Параметры нефтебензиновых и спиртовых цистерн

Наименование параметра	Значение параметра для вагона модели
	15-Ц863	15-Ц864	15-869	15-871	15-1427
Назначение (основной груз)	Бензин, нефть	Бензин, нефть	Бензин, светлые нефтепродукты	Нефть	Бензин
Тип вагона	712 (720)	713 (721)	732	794	731
Грузоподъемность, т	60	60	62	120	60
Масса вагона (тара), т	23,1	23,9	25,3	48,8	23,4
Нагрузка:
от оси колесной пары на рельсы, кН (тс)	204 (20,8)	206 (21,0)	216 (22,0)	207 (21,1)	205 (20,9)
на один погонный метр пути, кН/м (тс/м)	68 (6,9)	66 (6,7)	63 (6,4)	78 (8,0)	66 (6,7)
Количество осей	4	4	4	8	4
Габарит	02-ВМ (02-Т)	02-ВМ (02-Т)	02-ВМ (02-Т)	1-Т	02-ВМ (02-Т)
Высота центра тяжести цистерны:
порожней, мм	-	-	1557	1445	1462
груженой, мм	-	-	2416	2407	2415
Параметры котла:
объем полный, м3	61,2	61,2	88,6	140,0	73,1
объем полезный, м3	60,0	60,0	86,8	137,2	71,7
удельный объем, м3/т	1,0	1,0	1,4	1,14	1,195
диаметр внутренний, мм	2800	2800	3000	3000	3000
длина наружная, мм	10300	10300	12950	20226	10770
толщина листов обечайки:
верхних, мм	-	-	9	9	9
средних (боковых), мм	-	-	9	9	9
нижнего, мм	-	-	11	12	11
толщина днищ, мм	-	-	10	10	10
Материал котла	ВСт.3	ВСт.3	09Г2, 09Г2С, 09Г2Д, 09Г2СД	Ст09Г2, 09Г2С, 09Г2Д, 09Г2СД	Ст09Г2, 09Г2Д, 09Г2С, 09Г2СД
Год начала серийного производства			1978	1974	1984
Год снятия с производства	-	-	1980	1988	-

Продолжение таблицы 3.1

Наименование параметра	Значение параметра для вагона модели
	15-1428	15-1443	15-1500	15-1547	15-Ц859	15-1454
Назначение (основной груз)	Бензин, светлые нефтепродукты	Бензин, светлые нефтепродукты	Светлые нефтепродукты	Бензин	Спирт	Спирт
Тип вагона	730	730	798	747	770	770
Грузоподъемность, т	60	60	125	68/60	50	59
Масса вагона (тара), т	24,7	23,2	51,0	24,8	22,83	23,2
Нагрузка:
от оси колесной пары на рельсы, кН (тс)	207 (21,2)	204 (20,8)	216 (22)	228 (23,2) 208 (21,2)	178 (18,2)	201 (20,6)
на один погонный метр пути, кН/м (тс/м)	69 (7,0)	68 (6,9)	81 (8,3)	76 (7,7) 69 (7,1)	59,4 (6,06)	67,01 (6,84)
Количество осей	4	4	8	4	4	4
Габарит	02-ВМ (02-Т)	02-ВМ (02-Т)	1-Т	1-ВМ (0-Т)	02-ВМ (02-Т)	02-ВМ (02-Т)
Высота центра тяжести цистерны:
порожней, мм	1434	1462	1542	1570	-	1462
груженой, мм	2387	2415	2418	2530	-	2415
Параметры котла:
объем полный, м3	73,1	73,1	161,6	85,6	61,2	73,1
объем полезный, м3	71,7	71,7	156,3	83,9	60	71,7
удельный объем, м3/т	1,195	1,195	1,25	1,23/1,4	1,2	1,215
диаметр внутренний, мм	3000	3000	3200	3200	2800	3000
длина наружная, мм	10770	10770	20650	11194	10300	10770
толщина листов обечайки:
верхних, мм	9	9	9	9	-	9
средних (боковых), мм	9	9	9	10	-	9
нижнего, мм	11	11	12	11	-	11
толщина днищ, мм	10	10	12	12	-	10
Материал котла	Ст09Г2, 09Г2Д, 09Г2С, 09Г2СД-12	Ст09Г2, 09Г2С, 09Г2Д, 09Г2СД	Ст09Г2, 09Г2С, 09Г2Д-12, 09Г2СД	Ст09Г2, 09Г2С, 09Г2Д, 09Г2СД	ВСт3	Ст09Г2С
Год начала серийного производства	1984	1972	1988	1988	-	1972
Год снятия с производства

