Розрахунок вагон-цистерни (стр. 3 из 7)

Тара вагон-цистерни обчислюється за формулою:

, (1.23)

де

- маса уніфікованих елементів вагона;

- маса додаткових елементів кузова.

Об’єм котла вагон-цистерни розраховується за формулою:

(1.24)

м³

Вантажопідйомність вагон-цистерни визначається за формулою:

(1.25)

1.4 Визначення основних техніко-економічних параметрів вагона

Середнє статичне навантаження визначається за формулою:

, (1.26)

де

- доля i-го вантажу в загальному об’ємі перевезень.

Знаходимо статичне навантаження

за наступною формулою:

, (1.27)

, (1.28)

де

- коефіцієнт заповнення котла цистерни;

- Питомий об’єм i – го вантажу.

,

,

Оскільки

, , , , , то , , , , .

Середнє динамічне навантаження вираховується за формулою:

, (1.29)

де

- дальність перевезень i – го вантажу.

Середня дальність перевезення вантажу розраховується за формулою:

, (1.30)

Середня дальність вантажного рейсу становитиме:

, (1.31)

Середнє погонне навантаження обчислюється за формулою:

, (1.32)

т/м

Середній навантажувальний коефіцієнт тари розраховується за формулою:

, (1.33)

Середнє фактичне навантаження на вісь брутто визначається за формулою:

, (1.34)

1.5 Аналіз результатів обчислення основних техніко-економічних параметрів

Враховуючи результати розрахунку, графік залежності техніко-економічних показників вагон-цистерни від напівдовжини циліндричної частини котла, уніфікацію деяких деталей обираю наступні параметри вагон-цистерни та порівнюю їх з відповідними параметрами вагон прототипа, дані для порівняння зводжу до таблиці 1.4.

Таблиця 1.4

Параметр, розмірність	Вагон-прототип	Проектний вагон
Вантажопідйомність, т	68	61,45
Тара (маса),т	24,8	24,193
Навантаження
- від осі на рейку, кН	229	229
- погонне, кН/м	75,66	75,66
Об’єм котла цистерни, м3	85,6	80,84
Довжина, мм
- по осям зчеплення автозчепів	12020	12260
- по кінцевим балкам рами	11480	11400
База вагона, мм	7800	8820
Габарит	1-ВМ	1-Т
Внутрішній діаметр котла цистерни, мм	3000	3000

2. Технічне описання конструкції вагона

2.1 Конструкція кузова і рами

Спроектований мною вагон це - вагон-цистерна загального призначення для перевезення нафтопродуктів. Чотирьохвісна цистерна вантажопідємністю 66 тонн має котел з корисним об’ємом 76,2 м³ та загальним 77.57 м³. Внутрішній діаметр котла рівний 3000мм. Товщина броньового листа складає 12 мм, верхніх та бокових - 9мм, днищ – 10 мм. Всі листи з’єднані стиковими швами. Тара цистерни складає 25,65 т.

Кріплення котла на рамі виконано в середині та по кінцевим його частинам. Фасонні лапи приварені до середньої частини броньового листа з’єднані болтами, які приточені до отворів з опорними планками, котрі приварені до хребтової балки. Такий зв’язок запобігає зсуву котла відносно рами. Болтлве з’єднання передбачене для зручності ремонту, коли необхідно відділити котел від рами.

По кінцям котел опирається на дерев’яні бруски, які закріплені за допомогою жолобів, болтів з гайками, діафрагм на шкворневій та хребтовій балках рами.

До крайніх опор котел притягнутий стягуючими хомутами, призначеними для запобігання вертикальних та поперечних переміщень котла відносно рами. Довжину стягуючих хомутів регулюють винтовими муфтами. Натягом хомутів бажають запобігти вібрації котлаю.

Для забезпечення міцності місць опирання котла необхідно рівномірне розподілення навантаженняна, для цього збільшуємо площу опори та кут обхвату опорою циліндричної частини котла. Особливістю конструкції рами даної цистерни являється те, що поздовжні балки майже не беруть участь в сприйманні основних вертикальних навантажень. Це пояснюється великою жорсткістю котла в порівнянні з жорсткістю поздовжніх балок, внаслідок чого майже все навантаження від котла передається на крайні опори, а від них на візки.

Шкворневі балки завантажені вертикальними силами і при прикладенні до їх кінців зусиль, необхідних, наприклад, для підйому котла, в цих балках виникають значні напруження. Саме тому в даному курсовому проекті буде проведений розрухунок її на міцність.

Хребтова балка рами піддається дії в основному поздовжніх зусиль, саме для забезпечення міцності та покращення технології виготовлення вона виконана із двох підсилени “Z” подібних профілів висотою 310 мм.

Оскільки основні навантаження сприймаються переважно хребтовою балкою, то в рамі цистерни відсутні проміжні поперечні балки та оболегшені поздовжні та кінцеві балки.

Цистерна обладнана зовнішніми та внутрішніми драбинами та площадкою біля люка, універсальним зливним пристроєм та запобіжно-впускним клапаном. Для забезпечення повного зливу вантажу броньовий лист вигнутий так, що утворюється ухил до зливного пристрою.

2.2 Ходові частини

В мною спроектованому вагоні використовується візок моделі 18-100, котрий розрахований на конструктивну швидкість руху 120 км/год. Він складається з двох колісних пар з буксовими вузлами, двох литих рам, надресорної балки, двох комплектів центрального підвішування з фрикційними гасниками коливань та гальмівної важілевої передачі.

Бокова рама відлита з низьколегованої сталі марки 20ФЛ. Вона має об’єднавчі пояси та колонки, які утворюють в середній частині вікно для розміщення комплекту центрального ресорного підвішування, а по кінцям буксові вікна.

Надресорна балка лита з сталі 20ФЛ має порожнинну конструкцію замкнутого поперечного перерізу і форму, близьку до брусу рівного опору згину. Вона відлита разом із п’ятником, який служить опорою кузова та опорами для ковзунів. На кожній з двох опор розміщені ковпаки ковзунів з регулюючими прокладками