Вагоны-цистерны. Дипломная (ВКР). Транспорт, грузоперевозки.
💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Вагоны-цистерны
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Вагонный парк, являясь массовым и одним из важнейших
технических средств, выполняет основное назначение железнодорожного транспорта
- перевозку разнообразных грузов и пассажиров. Его характерная особенность -
взаимодействие со всеми подразделениями и техническими средствами железных
дорог и многими предприятиями народного хозяйства страны.
Проектирование вагонов является сложной инженерной задачей,
обеспечивающей безопасность движения поездов. В значительной мере оно влияет на
технико-экономические показатели всех подразделений железных дорог и многих
отраслей народного хозяйства и населения страны, пользующихся услугами
железнодорожного транспорта. Вагон представляет собой сложную систему,
включающую механические, электро-, теплотехнические и другие подсистемы.
Поэтому в создании нового типа и конструкции вагона принимают участие
специалисты научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций,
заводов вагоностроительной, металлургической, электротехнической и других
отраслей промышленности.
Создание новых типов и конструкций вагонов включает в себя
этапы проектирования, производства и экспериментальных исследований опытных
образцов, освоения серийного выпуска с учетом корректировки рабочей
документации по результатам испытаний и опытной эксплуатации. На всех этапах
проектирования и постройки учитывают требования, предъявляемые к подвижному
составу Госстандартами и другими законодательными и нормативными документами.
Нормами установлены расчетные схемы и методы расчетов,
допускаемые нагрузки, действующие на элементы вагонов, условия механизированной
погрузки и выгрузки грузов, прохода криволинейных участков пути минимального
радиуса и сортировочных горок. В нормах также даны рекомендации по
использованию основных материалов для изготовления вагонов, характеристики
ходовых частей, автосцепного устройства, тормозного оборудования и другие
данные, обеспечивающие требуемую надежность в эксплуатации и качество работы
оборудования. При этом проектируемые и поставляемые железнодорожному транспорту
вагоны должны быть удобными при техническом обслуживании и ремонте, иметь
устройства и условия для обеспечения правил техники безопасности,
противопожарных требований, отвечать требованиям экологии при изготовлении и в
эксплуатации.
Железнодорожный транспорт является основным видом транспорта
России. На его долю приходится 43% грузооборота (с учетом трубоповодного
транспорта) и 37% пассажирооборота, выполняемого транспортом общего пользования
страны. В других развитых странах эта доля значительно меньше, например, в США
- 35%, во Франции - 32%, в Англии - 15% общего грузооборота.
Поэтому железнодорожный транспорт в Российской Федерации
имеет исключительно важное значение в жизнеобеспечении многоотраслевой
экономики.
Современная промышленность, сельское хозяйство, транспорт,
городское хозяйство, оборона страны требуют много нефти и нефтепродуктов.
Быстро развивающая нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая
промышленность ставит перед железнодорожным транспортом важную задачу - обеспечить
своевременное выполнение государственных планов нефтеперевозок.
Для обеспечения перевозок нефтепродуктов и других жидких
грузов железнодорожный транспорт в своем парке вагонов имеет специальный
подвижной состав, называемый цистернами.
Главной стратегической задачей в области вагонного хозяйства
согласно основным направлениям развития и социальной политики железнодорожного
транспорта, наряду с поддержанием работоспособности существующего парка
грузовых вагонов за счет повышения качества их ремонта и модернизации узлов,
является создание нового поколения вагонов повышенной надежности и
экономичности. Эти направления предусматривают создание конструкции
вагонов-цистерн с новой схемой опирания котла на раму и крепления к ней. В
цистерностроении других стран довольно широкое распространение получила идея
использования котла в качестве несущего элемента, воспринимающего продольные
нагрузки. Эта идея воплощена в ряде изготавливаемых четырехосных
вагонов-цистерн безрамной конструкции.