Под налив продукта должны использоваться только технически исправные цистерны. Цистерны с неисправными сливными приборами, внутренними лестницами, крышками люков, с течью в котлах, без проушин для пломбирования на крышках люков, а также без резиновых уплотнительных прокладок подавать и использовать под налив не допускается.

Налив и слив продукта производят открытым способом: налив - сверху через люк-лаз при помощи наливного рукава, слив - внизу через сливной прибор при открытой крышке люка на протяжении всего процесса слива (во избежание образования вакуума и повреждения котла).

54. Расчетная схема действия сил на ось колесной пары, этапы расчета оси.

Условный (приближенный) метод может быть применен в эксплуатации при выяснении причины и для предупреждения излома или деформации оси, если они не вызваны перегревом буксового узла или другими явно выраженными факторами. Наиболее эффективно этот метод может быть использован при перегрузке вагона или максимальных износах шеек осей, связанных с их обточками в эксплуатации.

Рис. 7 Нагрузки, действующие на колесную пару.

При условном методе расчета ось рассматривается в статическом состоянии, на нее действует система сил:

- вертикальная, равная

1,25

- горизонтальная, равная

Н = 0,5,

где - статическая нагрузка от колесной пары на рельсы равная, = 190 кН;

1,25 и 0,5 - коэффициенты, учитывающие динамическое действие сил соответственно в вертикальном и горизонтальном направлениях.

В расчетной схеме силы приложены в центре тяжести вагона, находящемся на расстоянии от осевой линии колесной пары h = 1,45 м.

Вертикальная 1,25 и горизонтальная Н = 0,5 силы вызывают загружение силой:

- левой шейки оси

, (2.6.1)

- правой шейки

 , (2.6.2)

где 2b2 - расстояние между серединами шеек оси, 2b= 2,036 м;

Таким образом, силы  и приложены к серединам шеек оси. Вертикальные реакции рельсов при этом:

- для левого колеса

, (2.6.3)

- для правого колеса

, (2.6.4)

где r – радиус колеса по кругу катания, r = 0,475 м;

2S – расстояние между кругами катания колесной пары, 2S = 1,58 м;

Изгибающие моменты, вызванные действием расчетных нагрузок, подсчитываются в трех сечениях:

- в шейке оси у внутренней галтели (сечение 1-1):

, (2.6.5)

где - длина шейки, = 0,176 м;

- износ по длине шейки в эксплуатации, = 0;

- в подступичной части оси в плоскости круга катания колеса (сечение 2-2):

, (2.6.6)

где - расстояние от середины шейки до плоскости круга катания колеса, = 0,228 м;

- в середине оси (сечение 3-3):

, (2.6.7)

.

Находим минимальные допустимые в эксплуатации диаметры:

- шейки оси

, (2.6.8)

- подступичной части

, (2.6.9)

- середины оси

 , (2.6.10)

где - допускаемое напряжения на изгиб для грузовых вагонов в шейке оси, =120 МПа;

- допускаемое напряжение на изгиб в подступичной части, =165 МПа;

- допускаемое напряжение на изгиб в середине оси, =155 МПа.

Если при оценке прочности существующей оси фактические диаметры в соответствующих расчетных сечениях оказались равными или больше, чем полученные, то прочность обеспечена:

- в шейке оси 0,112 мм  0,130 мм;

- в подступичной части 0,176 мм  0,194 мм;

- в середине оси 0,148 мм  0,165 мм.

