Проектирование восьмиосной цистерни моделі 15-1500

Основне завдання транспорту є цілковите дерегулювання та своєчасне задоволення потреб народного господарства і у перевезеннях, підвищення ефективності і забезпечення якості роботи транспортної системы.

До небезпечним вантажам ставляться речовини і предмети, які за транспортуванні, навантажувально-розвантажувальних роботах, і зберіганні можуть послужити вибух, пожежі, і навіть загибелі, травмування, отруєння, опіків, опромінення чи інфекційні захворювання покупців, безліч животных.

Небезпечні вантажі по залізницях транспортуються в універсальному чи спеціальному рухливому складі. Допущені типи вагонів для перевезень конкретних видів небезпечних вантажів встановлюються технічними умовами, стандартами для конкретної продукції, і правилами перевезень грузов.

Рідкі, скраплені і небезпечні газоподібні вантажі у разі, передбачених правилами перевезень, транспортуються в вагонах-цистернах.

Вагоны-цистерны проектуються з урахуванням властивостей небезпечних вантажів, для перевезень що вони призначені, і оснащуються спеціальними пристроями до виконання сливоналивных операцій та забезпечення безпеки перевозок.

Залежно від виду перевезених вантажів вагоны-цистерны поділяються на цистерни загального призначення і спеціальні. До цистернам загального призначення ставляться цистерни для перевезення широкої номенклатури рідких нафтопродуктів, які потребують підігріву при наливе і зливі в діапазоні кліматичних змін температури вантажу. Цистерни загального призначення становлять основну частину парку вагонов-цистерн.

До кожного типу цистерни заводом-изготовителем у складі технічної документації розробляється інструкція по експлуатації, сливу і наливу перевезеного продукту, враховує конструктивні особливості конкретної модели.

На залізничному транспорті потрібен технічне переозброєння, забезпечити збільшення пропускної і провізний здібності залізниць на грузонапряженных напрямах, значно підвищити швидкість руху поїздів, і навіть нарощувати потужність залізничних станцій та узлов.

Аби вирішити поставленого завдання необхідно змінити конструкцію проектованого вагона убік поліпшення її основних показників. Збільшення питомої обсягу цистерни, зменшення маси тари і підвищення вантажопідйомності - це благотворно влияет.

Цей дипломний проект присвячений проектування восьмиосной цистерни з осьової навантаженням 216 кН по габариту 1-Т, вантажністю 125 т, граничною навантаженням на 1 метр шляху 81 кН/м. У цьому дипломному проекті зроблено розрахунок осі колісної пари на витривалість, розрахунок казана цистерни. Дана економічна оцінка ефективності від запровадження нової гальмівний важільною передачі на восьмиосной цистерні моделі 15−1500. Розроблено заходи щодо охорони праці під час виготовлення цистерни і безпека перевезення світлих нефтепродуктов.

1. Технічне опис конструкції цистерны.

моделі 15−1500.

1. Типові вузли і елементи конструкции.

Основним виробником цистерн є ПО «Азовмашу» (колишнє ПО «Ждановважмаш», місто Маріуполь) Міністерства важкого і транспортного машиностроения.

У конструкції цистерн використовуються типові вузли автосцепного устрою, автотормозного устаткування й ходові части.

Восьмиосные цистерни обладнуються посиленою полужесткой автосцепкой СА-3М з обмежувачем вертикальних переміщень і що поглинає апаратом Ш-2- Т із перебігом 105 мм.

Цистерна моделі 15−1500 оснащена модернізованими автосцепным пристроєм СА-3М. На відміну від СА-3 товщина стінок корпусу 1 даної конструкції збільшена загалом на 30%, тут застосовані внутрішні ребра, що підвищило його надійність. У зв’язку з збільшенням бази й консолей, а отже, виникненням значних вертикальних зсувів автосцепок, в замку модернізованої конструкції було запроваджено спеціальна вставка, забезпечує збільшення вертикальне зачеплення до 250 мм замість 150…180мм у автозчеплення АС-3. Згодом замість вставки замку на корпусі знизу був спеціальний приплив 11, обмежує вертикальні усунення корпусів автосцепок у припустимих межах. Це забезпечує проходження без саморасцепов горбів сортувальних гірок. З метою зменшення вертикальних сил центрирующая балочка 2 подпружинена. Разом з сферичної формою хвостовика і вкладиша 4 це дозволяє відхилятися корпусу автозчеплення в вертикальної площині, не викликаючи великих зусиль. Автосцепка оснащена торсионным отклоняющим пристроєм задля забезпечення автоматичної сцепляемости на кривих ділянках шляху малого радиуса.

З 1988 р. на восьмиосные цистерни встановлюється пружиннофрикционный поглинаючий апарат ПМК-110А з металлокерамическими фрикционными элементами.

| |Енергоємність, кДж|Сила опору при |Повний хід | |ПМК-110А | |стисканні, МН |апарату, мм | | |35…85 |2 |110 |.

Які Поглинають елементи призначені гасити частина енергії удару, зменшуючи подовжні розтягують і стискаючі зусилля. Принцип їхні діяння грунтується на виникненні в апараті сил опору і перетворення кінетичної енергії, соударяющихся мас, до інших види енергії. З метою підвищення енергоємності і загальну стабільність характеристик як фрикционных елементів тут застосовані металокерамічні пластины.

Установка автосцепного устрою виконується відповідно до ГОСТ 3475–81.

У автотормозном устаткуванні використовуються воздухораспределители № 483М, регулятори важільною передачі типу 574Б, РТРП 675 і авторежимы типів 265А-1.

Гальмівний устаткування вантажних вагонів забезпечує накопичення і перепустку стиснутого повітря, подаваного від локомотива, і навіть сприйняття, реалізацію і передачу (трансляцію) сигналів управління процесами гальмування і відпустки, вступників по гальмівний магістралі (ТМ). Гальмівний устаткування складається з магістрального воздухопровода діаметром 1 ¼″, сообщенного через трійник № 573 і разобщительный кран № 372 підвідної трубою діаметром ¾″, чи з'єднувальним рукавом Р35, Р36 з двухкамерным резервуаром № 295М-001. Останній пов’язаний трубами діаметром ¾"с запасним резервуаром типу Р7−135 обсягом 135л і авторежимом № 265А-1, встановленим одній із візків вагони й повідомленим з гальмівним циліндром № 519Б. На двокамерний резервуар встановлюються головна № 270−023 і магістральна № 483−001 части.

Для межвагонных сполук використовуються з'єднувальні рукави типу Р17, які підключаються до труби (ТМ) кінцевими кранами № 190 (чи № 4304) і поверненими на 60 градусів щодо горизонтальній осі. Це виключає удари головок рукавів про горочные уповільнювачі і покращує їх роботу у кривих ділянках пути.

Воздухораспределители (ВР) призначені зміни тиску в гальмівних циліндрах (ТЦ) транспортних засобів, залежно через зміну тиску у гальмівній магістралі (ТМ), і навіть для зарядки з останнього запасних резервуарів (ЗР). У цьому рівень тиску в ТЦ відповідає глибині розрядки ТМ і вантажному режиму гальмування на ВР.

Використання воздухораспределителей № 483М підвищує надійність гальм, досягається максимально можлива швидкість поширення гальмівний хвилі, мінімальне вплив довжини магістрального воздухопровода на процеси наповнення стиснутим повітрям циліндрів під час гальмування. Порівняно коїться з іншими воздухораспределителями вантажного типу, використовуваний воздухораспределитель № 483М забезпечує найбільші, короткі гальмівні шляху й найменші подовжні сили у поїзді під час гальмування. З іншого боку, воздухораспределитель має забезпечити досить легкий безступінчатий відпустку. При дотриманні поїзда по дільничному шляху з ухилом до 18‰ і ступінчастий відпустку для прямування поїзда по затяжним крутим спускам з ухилами більш 18‰. Задля більшої плавності гальмування швидкість гальмівний хвилі при екстремальному гальмуванні повинна досягатися найбільшої і проінвестували щонайменше 290 м/с.

Конструкція воздухораспределителя № 483М дозволяє підтримувати при гальмуванні мінімальний темп розрядки ТМ в хвостовій частини довго складеного поїзда через канали, що прискорює процес наповнення ТЦ цих вагонів і скорочує гальмівний шлях. за рахунок високу швидкість гальмівний хвилі 290−300 м/с, підвищених властивостей м’якості (до 1 кгс/см2 хв), стандартності действия (независимым від різних факторів, і зменшеним часом наповнення ТЦ) та інших позитивних особливостей, ВР № 483М забезпечує можливість водіння поїздів вагою до 8 тыс.тс.

