Расчет четырехосного вагона-цистерны для перевозки сжиженных газов - Курсовая работа

Проведены расчеты по выбору основных технико-экономических параметров грузового вагона, а именно по определению грузоподъемности, линейных размеров вагона; вписыванию вагона в габарит; нагрузкам, действующим на вагон и его части; по устойчивости колесной пары против схода с рельса; оси колесной пары на прочность условным методом; двухрядной цилиндрической пружины; подшипника на долговечность.Исключение составляют цистерны для винилхлорида модели 10415-1421 и для пентана модели 15-1520, в которых рабочее давление в котле соответственно равно 0,8 МПА (8 кгс/см2) и 0,3 МПА (3 кгс/см2), поэтому все цистерны этой группы подвергаются контролю и освидетельствованию Госгортехнадзором. Например, полосы шириной 0,3 м красного цвета имеют цистерны для перевозки пропана, желтого - для аммиака, защитного - для хлора. Цистерны для перевозки сжиженных газов оборудуются серийной автосцепкой СА-3 с поглощающим аппаратом Ш-1-ТМ с ходом 70 мм или аппаратом Ш-2-В с ходом 90 мм. Все серийные четырехосные цистерны имеют рамную конструкцию и типовую схему крепления котла к раме. Облегченная рама имеет облегченные концевые балки, соединенные в консольной части со шкворневыми балками боковыми обвязками, выполненными из штампованного Г-образного профиля толщиной 4 мм.Основными параметрами вагона являются: грузоподъемность, тара, осность, объем кузова или площадь пола, линейные размеры, статическая и погонная нагрузки. Для сравнения вагонов между собой пользуются параметрами, представляющими отношение этих величин, правильный выбор которых обеспечивает наименьшие затраты на перевозки грузов и пассажиров. Так как вагоны имеют длительный срок службы, то вновь проектируемые конструкции должны удовлетворять не только современным, но и перспективным условиям эксплуатации. Возможные осевые нагрузки вагонов определяются на основе прочности пути, которая, в свою очередь, зависит от грузонапряженности железных дорог.Зная удельный объем и определив грузоподъемность вагона P, можно вычислить внутренний объем кузова V (2.2.1) При малых колпаках, которые имеют современные цистерны, объем котла V, вычисленный по формуле (2.2.1), необходимо увеличивать на 2-3% для обеспечения возможности уширения кузова при повышении температуры. Внутренняя длина цистерн определяется по формуле (2.2.2) Площадь поперечного сечения котла цистерны определяется по формуле (2.2.3) Для дальнейших расчетов внутренний диаметр котла цистерны следует принимать кратным 200 мм и меньше ширины габаритной рамки примерно на 300-400 мм.Строительное очертание подвижного состава - это поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, получаемое уменьшением габарита подвижного состава, наружу которого не должна выходить ни одна часть вновь построенного вагона в ненагруженном состоянии при прохождении на прямом горизонтальном пути и при совмещении его продольной вертикальной серединной плоскости с осью пути. Проектное очертание подвижного состава (вагона) - это поперечное, перпендикулярное оси пути очертание, имеющее размеры, уменьшенные, по сравнению с размерами строительного очертания, на величину плюсовых допусков, внутри которого должны находится все расположенные в рассматриваемом сечении элементы конструкций проектируемого вагона, имеющие номинальные размеры. Пространство между габаритами приближения строений и подвижного состава обеспечивает безопасные смещения подвижного состава (вагона), возникающие при его движении. Максимально допускаемые строительные размеры подвижного состава получают путем уменьшения поперечных размеров соответствующего габарита подвижного состава с каждой стороны на величины необходимых ограничений (поперечных смещений подвижного состава при вписывании в кривую расчетного радиуса с учетом наибольших допускаемых разбегов и износов деталей его ходовых частей),мм, определяемых по формулам: - ограничение направляющих поперечных сечений вагона половина принятой на железных дорогах РФ величины увеличения расстояния между осями путей на перегонах (в расчетной кривой R = 200 м при вписывании вагонов в габариты Т, 1-Т, верхней части 1-ВМ или величина геометрического смещения середины (внутрь кривой) и концов (наружу кривой) расчетного вагона (2L = 24 м, 2l = 17 м) в кривой R = 200 м при вписывании вагонов в габариты 0-ВМ, 02-ВМ, 03-ВМ и нижней части 1-ВМ), = 0;При расчете на прочность вагонов и их частей, согласно нормам МПС, должны учитываться следующие нагрузки: вертикальная нагрузка; боковая нагрузка; продольные силы; усилия, связанные с торможением; внутреннее давление в резервуарах; усилия распора сыпучих и скатывающихся навальных грузов; усилия, возникающие при механизированной погрузке и выгрузке вагона; усилия, прикладываемые к вагону при ремонте.Статическая нагрузка на любую деталь вагона определяется по формуле (2.4.1) вес частей и укрепленного на них оборудования, через которые передается нагрузка от рассчитываемой детали вагона на рельсы, КН; Вертикальная динамическая нагрузка определяется умножением статической нагрузки на коэффициент вертикальной д

Содержание

Введение

1. Конструкционная часть

2. Выбор основных технико-экономических параметров грузовых вагонов

2.1 Определение грузоподъемности вагона

2.2 Определение линейных размеров вагона

2.3 Вписывание вагона в габарит

2.4 Расчет нагрузок, действующих на вагон и его части

2.4.1 Вертикальные нагрузки, действующие на кузов и тележки

2.4.2 Боковые нагрузки

2.5 Устойчивость колесной пары против схода с рельса

2.6 Расчет оси колесной пары на прочность условным методом

2.7 Расчет двухрядной цилиндрической пружины

2.8 Расчет подшипника на долговечность

Список использованных источников

В курсовой работе рассмотрена конструкция четырехосного вагона-цистерны для перевозки сжиженных газов.

Проведены расчеты по выбору основных технико-экономических параметров грузового вагона, а именно по определению грузоподъемности, линейных размеров вагона; вписыванию вагона в габарит; нагрузкам, действующим на вагон и его части; по устойчивости колесной пары против схода с рельса; оси колесной пары на прочность условным методом; двухрядной цилиндрической пружины; подшипника на долговечность.

Полученные данные соответствуют требованиям по проектированию грузового вагона.