Целью данной дипломной работы является анализ имеющихся схем
опирания и крепления котла и выбор оптимальной схемы по обобщенному критерию
минимума эксплуатационных и капитальных затрат на вагон за срок службы при
обеспечении надежности и безремонтности основных узлов, а также с учетом
возможностей технологии массового производства отечественных заводов.
1. Анализ отечественных и зарубежных схем
опирания котла на раму
.1 Обзор и анализ конструктивных схем
отечественных вагонов-цистерн
На отечественных железных дорогах вагоны-цистерны начали
эксплуатироваться с 1863 года, и к настоящему времени стали самым массовым
после полувагонов типом грузового подвижного состава.
Для вагонов отечественной постройки типична рамная
конструкция с трехточечной схемой соединения котла с рамой лежневого типа
(рисунок 1.1), в которой вертикальная и боковая нагрузка от котла на раму
передается через крайние опоры 1 с деревянными брусками (лежнями) 2.
Рисунок 1.1 − Трехточечная схема соединения котла с
рамой лежневого типа
Дополнительно, в целях предотвращения вертикальных
перемещений котел притянут к раме сдвоенными стяжными хомутами 3, натяжение
которых обеспечивается за счет специальных муфт 4. Для предотвращения
продольных смещений котел своими фасонными лапами 5, расположенными в средней
части, соединен с лапами хребтовой балки 6 призонными (установленными с
натягом) болтами 7. При этом концевые части котла не закреплены в продольном
направлении, что позволяет им свободно перемещаться относительно рамы при деформациях,
вызванных разностью температур или другими факторами.
Особенностью трехточечной лежневой схемы опирания является
то, что котел нагружен в основном силами взаимодействия с грузом (статическими,
динамическими и инерционными) и практически не воспринимает усилия, возникающие
от взаимодействия с соседними вагонами (продольные и боковые). Это позволяет
снизить напряжения в оболочке котла, но делает более нагруженной раму
вагона-цистерны.
К достоинствам данной схемы можно отнести ее высокую
технологичность, поскольку имеется возможность организовать изготовление котлов
и платформ на независимых конвейерах и осуществлять окончательную сборку лишь
на последней позиции. Это весьма привлекательно для массового производства.
Кроме того, наличие деревянных брусков позволяет за счет их индивидуальной
подгонки скомпенсировать в широких пределах (до 20 мм) зазоры между котлом и
опорой, возникающие из-за наличия технологических допусков. Это обеспечивает
более равномерное нагружение котла в опорной зоне и в то же время существенно
упрощает сборку.
Другим достоинством лежневой схемы опирания следует считать
ее высокую ремонтопригодность, поскольку наличие разъемного соединения
позволяет беспрепятственно демонтировать котел и осуществлять ремонт, а при
необходимости и замену котла и рамы по отдельности.
Вместе с тем лежневая схема опирания имеет ряд существенных
недостатков. Прежде всего, это недостаточное использование потенциала несущей
способности котла как замкнутой конструкции, что делает данную схему, как и
любую схему рамного типа излишне металлоемкой по сравнению с безрамной
конструкцией.
Применяемые в качестве лежней деревянные бруски склонны к
старению, растрескиванию и гниению. Все это приводит к просадке и разрушению
брусков, появлению зазоров между опорой и котлом, неблагоприятному
перераспределению напряжений в опорной зоне котла.
Стяжные хомуты в эксплуатации ослабевают, а иногда
скручиваются или обрываются, что также неблагоприятно сказывается на
напряженном состоянии котла.
В 80-е - 90-е годы при запуске в серийное производство
современных моделей вагонов-цистерн, таких как вагон-цистерна модели 15-5103-07
постройки ОАО НПК «Уралвагонзавод» (рисунок 1.2), лежневая схема опирания котла
на раму подверглась значительной модернизации.
Рисунок 1.2 − Вагон-цистерна модели 15-5103-07
В частности, до 106 0 был увеличен угол охвата
опоры, количество боковых лежней увеличилось с шести до десяти. Сдвоенные
стяжные хомуты были заменены одинарными увеличенного сечения. В целях обеспечения
постоянного натяжения хомута муфты были заменены комплектами тарельчатых
пружин.
