1 Характеристика объекта исследования

1. Конструктивные особенности и технические параметры объекта исследования

Рисунок 1 – Цистерна для перевозки светлых нефтепродуктов

Технические характеристики	Значения
Номер проекта	1500.00.000-2
Технические условия	ТУ24.05.519-81
Тип вагона	798
Грузоподъемность, т	125
Масса тары вагона, т	51
Нагрузка :
- статическая осевая, кН(тс)	215,8 (22)
- погонная, кН/м (тс/м)	81,23 (8,28)
Объем котла, м3	161,6
Скорость конструкционная, км/ч	120
Габарит	1-Т
База вагона, мм	13920
Длина, мм:
- по осям сцепления автосцепок	21250
- по концевым балкам рамы	20120
Высота от уровня верха головок рельсов максимальная, мм	5217
Количество осей, шт.	8
Модель 4-осной тележки	18-101
Наличие переходной площадки	нет
То же с ручным тормозом	нет
Наличие стояночного тормоза	есть
Диаметр котла внутренний, мм	3200
Длина котла наружная, мм	20650
Удельный объем, м3/т	1,25
Количество верхних люков, шт.	2
Наличие уклона котла к сливному прибору	есть
Условное рабочее давление в котле (по регулировке предохранительного клапана), МПа (кгс/см2)	0,15 (1,5)
Давление создаваемое в котле при гидравлическом испытании, МПа (кгс/см2)	0,4 (4,0)
Количество секций котла, шт.	1
Наличие паро-обогревательной рубашки	нет
Наличие теплоизоляции	нет
Наличие теневой защиты	нет
Наличие предохранительного клапана	нет
Наличие предохранительно-впускного клапана	есть
Способ налива	верхний
Способ слива	нижний самотеком
Количество лестниц, шт.:
- наружных	2
- внутренних	1
Максимально допустимая температура загружаемого продукта, °С	-
Год постановки на серийное производство	1988
Год снятия с серийного производства	-
Возможность установки буферов	нет

1.2. Анализ диапазона частот и амплитуд собственных колебаний объекта исследования

Выбранный мной объект проектирования, вагон-цистерна модели 15-1500 для светлых нефтепродуктов, оснащен 8-осными тележками 18-101. Тележка такого типа имеет гибкость рессорного подвешивания 0,075 м/МН, статический прогиб 51 мм, масса тележки – 12000 кг.

Частота колебаний для кузова рассчитывается по формуле (1)

(1)

где – жесткость рессорного подвешивания;

М_куз – масса кузова вагона.

Масса кузова рассчитаем по формуле (2)

(2)

где М_тв – масса тары вагона;

М_тел – масса тележки ( по технико-экономическим параметрам тележки, равна 12 т)

т

Тележка модели 18-101 имеет коэффициент вертикальной динамики k_дв = 1,3 [2], максимальный статический прогиб f_max=51 мм (см. таблица 2). Амплитуда колебаний может быть не больше статического прогиба умноженного на коэффициент динамичности (3)

A= = мм. (3)

Найдем частоты колебаний при минимальной и максимальной жесткости рессорного подвешивания (формула 1). Заданная жесткость С=618000 Н/м.

Диапазон варьирования жесткости по заданию С равен [3090000; 4326000].

Найдем частоту колебаний кузова при порожнем состоянии:

- при С=3090000Н/м, М_куз=27000кг:

- при С=4326000Н/м, М_куз=27000кг:

Найдем частоту колебаний кузова при груженом состоянии по формуле (4)

(4)

где – жесткость рессорного подвешивания;

М_куз(гр) – масса кузова груженого вагона.

М_куз(гр)=27+18=45т=45000кг

- при С=30900Н/м, М_куз(гр)=45000кг:

- при С=4326000Н/м, М_куз=45000кг:

Частоты колебаний кузова вагона-цистерны модели 15-1500 находятся в диапазонах: при С=3090000 Н/м Гц, а при С=4326000Н/м Гц

2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ КУЗОВА ВАГОНА НА РЕССОРНОМ ПОДВЕШИВАНИИ