Введение

В курсовой проекте объектом проектирования является вагон - цистерна. При проектировании обязательными этапами являются формулировка основных моментов технических требований, расчет линейных размеров, проектирование основных узлов, описание конструкции рамы, описание внешнего и внутреннего оборудования, расчет на прочность котла, проверка устойчивости колесной пары.

Вагон является сложной системой, состоящей из большого количества узлов, надежность работы каждого из которых обеспечивает сохранность грузов, подвижного состава, пути и прочих объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта.

1. Назначение и роль цистерны в системе грузооборота страны

Вагон-цистерна – вид подвижного состава железных дорог. Цистерны предназначены для перевозки жидкостей: нефти и продуктов ее переработки, химически-активных и агрессивных жидких веществ (кислоты, щёлочи и др. сложные вещества), сжиженного газа (пропан-бутан, кислород), воды, молока (молоковоз), патоки. Вагоны-цистерны используются также для перевозки муки (муковоз) и цемента.

Цистерна (аналог модель 15-150) предназначена для перевозки вязких нефтепродуктов. С обращением по железным дорогам Российской Федерации, стран-участниц Содружества Независимых Государств, в которых ширина колеи составляет 1520 мм (1524), и по железным дорогам стран дальнего зарубежья, имеющим колею 1435 мм.

2. Конструктивная схема вагона и его технико-экономические параметры

Цистерна модели 15-150 выпускается ОАО «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОРПОРАЦИЯ «УРАЛВАГОНЗАВОД. Вагон спроектирован по габариту 02-ВМ. Предназначен для перевозки нефтепродуктов по железным дорогам колеи 1520 мм. Конструктивная схема вагона представлена на рисунке 1.

1 – котел; 2 – автосцепное оборудование; 3 – ходовые части; 4 – рама;

Рисунок 1 – Цистерна модели 15-150

Вагон состоит из: рамы, котла, ходовых частей, ударно-тяговых приборов, автотормозного и автосцепного оборудования.

Основными параметрами вагона, характеризующими его эффективность, являются:

• грузоподъемность;

• количество колесных пар (осность);

• объем кузова;

• длина;

• ширина;

• высота;

• база вагона.

Для сравнения вагонов между собой пользуются параметрами, представ­ляющими отношения этих величин: удельный объем кузова; коэффициенты тары; нагрузка от колесной пары на рельсы; нагрузка на метр пути.

Важными показателями, оценивающими вагон в эксплуатации, являются средняя статическая и средняя динамическая нагрузки вагона.

Основные параметры вагона - цистерны мод. 15-150, характеризующими его эффективность, приведены в таблице 1.

Удельным объемом называется отношение объема котла к грузоподъемности вагона:

,

(2.1)

где: V — полный геометрический объем котла, м³;

P — грузоподъемность вагона, т.

По формуле (2.1):

Различают три коэффициента тары: технический, погрузочный и эксплуата­ционный.

Технический, или конструкционный, коэффициент тары представляет собой отношение тары вагона к его грузоподъемности:

,

(2.2)

По формуле (2.2):

Нагрузку, получаемую в результате деления массы брутто вагона на общую его длину (измеряемую по осям сцепления автосцепок), называют погонной на­грузкой брутто:

,

(2.3)

где: 2L₀ – длина по осям сцепления, м;

Р_бр – масса брутто вагона, т.

Для вагона погонная нагрузка составит:

Осевая нагрузка, тс:

(2.4)

По формуле (2.4):

Таблица 1 - Основные параметры вагона

Грузоподъемность, т	66
Масса вагона (тара), т	26,7
База вагона, мм	7800
Длина по осям сцепления автосцепок, мм	12020
Ширина максимальная, мм	3266
Нагрузка от колесной пары на рельсы, брутто, кН (тс)	230 (23,17)
Нагрузка на 1 пог. м пути, брутто, кН/м (тс/м)	77,1 (7,71)
Габарит по ГОСТ	02-ВМ