СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ВАГОНА
2. РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
3. ВПИСЫВАНИЕ ВАГОНА В ГАБАРИТ
4. РАСЧЕТ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ВАГОН И ЕГО ЧАСТИ
5. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ ПРОТИВ СХОДА С РЕЛЬСА
6. РАСЧЕТ ОСИ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ НА ПРОЧНОСТЬ УСЛОВНЫМ МЕТОДОМ
7. РАСЧЕТ ДВУХРЯДНОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПРУЖИНЫ
8. РАСЧЕТ ПОДШИПНИКА НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Курсовая работа выполнена по цистерне для перевозки сжиженных газов 02-ВМ
В курсовой работе рассчитано и изложено:
1. Описание конструкции вагона.
2. Выбор основных параметров вагона.
3. Вписывание вагона в габарит.
4. Расчет нагрузок, действующих на вагон и его части.
5. Устойчивость колесной пары против схода с рельсов.
6. Расчет оси колесной пары условным методом (методом ЦНИИ-МПС).
7. Расчет двухрядной цилиндрической пружины.
8. Расчет подшипника на долговечность.
В курсовой работе по порядку подшиты:
Титульный лист
Содержание
Введение
Разделы пояснительной записки
Библиографический список
1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ВАГОНА
Цистерна представляет собой сварной цилиндрический сосуд со сферическими днищами 2, расположенный на четырехосной платформе 1. В верхней части цистерны по вертикальной оси симметрии имеется люк-лаз с внутренним диаметром 450 мм. Крышка люка выполнена в виде плоского фланца, на котором расположены сливо-наливная и предохранительная арматура и арматура для контроля сливо-наливных операций.
Люк вместе с арматурой закрывается предохранительным колпаком 3 диаметром 685 мм, высотой 426 мм с отверстием для выпуска газа в случае срабатывания предохранительного клапана.
Для обслуживания арматуры при сливе и наливе и для проверки ее состояния на цистерне укреплена площадка с поручнями 4 и лестницами 6 по обе стороны цистерны. Сосуд цистерны крепится к раме железнодорожной платформы стяжными хомутами 5 и к хребтовой балке лапами 8. Платформа оборудована автосцепкой, стояночным тормозом и автотормозом с рычажной передачей.
вагон цистерна газ колесный
Рис. 1 - Железнодорожный вагон-цистерна для перевозки сжиженных углеводородных газов: 1 - четырехосная платформа, 2 - сосуд со сферическими днищами, 3 - предохранительный колпак, 4 - площадка с поручнями, 5 - стяжные хомуты, 6 - лестницы, 7 - узел манометродержателя, 8 - лапы крепления
В центре крышки люка смонтирован пружинный предохранительный клапан 7 (рис. 2), предназначенный для сброса паров сжиженного газа в атмосферу при давлении в цистерне, превышающем рабочее более чем на 15%.
По обе стороны предохранительного клапана по продольной оси цистерны установлены два угловых сливо-наливных вентиля 4 и 9 (см. рис. 2), которые через скоростные клапаны 1 (рис. 3) соединены со сливо-наливными трубами.
Для отбора из цистерны и подачи в нее паров сжиженного газа служит угловой уравнительный вентиль 6 (см. рис. 2), соединенный через скоростной клапан с паровым пространством сосуда цистерны. Сливо-наливные и уравнительный вентили снабжены заглушками, имеющими и резьбе предохранительное отверстие, через которое и случае неисправности вентиля при отворачивании заглушки выходит сжиженный газ: боковые штуцеры вентилей имеют левую резьбу.
Рис. 2 - Расположение арматуры на крышке люка железнодорожной цистерны: 1 и 10 - вентили для контроля опорожнения, 2 и 3 - вентили для контроля уровня наполнения, 4 и 9 - угловые вентили для наполнения и слива сжиженного газа, 5 - карман для термометра, 6 - угловой вентиль для отбора и подачи паровой фазы сжиженного газа, 7 - предохранительный клапан, 3 - дренажный вентиль
Рис. 3 - Схема расположения сливо-наливных и уравнительного вентилей на крышке люка железнодорожной цистерны: 1 - скоростные клапаны, 2 и 4 - сливо-наливные угловые вентили, 3 - угловой уравнительный вентиль, 5 - крышка люка, 6 - патрубок люка, 7 - труба для отбора и подачи паров сжиженного газа, 8 - сливо-наливные трубы, 9 - поддон сосуда цистерны, 10 - труба дренажная, 11 - карман для термометра
Рис. 4 - Схема расположения вентилей для контроля уровня налива и слива сжиженного газа в железнодорожной цистерне: 1 - вентиль предельного уровня налива с маховиком красного цвета, 2 - вентиль контроля уровня верхнего налива с маховиком зеленого цвета, 3 - вентиль газовый для опорожнения трубки вентиля контроля слива, 4 - вентиль контроля слива, 5 - дренажный вентиль, 6 - крышка люка, 7 - патрубок люка, 8 - предельный уровень налива сжиженного газа, 9 - нижний уровень слива, 10 - низ сосуда цистерны
Для контроля за уровнем наполнения цистерны сжиженными газами служат вентили 2 и 3 (см. рис. 2). Трубка вентиля 2, маховик которого окрашен в зеленый цвет, заканчивается на уровне верхнего налива цистерны, а трубка вентиля 3, маховик которого окрашен в красный цвет, - на предельном уровне налива, т. е. на 30 мм выше ( рис. 4).