Все это, несомненно, улучшило условия опирания котла на раму,
но до конца не решило проблему надежности лежневой схемы, поскольку не
исключило применение деревянных брусков и стяжных хомутов.
Интересное решение исполнения концевой опоры использовано в
конструкции вагона-цистерны для нефтепродуктов модели 15-571, разработанной ОАО
«НПК «Уралвагонзавод» (рисунок 1.3).
Рисунок 1.3 - Вагон-цистерна модели 15-571 с безлежневой
опорой
В данной цистерне котел опирается на ложемент, охватывающий
нижнюю часть котла на угол 120 0 через упругие прокладки из
полиуретана. Причем, прокладки выполнены составными по высоте, что позволяет
компенсировать зазоры между котлом и опорой, возникающие из-за технологических
допусков на изготовление. В целях снижения напряжений в оболочке котла в его
опорной зоне установлен кольцевой шпангоут, который расположен внутри котла,
что позволяет максимально увеличить диаметр и объем котла. Данное решение не
нашло пока широкого применения при изготовлении вагонов-цистерн колеи 1520 мм.
В бывшем СССР, несмотря на сложившуюся специализацию
вагонов-цистерн, когда все четырехосные нефтебензиновые и
узкоспециализированные для перевозки химических и пищевых продуктов
вагон-цистерны выпускались рамной конструкции, разработчики и исследователи
вели поиски путей создания безрамной вагон-цистерны (рисунок 1.4).
Рисунок 1.4 − Первая отечественная безрамная
четырехосная цистерна
Характерной особенностью безрамных вагонов-цистерн является
то, что котел воспринимает все основные виды нагрузок, поэтому несущая рама
такому вагону не требуется. Безрамные цистерны, как правило, оборудуются
укороченными полурамами, расположенными в консольных частях и служащими для
передачи нагрузок от котла к ходовым частям, а также для расположения
ударно-тяговых устройств. Такой подход позволяет уменьшить массу
вагона-цистерны и повысить ее грузоподъемность. Однако, поскольку
вагоны-цистерны служат в основном для перевозки опасных грузов, к прочности и
надежности котла и узлов его опирания на ходовые части предъявляют повышенные
требования.
Наиболее активно проектирование вагонов-цистерн безрамной
конструкции велось в 60-е -80-е годы ХХ века. В эти годы было предложено
значительное количество решений по реализации безрамной схемы. А в 1969 году в
серийное производство был запущен восьмиосный вагон-цистерна модели 15-871
безрамной конструкции разработанный АО «Азовмаш» в содружестве с учеными МИИТ
(рисунок 1.5).
Рисунок 1.5 - Вагон-цистерна модели 15-871
С 1988 года на АО «Азовмаш» был освоен серийный выпуск
восьмиосной безрамной цистерны для нефтепродуктов модели 15-1500 (рисунок 1.6).
Рисунок 1.6 - Вагон-цистерна модели 15-1500
От своей предшественницы данная цистерна отличается
увеличенными грузоподъемностью и объемом котла. Внутренний диаметр котла
увеличен с 3000 мм до 3200 мм. При этом, в целях вписывания в тот же габарит
подвижного состава (1-Т), шпангоуты, подкрепляющие оболочку котла выполнены
переменного сечения.
К сожалению, вследствие сложности конструкции четырехосных
тележек, а также по ряду других причин, восьмиосные вагоны-цистерны безрамной
конструкции не нашли широкого применения. Их доля в общем парке цистерн
незначительна. В настоящее время в России безрамные цистерны серийно не
изготавливаются, хотя опытные работы в данном направлении продолжают вестись.
.2 Анализ конструкций зарубежных вагонов-цистерн
Мировой практикой накоплен значительный
опыт в создании транспортных средств, предназначенных для перевозки жидких
грузов (в том числе нефтепродуктов) по железным дорогам.