Усі вантажні вагони, обладнані автоматичними регуляторами одностороннього дії № 574Б, призначеними стягування важільною передачі й компенсації зносу гальмівних колодок. Принцип дії і конструкція регуляторів РТРП 675 і № 574Б аналогічні, а зовнішнє відмінність залежить від у першого подовженою шестигранної кришки корпусу зі боку приводу. Застосування регуляторів дозволяє усунути ручну регулювання рычажных передач і підтримувати вихід штока гальмівного циліндра в встановлених межах. У результаті забезпечується правильне взаємне розташування важелів і тяг, стабільний коефіцієнт корисної дії важільною передачі й високу гальмівна ефективність. Найбільше передане через регулятор зусилля становить 8,0тс.

Основною перевагою регулятора РТРП — 675 є підвищений робочий хід гвинта, дозволяє застосовувати стовщені композиційні колодки і прискорене скорочення важільною передачі, що забезпечує швидке відновлення виходу штока ТЦ, особливо необхідне на затяжних крутих спусках зі значним знос гальмівних колодок.

При установці регулятора № 574Б на вантажному вагоні використовується підоймовий привід, який передає йому за гальмуванні запас енергії, викликає стиснення пружин і необхідний стягування важільною передачі. Після установки на вагоні усіх «нових гальмівних колодок розмір «а» (від контрольної стяжки на стрижні р до торця захисної труби буд) для даного регулятора може бути щонайменше 500 мм. Відстань «А» визначає величину виходу штока гальмівного циліндра і орієнтовно має становити при композиційних колодки 35−50мм, а при чавунних 40−60мм.

Авторежим призначений для регулювання тиску в гальмовому циліндрі залежно від рівня завантаження вагона. Він установлюється на хребтової балці над одній з візків, обладнаної опорною балочкой і повідомляється з воздухораспределителем і гальмівним циліндром для корекції тиску, подаваного в последний.

Авторежим № 265А-1 і двох основних частин: демпферной (вимірювальної) і реле тиску (регулюючої) з кронштейнами для з'єднання з трубами від ВР і ТЦ.

Якщо вагон обладнаний чавунними колодками, то перемикач режимів ВР перетворюється на становище «завантажений», а при композиційних колодки, в «середній» режим гальмування і закрепляется.

За правильної установці авторежима на порожньому вагоні зазор? між упором і плитою ні перевищувати 5 мм, але в навантаженому вагоні його не має быть.

Використання авторежимов на рухливому складі підвищило б його гальмівна ефективність, знижує рівень продольно-динамических зусиль у поїздах, виключає а ручна праця при переключенні вантажних режимів на ВР і випадки заклинювання коліс через їх неправильного включения.

Гальмівні циліндри (ТЦ) призначені для перетворення потенційної енергії стиснутого повітря на механічне зусилля на штоку, які за систему тяг і важелів гальмівні колодки притискаються до колесам. На даної цистерні застосовуються гальмівні циліндри з жорсткою зв’язком поршня зі штоком у вигляді пальца.

Візок моделі 18−101 (рис. 1.1). Має дві двуосные візки 1 моделі 18−100, пов’язані між собою сполучної балкою 2. Найбільш раціональна конструкція, проти литої, — штампосварной варіант сполучної балки (рис. 1.2.) — і двох штампованих елементів з стали марки 09Г2Д: верхнього аркуша завтовшки 16 мм й нижнього 2 завтовшки 20 мм, підкріплених поздовжніми 3 і поперечними 7 ребрами жорсткості. Знизу по кінців балки вварены крайні пятники 4, які вона спирається на подпятники двухосных візків, а згори — центральний подпятник 8, з якого навантаження від кузова передається на четырехосную візок. До спеціальним крил по кінців балки знизу приварені крайні скользуны 5, які розташовуються над скользунами двухосных візків. У середній частини на крилах розміщені центральні скользуны, з яких розташовані скользуны кузова вагона.

Щоб зменшити масу четырехосной візки й підвищити плавність ходу, розроблена нова схема з опиранием кузова на скользуны 1 двухосных візків (рис. 1.3), виключає несе конструкцію сполучної балки, замінивши її істотно полегшеної зв’язком 3 (0,5 замість 2,0т).

У ходових частинах восьмиосных цистерн четырехосные візки моделі 18- 101. До основних рис візки наведені у табл. 1.1.

Таблиця 1.1.

До основних рис візки цистерни моделі 15−1500.

|Найменування показника |Значення показників | |Модель |18−101 | |Кількість осей |4 | |Виготовлювач |ПО «Азовмашу» | |Маса, т |12,0 | |База, мм |3200 | |Статичний прогин ресорного комплекта,|46−50 | |мм | | |Гнучкість ресорного комплекту, м/МН |0,13−0,232 | |Висота опорною поверхні пятника над |853 | |голівкою рейки, мм | |.

Восьмиосные цистерни виготовляються безрамной конструкції і казан в них несучим елементом, сприймачем всі діючі на вагон навантаження, як ваги вантажу і внутрішнього тиску, і передані через автосцепку подовжні сили, які під час русі поїздом і маневрових роботах, і навіть вертикальні і динамічні сили, передані через пятник, що у результаті руху по нерівностям пути.

Казан є циліндричну ємність зварної конструкції, що складається з обечаек і еліптичних днищ, підкріплену шпангоутами підвищення несучою спроможністю і жорсткості циліндричною оболочки.

У кінцевих частинах казана розміщуються опори (рис. 1.1), які мають собою елемент рамной конструкції, до складу якого хребтовую 7, шкворневую 6, що складається з листів 2,4 і полегшену концевую балку 9 і бічну обв’язку 8, і навіть систему ребер і діафрагм жорсткості 3. До хребтової балці кріпиться пятник і упори автосцепного устройства.

Пятник опори казана (рис. 1.2) сполучається з центральним подпятником сполучної балки четырехосной тележки.

У табл.1.2 наведено основні технічні характеристики восьмиосной цистерни моделі 15−1500 (рис1.1).

Таблиця 1.2.

Технічні характеристики базового вагона моделі 15−1500.

|Найменування параметра |Значення параметра | |Призначення (основний тягар) |Світлі нафтопродукти | |Тип вагона |798 | |Вантажопідйомність, т |125 | |Маса вагона (тара), т |51,0 | |Навантаження: | | |Від осі колісної пари на рейки, кН |216 (22) | |(тс) |81 (8,3) | |На один погонний метр шляху, кН/м | | |(тс) | | |Кількість осей |8 | |Габарит |1-Т | |Висота центру ваги цистерни: | | |Пустої, мм |1542 | |Груженой, мм |2418 | |Параметри казана: | | |Обсяг повний, м3 |161,6 | |Корисний обсяг, м3 |156,3 | |Питома обсяг, м3/т |1,25 | |Діаметр внутрішній, мм |3200 | |Довжина зовнішня, мм |20 650 | |Товщина аркушів обечайки: | | |Верхніх, мм |9 | |Середніх (бічних), мм |9 | |Нижнього, мм |12 | |Товщина днищ, мм |12 | |Матеріал казана |Ст09Г2, 09Г2С, 09Г2Д-12 | | |09Г2СД | |Рік початку виробництва |1988 |.

2. Уніфіковані вузли і элементы.

Уніфіковані вузли і елементи нефтебензиновых цистерн включають люк-лаз для завантаження продукту і технічного обслуговування і доступу всередину казана, зливальний прилад для зливу вантажу, запобіжний клапан для обмеження надлишкового тиску в казані у разі підвищення температури вантажу і предохранительно-выпускной клапан за захистом казана від вакууму при охолодженні вантажу і конденсації його парів. Нині цистерни випускаються з предохранительно-выпускным клапаном, в конструкції якого об'єднані запобіжний клапан надлишкового тиску і предохранительновипускний (вакуумний) клапан. Нижній лист казана цистерни має ухил до сливному приладу задля забезпечення повного зливу продукта.

Восьмиосные цистерни мають дві люка-лаза, зливальних приладу і предохранительно-выпускных клапана.

