Реферат: Проектирование восьмиосной цистерны модели 15-1500
--PAGE_BREAK--где 2Вснс – ширина строительного очертания в направляющем и среднем сечении, мм;В0 — полуширина габарита подвижного состава 1-Т на рассматриваемой высоте, В0=1700мм.
2Вск = 2( В0– Енпр ) (1.12)
2В = 2(1700 – 85.4) = 3229,2 мм.
где 2Вск – ширина строительного очертания в концевом сечении, мм;
Габаритная рамка восьмиосной цистерны модели 15-1500 с учетом ограничений полуширины кузова показана на рис.2.2.
Габаритная рамка вагона
<img width=«518» height=«76» src=«ref-1_516276289-770.coolpic» v:shapes="_x0000_s1036 _x0000_s1037 _x0000_s1045">
Ен=85,4мм Ев=53,5мм
<img width=«52» height=«124» src=«ref-1_516277059-293.coolpic» alt=«Подпись: 2Вск=3229,2мм» v:shapes="_x0000_s1050" v:dpi=«96»><img width=«52» height=«124» src=«ref-1_516277352-290.coolpic» alt=«Подпись: 2Вснс=3293мм» v:shapes="_x0000_s1051" v:dpi=«96»><img width=«568» height=«124» src=«ref-1_516277642-1389.coolpic» v:shapes="_x0000_s1026 _x0000_s1027 _x0000_s1029 _x0000_s1032 _x0000_s1035 _x0000_s1038 _x0000_s1041 _x0000_s1047 _x0000_s1048">
<img width=«2» height=«62» src=«ref-1_516279031-157.coolpic» v:shapes="_x0000_s1043"><img width=«2» height=«62» src=«ref-1_516279031-157.coolpic» v:shapes="_x0000_s1042"><img width=«50» height=«2» src=«ref-1_516279345-154.coolpic» v:shapes="_x0000_s1039"><img width=«40» height=«14» src=«ref-1_516279499-291.coolpic» v:shapes="_x0000_s1034"><img width=«38» height=«14» src=«ref-1_516279790-233.coolpic» v:shapes="_x0000_s1031">
<img width=«446» height=«3» src=«ref-1_516280023-179.coolpic» v:shapes="_x0000_s1030 _x0000_s1040"> <img width=«424» height=«42» src=«ref-1_516280202-578.coolpic» v:shapes="_x0000_s1044 _x0000_s1052"> <img width=«518» height=«2» src=«ref-1_516280780-183.coolpic» v:shapes="_x0000_s1046">
Рис. 2.1.
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 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 <img width=«23» height=«24» src=«ref-1_516280963-208.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">и динамической <img width=«36» height=«25» src=«ref-1_516281171-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">нагрузок, коэффициента использования грузоподъемности <img width=«25» height=«24» src=«ref-1_516281389-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">, погонной нагрузки <img width=«33» height=«33» src=«ref-1_516281602-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">.
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= 10,5 тс/м, габарит вагона 1-Т, число осей вагона m=8.
Минимально допустимая длина вагона.
<img width=«135» height=«52» src=«ref-1_516281813-364.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036"> (2.1)
где Ро – осевая нагрузка, т/ось;
mo– количество осей;
qo– погонная нагрузка, (qп=9,0 или 10,5 т/м).
<img width=«183» height=«45» src=«ref-1_516282177-420.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">т/ось,
где Т – тара вагона, Т=51т;
Р – грузоподъемность вагона, Р=125т.
<img width=«157» height=«44» src=«ref-1_516282597-397.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">м.
Основные размеры вагона.
<img width=«568» height=«224» src=«ref-1_516282994-23386.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">
Рис 2.2.
Наружная длина кузова вагона:
2L= 2Lоб-2аа. (2.2)
где 2аа – расстояние от оси сцепления автосцепок до наружной поверхности торцевой стены вагона, 2аа = 0,565 м.
2L= 16.76 — 0,565×2 = 15.63 м.
<img width=«271» height=«24» src=«ref-1_516306380-467.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">м,
где 2Lв– внутренняя длина кузова вагона;
а
Т
– 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 2Lв.
<img width=«108» height=«24» src=«ref-1_516306847-305.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">,
где Т – тара проектируемого вагона, т;
nо– 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.
<img width=«179» height=«25» src=«ref-1_516307152-381.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">,
где nТ– масса тележки модели 18-100, т;
nа— масса автосцепного оборудования автосцепка
СА – 3М, nа=1,5т;
nторм — масса тормозного оборудования, nторм=0,5т;
nд— масса двух днищ и люков цистерны, nд=3,0 т.
<img width=«235» height=«24» src=«ref-1_516307533-415.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">т
<img width=«171» height=«24» src=«ref-1_516307948-360.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">,
где Р – грузоподъемность проектируемой цистерны, т.
Р = 22×8-24,5-1,3×15,63 = 131,2т
<img width=«148» height=«41» src=«ref-1_516308308-398.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">,
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.
<img width=«548» height=«45» src=«ref-1_516308706-870.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">
Рассмотрим технико-экономические показатели.
продолжение
--PAGE_BREAK--Статическая нагрузка
Pci= P×<img width=«33» height=«56» src=«ref-1_516309576-279.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047"> (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 Рci≤ P. При V
у> V
угприменяется Рci= P.
Статическая нагрузка определяет количество груза, которое загружается в вагон.
Значения величин, необходимых для определения <img width=«36» height=«25» src=«ref-1_516281171-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048"> берется из табл.2.1.
Таблица 2.1.
Структура перевозимых в вагоне грузов
Перевозимые грузы
Объем перевозок,
ai
, усл.ед.
Удельный объем груза
V
уг
, м3/
Т
Средняя дальность перевозок
L
, км
Коэффициент использования грузоподъемности
Гексан
219
1,515
1650
0,84
Бензин
25200
1,379
620
0,95
Керосин
12800
1,27
1290
0,98
Р – грузоподъемность вагона, Р = 131,2 т.
Рс1 = 131,2×<img width=«40» height=«44» src=«ref-1_516310073-270.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">= 87,81 т.
Рс2 = 131,2×<img width=«40» height=«44» src=«ref-1_516310343-279.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">= 96,47 т.
Рс3 = 131,2×<img width=«40» height=«44» src=«ref-1_516310622-271.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">= 104,75 т.
Средняя статическая нагрузка для вагона в котором перевозятся различные грузы определяется по формуле:
<img width=«85» height=«76» src=«ref-1_516310893-389.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052"> (1.24)
где аi– абсолютная количество или доля i-го груза в общем объеме грузов перевозимых в вагоне;
<img width=«232» height=«41» src=«ref-1_516311282-455.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">
<img width=«216» height=«41» src=«ref-1_516311737-433.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">
<img width=«224» height=«41» src=«ref-1_516312170-458.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">
<img width=«256» height=«63» src=«ref-1_516312628-712.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">
Рассмотрение перевозки грузов учитывается средней динамической нагрузкой вагона, величина которой вычисляется по формуле:
<img width=«92» height=«76» src=«ref-1_516313340-422.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057"> (1.25)
где li– среднее расстояние перевозки i-го груза.
<img width=«359» height=«63» src=«ref-1_516313762-887.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">
В наибольшей степени характеризует конструкцию проектируемого вагона средней погрузочный коэффициент тары, определяемого по выражению:
<img width=«69» height=«51» src=«ref-1_516314649-284.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059"> (1.26)
где Т – тара вагона.
<img width=«140» height=«41» src=«ref-1_516314933-383.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">
Одним из главных показателей эффективности вагона является величина средней погонной нагрузки, нетто, вычисляется по формуле:
<img width=«88» height=«55» src=«ref-1_516315316-328.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061"> (1.27)
где 2Lоб– минимальная допустимая длина вагона, 2Lоб= 16,76 м.
<img width=«173» height=«41» src=«ref-1_516315644-427.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062"> (1.28)
Приведенные затраты народного хозяйства определяются по формуле:
<img width=«375» height=«53» src=«ref-1_516316071-784.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063"> (1.29)
где постоянные коэффициенты:
А1 = А1с + 0,15А1к (1.30)
А2 = А2с + 0,15А2к (1.31)
В1 = В1с + 0,15В1к (1.32)
В2 = В2с + 0,15В2к (1.33)
F0= Fс + 0,15Fк (1.34)
D= Dc (1.35)
Где Аic, Bic, Dc, Aiк, Вiк, Fк– 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 = Dc = 64·1,1=70,4
<img width=«637» height=«44» src=«ref-1_516316855-1120.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">
Увеличивая длину вагона по осям сцепления 2lобна 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, 2Lоб. По полученной графической зависимости затраты народного хозяйства, Спр и длины вагона выбираем оптимальную длину вагона при которой Спр минимальна.
