2.3. Тормозное оборудование

На вагонах нового поколения с нагрузкой на ось 25 тс предполагается установка тормозного оборудования в традиционном исполнении, с односторонним нажатием композиционных колодок на колесо, а с нагрузкой на ось 30 тс – колодочный двусторонний пневматический или дисковый.

Для отвода тормозных колодок при отпущенном тормозе тележки оборудуются устройством торсионного типа.

Крепление тормозных башмаков на триангеле будет осуществлено без применения резьбовых соединений, что существенно упростит их замену в эксплуатации.

В шарнирных соединениях будут применены износостойкие втулки, что повысит надежность работы этих узлов и упростит их ремонт.

Основная цель дополнительных разработок – увеличение межремонтного пробега.

3. Определение основных параметров.

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 2Lоб, 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 Спр. 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 2Lоб.

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 qп = 10,5тс/м, габарит вагона 1-Т, число осей вагона m0=8.

3.1. Определение параметров проектируемой цистерны

Выбор параметров проектируемых цистерн сводится к определению их оптимальных значений, при которых обеспечивается минимум приведенных народнохозяйственных затрат. Алгоритм решения такой задачи на ЭВМ

Типа ЕС-1022 .

Для лучшего освоения технологического процесса расчета при курсо­вом проектировании рекомендуется работу выполнять на микро-ЭВМ, а оптимальные знамения параметров заимствовать из параметрического ря­да цистерн .

Грузоподъемность цистерны

, т .

,т.

где Р - грузоподъемность, т; Р0 - допускаемая осевая нагрузка, кН; m_о - число осей цистерны; k_Т- технический коэффициент тары; g - ускорение свободного падения, g = 9.81 м/с².

При выполнении прочностных расчетов грузоподъемность переводится в грузоподъемную силу, выражаемую и ньютонах (Н), килоньютонах (кН) или меганьютонах (МН).

На стадии эскизного проектирования технический коэффициент тары kT рекомендуется принимать по паспортным данным новейшей модели цис­терны аналогичного типа и конструктивной схемы с корректировкой на вносимые изменения:1920

,

где k_Т, - технический коэффициент тары проектируемой цистерны; k_ТБ -технический коэффициент тары базовой цистерны (аналога); км - коэффи­циент, учитывающий влияние материала на изменение тары цистерны. При применении в металлоконструкции новых материалов с пределом прочнос­ти на 10 - 15 % большим, чем предел прочности материала элемента ба­зового вагона, модно уменьшить массу этого элемента на 2 - 3 %; к -коэффициент, учитывающий изменение линейных размеров элементов цис­терны. В каждом конкретном случае автор самостоятельно решает эту за­дачу, значения k_ТБ серийно выпускаемых цистерн приведены в табл. 2.

Масса тары вагона

,

т.

Масса брутто вагона, т,

,

,т.

Мacca кузова, т,

,т.

где - мacca тележки вагона для тележки модели 18-100 (ЦНИИ-Х-3-0) = 4,8 т, для 4-осной тележки модели 18-101, -масса автосцепного устройства одной стороны вагона для 4 - осной цистер­ны =0,5 т, для 8-осной m_а=0,6т, m_TO- мacca тормозного oбoрудования, закрепленного на кузове для 4-осной цистерны m_TО=0,6т, для8-осной m_то=0,6т.

Масса брутто кузова, т,

m_бр.кз=m_бр.-2m_т

,т.

Обьем котла

Полный объем котла, обеспечивающий реализацию грузоподъемности, находят из зависимости

,

где v_y - оптимальный удельный объем, .Для нефтеналивных цистерн по рекомендации МПС оптимальное значение выби­рается равным: для перевозки бензина _Vy = 1,36 м³/т, для светлых нефтепродуктов v_y = 1,2 м³/т и для вязких нефтепродуктов v =1,08 м³/т.

Объем

,

где v_ц - обьем цилиндрической части котла, м³ , v_Д - объем днища,м³; v_л - объем люка, м³.

Объём цилиндрической части котла

,

где D₁ - внутренний диаметр котла, м; L_ц - длина цилиндрической части, м.

Объем днища

,

,

где v₀ - обьем овалоидной части,

,

,

R₂ - внутренний радиус днища, R₂=(0,5.. .1,1) D₁ - внутрен­няя высота овалоидной части днища, h₀ = 0,48 ... 0,53 м; v - обь­ем цилиндрической части днища, м; v_ЦД- объем цилиндрической части днища.

,м.

- высота цилиндрической части днища, = 0,06…0,08 м.

Объем люка

,

где - диаметр люка, = 0,57 м; h - высота люка, м.

Погрузочный объем котла , где , - коэффициент геометрического использования объема котла, =0,98.

Внутренний диаметр котла D1 выбирается исходя из габарита подвижного состава, плотности перевозимого груза и целесообразности сохранения типовой рамы. В 4-осных цистернах типовая рама имеет длину и базу 2l= 7,8 м.

Линейные размеры цистерны.

Внутренняя длина котла определяетеся из зависимости

,м.

,м.

где - длина цилиндрической части котла, м; Нд - высота днища, м.

,

Высота днища у существующих котлов = 550…610 мм.

Наружная длина котла

,м.

,м.

где - толщина днища, м.

Длина рамы по концевым балкам

,м.

м.

где а_т- расстояние от наружной поверхности котла до лобового листа

концевой балки, м; а_т = -250... +425 мм. У 8-осных цистерн котел вы­ступает за раму до 250 мм, а у 4-осных он либо равен длине рамы, либо не доходит до лобового листа от 90 до 425 мм.

База цистерны

,м.

,м.

Длина консольной части рамы

м.,

,м.

Длина вагона но осям сцепления автосцепок

,м.

,м.

где а_а - вылет автосцепки, а_а =0,61 м.

Полная высота цистерны

,мм.

мм.

где -расстояние от головки рельсов до нижней опорной точки кот­ла на раму; 1290 мм у 4-осных цистерн и 1134 мм - у 8-осных;

D_Н - наружный диаметр котла, м; -внутренний диаметр котла, м; б₁ и б₃ - толщина соответственно верхнего и нижне­го листов котла, м; hлк - высота люка с крышкой, м.

Статическая и погонная нагрузки.

Статическая нагрузка на вагон, кН,

,

,

где - средний коэффициент использования грузоподъемности, = 0,86; g – ускорение свободного падения тела, g = 9,81 .

Статическая нагрузка на ось, кН,

,

,

где - число осей в вагоне

Погонная нагрузка от полезного груза и тары цистерны (брутто)

,

.кН.

Погонная нагрузка от полезного груза (нетто)

,кН.

,кН.

Результаты полученных вычислений занесем в таблицу.

Таблица 2 - Техническая характеристика.

Показатели	Восьмиосная цистерна для светлых нефтепродуктов
	15-1500
Грузоподъемность, т	139,1
Тара, т	57,03
Полный объем котла, м3	182,25
База вагона	15,3
Длина, м:
по осям сцеплений автосцепок	22,82
по концевым балкам рамы	21,6
Ширина кузова максимальная, м	3,27
Наружная длина котла, м	21,12
Внутренний диаметр котла, м	3,3
Высота цистерны от уровня головок рельс	-
Коэффициент тары	0,37
Удельный объем котла, м3/т	1,20
Нагрузка на рельсы, кН т колесной пары	215,8
Конструкционная скорость, км/ч	120
Габарит по ГОСТ 9238	1-Т