Ведущими в области железнодорожного цистерностроения являются
Соединенные Штаты Америки (США) и западноевропейские страны: Германия, Франция,
Великобритания [3].
В настоящее время в США изготовлением вагонов-цистерн
занимаются такие фирмы, как GATX, Union Tank Car Company, ACF Industries, American Railcar
Industries и ряд других. В США, как и на других железных дорогах мира,
длительное время использовалась рамная конструкция вагонов-цистерн.
Однако в настоящее время безрамная конструктивная схема
является весьма распространенной на железных дорогах США.
В США безрамные вагоны-цистерны широко используются для
перевозки целого ряда продуктов: для наливных грузов плотностью около 1,0 т/м 3
(производства фирмы GATX), легких грузов имеющих плотность не более 0,8 т/м 3 (производства
фирмы ACF), сжиженного хлора (производства фирмы ACF), серной кислоты (тип DOT-111A100W-2 производства фирмы GATX), сжиженных пропана,
аммиака, бутана и их производных (тип DOT-112 производства GATX)
Вагоны-цистерны для европейских железных дорог производятся
такими фирмами, как Orval, Franco-Belge, Fauvet-Girel, Arbel Industrie (Франция), MEVA S.A. (Румыния), Tatravagonka (Словакия), Swidnica (Польша) и рядом других.
На европейских железных дорогах используются, в основном,
рамные конструкции вагонов-цистерн.
Интересное решение по опорной конструкции использовано при
разработке вагона-цистерны производства фабрики вагонов Swidnica (Польша).
В данной конструкции котел 1 через кольцевой шпангоут 3
опирается на ложемент 2. Между ложементом и шпангоутом находятся упругие прокладки
из эластомерного материала 4. Для предотвращения вертикальных перемещений котел
притянут к ложементу стяжными болтами 5.
Такое решение исключает применение деревянных брусков и
стяжных хомутов, а опирание через шпангоут снижает напряжения в опорной зоне
котла, несмотря на уменьшение площади опоры.
Наряду с традиционной, трехточечной схемой соединения котла с
рамой, в конструкции вагонов европейских железных дорог используется
двухточечная схема
Данная схема предполагает, что котел соединяется с рамой в ее
консольных частях при помощи лап сложной конфигурации, воспринимающих как
вертикальную, так и продольную нагрузки. Причем лапы соединяются не с хребтовой
балкой, как это принято на железных дорогах колеи 1520 мм, а с боковыми балками
рамы. Это связано с тем, что европейские вагоны оборудуются буферами,
передающими основную долю продольных нагрузок, и подобная схема позволяет
наилучшим образом осуществлять восприятие продольных нагрузок.
Кроме рассмотренных, на европейских железных дорогах нашли
распространение вагоны-цистерны со схемой, при которой котел соединяется с
рамой при помощи сплошных продольных лап. Например, вагон-цистерна для
перевозки сжиженного газа производства фирмы Arbel Fauvet Rail.
Безрамные конструкции вагонов-цистерн не нашли широкого
распространения на европейских железных дорогах.
1.3 Обзор известных технических решений по
безрамным конструкциям вагонов-цистерн
Идея создания и совершенствования
безрамных конструкций вагонов-цистерн привлекает внимание исследователей и
разработчиков на протяжении последних 20 лет.
Как показали результаты исследований, конструктивные схемы в
безрамном исполнении позволяют, в отличие от традиционной схемы опирания котла
вагона-цистерны на раму, более рационально использовать несущую способность
котла за счет повышения допустимого уровня эксплуатационных напряжений. Кроме
того, такая схема приводит к снижению металлоемкости, экономии лесоматериалов,
увеличению полезной нагрузки, чем обуславливается экономическая
целесообразность разработки безрамных вагонов-цистерн.
При разработке технических предложений по
безрамной конструкции четырехосного вагона-цистерны целесообразно учесть
накопленный мировой практикой опыт, изучив и проанализировав известные
технические решения.
