|
Crow indian
Регистрация: 21.02.2009
Возраст: 40
Сообщений: 29,839
Поблагодарил: 398 раз(а)
Поблагодарили 5983 раз(а)
Репутация: 126089
|
Тема: Расчет четырехосной цистерны грузоподъемностью 60 тонн (15-Ц863)
Расчет четырехосной цистерны грузоподъемностью 60 тонн
Курсовая работа
Скачать
Цитата:
Оглавление
Введение 2
1 Общее устройство вагонов 4
1.1 Обзор и анализ вагонов проектируемого типа 4
1.2 Технико-экономические показатели вагона-прототипа (цистерны 15-Ц863) 6
1.2.1 Параметры цистерны 6
1.2.2 Расчет технико-экономических параметров цистерны 6
1.2.3 Линейные размеры вагона 8
1.3 Вписывание вагона в габарит 10
1.3.1 Основные положения 10
1.3.2 Строительные очертания вагона 11
1.3.3 Габариты подвижного состава 15
1.4 Кузов вагона 17
1.5 Ходовые части вагона 18
1.5.1 Колёсные пары 18
1.5.2 Буксовые узлы 22
1.5.3 Тележки вагонов 25
1.5.4 Рессорное подвешивание 30
1.6 Автосцепное оборудование 34
1.7 Тормозное оборудование 42
2 Расчет кузова вагона на прочность 47
2.1 Общие положения 47
2.2 Силы, действующие на вагон 49
2.3 Расчетная схема и основные силы, действующие на кузов 51
2.2 Материалы и допускаемые напряжения 53
2.3 Расчет на вертикальные нагрузки 54
2.4 Расчет на продольные нагрузки рамы цистерны 56
2.5 Расчет от сил внутреннего давления 58
3 Расчет ходовых частей вагона 60
3.1 Определение основных размеров колесной пары. Расчет оси и колеса 60
3.1.1 Определение нагрузок 61
3.1.2 Определение диаметров оси 62
3.1.3 Выбор колеса 63
3.2 Выбор буксовых подшипников 65
3.3 Расчет рессорного подвешивания 67
3.3.1 Упругие элементы 67
3.3.2 Гасители колебаний 70
3.4 Расчет рамы и других деталей тележки 72
3.4.1 Расчет по третьему режиму 72
3.4.2 Расчет по первому режиму 73
4 Расчет автосцепного устройства 75
4.1 Расчет поглощающего аппарата 75
4.2 Расчет автосцепки 76
4.3 Расчет деталей упряжи 77
Список использованных источников 78
Введение
Железнодорожный транспорт является основным видом транспорта России, имеет важнейшие значение для нашей страны. Большое значение имеет рацио-нальность конструкции вагонов и их технико-экономических показателей, про-возную способность дорог, возможность широкого внедрения механизации и ав-томатизации при изготовлении и ремонте вагонов, а также их эксплуатации.
Большую часть парка железнодорожных вагонов составляют грузовые вагоны различных типов. Цистерны служат для перевозки жидких и газообразных гру-зов. Кузовом вагона служит специальный резервуар (котел) обычно цилиндриче-ской формы, имеющий люки для налива и устройство для слива груза.
В зависимости от перевозимых грузов цистерны подразделяются на две группы:
Общего назначения – для перевозки широкой номенклатуры нефтепродуктов;
Специальные – для перевозки отдельных видов грузов.
Специальные цистерны разделяются на цистерны для перевозки:
- высоковязких грузов;
- порошкообразных грузов;
- затвердевающих грузов;
- кислот (азотная, соляная, серная и т.д.)
- пищевых продуктов;
- сжиженных газов.
В зависимости от вида несущих элементов разделяются на конструкции, у которых все основные действующие на вагон нагрузки воспринимаются рамой кузова и конструкции, у которых эти нагрузки воспринимаются котлом безрам-ная цистерна.
Кроме того, цистерны подобно другим типам вагонов различаются по осно-сти, грузоподъемности, объему котла, устройству, материалу и способу изготов-ления котла и другим признакам. Технические требования к цистернам регла-ментированы ГОСТ 10674-75.
