимое на затяжных крутых спусках при значительном износе тормозных колодок.
При установке регулятора № 574Б на грузовом вагоне используется рычажный привод, который передает ему при торможении запас энергии, вызывающий сжатие пружин и необходимый для стягивания рычажной передачи. После установки на вагоне всех новых тормозных колодок размер «а» (от контрольной стяжки на стержне г до торца защитной трубы д) для данного регулятора должен быть не менее 500мм. Расстояние «А» определяет величину выхода штока тормозного цилиндра и ориентировочно должно составлять при композиционных колодках 35-50мм, а при чугунных 40-60мм.