<img width=«98» height=«206» src=«ref-1_516318592-1243.coolpic» v:shapes="_x0000_s1128"><img width=«12» height=«507» src=«ref-1_516319835-307.coolpic» v:shapes="_x0000_s1055"><img width=«12» height=«507» src=«ref-1_516319835-307.coolpic» v:shapes="_x0000_s1053"><img width=«12» height=«507» src=«ref-1_516319835-307.coolpic» v:shapes="_x0000_s1056">Рс, Р
<img width=«74» height=«74» src=«ref-1_516320756-468.coolpic» v:shapes="_x0000_s1139">
<img width=«86» height=«170» src=«ref-1_516321224-849.coolpic» v:shapes="_x0000_s1132"><img width=«74» height=«38» src=«ref-1_516322073-354.coolpic» v:shapes="_x0000_s1092"> 230 0,41
<img width=«62» height=«86» src=«ref-1_516322427-578.coolpic» v:shapes="_x0000_s1127">1,4
<img width=«86» height=«122» src=«ref-1_516323005-736.coolpic» v:shapes="_x0000_s1138"><img width=«74» height=«50» src=«ref-1_516323741-416.coolpic» v:shapes="_x0000_s1106"><img width=«98» height=«26» src=«ref-1_516324157-273.coolpic» v:shapes="_x0000_s1105"><img width=«74» height=«26» src=«ref-1_516324430-301.coolpic» v:shapes="_x0000_s1093">130 50
<img width=«230» height=«122» src=«ref-1_516324731-1073.coolpic» v:shapes="_x0000_s1094 _x0000_s1104 _x0000_s1114"> <img width=«86» height=«50» src=«ref-1_516325804-433.coolpic» v:shapes="_x0000_s1072 _x0000_s1082">
<img width=«110» height=«278» src=«ref-1_516326237-1789.coolpic» v:shapes="_x0000_s1107"><img width=«74» height=«38» src=«ref-1_516328026-327.coolpic» v:shapes="_x0000_s1103"><img width=«98» height=«26» src=«ref-1_516328353-287.coolpic» v:shapes="_x0000_s1095"> 0,4
<img width=«98» height=«74» src=«ref-1_516328640-491.coolpic» v:shapes="_x0000_s1126"><img width=«98» height=«26» src=«ref-1_516329131-292.coolpic» v:shapes="_x0000_s1096"><img width=«74» height=«62» src=«ref-1_516329423-491.coolpic» v:shapes="_x0000_s1081">125 6 49
1,3
220
<img width=«98» height=«62» src=«ref-1_516329914-459.coolpic» v:shapes="_x0000_s1137"><img width=«74» height=«98» src=«ref-1_516330373-619.coolpic» v:shapes="_x0000_s1131"><img width=«74» height=«254» src=«ref-1_516330992-1345.coolpic» v:shapes="_x0000_s1129"><img width=«86» height=«50» src=«ref-1_516332337-418.coolpic» v:shapes="_x0000_s1125"><img width=«86» height=«194» src=«ref-1_516332755-1040.coolpic» v:shapes="_x0000_s1115"><img width=«14» height=«14» src=«ref-1_516333795-205.coolpic» v:shapes="_x0000_s1079"><img width=«74» height=«98» src=«ref-1_516330373-619.coolpic» v:shapes="_x0000_s1078">120 48 0,39
<img width=«74» height=«86» src=«ref-1_516334619-603.coolpic» v:shapes="_x0000_s1136"><img width=«74» height=«74» src=«ref-1_516335222-461.coolpic» v:shapes="_x0000_s1124"> 1,2
115 5,9 47
<img width=«98» height=«158» src=«ref-1_516335683-1046.coolpic» v:shapes="_x0000_s1130"> 0,38
<img width=«86» height=«86» src=«ref-1_516336729-485.coolpic» v:shapes="_x0000_s1075"> 210
<img width=«74» height=«122» src=«ref-1_516337214-736.coolpic» v:shapes="_x0000_s1135"><img width=«86» height=«74» src=«ref-1_516337950-535.coolpic» v:shapes="_x0000_s1123">110 46 1,1
<img width=«74» height=«86» src=«ref-1_516338485-624.coolpic» v:shapes="_x0000_s1074"> . 0,37
<img width=«86» height=«26» src=«ref-1_516339109-324.coolpic» v:shapes="_x0000_s1116">105 5,8 45
<img width=«86» height=«26» src=«ref-1_516339433-319.coolpic» v:shapes="_x0000_s1118"><img width=«86» height=«26» src=«ref-1_516339752-321.coolpic» v:shapes="_x0000_s1117"> 1
200
100 <img width=«2» height=«2» src=«ref-1_516340073-167.coolpic» v:shapes="_x0000_s1063">44 . 0,36
<img width=«578» height=«2» src=«ref-1_516340240-169.coolpic» v:shapes="_x0000_s1054"> 16,762 17,762 18,762 19,762 20,762 21,762
3. Выбор принципиальной схемы автотормоза восьмиосной цистерны модели 15-1500
3.1. Оценка эффективности типового тормоза
При описании конструкции восьмиосной цистерны для светлых нефтепродуктов, модели 15-1500 в первой части уже говорилось о том, что пневматическая часть, включающая авторежимы в условиях длительных торможений, при использовании последнего не дает желаемого результата. Были случаи заклинивания колесных пар обезгруженной четырехосной тележки. При этом достаточно сложная регулировка и низкий уровень технического обслуживания привели к тому, что в цистернах авторежимы не всегда используются.
Существует целый ряд и других существенных недостатков типовой схемы автотормоза, к которым следует отнести:
1) низкий коэффициент полезного действия тормозной рычажной передачи;
2) большое количество рычагов и тяг, увеличивающих общую массу тары вагона;
3) наличие клиновидного износа тормозных колодок, обуславливающего их повышенный расход;
4) дополнительное сопротивление в движении, обусловленное особенностью механизма;
5) сложность в обслуживании и регулировке;
6) завышенные передаточные числа рычажной передачи, что особенно важно при расчете обеспеченности подвижного состава тормозными средствами. Определим необходимость поиска альтернативных систем автотормоза.
3.2. Оценка принципиальных схем усовершенствования рычажной передачи восьмиосной цистерны
В результате научных исследований, проведенных МИИТом, ВНИИЖТом, ВНИИВом была предложена схема автотормоза, основанная на принципе индивидуального привода на каждую четырехосную тележку, то есть система с двумя тормозными цилиндрами. При этом может быть достигнуто:
1) Уменьшение массы продольных элементов механизма, рычажной передачи тормоза;
2) Упрощение конструкции рычажной передачи и повышение коэффициента полезного действия тормозной рычажной передачи до 0,92;
3) Исключение касания колодок о колеса во время тяги, и тем самым уменьшение энергетических затрат на движение поезда, а также существенное снижение расхода тормозных колодок;
4) Повышение эффективности торможения и эксплуатации восьмиосных вагонов с тормозными колодками из различных фрикционных материалов;
5) Снижение трудоемкости содержания и регулировки рычажной передачи.
Вместе с этим, появляется возможность реализации меньших передаточных чисел.
Ознакомление с научно-исследовательскими работами в области совершенствования автотормозного оборудования показало, что на сегодняшний день имеется несколько принципиальных схем автотормозов, в основе которых лежит принцип индивидуального привода. Рассмотрим их с точки зрения возможного применения на заданный вагон.
Накопленный опыт по проектированию восьмиосных цистерн для перспективных условий эксплуатации позволил сформулировать следующие технические требования для тормозной системы восьмиосных вагонов:
1) тормозная система должна удовлетворять действующим нормативам МПС;
2) механическая часть тормозной системы может иметь несколько отдельных рычажных передач, кинетически не связанных между собой, а КПД отдельной рычажной передачи должен быть не менее 0,9;
3) рычажная передача тормоза должна размещаться на различных типах магистральных вагонов, то есть быть унифицированной;
4) структура рычажной передачи механизма тормоза должна соответствовать требуемой подвижности звеньев и исключать избыточные связи и излишнюю многозвенность;
5) отвод тормозных колодок от колеса в отпущенном состоянии тормоза должен быть полным, а при наличии специального механизма отвода колодок, последний не должен ухудшать кинематику и изменять силовые характеристики рычажной передачи;
6) между элементами рычажной передачи и осями колесных пар должен быть обеспечен гарантированный зазор, исключающий их взаимодействие.
На основе этих требований была разработана схема тормоза с индивидуальным приводом, содержащая в консольной части узел в виде горизонтального тормозного вала 9 с равноплечными рычагами 10 и 11, короткой трехзвенной тягой 6, соединяющей нижний рычаг 11 этого вала с рычажной передачей тормоза за наружной двухосной тележкой (рис.3.1.). Однако опыт эксплуатации цистерны с такой тормозной системой выявил конструктивные недостатки усовершенствованной тормозной рычажной передачи. В частности оказалось, что при прохождении вагоном сортировочной горки, а также износов деталей или прогибе рессорных комплектов, в консольной части возможны касания торцом вертикального рычага горизонтального вала оси крайней колесной пары.
По полученным нормативам [3] зазор у крайней колесной пары должен составлять 190мм, однако, достижение указанного гарантированного зазора в восьмиосной цистерне с горизонтально расположенным валом в усовершенствованной передаче автотормоза без изменения типовой конструкции консольной части вагона не представляется возможным. Кроме того, такую схему индивидуального привода автотормоза на каждую четырехосную тележку невозможно использовать на восьмиосном полувагоне, что не отвечает требованиям унификации. Тем более, такой вариант не может быть использован в конструкции вагона.
СХЕМА
--PAGE_BREAK--Такое размещение узла усовершенствованной тормозной рычажной передачи в консольной части вагона теоретически позволило увеличить зазор между осью крайней колесной пары и трехзвенной тягой до гарантированного, удлинить эту тягу, а следовательно уменьшить воздействие тормозных колодок на колеса при движении вагона в кривых малого радиуса. Принципиальная схема тормозной рычажной передачи с вертикальным валом показана на рис 3.2. в отличии от конструкции с горизонтальным валом, индивидуальный привод тормоза четырехосной тележки имеет вертикальный вал, снабженный жестко установленными по торцам в горизонтальной плоскости разноплечными рычагами 10 и 11. Для вала, размещенного на хребтовой балке цистерны по местоположению бывшего горизонтального вала, длина верхнего (ведущего) рычага 10 выбрана равной 210мм, а нижнего (ведомого) рычага 11-370мм [3]. У вала, установленного вблизи буферного бруса, длина этих рычагов составляет 195мм и 350мм, соответственно. Общая длина тылового наклона рычага уменьшилась до 550мм, а длина его нижнего плеча стала 215мм при постановке на вагон композиционных колодок и 100мм при чугунных. Указанные величины длин плеч рычагов были определены с учетом их расположения в существующей конструкции консольной части цистерны и сохранения ранее принятого для индивидуального привода тормоза передаточных чисел: 5,84 – для композиционных и 10,05 — для чугунных колодок.
В результате эксплуатации восьмиосных цистерн с тормозной рычажной передачей, переоборудованной по вновь предложенной принципиальной схеме, было установлено, что компоновка узла усовершенствованной рычажной передачи с использованием вертикального вала позволяет обеспечить гарантированный зазор в консольной части вагона между осью крайней колесной пары и четырехзвенной тягой. В первом варианте установки вала указанный зазор достигал 210мм, а во втором – 200мм.
Следует также отметить, что по сравнению со схемой рычажной передачи, имеющей горизонтально расположенный тормозной вал, удалось достичь снижения уровня усилий, возникающих при повороте тележки относительно котла при прохождении вагоном кривых участков малого радиуса, а следовательно и уменьшения сопротивления движению вагона в кривых малого радиуса.