Поскольку специальные цистерны строят в сравнительно небольшом количе-стве и обычно на тех же заводах, что и цистерны общего назначения, они для удобства эксплуатации, ремонта и постройки имеют унифицированные с цистер-нами общего назначения рамы, узлы крепления котла, ходовые части и другие элементы.
1 Общее устройство вагонов
1.1 Обзор и анализ вагонов проектируемого типа
Четырехосная цистерна грузоподъемностью 60 тонн имеет котел полезным объемом 60 м³ и общим 61,2 м³. Внутренний диаметр котла 2800 мм, толщина броневого листа 11 мм, верхних и боковых листов 9 мм, днищ 10 мм. Все листы и днища соединены стыковыми швами. Тара цистерны – 23,1 тонны. Цистерна модели 15-Ц863 предназначена для перевозки бензина и нефти.
Крепление котла на раме осуществляется в средних и концевых его частях. Фасонные лапы приварены к средней части броневого листа, соединены точеч-ными болтами с опорными планками, которые приварены к хребтовой балке ра-мы. Такая связь препятствует сдвигом котла относительно рамы. Болтовые со-единения предусмотрены для удобства ремонта, когда необходимо отделять ко-тел от рамы.
По концам котел опирается на деревянные брусья, укрепленные посредством желобов, болтов с гайками и диафрагм на шкворневых и хребтовой балках рамы.
Концевые части котла, лежащие свободно на крайних опорах, могут иметь продольные смещения относительно рамы при деформациях, вызванных разно-стью температур, возникающей, например, при наливе в цистерну груза или в случае действия других факторов.
К крайним опорам котел пристегнут стяжными хомутами, которые предна-значены для предотвращения вертикальных и поперечных перемещений котла относительно рамы. Длину стяжных хомутов регулируют муфтами. Натяжение хомутов стремятся предотвратить вибрацию котла.
Для обеспечения прочности опорных зон котла необходимо равномерно рас-пределить нагрузку на опорные брусья. С этой же целью стремятся увеличить площадь опоры, угол охвата опорой цилиндрической части котла и расстояние от опоры до других мест концентрации напряжений в котле.
Особенностью конструкции рам цистерны является то, что их продольные балки почти не участвуют в восприятии основных вертикальных нагрузок. Это объясняется большой жесткостью котла по сравнению с жесткостью продольных балок рамы, вследствие чего почти вся нагрузка от котла передается на крайние его опоры, а от них на тележки.
Шкворневые балки рамы нагружены вертикальными силами, и при приложе-нии к их концам усилий, необходимых, например, для подъема кузова, в этих балках могут возникнуть значительные напряжения.
Хребтовая балка рамы подвержена главным образом действию ударно-тяговых (продольных) усилий.
Для повышения прочности и улучшения технологии изготовления ее целесо-образно выполнять из двух усиленных зетов высотой 310 мм.
В связи с завершением перевода грузовых вагонов железных дорог СССР на автосцепку и снятием буферов продольные усилия воспринимаются преимущест-венно хребтовой балкой, в результате чего отпала необходимость в балках рамы, а также в мощных концевых (буферных) балках. Поэтому рама рассматриваемой цистерны имеет облегченные концевые и боковые балки, причем последние со-хранены лишь в консольной части рамы. Отсутствуют также промежуточные по-перечные балки. В результате такого видоизменения массы рамы существенно снижена (на 1,4 т) по сравнению с рамой цистерны на которой имеются буфера.
Цистерна оборудована наружными и внутренними лестницами с площадками у колпака, универсальным сливным прибором и предохранительно-впускным клапаном, устройство, которое играет важную роль. Для обеспечения полного слива груза броневой лист выгнут так, что имеет уклон от днищ к сливному при-бору.