Люк-лаз 4 (рис 1.3) діаметром 570 мм герметично закривається кришкою 1. У нових конструкціях застосовується кришка з ригельным запором, які мають ригель 6, відкидний болт 5 і захисну скобу 2. Ця конструкція забезпечує надійність ущільнення, зручність і безпека обслуговування. У горловині люка приварені сегменти 3 контролю рівня наповнення і прикреплена внутрішня драбина для доступу обслуговуючого персоналу всередину котла.

При перебування цистерни в експлуатації шляхах МШС люк-лаз завжди може бути опломбовано. Пломбування кришки люка виробляється перед кожним виходом цистерни по дорозі МШС як і навантаженому, і у порожньому состояниях.

Ця цистерна устатковується універсальним зливним приладом (рис. 1.4). Вороток 1, шарнірно з'єднувальний з гвинтовій штангою 2 управління зливним приладом, лежить у горловині люка-лаза.

На нижньому кінці штанги закріплено клапан 3 з уплотнительным кільцем 9, який за обертанні коміра піднімається чи опускається на сідло 10, забезпечуючи, в такий спосіб, відкривання або використання закриття зливального приладу. Труба зливального приладу 5 зовні закривається відкидний кришкою 6, прижимаемой до торця труби нажимным гвинтом 7. Кольцевой наконечник 8 зливальний труби забезпечує можливість герметичного приєднання зливального рукави. Корпус зливального приладу обладнаний кожухом 4, котрі можуть при зливі продукту заповнюватися пором для обігріву в зимове время.

Предохранительно-выпускной клапан (рис. 1.5) має роздільне регулювання зусилля затяжки пружини 1 клапана максимального тиску 2 і пружини 3 вакуумного клапана 4. Регулювання клапанів виготовляють надлишкове тиск 0,15 Мпа (1,5 кгс/см2) і розрядження 0,01−0,02 Мпа (0,1−0,2 кгс/см2). Щоб запобігти порушення регулювання на предохранительно-выпускной клапан встановлюється дві пломбы.

Казан цистерни піддається випробуванням на міцність гідравлічною тиском 0,4 Мпа (4 кгс/см2).

Ущільнювальні прокладки і кільця кришки люка, зливального приладу і предохранительно-выпускного клапана виготовляються з маслобензиностойкой резины.

Предохранительно-выпускной клапан не забезпечує захисту казана від виникнення неприпустимого вакууму після розігріву вантажу пором, пропарки казана або за зливі продукту при закритих кришках люков.

2. Вибір оптимальних параметрів восьмиосной цистерни моделі 15−1500.

2.1.Вписывание вагона в габарит.

Ширина вагона визначається з умови вписування вагона в габарит:

2 В = 2((В0 — Є) (2.6) де 2В0 — ширина відповідного габарита за висотою Н,.

2В0 = 3400 мм.

(Е0, Єв) — одна з обмежень полуширины вагона. Зазвичай при вписування вагона в габарит обмеження полуширины за довжиною визначається обох основних сечений:

— Е0 — направляющего;

— Єв — внутрішнього (среднего).

Розрахунок обмеження полуширины габарита для казана цистерны:

Е0 = 0,5(Sк — dг)+ q + w + [к1 — к3] (2.7) де Sк — максимальна полуширина колії в кривою розрахункового радиуса,.

1541 мм. dr -мінімальне відстань між зовнішніми гранями гранично зношених граней коліс 1489 мм;

Значимість максимального бічного усунення гранично зношеною колісної пари (Sк — dr) в кривою розрахункового радіуса приймаємо (Sк — dr) = 52 мм. q — найбільше можливе поперечне переміщення в направляющем сечении рами візки щодо колісної пари внаслідок наявності зазору при максимальних износах в буксовом вузлі і вузлі зчленування рами візки із буксой, 3 мм; w — найбільше можливе поперечне переміщення в направляющем сечении з центрального положення у один бік кузова щодо рами візки внаслідок проміжків при максимальних износах і пружних коливаннях в вузлі зчленування кузова і рами візки, для четырехосной візки, що з двухосных моделі 18−100, 32 мм;

Значимість горизонтальних поперечних зсувів (q+w) для рами вагони й укріплених у ньому частин приймаємо (q+w) = 35 мм; n — відстань від аналізованого поперечного перерізу кузова до його найближчого подає перерізу вагона, для концевого перерізу 3 м (для середнього перерізу 6,00); до — величина яку допускається вихід рухомого складу за обрис даного габарита в кривою радіусом заокруглення 250 м.

Для габарита 1-Т, до = 0;

[pic] (2.8) де к1 — величина додаткового поперечного усунення в кривою розрахункового радіуса R=200м тележечного вагона, к1 = 8.5 мм;

21 т — база вагона, 14,59 м; к2 — коефіцієнт, залежить від розрахункового радіуса, к2 = 2.5 мм;

[pic] (2.9) к3 — величина геометричного усунення розрахункового вагона в кривою R.

= 200 м, к3 = 180;

21 — база вагона.

[pic] (2.10).

Єн = [pic].

Сума отримана в квадратних дужках виявилася негативною, приймаємо її рівної нулю. Негативна сума свідчить про недоиспользовании має в кривою уширения габарита наближення до будовою. І тут розташування вписування вагона в кривою може спричинить максимальному обмеження його ширини, у формули для визначення Єв і Е0 необхідно підставляти найбільшу ширину колій не кривого, а прямого ділянки. Максимальна ширина колії у прямому ділянці, P. S = 1526 мм.

Енпр = (0,5(Sк — dr)+ q + w)[pic] (1.10).

[pic].

Еопр = 0,5(Sк — dг)+ q + w + [к1 — к3].

(1.11).

[pic].

Розрахуємо ширину будівельного обриси казана восьмиосной цистерни на деякою висоті над рівнем верхи головок рельсов.

2Вснс = 2(В0 — Еопр) (1.12).

2 В = 2(1700 — 53.5) = 3293 мм.

де 2Вснс — ширина будівельного обриси в направляющем і середньому сечении, мм;

В0 — полуширина габарита рухомого складу 1-Т на аналізованої висоті, В0=1700мм.

2Вск = 2(В0 — Енпр) (1.12).

2 В = 2(1700 — 85.4) = 3229,2 мм.

де 2Вск — ширина будівельного обриси в концевом сечении, мм;

Габаритная рамка восьмиосной цистерни моделі 15−1500 з урахуванням обмежень полуширины кузова показано на рис. 2.2.

Габаритная рамка вагона.

Ен=85,4 мм Ев=53,5 мм.

Рис. 2.1.

2.2. Вибір оптимальних параметрів вагона.

До конструкції проектованої цистерни застосовуються жорсткі вимоги. Тому важливою завданням, розв’язуваної на стадії проектування вантажних вагонів, є вибір основних оптимальних параметрів, визначальних економічну ефективність конструкции.

Вибір основних геометричних параметрів: довжина вагона по осях зчеплення 2Lоб, бази 2l, ширини 2 В, висоти кузова М, та інших дозволяє встановити найкраще для вагона величини вантажопідйомність Р, тари Т, обсягу кузова V, середньої статичної [pic]и динамічної [pic]нагрузок, коефіцієнта використання вантажопідйомності [pic], погонной навантаження [pic].

При виборі типів і параметрів вагонів особливо чинниками є об'єм і склад вантажообігу, і навіть забезпечення сохраняемости вантажів, безпеку руху поездов.

Критерієм ефективності вагона зазвичай є наведені витрати народного господарства Спр. У разі ринкових відносин провідної ролі займає конкурентоспроможність випущеної конструкції вагона.

Тому економічно найвигіднішою буде вагон, на будівництво і експлуатація якого забезпечує мінімум наведених народногосподарських витрат при найбільш рівні конкурентоспособности.

При виборі параметрів вантажних вагонів, важливо вибирати будь-якої з його розмірів, від якої залежали всі інші. При оптимізації параметрів як аргумент доцільно вибирати довжину вагона по осях зчеплення 2Lоб.

Під час проектування враховуються обмеження, накладываемые на вагон. Для даної цистерни для перевезення світлих нафтопродуктів: допустима осьова навантаження Р = 22 тс/ось, допускаемая погонная навантаження вагона qп = 10,5 тс/м, габарит вагона 1-Т, число осей вагона m0=8.

Мінімально допустима довжина вагона.

[pic] (2.1) де Ро — осьова навантаження, т/ось; mo — кількість осей; qo — погонная навантаження, (qп =9,0 чи 10,5 т/м).