Однако, обнаруженные недостатки делают данную схему неприемлемой для тормозной системы на вагоне с повышенной осевой нагрузкой. К ним можно отнести следующие:
1) в кривых малого радиуса происходит наклон вертикального рычага в вертикальной плоскости и поперечном направлении цистерны, что указывает на возможность выворачивания не только этого вертикального рычага, но и соединенного с ним триангеля;
2) при движении вагона в кривой радиусом 60м появляется возможность касания колесом тележки установки вертикального вала в районе размещения его у горизонтального;
3) появляются трудности по реализации такой передачи на восьмиосном полувагоне, особенно с разгрузочными люками в раме кузова, что не отвечает требованию унификации.
При всех указанных достоинствах индивидуального привода автотормоза не удалось найти конструктивного варианта, решающего в полной мере проблему узла рычажной передачи В консольной части вагона, где в стесненных условиях, обусловленных размещением на сравнительно ограниченном пространстве хребтовой балки опоры котла автосцепного устройства, рычажного привода автосцепки и магистрального воздухопровода, вынуждены были также искать место для расположения тормозного вала и трехзвенной тяги. Поэтому от размещения передаточного звена в консольной части вагона пришлось отказаться. Таким образом, для подключения тормозного цилиндра к рычажной передаче тележки стало необходимым использование конструкции соединительной балки.
Новая конструкция передаточного узла для тормозной рычажной передачи четырехосной тележки восьмиосного вагона представляла собой горизонтальный вал, закрепленный под соединительной балкой в непосредственной близости от центрального подпятника и жестко закрепленные на концах вала рычаги, шарнирно связанные соответственно с продольной тягой вагона и промежуточной осевой тягой тележки.
Вместе с тем, что такое решение позволяет выполнить намеченную функцию, оно имеет существенные недостатки, к которым можно отнести большую протяженность продольной тяги, необходимость ее крепления на торце соединительной балки и удаленность места расположения тормозного цилиндра от четырехосной тележки. Это позволяет считать такой вариант конструкции недоступным для внедрения.
Поэтому было решено пропустить осевую тягу наружной двухосной тележки со стороны консольной части вагона, на среднюю, для соединения ее с рычагом тормозного цилиндра через соединительную балку под центральным подпяником. Это стало возможным, поскольку выпускаемые соединительные балки имеют сквозные отверстия в подкрепляющих подпятник поперечных диафрагмах жесткости.
Принципиально новым решением стало закрепление тылового рычага тормозного цилиндра не на котле, а непосредственно на соединительной балке тележки с помощью вертикально установленной на наружной поверхности балки по продольной от ее симметрии, у подпятника, специального кронштейна.
На рис.3.3 показана схема усовершенствованной рычажной передачи автотормоза с рычагом тормозного цилиндра 1, размещенного на соединительной балке 11 тележки. Из сравнения с предыдущими схемами видно, что в новой усовершенствованной рычажной передаче сокращено число элементов – отсутствует тормозной вал с рычагами и тыловая тяга. Роль последней выполняется осевой тягой 6 наружной тележки, соединение которой с тыловым рычагом тормозного цилиндра предусмотрено внутри соединительной балки 11 четырехосной тележки примерно в той зоне, где в типовом тормозе восьмиосной цистерны находится шарнирное соединение малой обводной тяги с малым обводным рычагом 8.
Другой узел – «мертвая» точка 4 передачи, образованной шарнирным закреплением в верхней части кронштейна 10 балки тылового рычага тормозного цилиндра 1, находится внутри полости хребтовой балки 12 опоры котла цистерны 2.
Ограничительной особенностью унифицированной рычажной передачи является размещение по продольной оси симметрии вагона тяг 18 и 20, соответственно внутренней и наружной двухосных тележек, а также распорной тяги 5 рычагов тормозного цилиндра, с которой последовательно жестко соединена установка регулятора передачи 21. Причем тяга тележки 7 находится непосредственно по распорной тягой 5. Головной рычаг 3 тормозного цилиндра 1 и разноплечный балансир 8 располагаются в горизонтальной плоскости и на одном уровне, а тыловой рычаг помещен в вертикальной плоскости и закреплен своей верхней частью на кронштейне 10 соединительной балки 11. Тормозной цилиндр 1 практически установлен под котлом цистерны 2 вблизи крайней внутренней колесной пары.
Для возможности шарнирного соединения тяги тележки с балансиром 8, головки которых находятся во взаимно перпендикулярных плоскостях, применен специальный переходник, представляющий собой своеобразную угловую серьгу 9.
Кронштейн для подвески тылового рычага, состоящий из двух симметричных частей, был размещен и приварен сверху с каждой стороны продольного технологического окна на соединительной балке 11 с удалением от центра подпятника на 0,46м. При этом обнаружились существенные недостатки конструкции кронштейна. Габаритные размеры его по высоте и ширине (с учетом ширины технологического окна балки) составили соответственно 0,335 и 0,29м. На основании же исследований, из условия прохождения вагоном сортировочной горки и кривой с радиусом до 60м, допускаемая высота кронштейна должна быть не менее 0,346мм, а ширина в сборе с рычагом и валиком шарнира кронштейна – менее 0,2м [3]. Практически неизменная ширина кронштейна по всей его высоте усложняет постановку валика в отверстии кронштейна при не выкаченной из-под вагона тележки и требует в этом случае обязательного выполнения окна в стенке хребтовой балки опоры котла.
Поэтом была изготовлена новая конструкции кронштейна с изменяемой по высоте шириной, максимальная величина которой значительно ниже 0,2м. Можно отметить, что кронштейн, с подвешенным тыловым рычагом, установлен с большим запасом по отношению к стенке и потолку хребтовой балки опоры котла. При прохождении вагоном сортировочной горки смещение в вертикальной плоскости кронштейна не превышает 0,037м, а образовавшийся после установки кронштейна зазор превышает возможное смещение.
Обеспечение вагона тормозными средствами характеризуется следующими подсчитываемыми величинами коэффициентов расчетного нажатия тормозных колодок [3];
Для чугунных тормозных колодок:
на груженом режиме δр =0,33;
на порожнем режиме δр =0,61.
Для композиционных тормозных колодок:
на среднем режиме δр =0,16;
на порожнем режиме δр =0,32.
Расчетная величина выхода штока тормозного цилиндра с учетом свободного зазора между колесами и колодками 5-8мм и упругими деформациями элементов рычажной передачи соответствовала установленным нормами величинам и составляла 91-120мм при чугунных и 47-64мм при композиционных колодках [4].
При проверке автотормоза на отсутствие юза колесной пары в процессе торможения, полученные расчетные коэффициенты сцепления не превышали допускаемые значения.
Полученные расчетные характеристики позволили обоснованно сделать заключение, что тормозная система с унифицированным раздельным приводом на четырехосные тележки отвечает требованиям МПС и обеспечивает необходимые нажатия тормозных колодок и достаточную эффективность на всех режимах торможения.
3.3. Анализ схем пневматической части автотормоза
Принимая за основу тормозную систему с индивидуальным приводом на каждую четырехосную тележку, была рассмотрена только механическая часть. Однако использование на вагоне этой схемы автотормоза приводит к увеличению числа тормозных цилиндров и, в принципе, к видоизменению пневматической части по сравнению с типовой системой. При этом имеется ряд предложений, связанных с выбором принципиальной схемы пневматической части при проектировании автотормоза.
Потребность в разработке новых схем возникла в результате следующего. Установленный в системе автотормоза с индивидуальным приводом объем запасного резервуара, равный 0,16 м3 позволяет обеспечить нормативные давления в тормозном цилиндре во всем диапазоне зарядных давлений и эксплуатации выхода штока только для среднего режима воздухораспределителя. Использование же груженого режима приводит к сужению некоторых величин, то есть области допустимого варьирования в эксплуатации. Так, при максимальном выходе штока 0,175м, конечные нормативные давления обеспечиваются при данном объеме запасного резервуара лишь для зарядного давления не ниже 0,53Мпа. Уменьшение зарядного давления до 0,45Мпа, минимально допустимое в хвосте длинно составного поезда, при управлении с головы состава, по условию обеспечения конечных давлений требует повышение объема запасного резервуара свыше 0,3 м3. Это в свою очередь приведет к увеличению времени его зарядки и расходу сжатого воздуха, что замедлит зарядные процессы в поезде и приведет к повышению затрат при эксплуатации системы. В месте с этим, увеличение количества тормозных цилиндров, а по существу, питаемого из запасного резервуара выходного объема, привело к увеличению времени их заполнения, которое для среднего режима воздухораспределителя и выхода штока 0,1м составляет 20сек, а для грузового режима и того же выхода штока – 40сек.
На основе рекомендаций по времени торможения можно дать заключение, что груженый режим в пневматической части с одним воздухораспределителем не приемлем по условию динамических характеристик схемы при торможении [5]. Кроме того, значительное влияние выхода штока на время наполнения тормозных цилиндров обуславливаем уменьшение эффективности автотормоза при увеличении последнего. Поэтому в существующей пневматической схеме было введено дополнительное устройство – реле давления (Р.Д).
В качестве основных вариантов пневматических схем с Р.Д. были рассмотрены следующие:
1) схема, использующая принципы раздельного наполнения двух тормозных цилиндров по двум ветвям. Первая ветвь включает в себя воздухораспределитель, а вторая – реле давления. При этом, управляющий сигнал в камеру реле давления поступает от воздухораспределителя через тормозной цилиндр первой ветви (рис.3.4.);
2) схема, использующая принцип наполнения тормозного цилиндра, минуя воздухораспределитель, через реле давления. Здесь воздухораспределитель используется для управления (рис.3.5.)
Результаты экспериментальных исследований [5] эффективности автотормоза с индивидуальным приводом показали, что для чугунных колодок и груженого режима воздухораспределителя при скорости 90км/ч полученные тормозные пути выше нормируемых значений. Вместе с этим, превышение нормативных величин тормозного пути для схемы без реле давления наблюдалось практически во всем диапазоне скоростей. А для схемы с Р.Д. и управляющим объемом незначительные превышения наблюдались только в диапазоне скоростей от 90 до 100 км/ч.