Контроль за сливом цистерны осуществляется вентилем 10 (см. рис. 2), трубка которого заканчивается на уровне нижней плоскости сливо-наливных труб. Для уравновешивания столба жидкости в трубке вентиля 10 с уровнем жидкости и емкости цистерны предназначен вентиль 1 (см. рис. 2).
Вентиль 8 (см. рис. 2) служит для удаления из сосуда цистерны воды и тяжелых неиспаряющихся остатков сжиженных газов. Конец трубки этого вентиля заканчивается на расстоянии 5 мм от низа поддона сосуда цистерны.
Вентили для контроля уровня налива и слива и дренажный вентиль снабжены заглушками.
Для автоматического перекрытия сливо-наливных и уравнительной линий цистерны в случае разрыва соединительных шлангов на сливо-наливных и уравнительной трубах установлены скоростные клапаны 1 (см. рис. 3).
Термометр для измерения температуры сжиженных газов помещается в карман 5 (см. рис. 2) длиной 2796 мм, верхний конец которого заглушается пробкой.
В верхней части цистерны по продольной оси установлен узел манометродержателя 7 (см. рис. 1) на расстоянии 1170 мм от вертикальной оси симметрии. Манометродержатель состоит из штуцера, вваренного в корпус сосуда, ниппеля, игольчатого вентиля, муфты и пробки. Манометродержатель закрывается колпаком.
Все вагоны независимо от назначения и конструкции состоят из элементов (узлов), общих для вагонов любого типа. К этим элементам относятся ходовые части, кузов, ударно-тяговые приборы и тормозное оборудование.
К ходовым частям относятся колесные пары, буксы и рессорное подвешивание. В современных вагонах ходовые части объединяются в самостоятельные узлы, называемые тележками. Кроме перечисленных элементов, тележки имеют раму, на которой крепятся детали рессорного подвешивания, тормозного оборудования и предохранительные скобы, а для передачи нагрузки от кузова на тележку - надрессорные балки с подпятниками и скользунами.
Рис. 5 - Тележка модели 18-100
Тележка (рис. 5) состоит из двух колесных пар 7, четырех букс 5, двух литых боковых рам 2, двух комплектов центрального рессорного подвешивания литой надрессорной балки 4 и тормозной рычажной передачи 6. Тормоз тележки -- колодочный с односторонним нажатием колодок. Связь рамы с буксами -- непосредственная челюстная, опора кузова на тележку через подпятник 7 надрессорной балки, а при наклоне кузова -- дополнительно через скользуны 5. Тележка допускает осевую нагрузку до 230 кН (23,5 тс) при скорости движения 120 км/ч и 235 кН (24 тс) при скорости 100 км/ч.
Боковая рама тележки (рис.6) отлита из низколегированной стали 20ГЛ, 20Г1ФЛ или 20ФТЛ. Рама состоит из горизонтальных и наклонных поясов, а также колонок. В середине рамы имеется проем для центрального рессорного подвешивания, а по концам -- буксовые проемы. Сечения наклонных поясов и вертикальных колонок корытообразной формы.
Рис. 6 - Боковая рама тележки модели 18-100
Рис. 7 - Надрессорная балка и скользун тележки модели 18-100: а -- надрессорная балка; б -- закрытый скользун
В местах расположения фрикционных клиньев в каждой колонке 5 рамы приклепано по одной планке 8. На верхнем поясе боковой рамы расположены кронштейны 4 для крепления подвесок тормозных башмаков. Буксовые проемы имеют в верхней части кольцевые приливы 2, которыми рама опирается на буксы, а по бокам -- челюсти 1.
Надрессорная балка (рис.4, а) отлита из стали 20ГЛ или 20Г1ФЛ в виде бруса равного сопротивления изгибу замкнутого коробчатого сечения. Она имеет подпятник 1, полку 7 для крепления кронштейна 2 мертвой точки рычажной передачи тормоза, опоры 3 для скользунов, выемки (гнезда) 6 для размещения фрикционных клиньев, бурты 5, ограничивающие смещение внутренних пружин рессорного комплекта, и выступы 4, удерживающие наружные пружины от смещения при движении тележки.