[pic]т/ось, де Т — тара вагона, Т=51т;

Р — вантажопідйомність вагона, Р=125т.

[pic]м.

Основні розміри вагона.

[pic].

Рис 2.2.

Зовнішня довжина кузова вагона:

2L = 2Lоб-2аа. (2.2) де 2аа — відстань від осі зчеплення автосцепок до зовнішньої поверхні торцевій стіни вагона, 2аа = 0,565 м.

2L = 16.76 — 0,565Ч2 = 15.63 м.

[pic]м, де 2Lв — внутрішня довжина кузова вагона; аТ — товщина торцевій стінки казана цистерни, =0,01 м.

Техніко-економічні параметри вагона будуть найкращими, якщо проектуванні вагона використання габарита рухомого складу по ширині і висоті буде найефективнішим. Тоді основні параметри вагона можуть виражені як функції одного аргументу внутрішньої довжини кузова вагона 2Lв.

[pic], де Т — тара проектованого вагона, т; nо — стала маса частин вагона, котра змін довжини кузова (маса візків, автосцепного устрою, гальмівного устаткування, днищ і ковпаків цистерни), т; n1- вагу як один метр змінюваного довжини кузова вагона, n1=1,3 т.

[pic], де nТ — маса візки моделі 18−100, т; nа — маса автосцепного устаткування автосцепка.

СА — 3 М, nа =1,5 т; nторм — маса гальмівного устаткування, nторм =0,5 т; nд — маса двох днищ і люків цистерни, nд =3,0 т.

[pic]т.

[pic], де Р — вантажопідйомність проектованої цистерни, т.

Р = 22Ч8−24,5−1,3Ч15,63 = 131,2 т.

[pic], де V — обсяг казана проектованої цистерни, м3; d1 — внутрішній діаметр казана, d1= 3,2 м;

V2 — збільшення обсягу казана з допомогою днищ, V2=0,06V, м3.

[pic].

Розглянемо техніко-економічні показатели.

Статична нагрузка.

Pci = P ([pic] (1.20).

Де Vу=V/P — питомий обсяг кузова вагона;

Vуг — питомий обсяг груза.

Ця формула справедлива при Vу? Vуг, оскільки з умов міцності вагона необхідно забезпечити Рci? P. При Vу > Vуг застосовується Рci = P.

Статична навантаження визначає кількість вантажу, яке завантажується в вагон.

Значення величин, необхідні визначення [pic] береться з табл.2.1.

Таблиця 2.1.

Структура перевезених у переповненому вагоні вантажів |Транспортовані |Обсяг |Питома |Середня |Коефіцієнт | |вантажі |перевезень, |обсяг вантажу |дальність |використання| | |ai, усл.ед. |Vуг, м3/Т |перевезень L, |грузоподъемно| | | | |км |сті | |Гексан |219 |1,515 |1650 |0,84 | |Бензин |25 200 |1,379 |620 |0,95 | |Гас |12 800 |1,27 |1290 |0,98 |.

Р — вантажопідйомність вагона, Р = 131,2 т.

Рс1 = 131,2([pic]= 87,81 т.

Рс2 = 131,2([pic]= 96,47 т.

Рс3 = 131,2([pic]= 104,75 т. Середня статична навантаження для вагона у якому перевозяться різні вантажі визначається по формуле:

[pic] (1.24) де аi — абсолютна кількість чи частка i-го вантажу на загальному обсязі вантажів перевезених в вагоне;

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

Розгляд перевезення вантажів враховується середньої динамічної навантаженням вагона, розмір якої обчислюється по формуле:

[pic] (1.25) де li — середнє відстань перевезення i-го груза.

[pic].

У найбільшою мірою характеризує конструкцію проектованого вагона середньої навантажувальний коефіцієнт тари, що визначається по выражению:

[pic] (1.26) де Т — тара вагона.

[pic] Однією із визначальних показників ефективності вагона є величина середньої погонной навантаження, нетто, обчислюється по формуле:

[pic] (1.27) де 2Lоб — мінімальна допустима довжина вагона, 2Lоб = 16,76 м.

[pic] (1.28) Наведені витрати народного господарства визначаються по формуле:

[pic] (1.29) де постійні 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).

Де Аic, Bic, Dc, Aiк, Вiк, Fк — постійні коефіцієнти, які залежать від техніко-економічних показників 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.

[pic] Збільшуючи довжину вагона по осях зчеплення 2lоб на 1 м, обчислюємо техникоекономічні показника кожному за варіанта. Результати підрахунків наведені у табл. 1.1.

Таблиця 1.1. |Кількість осей у переповненому вагоні m0, прим |8 | |Висота центру ваги вагона над рівнем осей колісних |1,85 | |пар hц, м | | |Розрахункова швидкість v, м/с |33,3 | |Маса половини бічний рами візки mр, кг |195 | |Маса колісної пари mкп, кг |1200 | |Маса колеса mк, кг |400 | |Маса буксы і пов’язаних із нею необрессоренных мас mб, |113 | |кг | | |Маса консольної частини осі до кола катання mш, кг |53 | |Маса середині осі між колами катання mс, кг |319 | |Маса необрессоренных частин жорстко що з шийкою |361 | |осі, включаючи саму шийку m (= mр + mш + mб, кг | | |Питома тиск вітру відпочивати поверхню кузова |500 | |W, Н/м2 | | |Непогашенное прискорення в кривою jц, м/с2 |0,7 | |Коефіцієнт тертя колеса про рейок при ковзанні в |0,25 | |поперечному напрямі (. | | |Коефіцієнт, враховує сприйняття сил інерції диском |0,7 | |колеса з допомогою її пружності (. | | |Коефіцієнт використання вантажопідйомності вагона (. |1 | |Статичний прогин ресорного підвішування вагона fст, |0,05 | |м | | |Радіус колеса r, м |0,475 | |Діаметр шийки осі d1, м |0,135 | |Діаметр подступичной частини осі d2 м |0,194 | |Діаметр середині осі d3, м |0,165 | |Відстань між серединами шийок осі 2b2, м |2,036 | |Відстань між колами катання коліс 2s, м |1,58 | |Відстань від середини шийки осі до кола катання колес|0,228 | |12, м | | |Відстань від середини шийки осі до задньої галтели |0,1 | |шийки 13, м | | |Відстань від середини шийки осі до внутрішньої крайки |0,073 | |заднього роликового підшипника 16, м | | |Відстань від середини осі до рівнодіючої сил |0,263 | |інерції середині осі 17, м | |.

5.2. Розрахунок осі колісної пари на выносливость.

Визначення розрахункових навантажень. Статична навантаження шийку осі з урахуванням коефіцієнта використання вантажопідйомності вагона.

[pic] Коефіцієнт вертикальної динамики.

[pic].

Динамічна навантаження: Від вертикальних коливань кузова на рессорах.

[pic] від відцентрових наснаги в реалізації кривых.

[pic] від сили ветра.

[pic] Розрахункова вертикальна навантаження: На ліву шийку оси.

[pic] праву шийку оси.

[pic] Прискорення буксового вузла: Левого.

[pic].

Правого.

[pic].

Прискорення лівого колеса.

[pic].

Вертикальна сила інерції, діюча: На ліву шийку оси.

[pic] праву шийку оси.

[pic] Від лівого колеса на рейок (правому колесі Рнк=0).

[pic] Вертикальна сила інерції маси середині оси.

[pic] Коефіцієнт горизонтальній динамики.

[pic] горизонтальна сила, діюча від колісної пари на рейок, (рамная сила).

[pic] Вертикальна реакція рейки, діюча на ліве колесо [pic]на праве колесо.

[pic] Вертикальна реакція діюча На ліву опору оси.

[pic] праву опору оси.

[pic] Поперечна складова сили тертя правого колеса про рельс.

[pic] бічна сила.

[pic] Изгибающий момент від інерційних сил, який діє у сечении.

Під лівої опорою оси.

[pic] під правої опорою оси.

[pic].

Изгибающие моменти, і напруги в розрахункових сечениях.

Від розрахункових нагрузок.

[pic].

[pic].

[pic].

[pic] де WI, WII, WIII, WIV — моменти опору вигину розрахункових перетинів осі. Для круглого перерізу [pic].

Від статичної нагрузки.

[pic].

[pic].

[pic].

[pic]Коэффициенты перевантаження оси.

Максимальные.

[pic].