1.2 Технико-экономические показатели ваго-на-прототипа (цистерны 15-Ц863)
Кузов цистерны
Кузов цистерны получил название «котел». Котел цистерны 15-Ц863 имеет одну секцию. Котел цистерны для вязких нефтепродуктов изготавливают из ста-ли 09Г2С. Теплоизоляции, теневой защиты, предохранительного клапана у котла нет, т.к. для перевозки вязких нефтепродуктов этих приспособлений не нужно. Для облегчения слива такого груза созданы цистерны с наружной пароподогре-вательной рубашкой (кожухом). Рубашка расположена в нижней части котла. Она выполнена из листов толщиной 4 мм, каркас которого сварен из уголка 32 х 32 х 4 и гнутого швеллера 190×34×4 мм. Предохранительно-выпускной клапан установлен рядом с наливным люком. Котел содержит три лестницы: две внеш-ние и одну внутреннюю. Внешняя необходима для подъема наливщика к загру-зочному люку, она приварена к корпусу котла. Внутренняя лестница обеспечива-ет доступ ремонтникам и осмотрщикам внутрь котла. Для обеспечения полного слива вязких нефтепродуктов нижний лист котла выполняют с уклоном в сторо-ну сливно-наливной трубы, размещенной в середине котла. Объем котла, зани-маемый грузом, составляет 60 м³ при грузоподъемности 60 т; внутренний диа-метр котла равен 2,8 м; тара вагона 23,1 т.
1.3 Вписывание вагона в габарит
1.3.1 Основные положения
Для обеспечения безопасности движения поездов вагоны должны свободно проходить по железнодорожному пути, не задевая сооружений, станционных платформ, зданий и других устройств, а также подвижного состава, расположен-ного на смежных путях. Это условие выполняется, если размеры поперечного се-чения находятся в строго определенных пределах, а все указанные сооружения приближаются к пути не более чем на определенную величину. Эти ограничения в строительстве вагонов и сооружений определяется двумя видами габаритов (ГОСТ 9238): подвижного состава и приближения строений. Габаритом прибли-жения строений называется предельное поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, внутрь которого, помимо подвижного состава, не должны заходить никакие части сооружений и устройств. Габаритом состава называется предель-ное поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, в котором, не выходя наружу, должны помещаться установленный на прямом горизонтальном пути (при наиболее неблагоприятном положении в колее и отсутствии боковых накло-нений на рессорах и динамических колебаний) как в порожнем, так и в груженом состоянии не только новый подвижной состав, но и подвижной состав, имеющий максимально нормируемые износы.
Между габаритом приближения строения и габаритом подвижного состава предусмотрено пространство, которое обеспечивает безопасные смещения ваго-на, возникающие при его движении. Эти смещения обусловлены отклонениями в состоянии пути, которые допускаются нормами его содержания, и динамически-ми колебаниями вагона на рессорах.
Эти смещения могут быть сведены к четырем группам:
Обусловленные отклонения в состоянии пути (уширение колеи, упругое от-жатие рельсов, перекосы шпал и т.д.);
Обусловленные динамические колебания на рессорах;
Обусловленные зазорами и износами ходовых частей и прогибаниями рессор от статической нагрузки;
Выносы частей подвижного состава в кривых участках.
Указанные группы смещений составляют итоговое пространственное пере-мещение подвижного состава из центрального положения (оси пути) в одну сто-рону.
Габарит подвижного состава (ГОСТ 9238-83), учитывающий смещение пер-вой и второй группы, получил название эксплуатационный. Для определения строительного очертания подвижного состава вагона необходимо из размеров габарита подвижного состава вычесть величину смещений третьей и четвертой групп. Определение допускаемых максимальных размеров подвижного состава из условий удовлетворения его заданному габариту называется вписыванием подвижного состава в габарит. Проектное очертание подвижного состава полу-чают уменьшением его строительного очертания на величину технологических отклонений, допускаемых при построении подвижного состава.
1.3.2 Строительные очертания вагона
При вписывании вагона в эксплуатационный габарит производят умень-шение горизонтальных размеров этого габарита на величину зазоров и из-носов ходовых частей, исчисляемых в горизонтальном направлении, и вы-носов частей вагона в кривых, а вертикальных размеров – на величину ста-тического прогиба рессорного подвешивания и измеряемых в вертикальном направлении износов ходовых частей вагона. В результате такого уменьше-ния получают строительные очертания вагона.
|
|
04.07.2012, 18:17
Похожие темы
Почта