Для композиционных колодок и среднего режима воздухораспределителя схемы имеют запас по эффективности. При этом для схемы без Р.Д. запас составляет 156-176м, а для скорости 20 км/ч наблюдалось превышение нормативного пути на 38м. Лучшие показатели оказались у схемы с Р.Д. и управляющим объемом. Запас при скорости движения 98 км/ч составляет 43м. Это свидетельствует о более высокой эффективности автотормоза, оборудованного пневматической частью Р.Д. и управляющим объемом (У.О.). Выход штока для схемы с одним воздухораспределителем на композиционных колодках устанавливается 0,1м. Увеличение выхода штока у данной схемы приводит к снижению эффективности автотормоза в целом [5]. Наоборот, для схемы с Р.Д. и У.О., наблюдаемые тормозные пути стабильны во всем установленном диапазоне выхода штока (до 0,15м). В целом экспериментальные исследования свидетельствуют о более высокой и стабильной эффективности схемы с Р.Д. и У.О. для всего диапазона эксплуатационного выхода штока.
Существующие недостатки схемы без Р.Д. проявляются в случае использования груженого режима воздухораспределителя, что подтверждает вывод о запрещении использования этого режима на данной схеме. Использование этого режима приводит к наиболее равномерным, в сравнении с другими схемами, процесса торможения. Вместе с этим, определенным недостатком является реализация увеличенного в сравнении с другими схемами времени торможения в составе на этом режиме воздухораспределителя. Это влияет на снижение эффективности автотормоза и ее сохранение требует обеспечение повышенных нажатий тормозной колодки на колесо, за счет увеличенного передаточного числа тормозной рычажной передачи.
На основании всесторонних исследований характеристик пневматической части даны рекомендации, заключающиеся в том, что схема с одним воздухораспределителем может быть использована на восьмиосных цистернах с нагрузкой на ось не выше 220 кН. Ограничением является использование груженого режима. В качестве более перспективной, при повышении давления на ось, предлагается схема с реле давления.
Однако, выбор пневматической части автотормоза неразрывно связан с характеристиками механической части, поэтому лучшим вариантом является подвод тормозной рычажной передачи наружной двухосной тележки к тормозному цилиндру с внутренней стороны этой тележки.
4. Расчет котла цистерны
В приближенном методе расчета котла цистерны безрамной конструкции от действия внешних сил, согласно [4], рассматривается расчетная схема, приведенная на рисунке 4.1.
<img width=«117» height=«64» src=«ref-1_516340409-434.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068"> (4.1)
где q– равномерно распределенная нагрузка, кГ/м;
Рст – сила тяжести груза, Рст =120·103 кГ;
Тк – собственная сила тяжести кузова, кГ;
2Lк– длина кузова вагона, 2Lк=19,632 м.
<img width=«225» height=«36» src=«ref-1_516340843-499.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069"> (4.2)
где Т – тара вагона, Т=50·103 кГ;
nт– масса тележки модели 18-100, nт= 4,5·103 кГ;
nа– масса автосцепного оборудования, nа=1,5т кГ;
nторм – масса тормозного оборудования, nторм=0,5 ·103 кГ.
<img width=«425» height=«41» src=«ref-1_516341342-782.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">
<img width=«317» height=«68» src=«ref-1_516342124-800.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">
<img width=«401» height=«64» src=«ref-1_516342924-773.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">
где R– реакция в опоре, действующая на пятник кузова со стороны подпятника тележки, кГ.
<img width=«420» height=«64» src=«ref-1_516343697-875.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073">
где М1– изгибающий момент от равномерно распределенной нагрузки, кГ·м;
nк– длина консоли кузова, nк=3,1 м.
<img width=«649» height=«64» src=«ref-1_516344572-1194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074">
где М2– изгибающий момент от равномерно распределенной нагрузки в середине кузова, кГ·м;
L– половина базы вагона, L=9,816 м.
<img width=«415» height=«39» src=«ref-1_516345766-740.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075"> (4.6)
где МN– изгибающий момент от действия продольной нагрузки N, кГ·м;
Z– расстояние от центра тяжести поперечного сечения кузова до линии действия продольных сил N, Z=1,871 м.
Давление паров жидкости внутри котла Рппринимают 0,15 Мпа или 1,5 кГ/см2.
<img width=«113» height=«68» src=«ref-1_516346506-441.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076"> (4.7)
где N
и– сила, создающая гидравлический удар в зоне днища, кГ;
N– продольная сила, приложенная по оси автосцепки в соответствии с расчетным режимом, для 3-го расчетного режима N= 250·103 кГ;
т
ж– масса жидкости, тж= 120·103 кГ;
т
бр– масса брутто цистерны, кГ.
<img width=«383» height=«39» src=«ref-1_516346947-697.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077"> (4.8)
где Р – грузоподъемность цистерны, Р =126·103 кГ;
Т – тара вагона, кГ;
<img width=«287» height=«55» src=«ref-1_516347644-609.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078">
<img width=«515» height=«65» src=«ref-1_516348253-1103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079"> (4.9)
где Рид– давление от гидравлического удара вблизи днища, Мпа;
Rв– внутренний радиус котла, Rв= 1,6 м.
<img width=«384» height=«36» src=«ref-1_516349356-702.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080"> (4.10)
где Рд– суммарное расчетное давление вблизи днища, Мпа.
<img width=«571» height=«65» src=«ref-1_516350058-1211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1081"> (4.11)
где Р1– суммарное расчетное давление над опорами, МПа.
Р3 = РП+ 0,5Рид=0,15+0,5·0,212=0,256МПа (4.12)
где Р3– суммарное расчетное давление в середине котла (сечение Ⅲ-Ⅲ), МПа.
<img width=«452» height=«36» src=«ref-1_516351269-765.coolpic» v:shapes="_x0000_i1082"> (4.13)
где N1.1– горизонтальная сила, направленная перпендикулярно к сечению Ⅰ-Ⅰ от действия внутреннего давления на площадь вертикальной проекции днища, кГ.
<img width=«304» height=«64» src=«ref-1_516352034-760.coolpic» v:shapes="_x0000_i1083"> (4.14)
где σ1.1– нормальные напряжения в сечении Ⅰ-Ⅰ материала котла, кГ/см2;
h1– средняя толщина котла (оболочки) в сечении Ⅰ-Ⅰ, см.
<img width=«332» height=«36» src=«ref-1_516352794-625.coolpic» v:shapes="_x0000_i1084"> (4.15)
где N1.2– нормальная сила, действующая на верхнюю и нижнюю половины котла от действия внутреннего давления в сечении Ⅰ-Ⅰ, кГ.
<img width=«421» height=«64» src=«ref-1_516353419-873.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085"> (4.16)
где σ1.1– нормальные напряжения, вызванное внутренним давлением над опорами котла в сечении Ⅰ-Ⅰ, МПа;
<img width=«467» height=«65» src=«ref-1_516354292-1021.coolpic» v:shapes="_x0000_i1086"> (4.17)
где σ3.1– напряжение на поперечных площадках в сечении Ⅲ-Ⅲ, МПа;
<img width=«469» height=«65» src=«ref-1_516355313-984.coolpic» v:shapes="_x0000_i1087"> (4.18)
где σ3.2– напряжение на продольных площадках в сечении Ⅲ-Ⅲ, МПа;
h3– средняя толщина оболочки котла в сечении Ⅲ-Ⅲ, см.
<img width=«260» height=«65» src=«ref-1_516356297-669.coolpic» v:shapes="_x0000_i1088"> (4.19)
где W1– момент сопротивления изгибу, см3;
F1– площадь поперечного сечения кузова, определяется с учетом рабочей части обшивки, см3.
<img width=«544» height=«56» src=«ref-1_516356966-1049.coolpic» v:shapes="_x0000_i1089"> (4.20)
где R– наружный радиус обшивки котла, см;
r– внутреннийрадиус, см.
<img width=«508» height=«43» src=«ref-1_516358015-953.coolpic» v:shapes="_x0000_i1090"> (4.21)
<img width=«527» height=«41» src=«ref-1_516358968-931.coolpic» v:shapes="_x0000_i1091">
<img width=«525» height=«41» src=«ref-1_516359899-917.coolpic» v:shapes="_x0000_i1092">
<img width=«272» height=«41» src=«ref-1_516360816-567.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093">
где<img width=«64» height=«32» src=«ref-1_516361383-297.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094">– суммарные напряжения на продольных площадках для Iрасчетного режима, МПа.
Прочность материала котла соблюдается, если выполняется условие (4.22).
<img width=«72» height=«35» src=«ref-1_516361680-286.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095"> (4.22)
где [σ] – допускаемое напряжение материала кузова, Мпа.
<img width=«357» height=«37» src=«ref-1_516361966-670.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096"> (4.23)
где σТ– предел текучести материала, МПа.
Устойчивость оболочки котла от внешнего давления при разряжении в котле соблюдается, если выполняется условие (4.24)
<img width=«125» height=«68» src=«ref-1_516362636-436.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097"> (4.24)
где Рк– критическое давление, Мпа;
Рр — расчетное давление, Рр= 0,05 Мпа.
<img width=«199» height=«149» src=«ref-1_516363072-841.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098"> (4.25)
где Е – модуль упругости, Е=2,1·106 кГ/см2;
2Lц — длина цилиндрической части котла, 2Lц=1963см;
h1 – средняя толщина оболочки котла, h1 =1,2 см.
<img width=«452» height=«92» src=«ref-1_516363913-1151.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099">
<img width=«12» height=«23» src=«ref-1_516365064-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100"> <img width=«136» height=«63» src=«ref-1_516365233-425.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101">
<img width=«12» height=«23» src=«ref-1_516365064-169.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1102"> Так как 1,5 > 1,05 условие устойчивости оболочки котла от внешнего давления при разряжении в котле соблюдается.
5. Расчет оси колесной пары
Ось колесной пары вагона работает в режиме знакопеременных деформаций. Число циклов нагружения за срок службы весьма велико, а нагруженность носит вероятностный характер. В последние годы условия работы вагонов становятся все более тяжелыми, повышается скорость движения поездов, повышаются осевые нагрузки, появляются новые конструкции тележек. Таким образом, расчет оси на усталостную прочность производится по критериям теории вероятности и математической статистики. Для этого необходимы кривые распределений амплитуд и напряжений, а также функции статического распределения пределов выносливости оси в ее расчетных сечениях.