На подпятник 1 опирается пятник кузова, через центры которых проходит шкворень. Опорой для шкворня является поддон 11, который располагается под подпятником посередине надрессорной балки. Шкворень служит осью вращения тележки относительно кузова, а также передает тяговые и тормозные силы от тележки кузову и обратно. Боковые перемещения надрессорной балки амортизируются поперечной упругостью пружин, на которые она опирается.
Скользун тележки (рис.4, б) -- боковая опора кузова -- состоит из опоры 3 отлитой заодно с надрессорной балкой, колпака 8, надетого на опору, прокладок 9 для регулировки зазоров между скользунами рамы вагона и тележки, болта 10, предохраняющего колпак от падения. Зазор между скользунами для основных типов четырехосных вагонов должен быть в пределах 6-16 мм.
Рессорное подвешивание состоит из двух комплектов, размещенных в рессорных проемах левой и правой боковых рам. В каждый комплект (рис. 5,а) входит пять, шесть или семь двухрядных цилиндрических пружин 2 и 3 и два клиновых 1 фрикционных гасителя колебаний.
Рис. 8 - Рессорный комплект тележки модели 18-100: а -- общий вид; б, в, г -- схемы установки семи, шести и пяти двухрядных пружин соответственно
Каждая двухрядная пружина состоит из наружной и внутренней пружин, имеющих разную навивку -- правую и левую соответственно. Количество двухрядных пружин в комплекте зависит от грузоподъемности вагона. Пять пружин ставят в тележки, подкатываемые под кузова вагонов грузоподъемностью до 50 т, шесть -- до 60 т и семь -- более 60 т. В связи с этим и расположение пружин в комплекте будет разное (рис.4, б, в, г).
Крайние боковые пружины комплекта поддерживают клинья гасителей колебаний. Снизу клинья имеют кольцевые выступы, не допускающие смещения их относительно пружин в горизонтальной плоскости, а верхней своей частью входят в направляющие надрессорной балки.
Клинья отливают из стали 20Л. Пружины изготавливают из стали 55С2, а фрикционные планки -- из стали марок 45, ЗОХГСА или 40Х. Статический прогиб рессорного подвешивания от тары -- 8 мм, от массы брутто -- 46-50 мм. Коэффициент относительного трения гасителя колебаний -- 0,08-0,10.
Автосцепное устройство
Рис. 9 - Автосцепное устройство типа СА-3 вагона: 1 -- задний упорный угольник; 2 -- кронштейн; 3 -- расцепной рычаг; 4 -- поддерживающая планка; 5-- поглощающий аппарат; 6 --тяговый хомут; 7-- упорная плита; 8 -- клин тягового хомута; 9-- розетка (передний упор); 10 -- державка; 11 -- маятниковая подвеска; 12 -- центрирующая балка; 13 -- корпус автосцепки; 14 -- цепь; 15 -- привод механизма автосцепки
Автосцепное устройство типа СА-3 размещается в консольной части хребтовой балки рамы кузова.
Автосцепное устройство вагона состоит из следующих основных частей (рис. 9): стального корпуса 13 с деталями механизма сцепления, ударно-центрирующего прибора, упряжного устройства с поглощающим аппаратом 5, опорной части и расцепного привода 15.
Литой стальной корпус является основной частью автосцепки. Головная часть корпуса в плане имеет большой 1 и малый 4 зубья, между которыми имеется впадина (зев), в которую выступают из тела корпуса подвижной замок 3 и замкодержатель 2. При сцеплении малый зуб каждой сцепки входит в зев смежной сцепки, утапливая замок и замкодержатель. При дальнейшем движении малые зубья упираются во внутренние грани больших зубьев. При этом замки обеих сцепок освобождаются, они выступают в прежнее положение и запирают обе автосцепки в сцепленном состоянии. В пустотелом хвостовике корпуса сделано продолговатое отверстие б для клина, соединяющего корпус с хомутом. Торец хвостовика 7 служит для передачи ударных нагрузок поглощающему аппарату и имеет цилиндрическую поверхность, обеспечивающую горизонтальные перемещения автосцепки.
Центрирующий прибор автосцепки состоит из двух маятниковых подвесок 11, ударной розетки 9 и центрирующей балки 12. Назначение этого прибора -- возврат (центрирование) отклоненного корпуса автосцепки в среднее положение, соответствующее оси вагона (в плане), после прохождения вагоном кривых малого радиуса.
Упряжное устройство передает упорам продольные силы от корпуса автосцепки и смягчает их действие. Оно состоит из тягового хомута (5, поглощающего аппарата 5, клина 8, упорной плиты 7, поддерживающей планки 4 и размещено между задним 1 и передним 9 упорами автосцепки.