В бывшем СССР в послевоенные годы первые
безрамные четырехосные вагоны-цистерны были выпущены в 1962 г. -1963 г. в
небольшом количестве - опытная партия 60 единиц. Котел безрамной вагон-цистерны
представлял собой цилиндрическую обечайку с приваренными по торцам днищами. По
концам котла в нижней его части вваривались ниши, внутри которых размещались
хребтовые балки консольных частей рамы (опор котла).
Дальнейшее развитие эта конструкция
получила в восьмиосном вагоне-цистерне. Опора котла, через которую передаются
на котел основные нагрузки и от него на тележку, одновременно служит консольной
частью рамы, имеет мощные хребтовую и шкворневую балки, облегченные концевую и
боковые балки. К шкворневой балке и хребтовой балке приварен опорный лист,
опирающийся на балки посредством ребер и косынок. Один из самых ответственных
узлов такой безрамной вагон-цистерны - опора котла, представляет достаточно
сложную сварную конструкцию. Являющийся непосредственной опорой котла, опорный
лист имеет сложную конфигурацию с концевыми скосами. Для обеспечения хорошего
прилегания опорного листа к нижнему листу котла осуществлялись дополнительная
калибровка котла, выполнение в опорном листе большого количества прорезей для
приварки его к котлу, что повлекло за собой повышенную трудоемкость при
изготовлении.
Кроме того, уже в период эксплуатационных
испытаний были усилены опорные места котла путем удлинения ребер,
поддерживающих опорный лист, усовершенствовано подкрепление опорного листа в
месте прилегания к шкворневой балке, оболочка котла в средней его части была подкреплена
кольцевыми элементами жесткости - шпангоутами, что повлекло за собой снижение
напряжений в зоне опор.
Дальнейшее усовершенствование конструкции безрамных
вагонов-цистерн по результатам теоретических и экспериментальных исследований
привело к отказу от ниши в концевой части котла и использованию идеи
дискретного подкрепления оболочки котла шпангоутами с целью увеличения
жесткости котла, что позволило в определенной степени упростить конструкцию,
снизить ее металлоемкость. Эти решения повлекли за собой и изменения
конструкции опоры. Восьмиосная вагон-цистерна с дискретно подкрепленным
шпангоутами котлом (авт. свидетельство СССР, №287090, МКИ B61D 5/00, 25.09.69 г.).
Опора котла (рисунок 1.14) имеет хребтовую и шкворневую балки
с концевым и боковым обрамлением. К балкам приварен опорный лист, конфигурация
которого значительно упростилась. В концевых частях котел связан с хребтовыми
балками фасонными лапами.
Котел 1 цистерны опирается на ходовые части через полурамы 2,
состоящие из усиленных хребтовой и шкворневой балок, а также из облегченных
концевой и боковых балок. С полурамами котел соединен при помощи опорного листа
3 и вертикальных диафрагм 4, установленных на шкворневых балках 5. Для передачи
продольных усилий котел дополнительно соединен с хребтовой балкой 6 через лапы
7 и 8 и опорные накладки 9 и 10. Дополнительно, в целях снижения напряжений от
продольных нагрузок, котел соединен с хребтовой балкой концевыми лапами 11.
Кроме того, для уменьшения напряжений в оболочке котла в его опорной зоне установлены
парные шпангоуты 12 из омегообразного профиля.
В 1988 году начато производство
восьмиосных безрамных вагонов-цистерн с повышенной до 125 тонн
грузоподъемностью.
Вагон-цистерна имеет цельнонесущий кузов
безрамной конструкции, который представляет собой цилиндрический котел с
многошпангоутным подкреплением оболочки и опорами. Опорами котла служат
консольные полурамы, каждая из которых включает короткую хребтовую балку из
усиленного Z-профиля,
шкворневую и концевую балки, боковые продольные элементы. Шкворневая балка
состоит из верхнего и нижнего листов, двух вертикальных диафрагм из листов и
средней диафрагмы из двутавра. Котел соединен сваркой со шкворневыми балками
посредством опорных листов и вертикальных ребер с хребтовыми балками полурам -
специальными лапами.