Расчет производится с учетом нестационарности режима нагружения оси колесной пары. Критерием оценки прочности принимается величина коэффициента запаса прочности оси, но отношению к ее пределу усталости. Схема приложения сил и опорных моментов к оси колесной пары приведена на рис 5.1.
Схема приложения сил и опорных моментов к оси колесной пары.
<img width=«432» height=«246» src=«ref-1_516365827-35544.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103">
Рис. 5.1.
5.1. Определение коэффициента запаса прочности оси
Коэффициент запаса прочности оси показывает во сколько раз предел усталостной прочности оси по износу больше приведенных напряжений в расчетном сечении. Оценка прочности производится по следующим расчетным сечениям (см рис. 5.2):
Схема приложения сил и опорных моментов к оси колесной пары.
<img width=«562» height=«208» src=«ref-1_516401371-25905.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104">
Рис. 5.2
I— по шейке оси в плоскости внутренней кромки заднего подшипника;
II — по шейке оси в плоскости начала задней галтели;
Ш — по подступичной части оси в плоскости круга катания колеса;
IV — в средней части оси.
Условие прочности оси:
n³[n],
<img width=«105» height=«53» src=«ref-1_516427276-347.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105">,
где n— коэффициент запаса прочности оси по отношению к пределу ее усталости;
[n] — допустимый коэффициент запаса прочности оси.
Рекомендуемый запас прочности оси для нового грузового вагона [n] = 1,9 — 2,1.
Исходные данные для расчета оси сведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1.
продолжение
--PAGE_BREAK--Исходные данные для расчета оси колесной пары
Масса вагона брутто mбр, кг
176000
Число осей в вагоне m, шт
8
Высота центра тяжести вагона над уровнем осей колесных пар hц, м
1,85
Расчетная скорость v, м/с
33,3
Масса половины боковой рамы тележки mр, кг
195
Масса колесной пары mкп, кг
1200
Масса колеса mк, кг
400
Масса буксы и связанных с ней необрессоренных масс mб, кг
113
Масса консольной части оси до круга катания mш, кг
53
Масса средней части оси между кругами катания mс, кг
319
Масса необрессоренных частей жестко связанных с шейкой оси, включая саму шейку mS= mр+ mш+ mб, кг
361
Удельное давление ветра на боковую поверхность кузова W, Н/м2
500
Непогашенное ускорение в кривой jц, м/с2
0,7
Коэффициент трения колеса о рельс при скольжении в поперечном направлении m.
0,25
Коэффициент, учитывающий восприятие сил инерции диском колеса за счет ее упругости b.
0,7
Коэффициент использования грузоподъемности вагона l.
1
Статический прогиб рессорного подвешивания вагона fст, м
0,05
Радиус колеса r, м
0,475
Диаметр шейки оси d1, м
0,135
Диаметр подступичной части оси d2м
0,194
Диаметр средней части оси d3, м
0,165
Расстояние между серединами шеек оси 2b2, м
2,036
Расстояние между кругами катания колес 2s, м
1,58
Расстояние от середины шейки оси до круга катания колес 12, м
0,228
Расстояние от середины шейки оси до задней галтели шейки 13, м
0,1
Расстояние от середины шейки оси до внутренней кромки заднего роликового подшипника 16, м
0,073
Расстояние от середины оси до равнодействующей сил инерции средней части оси 17, м
0,263
5.2. Расчет оси колесной пары на выносливость
Определение расчетных нагрузок.
Статическая нагрузка на шейку оси с учетом коэффициента использования грузоподъемности вагона
<img width=«279» height=«55» src=«ref-1_516427623-567.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106">
Коэффициент вертикальной динамики
<img width=«151» height=«57» src=«ref-1_516428190-459.coolpic» v:shapes="_x0000_i1107">
Динамическая нагрузка:
От вертикальных колебаний кузова на рессорах
<img width=«91» height=«27» src=«ref-1_516428649-297.coolpic» v:shapes="_x0000_i1108">
от центробежных сил в кривых
<img width=«137» height=«52» src=«ref-1_516428946-397.coolpic» v:shapes="_x0000_i1109">
от силы ветра
<img width=«148» height=«52» src=«ref-1_516429343-399.coolpic» v:shapes="_x0000_i1110">
Расчетная вертикальная нагрузка:
На левую шейку оси
<img width=«207» height=«27» src=«ref-1_516429742-432.coolpic» v:shapes="_x0000_i1111">
на правую шейку оси
<img width=«164» height=«27» src=«ref-1_516430174-369.coolpic» v:shapes="_x0000_i1112">
Ускорение буксового узла:
Левого
<img width=«129» height=«55» src=«ref-1_516430543-403.coolpic» v:shapes="_x0000_i1113">
продолжение
--PAGE_BREAK--Правого
<img width=«119» height=«52» src=«ref-1_516430946-371.coolpic» v:shapes="_x0000_i1114">
Ускорение левого колеса
<img width=«119» height=«52» src=«ref-1_516431317-375.coolpic» v:shapes="_x0000_i1115">
Вертикальная сила инерции, действующая:
На левую шейку оси
<img width=«103» height=«27» src=«ref-1_516431692-300.coolpic» v:shapes="_x0000_i1116">
на правую шейку оси
<img width=«107» height=«27» src=«ref-1_516431992-306.coolpic» v:shapes="_x0000_i1117">
От левого колеса на рельс (на правом колесе Рнк=0)
<img width=«103» height=«25» src=«ref-1_516432298-279.coolpic» v:shapes="_x0000_i1118">
Вертикальная сила инерции массы средней части оси
<img width=«124» height=«25» src=«ref-1_516432577-325.coolpic» v:shapes="_x0000_i1119">
Коэффициент горизонтальной динамики
<img width=«167» height=«25» src=«ref-1_516432902-382.coolpic» v:shapes="_x0000_i1120">
горизонтальная сила, действующая от колесной пары на рельс, (рамная сила)
<img width=«103» height=«55» src=«ref-1_516433284-326.coolpic» v:shapes="_x0000_i1121">
Вертикальная реакция рельса, действующая на левое колесо
<img width=«591» height=«48» src=«ref-1_516433610-1034.coolpic» v:shapes="_x0000_i1122">на правое колесо
<img width=«528» height=«48» src=«ref-1_516434644-947.coolpic» v:shapes="_x0000_i1123">
Вертикальная реакция действующая
На левую опору оси
<img width=«120» height=«25» src=«ref-1_516435591-308.coolpic» v:shapes="_x0000_i1124">
на правую опору оси
<img width=«215» height=«48» src=«ref-1_516435899-489.coolpic» v:shapes="_x0000_i1125">
Поперечная составляющая силы трения правого колеса о рельс
<img width=«96» height=«25» src=«ref-1_516436388-271.coolpic» v:shapes="_x0000_i1126">
боковая сила
<img width=«103» height=«25» src=«ref-1_516436659-253.coolpic» v:shapes="_x0000_i1127">
Изгибающий момент от инерционных сил, действующий в сечении
Под левой опорой оси
<img width=«80» height=«25» src=«ref-1_516436912-265.coolpic» v:shapes="_x0000_i1128">
под правой опорой оси
<img width=«81» height=«25» src=«ref-1_516437177-270.coolpic» v:shapes="_x0000_i1129">
Изгибающие моменты и напряжения в расчетных сечениях.
От расчетных нагрузок.
<img width=«404» height=«55» src=«ref-1_516437447-598.coolpic» v:shapes="_x0000_i1130">
<img width=«423» height=«55» src=«ref-1_516438045-624.coolpic» v:shapes="_x0000_i1131">
<img width=«437» height=«55» src=«ref-1_516438669-645.coolpic» v:shapes="_x0000_i1132">
<img width=«507» height=«55» src=«ref-1_516439314-843.coolpic» v:shapes="_x0000_i1133">
где WI,WII,WIII,WIV– моменты сопротивления изгибу расчетных сечений оси.
Для круглого сечения <img width=«88» height=«51» src=«ref-1_516440157-341.coolpic» v:shapes="_x0000_i1134">
От статической нагрузки
<img width=«255» height=«55» src=«ref-1_516440498-518.coolpic» v:shapes="_x0000_i1135">
<img width=«343» height=«52» src=«ref-1_516441016-509.coolpic» v:shapes="_x0000_i1136">
<img width=«353» height=«52» src=«ref-1_516441525-519.coolpic» v:shapes="_x0000_i1137">
<img width=«569» height=«52» src=«ref-1_516442044-758.coolpic» v:shapes="_x0000_i1138">Коэффициенты перегрузки оси
Максимальные
<img width=«396» height=«55» src=«ref-1_516442802-583.coolpic» v:shapes="_x0000_i1139">
<img width=«404» height=«55» src=«ref-1_516443385-605.coolpic» v:shapes="_x0000_i1140">
Минимальные
<img width=«335» height=«45» src=«ref-1_516443990-529.coolpic» v:shapes="_x0000_i1141">
<img width=«344» height=«45» src=«ref-1_516444519-534.coolpic» v:shapes="_x0000_i1142">
Для накатанных осей в сечении I-I150 мН/м2, в сечении II-II150 мН/м2, в сечении III-III135 мН/м2, в сечении IV-IV180 мН/м2.
Результаты расчета оси колесной пары на усталостную прочность приведены в табл. 5.3.
Значение коэффициента запаса усталостной прочности nнаходим по номограмме в зависимости от максимальных и минимальных значений коэффициента перегрузки оси [1, стр. 115].
Получили следующие значения запаса усталостной прочности:
n1 = 2.5 > [n];
n2 = 1.9 = [n];
n3 = 2.5 > [n];
n4 = 2.2 > [n];
Таким образом, во всех рассматриваемых сечениях оси получено n> [n], следовательно, образование трещин в осях будет наблюдаться не чаще, чем у надежно эксплуатируемых колесных пар, ось имеет повышенную долговечность, то есть срок службы больше или равен принятому сроку службы в расчетах.
Таблица 5.2.
Нагрузки, действующие на ось колесной пары.