[pic].

Минимальные.

[pic].

[pic] Для торованих осей в сечении I-I 150 мН/м2, в сечении II-II 150 мН/м2, в сечении III-III 135 мН/м2, в сечении IV-IV 180 мН/м2. Результати розрахунку осі колісної пари на усталостную міцність наведені у табл. 5.3. Значення коефіцієнта запасу усталостной міцності n знаходимо по номограмме залежно від максимальних і мінімальних значень коефіцієнта перевантаження осі [1, стор. 115]. Отримали такі значення запасу усталостной міцності: n1 = 2.5 > [n]; n2 = 1.9 = [n]; n3 = 2.5 > [n]; n4 = 2.2 > [n];

Отже, переважають у всіх аналізованих перетинах осі отримано n > [n], отже, освіту тріщин в вісях спостерігатиметься не частіше, ніж в надійно експлуатованих колісних пар, вісь має підвищену довговічність, тобто термін їхньої служби більше або дорівнює прийнятому терміну служби в расчетах.

Таблиця 5.2.

Навантаження, які діють вісь колісної пари. |Статична навантаження |Рст, кН |104,53 | |Коефіцієнт вертикальної динаміки |Кб |0,32 | |Динамічна навантаження: | | | |від вертикальних коливань кузова |Рд, кН |0,0327 | |від відцентрових наснаги в реалізації кривих |Рц, кН |0,0664 | |тиску вітру |Рм, кН |0,0558 | |Сумарна вертикальна навантаження: | | | |для лівої шийки осі |Р1, кН |104,6 | |для правої шийки осі |Р2, кН |104,4 | |Прискорення буксовых вузлів: | | | |лівого |j1, частки |3,31 | |правого |j2, частки |0,209 | |Маса необрессоренных частин |mн, кг |361 | |Прискорення лівого колеса |Jн, частки |2,89 | |Вертикальні інерційні навантаження: | | | |для лівої шийки осі |Рн1, кН |1,194 | |для правої шийки осі |Рн2, кН |0,754 | |для середині осі |Рнс, кН |0,460 | |із боку лівого колеса |Рнк, кН |1,159 | |Коефіцієнт горизонтальній динаміки |kг |0,13 | |Рамная сила |М, кН |2,288 | |Вертикальна реакція: | | | |на ліве колесо |Ра, кН |107,05 | |на праве колесо |РЬ, кН |103,094 | |на ліву опору осі |Рс, кН |105,891 | |праву опору осі |Rd, кH |103,159 | |Сила тертя правого колеса про рейок |Н2, кН |25,77 | |Бічна сила |Н1, кН |28,05 | |Изгибающий момент від інерційних сил: | | | |під лівої опорою осі |Мл, кНм |13,242 | |під правої опорою осі |Мп, кНм |12,24 |.

Таблиця 5.3.

Результати розрахунку осі. |Изгибающие моменти, кНм: | | | | |МI |10,0109 | | |МII |12,8674 | | |МIII |39,65 103 | | |МIV |38,779 | |від розрахункових навантажень | | | |від статичної навантаження |МI |7,63 069 | | |МII |10,453 | | |МIII-МIV |23,8328 | |Моменти опору, м3 |WI-WII |0,241 | | |WIII |0,582 | | |WIV |0,402 | |Напруги, МПа: | | | | |(I |41,539 | | |(II |53,3917 | | |(III |68,1288 | | |(IV |96,467 | |Від розрахункової навантаження | | | |від статичної навантаження |(I |31,662 | | |(II |43,37 371 | | |(III |40,949 | | |(IV |59,2855 | |Коефіцієнти перевантаження осі: | | | | |(I |3,111 968 | | |(II |3,111 968 | | |(III |4,754 204 | | |(IV |4,77 466 | |Максимальні | | | |Мінімальні |(I |2,602 168 | | |(II |1,899 583 | | |(III |2,142 789 | | |(IV |1,825 388 |.

6. Охорона праці під час виготовлення цистерны.

1. Технологія виготовлення казана цистерны.

Процес виготовлення казана поділяється ми такі стадії: заготівля аркушів для циліндричною частини казана і днищ; складання і зварювання аркушів; вальцовка, складання і зварювання циліндричною частини; виготовлення днищ; загальна складання і зварювання казана; контрольні испытания.

Складання і зварювання аркушів циліндричною частини казана виготовляють стенді (рис. 6.1). Заготовлені листи розкладають на плиті стенда, поєднують їх стики, встановлюють, і прихоплюють до стыкам аркушів технологічні планки висновку зварного шва і притискають листи до плити. Одночасно знизу притискається до сварным листам флюсова подушка. Подовжні шви виконуються автоматичними зварювальними головками АБС, змонтованими на пристроях подовжнього типа.

Зварне полотно з допомогою кантователя повертають на 1800, після що його транспортують другого стенд для накладення швів із другого боку. Цей стенд на відміну першого немає флюсових подушок. Одночасно з зварюванням полотна збирають і зварюють контрольну пластину тих-таки режимах й тими самими зварювальними материалами.

Після закінчення зварювання готове полотно по рольгангу передають на вальцовку у трьохчи четырехваликовых гибочных машинах (вальцах) для надання йому форми циліндра (обечайки). Потім обечайку мостовим краном транспортують на спеціальний стенд для зварювання замикаючого стику циліндра, який вкладають на опорні ролики 4 (рис. 6.2, а), а який замикає стик — на балку 5 з магнітними притисками і флюсової подушкою, зварювання здійснюється зварювальним трактором 3 ТС-17М, який переміщається по котрі спрямовують всередині обечайки 2. Після закінчення накладення швів обечайку на опорних роликах повертають замикаючим стиком вгору й за виконують зварювання з зовнішньої боку автоматичної голівкою 1, змонтованою на портальном устрої. Режими зварювання при накладення зовнішніх й міністром внутрішніх швів такі ж, як із зварюванні полотна.

Металургійна промисловість поставляє листовий прокат обмеженою довжини, тому циліндричну частина казана цистерни вантажністю 120 т зварюють впритул з цих двох обечаек. З обох сторін кільцевого шва розташовуються шпангоути збільшення жорсткості казана. Потім у циліндричною частини казана вирізають отвори під горловину ковпака чи кришку люка і зливальні прилади, зрізають технологічні планки і зачищають торцы.

Днища казана штампують на пресі на холодному і гарячому стані з допомогою витяжних штампів. Застосовуються вертикальні преси зусиллям 30 000 — 50 000 кН. Такий спосіб высокопроизводителен, але пов’язаний із використанням дорогих пресів і штампів, тому то, можливо рекомендований для крупносерійного чи масового производства.

Вибухова штамповка в холодному стані спеціальних установках з використанням бризантных вибухових речовин, із застосуванням штампувальних матриць. У спосіб вибуховий штампування доцільно виготовляти днища з матеріалу з великим межею міці й малої пластичністю (нержавіючі хромистые стали, титанові сплави). Такий спосіб забезпечує високу точність і хороший якість поверхні виготовленого днища. Витрати на оснастку невеликі, оскільки матриці можна виготовляти легке сплавів, залізобетону з эпоксидной обличкуванням, текстолита і дерева. Виготовлення днищ тиском вхолодную виконується на горизонтальних і вертикальних давильных верстатах, а обкаткой — на обкатных машинах із застосуванням рухомий матриці і бортовочных валиков.

Обкатка та обробка тиском значно простіше, ніж штамповка на преси й вибухом. Устаткування легко налагодити різні розміри, але процеси ці малопроизводительны й у здійснення їх потрібні висококваліфіковані робочі. Тому такі способи можна рекомендувати лише мелкосерийного і серійного производств.

Загальну складання обечайки з днищами виконують на механізованому стенді (рис. 6.3), де забезпечуються швидке суміщення і притиснення стыкуемых поверхонь. Обидва днища прихоплюють до обечайке і далі зварюють внутрішні стикові шви двома зварювальними тракторами 3 (див. рис. 6.2, б) одночасно. Флюсова подушка 6 розміщається на безупинної стрічці 7. Зовнішні шви зварюють автоматичними головками АБС. При зварюванні казан обертається на опорах стенда. Після закінчення зварювання стики перевіряють, контролюють відповідність розмірів зварних швів встановленим требованиям.

Якість швів перевіряють рентгенівськими чи гама — променями. Більше поширений радиографический контроль.

6.2. Охорона праці при изготовлении.