Повышение надежности в эксплуатации за
счет уменьшения напряжений от продольных нагрузок в зоне соединения шкворневой
и хребтовой балок является целью другого технического решения, разработанного
на ПО «Ждановтяжмаш» в 1985 году.
Опора котла 1 включает хребтовую 2 и
шкворневую 3 балки. На хребтовой балке 2, изготавливаемой из двух зетобразных
профилей, размещены упоры автосцепного устройства - передний 4 и задний 5,
пятник 6. Котел 1 соединяется с опорой посредством опорных листов 7 и 8, ребер
жесткости 9 и 10. На шкворневой балке 3 установлены плиты 11, верхние торцы
которых привариваются к опорным листам 7 и 8. Плита 11 крепится к хребтовой
балке и заднему упору 5 с помощью заклепок 12.
Наряду с повышением эксплуатационной
надежности разработчиками решается задача снижения металлоемкости конструкции,
в чем проявляется еще одна из основных тенденций развития вагонов-цистерн:
снижение массы тары. Примером может служить разработанное в ПО «Ждановтяжмаш»
техническое решение, которое ставит целью повышение эксплуатационной надежности
за счет снижения концентрации напряжений в оболочке котла при одновременном
снижении металлоемкости.
Опора котла содержит шкворневую балку 1 и
хребтовую балку 2, пластинчатые ребра 3, полукольцо 4, жестко соединенное с
котлом 5 и внутренним торцом хребтовой балки 2, опорные листы 6 и ребра 7,
соединяющие опорные листы со шкворневой и хребтовыми балками. Ребра 3 крепятся
к нижней части котла 5, полукольцу 4 и хребтовой балке 2.
Предложенная конструкция обеспечивает плавное
изменение жесткости элементов опоры и распределение опорных нагрузок на большую
площадь, в результате чего в эксплуатации снижается концентрация напряжений в
оболочке котла. Снижение уровня напряжений в нижней части оболочки котла
является предпосылкой для уменьшения ее толщины при обеспечении
эксплуатационной прочности.
Анализ рассмотренных технических решений
показывает, что все они имеют общие признаки: хребтовую и шкворневую балки;
приваренный к котлу опорный лист; элементы, соединяющие хребтовую балку и
шкворневую балку с опорным листом.
Сходную конструкцию имеют безрамные
вагонов-цистерны производства вагоностроительных фирм США. Американские фирмы
представляют наибольший интерес для разработчиков и исследователей опорных
узлов вагонов-цистерн безрамной конструкции, так как на железных дорогах США,
как и на железных дорогах России, ударно-тяговые усилия воспринимаются
центральным автосцепным устройством и передаются в случае безрамной конструкции
на котел через концевую хребтовую балку по продольной оси вагона. На железных
дорогах стран Западной Европы, в частности во Франции и в Германии
ударно-тяговые усилия воспринимаются и передаются с помощью сцепного устройства
и буферов на боковые продольные балки. Идея использования конструкционной
прочности котла для того, чтобы устранить хребтовую балку между тележками,
воплощена в жизнь в 1975 году, компанией «Union Tank Car Co.», которая изготовила
безрамную вагон-цистерну емкостью 37854 литров. В 1958 году компания выпустила
вагон-цистерну аналогичной конструкции емкостью 75709 литров. Во всех
модификациях вагонов-цистерн концы хребтовой балки привариваются к котлу и
устанавливаются непосредственно на тележки.
Отличительной особенностью такой
конструкции является то, что концевая хребтовая балка непосредственно
приваривается к опорному листу котла. Шкворневая балка формируется из нижнего
шкворневого листа и диафрагм, соединяющих его с хребтовой балкой и опорным
листом. Продольные нагрузки на котел передаются от пятникового узла через
опору.