Вывод: В ходе расчета прочности колесной пары условным методом были получены расчетные величины диаметров частей колесной пары, а именно: средней, подступичной и средней частей. Так как все три условия выполняются, то прочность колесной пары обеспечена.

54. Расчётная схема действия сил на надрессорную балку тележки грузового вагона, этапы расчёта надрессорной балки.

Для обеспечения высокой надёжности и особенно безотказной эксплуатации вагонов согласно требованиям Норм вес несущие элементы боковых рам тележек и надрессорные балки рассчитывают на восприятие неблагоприятного сочетания максимальных сил. Усилия от кузова на тележку передаются посредством пятников либо других устройств, воспринимающих вертикальные и горизонтальные (продольные и боковые) силы. Кроме того, при вписывании вагона в кривые участки пути и действии боковых колебаний кузова относительно тележек часть нагрузки передается на скользуны. В некоторых конструкциях тележек сила тяжести кузова передается полностью через опорные скользуны. В этом случае извилистое движение тележек подавляется за счёт момента сил трения, возникающего в опорах в горизонтальной плоскости, что благоприятно сказывается на повышении плавности хода вагона. Поэтому конструкции с полным или частичным опиранием кузова на скользуны тележек находят всё большее распространение в пассажирских, а также грузовых вагонах.

Необходимый момент трения, возни­кающий в скользунах при повороте тележки относительно кузова в горизонтальной плоскости,

(7.1)

где Р_БР - сила тяжести вагона брутто, Н; v — скорость движения вагона, м/с; g - уско­рение свободного падения, м/с²; P_T— соб­ственная сила тяжести одной тележки, Н; п—коничность поверхности катания колес­ной пары; для стандартного профиля п = 0,05; s —половина расстояния между кругами катания колесной пары, м, D - диаметр колеса по кругу катания, м; δ — среднее значение поперечного перемещения колесной пары в рельсовой колее, δ = 0,016 м; 2l_т - база тележки, м.

Все силы от кузова вагона воспри­нимаются непосредственно надрессорной, шкворневой или соединительной балками тележек в зависимости от их конструктивных особенностей. Причём основная нагрузка вертикальная, учёт которой при расчёте в первом прибли­жении позволяет оценивать ее проч­ность.

В случае передачи нагрузки от кузо­ва через пятник надрессорная балка тележки рассматривается как балка, свободно лежащая своими концами на двух опорах — рессорных комплектах (рис. 7.1, а)При этом рассматрива­ются две схемы нагружения балки.

1. От кузова передаются только вер­тикальные статическая и динамическая силы при колебаниях на рессорах я торможении. Боковые нагрузки на ку­зов не действуют.

2. Кроме указанных в п. 1 статиче­ских и динамических нагрузок, к надрессорной балке приложены также вертикальные и горизонтальные уси­лия, вызываемые действием центробежной силы и давлением ветра.

В первой схеме загружения расчет­ные усилия, приложенные в центре под­пятника, определяются следующим об­разом.

Вертикальная статическая сила

(7.2)

где Рбр - фактическая сила тяжести вагона брутто, тс; Р_т - собственная сила

тяжести одной тележки, тс.

, тс

Максимальная динамическая сила, принимаемая действующей статически,

Р_Д=Р_ст*К_двmax, (7.3)

где К_двmax - максимальное значение коэффи­циента вертикальной динамики обрессореннык частей тележки, подсчитываемое по формуле(18), умноженного на 1,87 для грузовых ва­гонов

Р_Д=36,39*0,443=16,12, тс

Вертикальная составляющая от про­дольных сил инерции при торможении

(7.4)

где h_ц- расстояние от опорной плоскости пятника до центра массы кузова, м; 21 -база вагона, м

, тс

Таким образом, расчетная сила, при­ложенная в центре подпятника при первой схеме загружения надрессорной балки,

Р=Р_ст+Р_д+Р_и.(7.5)

Р=36,39+16,12+3,21=55,72, тс

Реакции опор (рессорных комплек­тов) а этом случае будут равны меж­ду собой, т. е. P/2 каждая.