6.2.1. Аналіз умов праці Виготовлення виробляється у вагоносборочном цеху вагонобудівного заводу. Процес складання поділяється ми такі операції: — правка листового, широкосмугового і профільного прокату; - розмітка листового і профільного прокату; - обробка крайок; - гнучка заготовок з профільного і листового прокату; - перевірка якості складання і зварювання зовнішнім оглядом і вимірюванням; - нанесення ударного клейма техприемщика на стійку поруч із тавром майстра об'єктиву і зварювальника. До зварювальному устаткуванню, які у даному технологічному процесі ставляться: — зварної напівавтомат А-1230м; - зварювальний ректифікатор ВДГ-301; - правильно-гибочный прес; - гильотинные ножиці і пресс-ножницы; - фрезерно-отрезные верстати; - листоправильные вальцы; - гибочно-растяжные преси; - профільний інструмент; - мостові крани, підвісні ланцюгові конвеєри. У процесі виготовлення цистерни можуть бути такі небезпеки, і шкідливості: — травмування робочих і під час підйомно-транспортних та інших операцій; - поразка електричним струмом під час роботи з електроустаткуванням, — гомін лісу і вібрація вище припустимі норми; - ненормальні метеорологічні умови; - високий рівень запорошеності і загазованості приміщення; - нераціональна організація робочого місця та др.

6.2.2. Заходи з ліквідації потенційних небезпек і вредностей.

Найнебезпечнішим і шкідливим чинником під час виготовлення цистерни є травматизм і під час підйомно-транспортних робіт, оскільки він може викликати у себе часткову чи повну втрату працездатності обслуговуючого персоналу, і навіть увечие і смерть.

Для усунення травматизму і під час підйомно-транспортних робіт вантажопідйомні машини проходять періодичне огляд. Особливу увагу у своїй приділяють стану звідного механізму (барабана), канатів, тросів і цепей.

Сталевий канат оглядають не менше рази на тиждень. Для продовження терміну служби канатів їх регулярно смазывают.

Завбачливо огородження всіх обертових частин кожухами, а також заземлення. Кран обладнаний гальмовими і запобіжними пристроями, до яких ставляться автоматичні обмежувачі висоти підйому, ваги і переміщення вантажу. Забезпечували охорону при проведенні робіт з виготовлення цистерни застосовується електричний крюкової бруківці кран вантажопідйомність 8 т, працював у середньому режимі. Загальний вид мостового крана показаний на рис. 6.4. 1 — демпфер; 2 — вантажна візок; 3 — міст крана; 4 — ходові колеса мосту; 5 — кабіна; 6 — привід механізму пересування крана; 7 — кінцева балка; 8 — трансмиссионный вал; 9 — барабан; 10 — крюковая подвеска.

Нижче наведені розрахунки окремого вузла мостового крана й у частковості розрахунок барабана.

6.2.3. Розрахунок барабана.

Як матеріалу барабана прийнято чавун СЧ-15−32 ГОСТ 1412–70 з межею міцності на стиснення (в = 750 МПа. Схема барабана приведено на рис 6.5.

Як тягового органу вибираємо сталевої канат з лінійним торканням дротів типу ЛР-Р по ГОСТ 2688–69 з межею міцності матеріалу цих дротів (в=16 МПа.

Найбільш робоче натяг каната визначаємо по формуле:

[pic] де Q — номінальна вантажопідйомність, Q=8 т; in — передатне число одного поліспаста, in=2;

(n — кількість полиспастов.

P.S = [pic].

Відповідно до правилами Госгертехнадзора вибір каната здійснює по разрывному усилию:

Sр = S (n; де n — запас міцності для середнього режиму, n = 5.5.

Sр=2020(5,5=11 110 кгс.

Загальний вид мостового крана.

[pic].

Рис 6.4.

Схема барабана.

[pic].

Рис 6.5.

Вибираємо канат dк = 15 мм з разрывным зусиллям Sp = 11 700 кгс.

Площа перерізу всіх дротів каната f1 = 86,27 мм² (ГОСТ 2688−69). Мінімально припустимий діаметр барабана, обмірюваний на дні канавки барабана визначає по формуле:

D = (l-1)(dк; де l — коефіцієнт, регламентований правилами Гсогортехнадзора в залежність від розміру роботи, l = 25.

D = (25−1)(15=360 мм.

Приймемо діаметр барабана, Dб = 400 мм; число витків нарізки в одній половині барабана визначається по формуле:

[pic] де М — висота підйому крюку, М = 8 м; m — кратність поліспаста, m = 3; r — мінімум витків для кріплення кінця каната накладками.

[pic].

Довжина нарізки в одній половині барабана l=425 мм.

Крок нарізки tб = 18 мм. Довжина гладкою частини барабана Sк = 90 мм. Відстань між правим і лівих нарізними полями приймаємо рівної l1 = 170 мм. Загальну довжину барабана визначаємо по формуле:

[pic].

Zб=2(425+2(90+170=1200 мм. Довжину каната, наматываемого на барабан визначають по формуле:

Zк = Н (in;

Zк = 8(2=16 м.

Необхідна товщина стінки барабана визначається з розрахунку стиснення з P. S = 2020 кгс.

Допущені напруги при стисканні вибираємо з умов статичної міцності. [(сж] =(в/[n];

[(сж] = 750/5,5=136,4 МПа. Необхідну товщину стінки барабана визначаємо по формуле:

(= S/tб[(сж].

(= 2020/1.8(136.4=0.82 мм.

Отже, задля забезпечення міцності барабана приймаємо товщину стінок барабана по 16 мм. Напруги стискування (сж < [(сж] = 136,4 МПа в стінці барабана від вигину і крутіння за довжиною барабана менше трьох його діаметрів становить 15% від напруги стискування, тому їм пренебрегаем.

З наведених вище розрахунків видно, що барабан має необхідної міцністю, що підвищує надійність роботи звідного механізму мостового крана знижує ступінь небезпеки травматизму і під час підйомно-транспортних робіт, за виготовленні цистерны.

6.2.3. Інші мероприятия.

Для усунення можливості поразки електричним струмом під час роботи з електроустаткуванням передбачені такі заходи: допуск до роботі, виробництво відключень, вивішування плакатів і установка огороджень, приєднання до «землі» переносних заземлений, накладення заземлений і др.

Найефективнішою мірою боротьби із гамом є звукоізоляція звукопоглинання, заміна підшипників ковзання на підшипники качения, максимальна автоматизація технологічного процесу виготовлення казана цистерни та інших. Якщо ж рівень шуму вище припустимі норми, то застосовують індивідуальні засоби захисту: навушники — противошумы, заглушки — антифоны.

Організація праці робочого місця зварювальника забезпечує вільне переміщення уздовж усієї зони робіт, дає змогу виробляти підготовчі операції з заготовки і заключні з деталями при номінальних перемещениях.

Стіни зварювальне устаткування запроектировано офарблювати в світлозелений колір з декотрими відтінками. Наприклад, стіни — на більш темні тону, ніж оборудование.

2. Заходи пожежної безпеки, передбачені в складальному цехе.

Причинами виникнення пожежі може бути: — необережне поводження з відкритою огнем;

— несправності чи неправильне зміст електричної проводки, світильників, электрооборудования;

— незадовільні умови зберігання пожароопасных і вибухових материалов;

— порушення протипожежного режиму при користуванні різними пожежонебезпечними отходами;

— відступ від протипожежних вимог, встановлених в технологічному процесі голосування та др.

Щоб запобігти виникнення пожежі горючі і займисті речовини зберігаються у металевих скриньках і обмеженій кількості. Колишні у вживанні обтирочные та інші матеріали, просочені олією, гасом, мазутом складають у металеві скрині й щільно закривають крышкой.

Після закінчення робіт приміщення прибираючи видаляючи у своїй все горючі відходи, виключають всі діючі прилади й висвітлення, крім чергового. Для попередження виникнення пожежі из=за несправності електричної мережі і приладів виробляють їх періодичний огляд і ремонт. Регулярно виробляється інструктаж щодо забезпечення пожежної безопасности.

Для виявлення пожежі в цеху використовується система електричної пожежної сигналізації, що складається з пожежних извещателей кнопкового типу, приймальні станції, мережі пожежної сигнализации.

У цеху передбачені первинні засіб гасіння пожежі: — промислові ручні вогнегасники пінні і углекислотные; - внутрішні пожежні крани; - пожежні щиты.