Несколько позже это техническое решение
получило свое дальнейшее развитие (рисунок 1.19). В зоне внутреннего торца
хребтовой балки установлен соединенный с ней кольцевой элемент жесткости -
шпангоут. Решение описано в патенте США №3336879 (кл. 105-360, опубл. 22.08.67 г.).
Продолжая совершенствовать конструкцию
этой же вагон-цистерны, фирма ACF Industries в 1979 году разработала и запатентовала новую
конструкцию опоры (США, патент №4257332, МКИ В 61D5/06, B61F 1/00, НКИ 105-362,
Опубл. в 1981 г.) Вагон-цистерна имеет укороченную продольную балку, состоящую
из двух профилей, при этом образуется швеллерообразное сечение. Балка имеет
вогнутую верхнюю пластину и две вертикальные стойки. Наружная концевая часть
вогнутой пластины расположена у конца вагона и направлена внутрь к зоне,
находящейся у шкворневой балки. В этой зоне она перекрывает вертикальные
стойки, а каждая из поперечных наружных кромок вогнутой пластины
взаимодействует с верхним концом одной из вертикальных стоек. Шкворневая балка
имеет верхний криволинейный лист, который опирается на соответствующие наружные
диафрагмы. Вогнутая пластина приварена к котлу в промежуточной и внутренней
частях.
В 1981 г. фирма ACF Industries с целью повышения
надежности вагон-цистерны запатентовала опорный узел вагон-цистерны и устройство
для защиты днища котла от повреждения. Днище котла защищено листом, укрепленным
на передней концевой части опоры (США, патент №4466356, МКИ B61D 5/00, МКИ 105/358,
опубл. 1.21.08.84).
Анализ рассмотренных конструкций опор
котлов по патентам США показывает, что они имеют те же общие конструктивные
элементы, что и опоры по техническим решениям, разработанным в бывшем СССР:
опорный лист котла, короткую хребтовую балку в концевой части, шкворневую балку
и элементы, соединяющие их в единое целое - опору котла, передающую продольные
усилия непосредственно на котел. При этом концевая хребтовая балка
приваривается непосредственно к опорному листу котла, нижний шкворневой лист
соединяется с опорным листом котла подкрепляющими элементами, которые соединены
вертикальными диафрагмами, образуя своего рода шкворневую балку.
Следует отметить, что в отдельных
технических решениях имеются существенные отличия от решений, рассмотренных
выше.
В патентуемой конструкции имеется наружное
1 и внутреннее 2 крепление шкворневой 3 и хребтовой 4 балок к котлу 5. Наружное
крепление 1 включает опорный лист 6, приваренный к цилиндрической поверхности
котла 5 и соединенный внизу с хребтовой балкой 4, трубы 7, соединенные
вертикальными диафрагмами 8 и нижним шкворневым листом 9 в единую конструкцию.
В месте постановки плиты 10
устанавливается ребро жесткости 11. Вертикальные стенки 12 и нижние
горизонтальные полки 13 подкреплены поперечными листами 14 и 15. Внутреннее
крепление 2 в районе шкворневого поперечного сечения состоит из стальной полосы
16, связанной с внутренней поверхностью котла 5 радиальными ребрами жесткости
17. В данном техническом решении, таким образом, используется подкрепление
оболочки котла в зоне опоры внутренним кольцевым элементом. Продольные усилия
передаются на котел от хребтовой балки 4 через опорный лист 6.
Анализ приведенных конструктивных схем
безрамных вагонов-цистерн показывает, что наиболее распространенным решением
является передача продольных усилий от концевой хребтовой балки непосредственно
на котел.
Хотя в мировой практике известен и другой
вариант. Продольные ударно-тяговые усилия воспринимаются концевой рамой, в
которой объединяются в единую конструкцию концевая, хребтовая балка, и
соединительная балка четырехосной тележки.
В такой конструкции котел опирается на
полураму, которая одновременно является соединительной балкой и местом
установки ударно-тяговых устройств (патент США №3626867, МКИ 105-360, опубл.
14.12.1971 г.).
