Проектирование восьмиосной цистерны модели 15-1500

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.

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 60^о 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.

Авторежим предназначен для регулирования давления в тормозном цилиндре в зависимости от степени загрузки вагона. Он устанавливается на хребтовой балке над одной из тележек, оборудованной опорной балочкой и сообщается с воздухораспределителем и тормозным цилиндром для коррекции давления, подаваемого в последний.

Авторежим № 265А-1 состоит из двух основных частей: демпферной (измерительной) и реле давления (регулирующей) с кронштейнами для соединения с трубами от ВР и ТЦ.

Если вагон оборудован чугунными колодками, то переключатель режимов ВР переводится в положение «груженый», а при композиционных колодках, в «средний» режим торможения и закрепляется.

При правильной установке авторежима на порожнем вагоне зазор α между упором и плитой не должен превышать 5мм, а на груженом вагоне его не должно быть.

Использование авторежимов на подвижном составе повышает его тормозную эффективность, снижает уровень продольно-динамических усилий в поездах, исключает ручной труд при переключении грузовых режимов на ВР и случаи заклинивания колес из-за их неправильного включения.

Тормозные цилиндры (ТЦ) предназначены для преобразования потенциальной энергии сжатого воздуха в механическое усилие на штоке, которым через систему тяг и рычагов тормозные колодки прижимаются к колесам. На данной цистерне применяются тормозные цилиндры с жесткой связью поршня со штоком посредством пальца.

Тележка модели 18-101 (рис.1.1). Имеет две двуосные тележки 1 модели 18-100, связанные между собой соединительной балкой 2. Наиболее рациональная конструкция, по сравнению с литой, - штампосварной вариант соединительной балки (рис.1.2.)- состоит из двух штампованных элементов из стали марки 09Г2Д: верхнего листа толщиной 16мм и нижнего 2 толщиной 20мм, подкрепленных продольными 3 и поперечными 7 ребрами жесткости. Снизу по концам балки вварены крайние пятники 4, которыми она опирается на подпятники двухосных тележек, а сверху – центральный подпятник 8, посредством которого нагрузка от кузова передается на четырехосную тележку. К специальным крыльям по концам балки снизу приварены крайние скользуны 5, которые располагаются над скользунами двухосных тележек. В средней части также на крыльях размещены центральные скользуны, над которыми расположены скользуны кузова вагона.

Чтобы уменьшить массу четырехосной тележки и повысить плавность хода, разработана новая схема с опиранием кузова на скользуны 1 двухосных тележек (рис.1.3), исключающая несущую конструкцию соединительной балки, заменив ее существенно облегченной связью 3 (0,5 вместо 2,0т).

В ходовых частях восьмиосных цистерн четырехосные тележки модели 18-101. Основные характеристики тележки приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1.

Основные характеристики тележки цистерны модели 15-1500

Восьмиосные цистерны изготовляются безрамной конструкции и котел в них является несущим элементом, воспринимающим все действующие на вагон нагрузки, как от веса груза и внутреннего давления, так и передаваемые через автосцепку продольные силы, возникающие при движении в поезде и маневровых работах, а также вертикальные и динамические силы, передаваемые через пятник, возникающие в результате движения по неровностям пути.

Котел представляет собой цилиндрическую емкость сварной конструкции, состоящую из обечаек и эллиптических днищ, подкрепленную шпангоутами для повышения несущей способности и жесткости цилиндрической оболочки.

В концевых частях котла размещаются опоры (рис.1.1), представляющие собой элемент рамной конструкции, включающий хребтовую 7, шкворневую 6, состоящую из листов 2,4 и облегченную концевую балку 9 и боковую обвязку 8, а также систему ребер и диафрагм жесткости 3. К хребтовой балке крепится пятник и упоры автосцепного устройства.

Пятник опоры котла (рис.1.2) соединяется с центральным подпятником соединительной балки четырехосной тележки.

В табл.1.2 приведены основные технические характеристики восьмиосной цистерны модели 15-1500 (рис1.1).

Таблица 1.2.

Технические характеристики базового вагона модели 15-1500

Похожие работы

Место и роль промышленного транспорта в транспортной системе

Скачать

214371

6

2

... со средой осуществляется с помощью внешнего промышленного транспорта через стыковые пункты. Следовательно, состав всей транспортной системы можно представить совокупностью трех подсистем со свойственными им конструктивными особенностями: внешнего промышленного транспорта, транспортных магистралей и пунктов их стыкования. Под пунктом стыкования понимают подсистему транспорта как комплекс ...

Вагоно-ремонтный завод в Стерлитамаке

Скачать

71477

8

11

... за правильностью хранения запасных (сменных) частей оборудования на складах; - введение паспортного хозяйства на технологическое и грузоподъемное оборудование; - контроль за правильностью использования и загрузки ремонтных цехов и служб цеховых механизмов; - контроль за правильной организацией «смазочного хозяйства», применением масел для смазки механизмов и оборудования; - обеспечение работ ...