Эпюра изгибающих моментов в дан­ном случае имеет форму треугольника, которая показана сплошными линия­ми. Максимальный изги­бающий момент, действующий в сред­нем сечении I-I балки,

,(7.6)

гдеb- половина расстояния между опорами балки (между центрами рессорных комплекторов), м,

, тс^.м = 0,277928, МН^.м

а в сечении II-II по скользуну

. (7.7)

Во второй схеме загружения балки дополнительные нагрузки от действия центробежной и ветровой сил опреде­ляются по формулам:

горизонтальная сила, действующая от пятника вагона на подпятник надрессорной балки,

(7.8)

где Н_Ц, Н_В- центробежная и ветровая силы соответственно, действующие на кузов вагона, H. Они определяются по формулам (4.12) и (4.13), в которых вместо силы тяжести брутто вагона подставляется си­ла тяжести брутто кузова;

вертикальная сила, приложенная к одному из скользунов (на рис. 7.1, а - к левому), вызванная действием цент­робежной и ветровой нагрузок,

(7.9)

где h_Ц и h_B— расстояния (перпендикуляры) от центра тяжести кузова и равнодейству­ющей силы ветра соответственно до плос­кости опорной поверхности пятника; (b-b₁) - плечо пары сил Р_б.

, тс

Сила Р_б, приложенная к подпятни­ку, направлена вверх и уравновешива­ет силу Р_б, на левом скользуне.

Горизонтальные реакции левой и правой опор надрессорной балки равны между собой и уравновешивают си­лу H, приложенную к подпятнику, т е. равны H/2.

Дополнительные вертикальные реак­ции опор балки, возникающие от дей­ствия боковых горизонтальных нагру­зок, определяются из равенства мо­ментов пар сил

Р_Г2b=Р_б(b-b₁),откуда

(7.10)

, тс

Эпюра изгибающих моментов при второй схеме загружения надрессор­ной балки показана штриховыми ли­ниями на рис. 7.1, б. В этом случае изгибающий момент в среднем сечении I-I балки уменьшается по сравнению с первой схемой загружения, т. е бу­дет

, (7.11)

а в сечении II-II по скользуну он уве­личится, т. е. окажется

(7.12)

, тс^.м = 0,080507 МН^.м

Таким образом, при расчёте средних сечений надрессорной балки данной конструкции следует использовать первую схему загружения, когда отсутствуют центробежная и ветровая на­грузки. Расчёт сечений балкипоскользуну или близкого к нему необходимо производить по второй схеме загружения, т. е. с учетом действия центробежной и ветровой сил.

Напряжения в материале иадрессорной балки врасчётных сечениях от вер­тикальных сил определяются по фор­муле

, (7.13)

где M_i- изгибающий момент в расчётном сечениибалки,МН^.м;W_i- момент сопротив­ления балки при изгибе в том же сечении, м³; i - номер расчетного сечения.

Напряжения в среднем сечении балки (I-I) равны:

в верхних волокнах

МПа

в нижних волокнах

Мпа

Напряжения в среднем сечении балки по скользуну (II-II) равны:

в верхних волокнах

МПа

в нижних волокнах

Мпа

В приближенных расчетах надрессорной балки действие горизонтальных нагрузок можно учесть увеличением расчетных напряжений от вертикаль­ных сил на 20%. Тогда условие проч­ности материала в сечениях балки за­пишется в виде.

1,2_в[] (7.14)

где [] - допускаемые напряжения материа­ла надрессорной балки. Для стали марки 09Г2Д [] = 180 МПа; 20ГЛ - [] = 145 Мпа.

1,2*99,189=119,0268145 МПа

Рис. 7.1 Схема усилий, действующих на надрессорную балку двухосной тележки с пятниковым ониранием кузова при различных условияхнагруження:

а - расчетная схема; 6 - эпюра изгибающих но ментов в вертикальной плоскости

54. Расчётная схема действия сил на кузов грузового вагона этапы расчёта кузова.