За нормами протипожежної безпеки для вагоносборочного цеху передбачено на кожні 200 м² один пінний, один вуглекислий вогнегасника і один ящик з піском ємністю — 0,5 м³ з лопатою, щонайменше двох виходів для евакуації людей.

Передбачено також евакуаційні виходи — щонайменше 2-х.

7. Економічний ефект від участі використання розробленої конструкции.

Нова гальмівна рычажная передача є уніфіковану кінематичну систему індивідуального приводу кожну четырехосную візок від окремого гальмівного циліндра, встановленого на казані поблизу цієї тележки.

Вона варта перспективних умов експлуатації восьмиосных вагонів і дозволяє: — істотно зменшити масу поздовжніх елементів механізму передачі й цим практично скасувати зусилля, чинне на триангель від впливу маси елементів, сягаючої 700Н при отпущенном стані гальма; - спростити конструкцію рычажного механізму, і збільшити коефіцієнт корисної дії до 0,92; - збільшити ефективність гальмування і експлуатувати восьмиосные вагони з гальмовими колодками з матеріалів; - виключити дотик до інших колодок про колеса під час тяги і тим самим зменшити енергетичні видатки рух поїзда, і навіть витрата гальмівних колодок; - знизити трудовитрати утримання і регулювання гальмівний важільною передачі восьмиосных вагонів в эксплуатации.

7.1. Визначення калькуляционных измерителей.

Для аналізу зміни собівартості перевезень СУГ в в зв’язку зі зміною обсягу казана застосуємо метод видаткових ставок. При подсчётах калькуляционных вимірювачів доцільно витрати визначати на 1000 ткм.

7.1.1. Гружёные поезда.

1. Витрати вагоно-километров.

[pic] (7. 1).

де [pic] - динамічна навантаження гружёного вагона, т/ваг;

[pic] (7. 2).

де (I — частка кожного виду вантажу на загальному, обсязі перевезень в досліджуваних цистернах:

Li =Lпер- дальність перевезення чи вантажений рейс (км) I-того типу вантажу, можна взяти під час розрахунків 1700 км всім найменувань перевезених грузов;

Статична навантаження вагона залежить від питомої обсягу казана цистерни і питомої обсягу вантажу перевезеного в цистернах і составляет:

[pic] (7. 3).

де Vуд. кот — питомий обсяг казана цистерни, т/м3 ;

Vгрi — питомий обсяг i-того вантажу, т/м3.

2. Витрати вагона-часов.

[pic] (7. 4).

1) під час проходження вагонів по участкам:

[pic] (7. 5).

де [pic] - дільнична швидкість поїздів; [pic]= 40 км/ч;

2) під час простоїв під початковими і кінцевими вантажними операциями:

[pic] (7. 6).

де [pic] - середній простий вагона під однієї вантажний операцією; [pic]= 40 ч;

[pic] - дальність перевезень по сети;[pic]= 1300 км;

3) під час простою вагона на технічних станціях з переробкою й без переработки:

[pic] (7. 7).

де [pic] - середній простий вагона в одній технічної станції з переробкою, [pic]= 8 ч;

[pic] - середній простий вагонт в одній технічної станції без переробки, [pic]=2 ч;

[pic] - середнє маршрутне плече, [pic]= 150 км;

[pic] - середнє вагонне плече, [pic]= 370 км;

3. Витрати локомотиво-километры.

[pic] (7. 8).

де [pic] - маса брутто вантажного поезда;

[pic] (7. 9).

тут [pic] - погонная навантаження брутто, т/км;

[pic] - довжина вагона по осях сцепления;

[pic] - довжина приёмо-отправочных шляхів; [pic]=850 м;

50 м — довжина станційних шляхів для установки локомотива;

T — тара вагона, т;

[pic] - ставлення допоміжного пробігу локомотивів до пробігу їх на чолі поїздів, [pic]= 0,12;

4. Витрати локомотиво-часов.

[pic] (7. 10).

де [pic] - пробіг локомотива, [pic]= 500 км/сут;

[pic] - ставлення допоміжного лінійного пробігу локомотивів до пробігу їх на чолі поїздів, [pic]=0,1;

5. Витрати бригадо-часов локомотивних бригад.

[pic] (7. 11).

де [pic] - коефіцієнт, враховує додаткового часу роботи локомотивних бригад; [pic]= 1,6;

6. Витрати тонно-кілометрів брутто вагонів і локомотивов.

[pic] (7. 12).

де [pic] - вагу електровоза; [pic]= 184 т;

7. Витрати електроенергії [pic]на 1000 ткм нетто перевозок.

[pic] (7. 13).

де [pic] - витрати для тяги гружёных поїздів на 10 000 ткм брутто расчитывается по питомій витраті електроенергії Kэл на 1 ткм механічної роботи локомотива, які приймаємо з урахуванням фактичного ККД локомотивів лише на рівні 4 кВт. годин, т. е:

[pic] (7. 14).

тут [pic] - витрата ткм механічної роботи локомотива на 1 ткм брутто;

[pic] (7. 15).

де [pic]- основне удільне опір руху складу, локомотива, кг/т;

[pic] (7. 16).

[pic] (7. 17).

тут [pic] осьова навантаження вагона брутто, т/ось; mкількість осей в вагоне;

Iэк — еквівалентний ухил для навантаженого напрями, %0;

[pic] - ходова швидкість руху вантажних поїздів на однопутных ділянках поряд із електричної тягою на перемінному струмі, характаризующихся заданим типом профиля;

[pic] (7. 18).

де: [pic] (7. 19) тут: N — потужність локомотива, рівна 6240 кВт, для електровоза ВЛ80.

8. Витрати маневрових локомотиво-часов.

[pic] (7. 20).

де [pic] - витрати маневрових локомотиво-часов на 1000 ткм,; [pic]= 0,7;

9. Кількість вантажних отправок.

[pic] (7. 21).

де [pic] - маса вантажний відправки, приймаємо рівної масі поїзда нетто;

[pic] (7. 22).

[pic] (7. 23).

де [pic] - погонная навантаження нетто, т/м.

7.1.2. Порожні составы.

1. Витрати вагоно-километров:

[pic].

[pic] (7. 24).

де [pic] - коефіцієнт порожнього пробігу вагона до гружёному пробіг, [pic]= 1;

2. Витрати вагона-часов.

[pic] (7. 25).

1) під час проходження вагонів по участкам:

[pic] (7. 26).

2) під час простою вагона на технічних станціях з переробкою й без переработки:

[pic] (7. 27).

3. Витрати локомотиво-километров:

[pic] (7. 28).

де (nпорчисло цистерн в порожньому составе;

[pic] (7. 29).

4. Витрати локомотиво-часов:

[pic] (7. 30).

5. Витрати бригадо-часов локомотивних бригад:

[pic] (7. 31).

6. Витрати тонно-кілометрів брутто вагонів і локомотивов:

[pic] (7. 32).

7. Витрати електроенергії [pic] на 1000 ткм нетто розраховуються по заданим нормам на 1000 ткм брутто порожніх состав:

[pic] (7. 33).

де [pic]= 170 кВтч на 10 000 ткм брутто;

8. Витрати маневрових локомотиво-часов :

[pic] (7. 34).

Витрати 1000 ткм нетто в кожному калькуляционному измерителю отримують перемножением відповідної видаткової ставки витрату вимірювача до виконання 1000 ткм перевезень .

Підсумувавши в кожному варіанту експлуатаційних витрат на завантажені і порожні поїзда, отримуємо величину залежних витрат на 1000 ткм нетто. Условно-постоянные витрати можна взяти у вигляді 88% до залежним видатках базового варіанта. Повна собівартість Sпол окреслюється сума залежних витрат і условно-постоянных витрат, які включаємо в собівартість 1000 ткм нетто окремо в кожному варианту.

Результати розрахунків для базової і проектованої цистерн зведені в таблиці 2.

Таблиця 2. 1 Визначення собівартість на 1000 ткм нетто |Найменування вимірника |Видаткову |Витрата вимірника |Витрати 1000 ткм нетто, р | | |ставка, р | | | | |Базовы|Проект|базовый |проектований |базовий |проектований | | |і |. | | | | | | |вариан|Вариан| | | | | | |т |т | | | | | |Условно-постоянные | | | | | | |5659,7423 |5459,4239 | |Витрати 1000 ткм нетто| | | | | | | | | |Sуп | | | | | | | | | |Усього витрат на 1000 | | | | | | |12 091,2677 |11 663,3148 | |ткм нетто P. S | | | | | | | | |.

