Восьмивісна цистерна для перевезення нафтопродуктів

Московський інститут інженерів транспорта.

Реферат.

По предмета «Випробування вагонов».

Тема: восьмиосная цистерна для перевезення нефтепродуктов.

Викладач: Козлов И.В.

1. Загальне пристрій цистерны.

2. Пристрій ходових частей.

3. Автосцепное устройство.

4. Пристрій автотормозов.

5. Методи експериментальних досліджень деформацій і напряжений.

6. Закон Гука.

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, про конструктивні особливості конкретної модели.

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

Казан є циліндричну ємність зварної конструкції, що складається з обечаек і еліптичних днищ, підкріплену шпангоутами підвищення несучою спроможності російських і жорсткості циліндричною оболочки. Цилиндрическая частина казана з внутрішнім діаметром 3000 мм складена з 2-х половинок, зварених впритул. Перевагою стикових швів по порівнянню з применявшимися раніше нахлесточными сполуками є: відсутність додаткових напруг у зоні швів, обумовлених місцевим вигином оболонки; велика вібраційна і ударна міцність швів; кращі умови контролю якості шва (просвічування рентгеном, гамма-променями и.т.п.); менша маса котла.

Підвищення міці й стійкості оболонки казана при малої його масі досягається підкріпленням кільцевими шпангоутами 7 і побачили 8-го, розташованими у неповній середній і опорних частинах казана (мал.1). Ці шпангоути, мають ?-образну форму поперечного перерізу, приварені до стінок казана, відмінними від неподкрепленных конструкцій меншою завтовшки. У підкріплених в такий спосіб цистернах істотно знижено напруги в завантажених зонах, підвищена стійкість казана при вакуумі, іноді виникає при зливі і пропарке цистерн, і навіть збільшується жорсткість і частота власних коливань оболонки, що перешкоджає виникнення резонансу колебаний.

Задля більшої повного зливу вантажу передбачені ухили до зливним приладам. Ці ухили створюються выштамповкой броньового аркуша на глибину 20- 30 мм. Казан обладнаний двома зливними приладами 6 і двома ковпаками з кришками 4, что дозволяє прискорити операції наливу і зливу вантажу і забезпечити кращі економічні умови праці при очищенні казана. Усередині горловин розміщені по 2 сегментні планки: верхня контролю граничного рівня наливу і нижня вжиття заходів уповільнення наливу котла.

Ковпаки цистерни мають малі розміри. При наливе вантажу частина обсягу казана (2%) залишається незаповненою задля забезпечення температурного розширення груза.

рис 1.

Горловини люків закриваються кришками, закрепляемыми 8-му відкидними болтами кожна. Кришки шарнірно кріпляться до кронштейнам, щодо що вони повертаються при відкриванні. Поблизу горловини люка розташовані 2 штуцера для кріплення предохранительно — впускных клапанів 2 (мал.2). Казан обладнаний зовнішньої 3 і внутрішньої 5 східцями і помостами з огородженнями у горловин люка.

[pic].

рис2.

Складним і відповідальним вузлом безрамной цистерни є опора казана (рис 3), оскільки неї передаються основні навантаження на казан і від казана на візок. Опертя, одночасно що є консольної частиною рами, має потужні хребтовую 1 і шкворневую 8, полегшені концевую 10 і бічні 9 балки. На хребтової і кінцевий балках розміщені частини автосцепного устрою, але в шкворневой — опори кузова (пятник 14 і скользуны 17). Шкворневая балка має верхній лист 12, нижній 11, вертикальні листи 13, ребра 18 та19, кінцеві частини 20; до одної з таких частин прикреплена табличка 5 заводу — виготовлювача. На перетині хребтової і шкворневой балок розміщено надпятниковое посилення 15. До шкворневой і хребтової балок приварені підкріплений ребрами 21 і 16 опорний лист 22 завтовшки 12 мм, є безпосередньої опорою казана, і навіть опорні накладки 4 і шість, розташовані з обох сторін від шкворневого вузла. Хребтовая балка пов’язані з опорними накладками лапами 3 і аналогічних сім, які перед зварюванням вузла можуть переміщатися вздовж хребтової балки залежно від конкретних проміжків між опорою і казаном. Така конструкція забезпечує істотне зниження технологічних напруг. Застосування опорних спрощених елементів замість колишніх опорних конструкцій можна було внаслідок підкріплення казана кільцевими шпангоутами 23. скоєне у цій конструкції додаткове з'єднання 2 кінцевих ділянок казана з хребтової балкою підвищує її опір великим подовжнім зусиллям, які виникають при зіткненні вагонів. Основні частини казана і опор виготовлені з низьколегованої стали марки 09Г2С (ГОСТ 5520 — 79). Восьмиосной цистерні надано державний знак качества.

Перевезення різних нафтопродуктів, а цистернах загального призначення пов’язане зі значними труднощами їх вивантаження з котлів. Для полегшення зливу таких вантажів створено цистерни із зовнішнього подогревательной сорочкою (кожухом).

Сорочка 1 (рис 4) лежить у частині казана. Вона утворюється стінками котлаи зовнішнім листом, пов’язані між собою каркасом з кутового прокату. Для пологрева вантажу подається пар в сорочку через штуцер кожуха зливального приладу 2, а вихід пара чи конденсату відбувається після два патрубка, розташованих по кінців казана. Зливальний прилад цистерни замість гумового уплотнительного кільця клапана має мідне кільце, що зумовлено високої температурою наливаемого до котла вантажу і великий його вязкостью.

