Выбор оптимальных параметров вагона

2.2. Выбор оптимальных параметров вагона.

К конструкции проектируемой цистерны применяются жесткие требования. Поэтому важной задачей, решаемой на стадии проектирования грузовых вагонов, является выбор основных оптимальных параметров, определяющих экономическую эффективность конструкции.

Выбор основных геометрических параметров: длина вагона по осям сцепления 2L_об, базы 2l, ширины 2В, высоты кузова Н, и других позволяет установить наилучшее для вагона величины грузоподъемность Р, тары Т, объема кузова V, средней статической и динамической нагрузок, коэффициента использования грузоподъемности , погонной нагрузки .

При выборе типов и параметров вагонов особенно важными факторами являются объем и состав грузооборота, а также обеспечение сохраняемости грузов, безопасности движения поездов.

Критерием эффективности вагона обычно является приведенные затраты народного хозяйства С_пр. В условиях рыночных отношений ведущую роль занимает конкурентоспособность выпускаемой конструкции вагона.

Поэтому экономически наиболее выгодным будет вагон, постройка и эксплуатация которого обеспечивает минимум приведенных народнохозяйственных затрат при наиболее высоком уровне конкурентоспособности.

При выборе параметров грузовых вагонов, важно выбирать какой-либо из его размеров, от которого зависели бы все остальные. При оптимизации параметров в качестве аргумента целесообразно выбирать длину вагона по осям сцепления 2L_об.

При проектировании учитываются ограничения, накладываемые на вагон. Для данной цистерны для перевозки светлых нефтепродуктов: допустимая осевая нагрузка Р = 22 тс/ось, допускаемая погонная нагрузка вагона q_п = 10,5 тс/м, габарит вагона 1-Т, число осей вагона m₀=8.

(2.1)

где Р_о – осевая нагрузка, т/ось;

m_o – количество осей;

q_o – погонная нагрузка, (q_п =9,0 или 10,5 т/м).

т/ось,

где Т – тара вагона, Т=51т;

Р – грузоподъемность вагона, Р=125т.

м.

Основные размеры вагона.

Рис 2.2.

Наружная длина кузова вагона:

2L = 2L_об-2а_а. (2.2)

где 2а_а – расстояние от оси сцепления автосцепок до наружной поверхности торцевой стены вагона, 2а_а = 0,565 м.

2L = 16.76 - 0,565×2 = 15.63 м.

м,

где 2L_в – внутренняя длина кузова вагона;

аТ – толщина торцевой стенки котла цистерны, =0,01м.

Технико-экономические параметры вагона будут наилучшими, если при проектировании вагона использование габарита подвижного состава по ширине и высоте будет наиболее эффективным. Тогда основные параметры вагона могут быть выражены в виде функции одного аргумента внутренней длины кузова вагона 2L_в.

,

где Т – тара проектируемого вагона, т;

n_о – постоянная масса частей вагона, не зависящая от изменений длины кузова (масса тележек, автосцепного устройства, тормозного оборудования, днищ и колпаков цистерны), т;

n₁- вес одного метра изменяемой длины кузова вагона, n₁=1,3 т.

,

где n_Т – масса тележки модели 18-100, т;

n_а - масса автосцепного оборудования автосцепка

СА – 3М, n_а =1,5т;

n_торм - масса тормозного оборудования, n_торм =0,5т;

n_д - масса двух днищ и люков цистерны, n_д =3,0 т.

т

,

где Р – грузоподъемность проектируемой цистерны, т.

Р = 22×8-24,5-1,3×15,63 = 131,2т

,

где V – объем котла проектируемой цистерны, м³;

d₁ – внутренний диаметр котла, d₁= 3,2м;

V₂ – увеличение объема котла за счет днищ, V₂=0,06V, м³.

Рассмотрим технико-экономические показатели.

P_ci = P× (1.20)

Где V_у=V/P – удельный объем кузова вагона;

V_уг - удельный объем груза.

Эта формула справедлива при V_у ≤ V_уг, так как из условий прочности вагона необходимо обеспечить Р_ci ≤ P. При V_у > V_уг применяется Р_ci = P.

Статическая нагрузка определяет количество груза, которое загружается в вагон.

Значения величин, необходимых для определения  берется из табл.2.1.

Таблица 2.1.

Структура перевозимых в вагоне грузов

Р – грузоподъемность вагона, Р = 131,2 т.

Р_с1 = 131,2×= 87,81 т.

Р_с2 = 131,2×= 96,47 т.

Р_с3 = 131,2×= 104,75 т.

Средняя статическая нагрузка для вагона в котором перевозятся различные грузы определяется по формуле:

 (1.24)

где а_i – абсолютная количество или доля i-го груза в общем объеме грузов перевозимых в вагоне;

Рассмотрение перевозки грузов учитывается средней динамической нагрузкой вагона, величина которой вычисляется по формуле:

(1.25)

где l_i – среднее расстояние перевозки i-го груза.

В наибольшей степени характеризует конструкцию проектируемого вагона средней погрузочный коэффициент тары, определяемого по выражению:

(1.26)

где Т – тара вагона.

Одним из главных показателей эффективности вагона является величина средней погонной нагрузки, нетто, вычисляется по формуле:

(1.27)

где 2L_об – минимальная допустимая длина вагона, 2L_об = 16,76 м.

(1.28)

Приведенные затраты народного хозяйства определяются по формуле:

(1.29)

где постоянные коэффициенты:

А₁ = А_1с + 0,15А_1к (1.30)

А₂ = А_2с + 0,15А_2к (1.31)

В₁ = В_1с + 0,15В_1к (1.32)

В₂ = В_2с + 0,15В_2к (1.33)

F₀ = F_с + 0,15F_к (1.34)

D = D_c (1.35)

Где А_ic, B_ic, D_c, A_iк, В_iк, F_к – постоянные коэффициенты, не зависящие от технико-экономических показателей вагона.

А₁ = (3628+0,15×9079)1,1 = 5488,835.

А₂ = (121+0,15× 157)1,1 = 159,005.

В₁ =(5102+0,15× 5301)1,1 = 6486,865.

В₂ = (143+0,15× 149)1,1 = 181,885.

F₀ = (112+0,15×52) 1,1 = 131,78.

D = D_c = 64·1,1=70,4

Увеличивая длину вагона по осям сцепления 2l_об на 1м, вычисляем технико-экономические показателя для каждого варианта. Результаты расчетов приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1.

По результатам расчетов приведенных в табл. 1.1. строим график зависимости основных технико-экономических показателей от длины вагона, 2L_об. По полученной графической зависимости затраты народного хозяйства, С_пр и длины вагона выбираем оптимальную длину вагона при которой С_пр минимальна.

Р_с ,Р

230 0,41

1,4

130 50

0,4

125 6 49

1,3

220

120 48 0,39

1,2

115 5,9 47  

0,38

210

110 46 1,1

. 0,37

105 5,8 45

1

200

100                  44 . 0,36

16,762 17,762 18,762 19,762 20,762 21,762

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 ...