Основним експлуатаційним параметром, найповніше що характеризує використання вагона робочого парку, є середньодобова продуктивність вагона робочого парку Fw.

F[pic] [pic], де [pic]- динамічна навантаження навантаженого вагона, т/ваг [pic]- середньодобовий пробіг вагона, км.

[pic] Pгрузоподъемность.

Базовый.

[pic].

Проектируемый.

[pic].

Річна продуктивність вантажного вагона робочого парку В.

В=365* Fw.

Полный рейс вагона.

R=(1+[pic](1+1)*1700=3400 км.

Оборот вагона.

[pic],.

де Vu — дільнична швидкість руху вантажних поїздів, км /ч.

[pic];

На величину [pic]на однопутных лініях впливає ходова швидкість [pic], кількість зупинок Kost і тривалість однієї стоянки tost.

[pic], де [pic]уч. — довжина участка.

Kost =[pic], де С2 — коефіцієнт, що складає зменшення кількості зупинок вантажних поїздів по обгонам і скрещениям з пасажирськими потягами проти звичайним непакетным графиком;

С1- коефіцієнт, що складає зменшення кількості зупинок вантажних поїздів по скрещениям з вантажними потягами проти звичайним непакетным графиком;

[pic]- коефіцієнт пакетности пасажирських поїздів, прийняти 0;

[pic]- добові розміри руху вантажних і пасажирських поїздів на однопутной лінії відповідно пар поїздів в одній однопутной лінії відповідно пар поїздів у сутки.

[pic][pic] где:

[pic] - коефіцієнт пакетности загальний, прийняти 0,6;

Ip — розрахунковий інтервал у пакеті, 8 хв; [pic] - сума стаціонарних інтервалів схрещення і неодновременного прибытия, 6 хв. nrp — число роздільних пунктів дільниці, прийняти 25;

C2=[pic];

C1=[pic].

Маса поїзда брутто обмежується довжиною приемо — отправочных путей.

[pic].

где [pic]- погонная навантаження брутто і нетто, т/м;

50 м. — довжина стаціонарних шляхів для установки локомотива.

[pic], [pic]; де [pic] для базового варианта:

[pic] т/м, [pic] т/м;

[pic].

для проектируемого:

[pic] т/м, [pic]т/м;

[pic].

На однопутных ділянках поряд із тепловозной тягою, що характеризуються заданим типом профиля.

[pic], де [pic] Nпотужність локомотива N =6240кВт,.

— вагу локомотива = 184 т.

Для базового варианта:

[pic].

[pic],.

Для проектованого варианта:

[pic].

[pic],.

[pic] де Npg — середньодобові розміри руху інших вантажних поїздів на однопутном ділянці не враховуючи складів стосовно нафтопродуктів Npr = 15 пар поїздів виготовлялися у сутки.

для базового варианта:

[pic] пари поїздів виготовлялися у сутки.

C2=[pic];

C1=[pic].

[pic][pic].

для проектованого варианта:

[pic] пари поїздів у сутки.

C2=[pic];

C1=[pic].

[pic][pic].

Оборот локомотива: для базисних цистерн:

Slor =[pic].

Для проектованих цистерн:

Slor=[pic].

Расход електроенергії для тяги завантажених поїздів на 10 000 т км бруттоbt розрахуємо по питомій витраті палива Kt на 1 т км механічної роботи локомотива, яке приймемо з урахуванням фактичного ККД лише на рівні 1,6 кг у.п. Bt=[pic]=0,0017*4*104 = 68 до Вт год Де [pic]- витрата т км механічної роботи локомотива на 1 т км брутто.

[pic]=0,0017 де [pic]- основне удільне опір руху складу, локомотива кг/т. Визначити витрати на перевезення нафтопродуктів під час використання базової і спроектованої цистерн на обсяг перевезень. [pic].

3.Определение економії експлуатаційних витрат на перевезення, зумовленої модернізацією механічної передачі гальма, методом безпосереднього расчета.

На запропонованої цистерні вдосконалена гальмівна рычажная передача, що зумовило зменшення основного питомої опору руху 8-осных цистерн [pic] на [pic]0.5[pic] .

Через війну зменшується механічна робота сил опору при пересуванні вагона дільниці [pic].

Механічна робота сил опору визначається за такою формулою: [pic].

До модернізації: [pic]=(50+125)*(1,5+0,2)*1700*103=505,7 після модернізації: [pic]=(50+125)*(1,32+0,2)*1700*103=452,2.

Затраты механічної роботи сил опорів доі після модернізації гальмівний важільною передачі на обсяг перевезень що здійснюється протягом року: [pic].

Экономия поточних витрат ліквідацію зносу елементів верхнього будівлі шляху, і навіть ходових частин вагона розраховується за формулам: [pic] де [pic]- поодинокі видаткові норми витрат (р) на 1000 т. км механічної роботи сил опору усунення зносу рейок і ходових частин вагона [pic]; [pic] на 1000 т. км механічної роботи сил опорів [pic] [pic] де? SТЭ — економія поточних витрат на електроенергію рахунок підвищення гальмівний ефективності вагона, р. Цээ — ціна одного к.Вт.ч. електроенергії, = 0,37 р. Утворює економія річних експлуатаційних витрат: [pic]=1 268 064+342720+85 680=1696464 р.

7.2. Визначення економічного эффекта.

Для визначення економічного ефекту необхідно знайти: — річну продуктивність для базової і спроектируемой цистерны.

[pic] де [pic] - динамічна навантаження навантаженого вагона відповідно для проектованого і базового варіанта, т/ваг, [pic] - середньодобовий пробіг проектованої і базової цистерни, км; [pic]- коефіцієнт порожнього пробігу до груженому для базовий і проектованого варіанта; - коефіцієнт приросту продуктивності k; - капітальні додаткові вкладення, пов’язані з подорожчанням спроектованої конструкції полувагона (До. Отримано такі результаты:

[pic]= 9 695 312 ткм/год;

[pic]= 10 176 200 ткм/год; k = 1,18;

(До = 0;

[pic]руб/год.

8. Дослідження умов безпеки праці під час огляду рухомого состава.

Процес огляду рухомого складу на станціях одна із наймасовіших і типових виробничих процесів на залізничному транспорті. Під час огляду складів оглядачі вагонів, слюсарі про ремонт, осмотрщики-автоматчики змушені значну частину загального робочого дня перебувати у небезпечної зоні, тобто. не більше поперечного обриси рухомого складу. Вхід у небезпечну зону й необхідність перебування у ній пояснюється розташуванням устаткування, що підлягає обслуговування, його конструкцією і надійністю. Природно припустити, що ступінь небезпеки травматизму від поїздів рухомого складу, крім інших причин, чого залежатиме й від час перебування працівників у небезпечної зоне.

Дослідження частоти подій входу в небезпечну зону і тривалість перебування у ній проведемо на прикладах виробничого огляду складів з вантажних вагонів у парку відправлення сортувальної станції. Огляд виробляється одночасно трьома працівниками: осмотрщиком-автоматчиком, з якого є автосцепка і пневматичне гальмівне устаткування, і двома осмотрщиками вагонів, що з різних сторін складу оглядають візки, механічну частина автотормоза і фіксують випадкові іншого устаткування. Одночасний огляд складу трьома працівниками викликаний необхідністю витримати норми часу, відведеної цей технологічний процес. З погляду впливу конструкції рухомого складу і розташування його устаткування технологічні маршрути оглядачів вагонів та безпеку їх праці, ні з погляду аналізу загального час перебування працівників у небезпечної зоні досить розглянути процес огляду одного боку складу осмотрщикомавтоматником і осмотрщиком вагонов.

Безпека праці під час огляду цистерни з удосконаленої ТРП мало зміниться. Відбудеться деяке збільшення часу огляду гальмівних циліндрів (бо в удосконаленої моделі цистерни 15- 1500 застосовується два гальмівних циліндра), отже, збільшиться час перебування осмотрщика у небезпечній зоні, але за дотриманні осмотрщиком правил техніки безпеки ймовірність від нещасного випадку але лише під час огляду базової цистерни. ———————————- 2Вск=3229,2 мм.

2Вснс=3293мм.

2Lк=20 600мм.