Статическая нагрузка
Рст, кН
104,53
Коэффициент вертикальной динамики
Кд
0,32
Динамическая нагрузка:
от вертикальных колебаний кузова
от центробежных сил в кривых
от давления ветра
Рд, кН
Рц, кН
Рв, кН
0,0327
0,0664
0,0558
Суммарная вертикальная нагрузка:
для левой шейки оси
для правой шейки оси
Р1, кН
Р2, кН
104,6
104,4
Ускорения буксовых узлов:
левого
правого
j1, доли
j2, доли
3,31
0,209
Масса необрессоренных частей
mн, кг
361
Ускорение левого колеса
Jн, доли
2,89
Вертикальные инерционные нагрузки:
для левой шейки оси
для правой шейки оси
для средней части оси
со стороны левого колеса
Рн1, кН
Рн2, кН
Рнс, кН
Рнк, кН
1,194
0,754
0,460
1,159
Коэффициент горизонтальной динамики
kг
0,13
Рамная сила
Н, кН
2,288
Вертикальная реакция:
на левое колесо
на правое колесо
на левую опору оси
на правую опору оси
Ра, кН
РЬ, кН
Рс, кН
Rd, кH
107,05
103,094
105,891
103,159
Сила трения правого колеса о рельс
Н2, кН
25,77
Боковая сила
Н1, кН
28,05
Изгибающий момент от инерционных сил:
под левой опорой оси
под правой опорой оси
Мл, кНм
Мп, кНм
13,242
12,24
Таблица 5.3.
Результаты расчета оси.
Изгибающие моменты, кНм:
МI
МII
МIII
МIV
10,0109
12,8674
39,65103
38,779
от расчетных нагрузок
от статической нагрузки
МI
МII
МIII-МIV
7,63069
10,453
23,8328
Моменты сопротивления, м3
WI-WII
WIII
WIV
0,000241
0,000582
0,000402
Напряжения, МПа:
sI
sII
sIII
sIV
41,539
53,3917
68,1288
96,467
От расчетной нагрузки
от статической нагрузки
sI
sII
sIII
sIV
31,662
43,37371
40,949
59,2855
Коэффициенты перегрузки оси:
aI
aII
aIII
aIV
3,111968
3,111968
4,754204
4,77466
Максимальные
Минимальные
aI
aII
aIII
aIV
2,602168
1,899583
2,142789
1,825388
6. Охрана труда при изготовлении цистерны
6.1. Технология изготовление котла цистерны
Процесс изготовления котла разделяется на следующие стадии: заготовка листов для цилиндрической части котла и днищ; сборка и сварка листов; вальцовка, сборка и сварка цилиндрической части; изготовление днищ; общая сборка и сварка котла; контрольные испытания.
Сборка и сварка листов цилиндрической части котла производится на стенде (рис.6.1). Заготовленные листы раскладывают на плите стенда, совмещают их стыки, устанавливают и прихватывают к стыкам листов технологические планки для вывода сварного шва и прижимают листы к плите. Одновременно снизу прижимается к сварным листам флюсовая подушка. Продольные швы выполняются автоматическими сварочными головками АБС, смонтированными на устройствах продольного типа.
Сварное полотно при помощи кантователя поворачивают на 1800, после чего его транспортируют на второй стенд для наложения швов с обратной стороны. Этот стенд в отличие от первого не имеет флюсовых подушек. Одновременно со сваркой полотна собирают и сваривают контрольную пластину на тех же режимах и теми же сварочными материалами.
По окончании сварки готовое полотно по рольгангу передают на вальцовку в трех- или четырехваликовых гибочных машинах (вальцах) для придания ему формы цилиндра (обечайки). Затем обечайку мостовым краном транспортируют на специальный стенд для сварки замыкающего стыка цилиндра, который укладывают на опорные ролики 4 (рис. 6.2, а), а замыкающий стык – на балку 5 с магнитными прижимами и флюсовой подушкой, сварка осуществляется сварочным трактором 3 ТС-17М, который перемещается по направляющим внутри обечайки 2. По окончании наложения швов обечайку на опорных роликах поворачивают замыкающим стыком вверх и выполняют сварку с наружной стороны автоматической головкой 1, смонтированной на портальном устройстве. Режимы сварки при наложении наружных и внутренних швов такие же, как при сварке полотна.
Металлургическая промышленность поставляет листовой прокат ограниченной длины, поэтому цилиндрическую часть котла цистерны грузоподъемностью 120т сваривают встык из двух обечаек. С обеих сторон кольцевого шва располагаются шпангоуты для увеличения жесткости котла. Затем в цилиндрической части котла вырезают отверстия под горловину колпака или крышку люка и сливные приборы, срезают технологические планки и зачищают торцы.
Днища котла штампуют на прессе в холодном и горячем состоянии с помощью вытяжных штампов. Применяются вертикальные прессы усилием 30000 – 50000 кН. Этот способ высокопроизводителен, но связан с использованием дорогостоящих прессов и штампов, поэтому может быть рекомендован для крупносерийного или массового производства.
Взрывная штамповка в холодном состоянии в специальных установках с использованием бризантных взрывчатых веществ, с применением штамповочных матриц. Способом взрывной штамповки целесообразно изготовлять днища из материала с высоким пределом прочности и малой пластичностью (нержавеющие хромистые стали, титановые сплавы). Этот способ обеспечивает высокую точность и хорошее качество поверхности изготовленного днища. Затраты на оснастку не большие, так как матрицы можно изготовлять из легких сплавов, железобетона с эпоксидной облицовкой, текстолита и дерева. Изготовление днищ давлением вхолодную выполняется на горизонтальных и вертикальных давильных станках, а обкаткой – на обкатных машинах с применением подвижной матрицы и бортовочных валиков.
Обкатка и обработка давлением значительно проще, чем штамповка на прессе и взрывом. Оборудование легко наладить на различные размеры, но процессы эти малопроизводительны и для осуществления их требуются высококвалифицированные рабочие. Поэтому такие способы можно рекомендовать только для мелкосерийного и серийного производств.
Общую сборку обечайки с днищами выполняют на механизированном стенде (рис.6.3), где обеспечиваются быстрое совмещение и прижатие стыкуемых поверхностей. Оба днища прихватывают к обечайке и затем сваривают внутренние стыковые швы двумя сварочными тракторами 3 (см. рис.6.2, б) одновременно. Флюсовая подушка 6 размещается на непрерывной ленте 7. Наружные швы сваривают автоматическими головками АБС. При сварке котел вращается на опорах стенда. По окончании сварки стыки проверяют, контролируют соответствие размеров сварных швов установленным требованиям.
Качество швов проверяют рентгеновскими или гамма — лучами. Более распространен радиографический контроль.
6.2. Охрана труда при изготовлении
6.2.1. Анализ условий труда
Изготовление производится в вагоносборочном цехе вагоностроительного завода. Процесс сборки разделяется на следующие операции:
- правка листового, широкополосного и профильного проката;
- разметка листового и профильного проката;
- обработка кромок;
- гибка заготовок из профильного и листового проката;
- проверка качества сборки и сварки внешним осмотром и замером;
- нанесение ударного клейма техприемщика на стойку рядом с клеймом мастера и сварщика.
К сварному оборудованию, применяемого в данном технологическом процессе относятся:
- сварной полуавтомат А-1230м;
- сварочный выпрямитель ВДГ-301;
- правильно-гибочный пресс;
- гильотинные ножницы и пресс-ножницы;
- фрезерно-отрезные станки;
- листоправильные вальцы;
- гибочно-растяжные прессы;
- профильный инструмент;
- мостовые краны, подвесные цепные конвейеры.
В процессе изготовления цистерны могут возникать следующие опасности и вредности:
- травмирование рабочих при выполнении подъемно-транспортных и других операций;
- поражение электрическим током при работе с электрооборудованием,
- шум и вибрация выше допустимых норм;
- ненормальные метеорологические условия;
- высокий уровень запыленности и загазованности помещения;
- нерациональная организация рабочего места и др.
6.2.2. Меры по устранению потенциальных опасностей и вредностей.
Наиболее опасным и вредным фактором при изготовлении цистерны является травматизм при выполнении подъемно-транспортных работ, так как он может повлечь за собой частичную или полную потерю работоспособности обслуживающего персонала, а также увечие и смерть.
Для устранения травматизма при выполнении подъемно-транспортных работ грузоподъемные машины проходят периодическое освидетельствование. Особое внимание при этом уделяют состоянию подъемного механизма (барабана), канатов, тросов и цепей.
Стальной канат осматривают не реже одного раза в неделю. Для продления срока службы канатов их регулярно смазывают.
Предусмотрительно ограждение всех вращающихся частей кожухами, а также заземление. Кран оборудован тормозными и предохранительными устройствами, к числу которых относятся автоматические ограничители высоты подъема, веса и перемещения груза. Для обеспечения безопасности при проведении работ по изготовлению цистерны применяется электрический крюковой мостовой кран грузоподъемность 8т, работающий в среднем режиме. Общий вид мостового крана показан на рис. 6.4.
1 – демпфер; 2 – грузовая тележка; 3 – мост крана; 4 – ходовые колеса моста; 5 – кабина; 6 – привод механизма передвижения крана; 7 – концевая балка; 8 – трансмиссионный вал; 9 – барабан; 10 – крюковая подвеска.
Ниже приведены расчеты отдельного узла мостового крана и в частности расчет барабана.
6.2.3. Расчет барабана.
В качестве материала барабана принят чугун СЧ-15-32 ГОСТ 1412-70 с пределом прочности на сжатие sв = 750 МПа. Схема барабана приведена на рис 6.5.
В качестве тягового органа выбираем стальной канат с линейным касанием проволок типа ЛР-Р по ГОСТ 2688-69 с пределом прочности материала этих проволок sв=16 МПа.
Наиболее рабочее натяжение каната определяем по формуле:
<img width=«109» height=«51» src=«ref-1_516445053-348.coolpic» v:shapes="_x0000_i1143">
где Q – номинальная грузоподъемность, Q=8 т;
in – передаточное число одного полиспаста, in=2;
hn – количество полиспастов.
S = <img width=«204» height=«49» src=«ref-1_516445401-475.coolpic» v:shapes="_x0000_i1144">.
В соответствии с правилами Госгертехнадзора выбор каната осуществляет по разрывному усилию:
Sр= S×n;
где n – запас прочности для среднего режима, n = 5.5.
Sр=2020×5,5=11110 кгс.
Общий вид мостового крана.