Котел 1 через опорный лист 2, шпангоут 3,
вертикальные диафрагмы 4, наклонные ребра 5 установлен на шкворневом листе 6 с
коробом 7 и пятником 8. Короб 7 приваривается к опорному листу 2. Одновременно
к коробу 7 (в концевой части и межтележечной части), а также и к продольным
элементам опорного листа 2 приварена консольная хребтовая балка 9.
В 1970 году фирмой General American Transportation Corporation (GATX) запатентовано
техническое решение по опоре и усилению котла безрамной вагон-цистерны (патент
США №3662692, МКИ В61D5/06, НКИ105-358, опубл. 16.05.1972 г.).
В нижней части патентуемый котел с обоих
концов имеет приваренные опорные листы. К каждому из них с обеих сторон
приварены усиливающие поперечные накладки, к которым приварены диафрагмы,
соединенные сваркой с элементами рам концевых опор. Продольные (хребтовые)
балки, в которых размещается автосцепное устройство, сварены из швеллеров,
расположенных полками наружу. На участке между опорными листами котел в нижней
его части, усилен продольными элементами прямоугольного сечения.
К опорным листам 1 приварены поперечные
усиливающие накладки 2, к которым привариваются вертикальные диафрагмы опоры.
Между опорными листами установлены продольные усиливающие элементы 3, 4 и 5.
Крайние продольные элементы все имеют одинаковую длину, средние - разной длины
из-за несимметричного расположения люка 6 для сливной аппаратуры.
Таков далеко не полный перечень известных
технических решений, относящихся к области безрамных конструкций
вагонов-цистерн, которыми преследуется цель использования котла в качестве
несущего элемента, воспринимающего возникающие в эксплуатации продольные
нагрузки.
Среди рассмотренных вариантов безрамной конструкции
представляет интерес опорный узел котла, в котором концевые полурамы снабжены
усиливающими раскосами и установленными на них пластинами, соединенными между
собой и образующими опору, на которой посредством опорного листа
устанавливается котел.
Вагон-цистерна с тележкой 1 имеет опорный узел, который
содержит полураму концевую 2, состоящую из хребтовой балки 3 из специального
профиля 4 (вариант - из Z-профиля 5 с лапой 6), шкворневой балки 7, переднего 8 и
заднего 9 усиливающих раскосов, лобового обрамления 10. Внутри хребтовой балки
3 устанавливается автосцепное устройство 11. На концевых полурамах 2
устано
Похожие работы на - Вагоны-цистерны Дипломная (ВКР). Транспорт, грузоперевозки.
Курсовая Работа На Тему Санкт Петербург
Реферат: Useful Bacteria Essay Research Paper Useful bacteriaWhat
Поздравляем С Защитой Докторской Диссертации
Курсовая работа по теме Методика формування системної інформації та здійснення обліку прибутку звітного періоду
Темы Для Эссе По Обществознанию Егэ
Дневник Производственной Практики Образец Заполнения Бухгалтера
Сочинение 4 Класс Мой Папа
Практическое задание по теме Исследование линейных электрических цепей постоянного тока
Как Прокомментировать Проблему В Сочинении Егэ
Реферат: Расчет и проектирование барабанной сушилки для сушки аммофоса
Дипломная работа по теме Искусство Момояма и Эдо
Реферат По Теме Органический Мир Мирового Океана
Қазақ Тілім Ана Тілім Эссе
Реферат: Денежная система и ее эволюция в зависимости от социально-экономических условий с привязкой qu
Реферат по теме История кинематики. Основные понятия кинематики
Мое Питание Сочинение На Английском
Реферат: Оценка риска здоровью населения г. Салехарда в связи с химическим составом питьевой воды
Реферат по теме Роль растительного и животного мира
Реферат по теме Феноменологическая социология
Забвению Не Подлежит Сочинение По Литературе
Реферат: Розрахунок ефективності реконструкції кабельної лінії передач
Похожие работы на - Мировой финансовый кризис
Похожие работы на - Экологические аспекты в бизнес-системе