2. Расчет технико – экономических параметров цистерны

Грузоподъемность цистерны, определяемая величиной допускаемой осевой нагрузки, составляет

(2.1)

где Р - допустимая осевая нагрузка, кН;

Р = 24.0

m - число осей цистерны;

k - технический коэффициент тары;

Технический коэффициент тары проектируемого вагона определяется из следующего выражения

k_т =k_пр ·k _м ·k_л , (2.2)

где k_м – коэффициент, учитывающий влияние применяемого материала на изменение тары вагона, k_м = 0,9 – 0,98;

k_л – коэффициент, учитывающий изменение линейных размеров элементов вагона, k_л = 0,9 – 0,98.

k _м = 0,95

k_л = 0,95

(2.3)

где Т^пр – тара вагона-прототипа;

Р^пр – грузоподъёмность вагона-прототипа.

,

,

т.

Снижение технического коэффициента тары проектируемой цистерны на 1 - 3% является вполне удовлетворительным.

Тара цистерны определяется но формуле

, (2.4)

т.

Масса брутто вагона

, (2.5)

т.

3. Определение геометрических размеров котла и рамы цистерны Полный объем котла может быть определен из зависимости

(3.1)

– коэффициент, учитывающий увеличение объема при расширении груза от повышения температуры.

м .

Объем котла состоит из объемов цилиндрической части, двух днищ и люка

, (3.2)

где – объем цилиндрической части котла;

– объем днища;

– объем люка.

В 4-осных цистернах типовая унифицированная рама имеет длину 2L_р= 10800 мм и базу 2l = 7800 мм.

Внутренний диаметр котла 4-осной цистерны может быть определен также из зависимости

(3.3)

где V – полный объем котла.

м.

Полученная величина должна быть округлена до ближайшего типового диаметра котла: 2000, 2200, 2400, 2600, 2800, 3000, 3200 мм.

Округляем значение до ближайшего типового диаметра котла, получим: =3000 мм=3 м.

Объем днища состоит из объемов овалоидной и цилиндрической частей

, (3.4)

где – объем овалоидной части,

, (3.5)

где - внутренний радиус днища, ;

= 1 3 = 3

h₀ – внутренняя высота овалоидной части днища, =0,48. ..0,53 м.

h₀ = 0,5

м .

- объем цилиндрической части днища,

, (3.6)

м .

где – высота цилиндрической части днища, =0,060...0,080 м.

=0,07

Объем люка равен

, (3.7)

где – диаметр люка =0,57 м

– высота люка, =0,15…0,25 м.

=0,2

м ,

м ,

м .

Внутренняя длина котла равна

, (3.8)

где – высота днища.

Длина цилиндрической части котла равна

(3.9)

Высота днища

, (3.10)

где h₀ – внутренняя высота овалоидной части днища;

– высота цилиндрической части днища.

м,

м,

м.

Наружная длина котла вычисляется по формуле

, (3.11)

мм.

где – толщина днища. =12мм

Длина рамы по концевым балкам равна

, (3.12)

мм.

где – расстояние от наружной поверхности котла до лобового листа концевой балки; = –-250... +425мм.

= 200мм

У 8-осных цистерн котел выступает за раму до 250 мм, а у 4-осных он или равен длине рамы, или не доходит до лобового листа от 90 до 425мм.

База цистерны вычисляется по формуле

, (3.13)

мм.

Длина консольной части равна

, (3.14)

мм.

Если длина рамы проектируемой цистерны получается больше, чем у унифицированной, т.е. более 10800 мм, то в этом случае необходимо принять = 1500мм, а длину рамы равной наружной длине котла, округлив ее в пределах от 0 до -250мм, получив, таким образом, базу цистерны равной, например, 21 = 7800, 8200, 8400, 8600 мм и т.д.

Длина цистерны по осям сцепления автосцепок

, (3.15)

мм.

где – вылет автосцепки, = 0,43 м.

Полная высота цистерны определяется

(3.16)

где – расстояние от головки рельсов до нижней опорной точки котла на раму; для 4-осных цистерн^: =1290 мм, для 8-осных цистерн =1134 мм;

– высота люка с крышкой;

– наружный диаметр котла,

мм,

где – внутренний диаметр котла;

– толщина верхнего листа котла;

– толщина нижнего листа котла.

мм.

Величина погонной нагрузки спроектированной цистерны определяется

, (3.17)

т/м.