<img width=«557» height=«851» src=«ref-1_516445876-175856.coolpic» v:shapes="_x0000_i1145">
Рис 6.4.
Схема барабана.
<img width=«553» height=«276» src=«ref-1_516621732-55892.coolpic» v:shapes="_x0000_i1146">
Рис 6.5.
Выбираем канат dк = 15 мм с разрывным усилием Sp = 11700 кгс.
Площадь сечения всех проволок каната f1 = 86,27 мм2 (ГОСТ 2688-69). Минимально допустимый диаметр барабана, измеренный по дну канавки барабана определяет по формуле:
D = (l-1)×dк;
где l – коэффициент, регламентируемый правилами Гсогортехнадзора в зависимости от размера работы, l = 25.
D = (25-1)×15=360 мм.
Примем диаметр барабана, Dб = 400 мм; число витков нарезки на одной половине барабана определяется по формуле:
<img width=«113» height=«52» src=«ref-1_516677624-356.coolpic» v:shapes="_x0000_i1147">
где Н — высота подъема крюка,
Н = 8 м;
m – кратность полиспаста, m = 3;
r – минимальное количество витков для крепления конца каната накладками.
<img width=«149» height=«48» src=«ref-1_516677980-396.coolpic» v:shapes="_x0000_i1148">
Длина нарезки на одной половине барабана l=425 мм.
Шаг нарезки tб = 18 мм. Длина гладкой части барабана Sк = 90 мм. Расстояние между правым и левым нарезными полями принимаем равной l1 = 170 мм. Общую длину барабана определяем по формуле:
<img width=«140» height=«25» src=«ref-1_516678376-370.coolpic» v:shapes="_x0000_i1149">
Zб=2×425+2×90+170=1200 мм.
Длину каната, наматываемого на барабан определяют по формуле:
Zк = Н×in;
Zк = 8×2=16 м.
Необходимая толщина стенки барабана определяется из расчета на сжатие исходя из S = 2020 кгс.
Допускаемые напряжения при сжатии выбираем из условий статической прочности. [sсж] =sв/[n];
[sсж] = 750/5,5=136,4 МПа.
Необходимую толщину стенки барабана определяем по формуле:
d= S/tб[sсж]
d = 2020/1.8×136.4=0.82 мм.
Таким образом, для обеспечения прочности барабана принимаем толщину стенок барабана по 16 мм. Напряжения сжатия sсж < [sсж] = 136,4 МПа в стенке барабана от изгиба и кручения по длине барабана менее трех его диаметров составляет 15% от напряжения сжатия, поэтому им пренебрегаем.
Из приведенных выше расчетов видно, что барабан обладает необходимой прочностью, что повышает надежность работы подъемного механизма мостового крана и снижает степень опасности травматизма при выполнении подъемно-транспортных работ при изготовлении цистерны.
6.2.3. Другие мероприятия.
Для устранения возможности поражения электрическим током при работе с электрооборудованием предусмотрены следующие мероприятия: допуск к работе, производство отключений, вывешивание плакатов и установка ограждений, присоединение к «земле» переносных заземлений, наложение заземлений и др.
Наиболее эффективной мерой борьбы с шумом является звукоизоляция звукопоглощение, замена подшипников скольжения на подшипники качения, максимальная автоматизация технологического процесса изготовления котла цистерны и др. Если же уровень шума выше допустимых норм, то применяют индивидуальные средства защиты: наушники – противошумы, заглушки – антифоны.
Организация труда рабочего места сварщика обеспечивает свободное перемещение вдоль всей зоны работ, позволяет производить подготовительные операции с заготовками и заключительные с деталями при номинальных перемещениях.
Стены и сварочное оборудование запроектировано окрашивать в светло-зеленый цвет с некоторыми оттенками. Например, стены – в более темные тона, чем оборудование.
6.2. Меры пожарной безопасности, предусмотренные в сборочном цехе
Причинами возникновения пожара могут быть:
- неосторожное обращение с открытым огнем;
- неисправности или неправильное содержание электрической проводки, светильников, электрооборудования;
- неудовлетворительные условия хранения пожароопасных и взрывчатых материалов;
- нарушение противопожарного режима при обращении с различными пожароопасными отходами;
- отступление от противопожарных требований, установленных в технологическом процессе и др.
Для предупреждения возникновения пожара горючие и воспламеняющиеся вещества хранятся в металлических ящиках и ограниченном количестве. Бывшие в употреблении обтирочные и другие материалы, пропитанные маслом, керосином, мазутом собирают в металлические ящики и плотно закрывают крышкой.
После окончания работ помещение убирая удаляя при этом все горючие отходы, выключают все действующие приборы и освещение, кроме дежурного. Для предупреждения возникновения пожара из=за неисправности электрической сети и приборов производят их периодический осмотр и ремонт. Регулярно производится инструктаж по обеспечению пожарной безопасности.
Для обнаружения пожара в цехе используется система электрической пожарной сигнализации, состоящая из пожарных извещателей кнопочного типа, приемной станции, сети пожарной сигнализации.
В цехе предусмотрены первичные средство тушения пожара:
- промышленные ручные огнетушители пенные и углекислотные;
- внутренние пожарные краны;
- пожарные щиты.
По нормам противопожарной безопасности для вагоносборочного цеха предусмотрено на каждые 200 м2 один пенный, один углекислый огнетушитель и один ящик с песком емкостью – 0,5 м3 с лопатой, не менее двух выходов для эвакуации людей.
Предусмотрены также эвакуационные выходы – не менее 2-х.
7. Экономический эффект от использования разработанной конструкции
Новая тормозная рычажная передача представляет собой унифицированную кинематическую систему индивидуального привода на каждую четырехосную тележку от отдельного тормозного цилиндра, установленного на котле вблизи этой тележки.
Она предназначена для перспективных условий эксплуатации восьмиосных вагонов и позволяет:
- существенно уменьшить массу продольных элементов механизма передачи и тем самым практически упразднить усилие, действующее на триангель от воздействия массы элементов, достигающей 700Н при отпущенном состоянии тормоза;
- упростить конструкцию рычажного механизма и увеличить коэффициент полезного действия до 0,92;
- повысить эффективность торможения и эксплуатировать восьмиосные вагоны с тормозными колодками из различных материалов;
- исключить касание колодок о колеса во время тяги и тем самым уменьшить энергетические затраты на движение поезда, а также расход тормозных колодок;
- снизить трудозатраты на содержание и регулировку тормозной рычажной передачи восьмиосных вагонов в эксплуатации.
7.1. Определение калькуляционных измерителей.
Для анализа изменения себестоимости перевозок СУГ в связи с изменением объёма котла применим метод расходных ставок. При подсчётах калькуляционных измерителей целесообразно расходы определять на 1000 ткм.
7.1.1. Гружёные поезда.
1. Затраты вагоно-километров.
<img width=«109» height=«45» src=«ref-1_516678746-387.coolpic» v:shapes="_x0000_i1150"> (7. 1
)
где <img width=«27» height=«25» src=«ref-1_516679133-230.coolpic» v:shapes="_x0000_i1151"> — динамическая нагрузка гружёного вагона, т/ваг;
<img width=«119» height=«89» src=«ref-1_516679363-565.coolpic» v:shapes="_x0000_i1152"> (7. 2)
где aI– доля каждого вида груза в общем, объеме перевозок в исследуемых цистернах:
Li=Lпер– дальность перевозки или груженный рейс (км) I-того типа груза, можно принять в расчетах 1700 км для всех наименований перевозимых грузов;
Статическая нагрузка вагона зависит от удельного объема котла цистерны и удельного объема груза перевозимого в цистернах и составляет:
<img width=«85» height=«49» src=«ref-1_516679928-327.coolpic» v:shapes="_x0000_i1153"> (7. 3
)
где Vуд.кот– удельный объем котла цистерны, т/м3 ;
Vгрi– удельный объем i-того груза, т/м3.
2. Затраты вагона-часов.
<img width=«227» height=«29» src=«ref-1_516680255-472.coolpic» v:shapes="_x0000_i1154"> (7. 4)
1)при прохождении вагонов по участкам:
<img width=«124» height=«51» src=«ref-1_516680727-438.coolpic» v:shapes="_x0000_i1155"> (7. 5
)
где <img width=«23» height=«25» src=«ref-1_516681165-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1156"> — участковая скорость поездов; <img width=«23» height=«25» src=«ref-1_516681165-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1157">= 40 км/ч;
2)во время простоев под начальными и конечными грузовыми операциями:
<img width=«164» height=«51» src=«ref-1_516681593-486.coolpic» v:shapes="_x0000_i1158"> (7. 6
)
где <img width=«19» height=«25» src=«ref-1_516682079-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1159"> — средний простой вагона под одной грузовой операцией; <img width=«19» height=«25» src=«ref-1_516682079-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1160">= 40 ч;
<img width=«28» height=«25» src=«ref-1_516682483-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1161"> — дальность перевозок по сети;<img width=«28» height=«25» src=«ref-1_516682483-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1162">= 1300 км;
3)во время простоя вагона на технических станциях с переработкой и без переработки:
<img width=«353» height=«51» src=«ref-1_516682911-863.coolpic» v:shapes="_x0000_i1163"> (7. 7
)
где <img width=«31» height=«25» src=«ref-1_516683774-233.coolpic» v:shapes="_x0000_i1164"> — средний простой вагона на одной технической станции с переработкой, <img width=«31» height=«25» src=«ref-1_516683774-233.coolpic» v:shapes="_x0000_i1165">= 8 ч;
<img width=«31» height=«25» src=«ref-1_516684240-236.coolpic» v:shapes="_x0000_i1166"> — средний простой вагонт на одной технической станции без переработки, <img width=«31» height=«25» src=«ref-1_516684240-236.coolpic» v:shapes="_x0000_i1167">=2 ч;
<img width=«31» height=«25» src=«ref-1_516684712-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1168"> — среднее маршрутное плечо, <img width=«31» height=«25» src=«ref-1_516684712-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1169">= 150 км;
<img width=«28» height=«24» src=«ref-1_516685156-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1170"> — среднее вагонное плечо, <img width=«28» height=«24» src=«ref-1_516685156-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1171">= 370 км;
3. Затраты локомотиво-километры.
<img width=«255» height=«51» src=«ref-1_516685582-577.coolpic» v:shapes="_x0000_i1172"> (7. 8)
где <img width=«25» height=«25» src=«ref-1_516686159-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1173"> — масса брутто грузового поезда;
<img width=«141» height=«27» src=«ref-1_516686386-388.coolpic» v:shapes="_x0000_i1174"> (7. 9
)
здесь <img width=«97» height=«49» src=«ref-1_516686774-380.coolpic» v:shapes="_x0000_i1175"> — погонная нагрузка брутто, т/км;
<img width=«23» height=«25» src=«ref-1_516687154-210.coolpic» v:shapes="_x0000_i1176"> — длина вагона по осям сцепления;
<img width=«28» height=«24» src=«ref-1_516687364-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1177"> — длина приёмо-отправочных путей; <img width=«28» height=«24» src=«ref-1_516687364-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1178">=850 м;
50 м – длина станционных путей для установки локомотива;
T
– тара вагона, т;
<img width=«29» height=«24» src=«ref-1_516687782-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1179"> — отношение вспомогательного пробега локомотивов к пробегу их во главе поездов, <img width=«29» height=«24» src=«ref-1_516687782-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1180">= 0,12;
4. Затраты локомотиво-часов.
<img width=«276» height=«51» src=«ref-1_516688212-659.coolpic» v:shapes="_x0000_i1181"> (7. 10
)
где <img width=«28» height=«24» src=«ref-1_516688871-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1182"> — пробег локомотива, <img width=«28» height=«24» src=«ref-1_516688871-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1183">= 500 км/сут;
<img width=«29» height=«25» src=«ref-1_516689301-220.coolpic» v:shapes="_x0000_i1184"> — отношение вспомогательного линейного пробега локомотивов к пробегу их во главе поездов, <img width=«29» height=«25» src=«ref-1_516689301-220.coolpic» v:shapes="_x0000_i1185">=0,1;
5. Затраты бригадо-часов локомотивных бригад.
<img width=«272» height=«51» src=«ref-1_516689741-656.coolpic» v:shapes="_x0000_i1186"> (7. 11
)
где <img width=«23» height=«25» src=«ref-1_516690397-219.coolpic» v:shapes="_x0000_i1187"> — коэффициент, учитывающий дополнительное время работы локомотивных бригад; <img width=«23» height=«25» src=«ref-1_516690397-219.coolpic» v:shapes="_x0000_i1188">= 1,6;
6. Затраты тонно-километров брутто вагонов и локомотивов.
<img width=«327» height=«49» src=«ref-1_516690835-662.coolpic» v:shapes="_x0000_i1189"> (7. 12
)
где <img width=«27» height=«24» src=«ref-1_516691497-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1190"> — вес электровоза; <img width=«27» height=«24» src=«ref-1_516691497-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1191">= 184 т;
7. Затраты электроэнергии <img width=«55» height=«25» src=«ref-1_516691919-267.coolpic» v:shapes="_x0000_i1192">на 1000 ткм нетто перевозок.
<img width=«197» height=«45» src=«ref-1_516692186-471.coolpic» v:shapes="_x0000_i1193"> (7. 13
)
где <img width=«21» height=«24» src=«ref-1_516692657-207.coolpic» v:shapes="_x0000_i1194"> — расход электроэнергии для тяги гружёных поездов на 10000 ткм брутто расчитывается по удельному расходу электроэнергии Kэл на 1 ткм механической работы локомотива, которые принимаем с учетом фактического КПД локомотивов на уровне 4 кВт.ч, т.е:
<img width=«132» height=«29» src=«ref-1_516692864-368.coolpic» v:shapes="_x0000_i1195"> (7. 14)
здесь <img width=«39» height=«27» src=«ref-1_516693232-249.coolpic» v:shapes="_x0000_i1196"> — затрата ткм механической работы локомотива на 1 ткм брутто;
<img width=«293» height=«51» src=«ref-1_516693481-702.coolpic» v:shapes="_x0000_i1197"> (7. 15
)
где <img width=«71» height=«31» src=«ref-1_516694183-266.coolpic» v:shapes="_x0000_i1198"> — основное удельное сопротивление движению состава, локомотива, кг/т;
<img width=«272» height=«48» src=«ref-1_516694449-566.coolpic» v:shapes="_x0000_i1199"> (7. 16)
<img width=«219» height=«25» src=«ref-1_516695015-455.coolpic» v:shapes="_x0000_i1200"> (7. 17
)
здесь <img width=«107» height=«44» src=«ref-1_516695470-350.coolpic» v:shapes="_x0000_i1201"> осевая нагрузка вагона брутто, т/ось;
m— количество осей в вагоне;
Iэк – эквивалентный уклон для груженого направления, %0;
<img width=«27» height=«25» src=«ref-1_516695820-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1202"> — ходовая скорость движения грузовых поездов на однопутных участках с электрической тягой на переменном токе, характаризующихся заданным типом профиля;
<img width=«305» height=«25» src=«ref-1_516696038-541.coolpic» v:shapes="_x0000_i1203"> (7. 18
)
где: <img width=«95» height=«47» src=«ref-1_516696579-341.coolpic» v:shapes="_x0000_i1204"> (7. 19
)
здесь: N– мощность локомотива, равная 6240 кВт, для электровоза ВЛ80.
8. Затраты маневровых локомотиво-часов.
<img width=«179» height=«45» src=«ref-1_516696920-502.coolpic» v:shapes="_x0000_i1205"> (7. 20
)
где <img width=«29» height=«24» src=«ref-1_516697422-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1206"> — затраты маневровых локомотиво-часов на 1000 ткм,; <img width=«29» height=«24» src=«ref-1_516697422-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1207">= 0,7;
9. Количество грузовых отправок.
<img width=«84» height=«45» src=«ref-1_516697848-326.coolpic» v:shapes="_x0000_i1208"> (7. 21)
где <img width=«29» height=«24» src=«ref-1_516698174-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1209"> — масса грузовой отправки, принимаем равной массе поезда нетто;
<img width=«145» height=«25» src=«ref-1_516698392-369.coolpic» v:shapes="_x0000_i1210"> (7. 22
)
<img width=«73» height=«49» src=«ref-1_516698761-345.coolpic» v:shapes="_x0000_i1211"> (7. 23
)
где <img width=«29» height=«25» src=«ref-1_516699106-231.coolpic» v:shapes="_x0000_i1212"> — погонная нагрузка нетто, т/м.
7.1.2. Порожние составы.
1. Затраты вагоно-километров:
<img width=«13» height=«25» src=«ref-1_516699337-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1213">
<img width=«139» height=«45» src=«ref-1_516699506-445.coolpic» v:shapes="_x0000_i1214"> (7. 24
)
где <img width=«29» height=«27» src=«ref-1_516699951-240.coolpic» v:shapes="_x0000_i1215"> — коэффициент порожнего пробега вагона к гружёному пробег, <img width=«29» height=«27» src=«ref-1_516699951-240.coolpic» v:shapes="_x0000_i1216">= 1;
2. Затраты вагона-часов
<img width=«167» height=«27» src=«ref-1_516700431-399.coolpic» v:shapes="_x0000_i1217"> (7. 25
)
1)при прохождении вагонов по участкам:
<img width=«120» height=«51» src=«ref-1_516700830-422.coolpic» v:shapes="_x0000_i1218"> (7. 26
)
2)во время простоя вагона на технических станциях с переработкой и без переработки:
<img width=«356» height=«51» src=«ref-1_516701252-858.coolpic» v:shapes="_x0000_i1219"> (7. 27)
3. Затраты локомотиво-километров:
<img width=«188» height=«55» src=«ref-1_516702110-547.coolpic» v:shapes="_x0000_i1220"> (7. 28)
где Snпор— число цистерн в порожнем составе;
<img width=«119» height=«56» src=«ref-1_516702657-384.coolpic» v:shapes="_x0000_i1221"> (7. 29
)
4. Затраты локомотиво-часов:
<img width=«233» height=«51» src=«ref-1_516703041-617.coolpic» v:shapes="_x0000_i1222">(7. 30
)
5. Затраты бригадо-часов локомотивных бригад:
<img width=«224» height=«51» src=«ref-1_516703658-622.coolpic» v:shapes="_x0000_i1223"> (7. 31
)
6. Затраты тонно-километров брутто вагонов и локомотивов:
<img width=«313» height=«53» src=«ref-1_516704280-719.coolpic» v:shapes="_x0000_i1224"> (7. 32
)
7. Затраты электроэнергии <img width=«55» height=«25» src=«ref-1_516691919-267.coolpic» v:shapes="_x0000_i1225"> на 1000 ткм нетто рассчитываются по заданным нормам на 1000 ткм брутто порожних состав:
<img width=«179» height=«41» src=«ref-1_516705266-453.coolpic» v:shapes="_x0000_i1226"> (7. 33
)
где <img width=«21» height=«24» src=«ref-1_516692657-207.coolpic» v:shapes="_x0000_i1227">= 170 кВтч на 10000 ткм брутто;
8. Затраты маневровых локомотиво-часов :
<img width=«175» height=«45» src=«ref-1_516705926-485.coolpic» v:shapes="_x0000_i1228"> (7. 34)
Расходы на 1000 ткм нетто по каждому калькуляционному измерителю получают перемножением соответствующей расходной ставки на затрату измерителя для выполнения 1000 ткм перевозок .
Просуммировав по каждому варианту эксплуатационные расходы на груженные и порожние поезда, получаем величину зависящих расходов на 1000 ткм нетто. Условно-постоянные расходы можно принять в размере 88% к зависящим расходам базового варианта. Полная себестоимость Sполопределяется как сумма зависящих расходов и условно-постоянных расходов, включаемых в себестоимость 1000 ткм нетто отдельно по каждому варианту.
Результаты расчётов для базовой и проектируемой цистерн сведены в таблице 2.
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по спорту
Реферат по спорту
Отчёт по производственному занятию по посещении Минского Мото Вело Завода
3 Сентября 2013
Реферат по спорту
Определение экономической эффективности участка на переменном и постоянном токе
3 Сентября 2013
Реферат по спорту
Построение новой железнодорожной линии
3 Сентября 2013
Реферат по спорту
Разработка ресурсосберегающих технологий и режимов на городском электрическом транспорте
3 Сентября 2013