Рис4.

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 продукту. Восьмиосные цистерни мають дві люка-лаза, зливальних приладу і предохранительновипускних клапана. При перебування цистерни в експлуатації шляхах МШС люклаз завжди може бути опломбовано. Пломбування кришки люка виробляється перед кожним виходом цистерни по дорозі МШС як і навантаженому, і у порожньому состояниях.

Достоїнствами таких цистерн є: значне скорочення часу зливу; усунення обводнения вантажу, того що відбувається при розігріві подводимым щодо нього гострим пором; зменшення витрати пара. До вад можна віднести збільшення тари (на 1т), викликане пристроєм сорочки, яка використовується лише за зливі высоковязких грузов.

У конструкції цистерн використовуються типові вузли автосцепного устройства,.

автотормозного устаткування й ходові части.

ПРИСТРІЙ ХОДОВИХ ЧАСТЕЙ.

У ходових частинах восьмиосных цистерн — четырехосные візки 1(рис 5).

типу ЦНИИ-ХЗ-О, пов’язаних сполучної балкою 2. Ця балка знизу по кінців має пятники і скользуны, которымиона спирається на подпятники і скользуны надрессорных балокдвухосных візків. Згори у неповній середній частини сполучної балки розташовані подпятник діаметром 450 мм, який спирається пятник рами кузова, і скользуны, підтримують кузов при дії бічних сил.

Центральний подпятник четырехосной візки має довгий шворінь, а крайні пятники центруються короткими шкворнями з буртом у неповній середній частини, який перешкоджає виходу кінця шкворня межі верхньої площині сполучної балки.

Складність форми сполучної балки візки обумовлена необхідністю воспринятия великих вертикальних навантажень і стесненными габаритами розміщення. Нижнє обрис балки зроблено таким, щоб забезпечувалися над осями внутрішніх колісних пар візки зазори 120 мм, потрібних у разі повного стискування пружин рессорных комплектів, припустимою різниці діаметрів коліс і несприятливого збіги допусків на виготовлення. Верхнє обрис балки пов’язано з бажанням зменшити ексцентриситет між поздовжніми осями хребтової балки і автозчеплення, а також забезпечити зазори, необхідних безпечного проходу вагоном сортувальної горки.

База візки, рівна відстані між центрами подпятников двухосных візків, становить 3.2 метрів і оптимальна в умовах впливу восьмиосных вагонів залізничний шлях при мінімальної масі сполучної балки.

Рис5.

ПРИСТРІЙ АВТОСЦЕПКИ.

Восьмиосные цистерни обладнуються посиленою полужесткой автосцепкой СА-3 (рис 6) з обмежувачем вертикальних переміщень і що поглинає апаратом Ш- 2-Т із перебігом 105 мм. Така автосцепка подібна нежорсткої, але відрізняється пристроєм центрирующих приладів та кінцевих шарнірів, дозволяють корпусам вільно повертатися й у вертикальної площині, і навіть наявністю деталей, обмежують можливість виходу зі зачеплення зчеплених автосцепок за її відносних зсувах в вертикальної площині. Корпус автозчеплення СА — 3 призначений передачі ударнотяговых зусиль упряжному влаштуванню й у розміщення механізму. Корпус є сталеву порожнисту відливку, що складається з головної частини і хвостовика. Головний частина має великий 1 малий 4 зуби, які з'єднуючись утворюють зів. З зіва виступають частини деталей механізму — замку 3 і замкодержателя 2. Головний частина корпусу має упор 5 передачі стискає зусилля на раму кузова через розетку, укріплену на кінцевий балці. У хвостовике корпусу є отвір 6 для клину, поєднує корпус з тяговим хомутом упряжного устройства. Торец виконано циліндричним для полегшення горизонтального переміщення корпуса.

Рис6.

ПРИСТРІЙ АВТОТОРМОЗОВ.

Гальмівний устаткування вантажних вагонів забезпечує накопичення і пропуск.

стиснутого повітря, подаваного від локомотива, і навіть сприйняття, реалізацію и.

передачу (трансляцію) сигналів управління процесами гальмування і отпуска,.

вступників по гальмівний магістралі (ТМ).

Гальмівний устаткування складається з магістрального воздухопровода, сообщенного через трійник і разобщительный кран підвідної трубою діаметром, чи з'єднувальним рукавом з двухкамерным резервуаром. Останній пов’язаний трубами діаметром з запасним резервуаром, встановленим на одній з візків вагони й повідомленим з гальмівним циліндром. На двокамерний резервуар встановлюються головна і магістральна частини. Нагромаджений досвід з проектування восьмиосных цистерн для перспективних умов експлуатації дозволив сформулювати такі технічні вимоги до гальмівний системи восьмиосных вагонов:

1) гальмівна система має відповідати з чинними нормативами МПС;

2) механічна частина гальмівний системи може мати кілька окремих рычажных передач, кінетично які пов’язані між собою, а ККД окремої важільною передачі може бути щонайменше 0,9;

3) рычажная передача гальма повинна розміщатися в різних типах магістральних вагонів, тобто унифицированной;

4) структура важільною передачі механізму гальма має відповідати необхідної рухливості ланок і виключати надлишкові зв’язку й надмірну многозвенность;

5) відвід гальмівних колодок від колеса в отпущенном стані гальма має бути цілковитим, а за наявності спеціального механізму відводу колодок, останній ні погіршувати кинематику змінювати силові характеристики важільною передачи;

6) між елементами важільною передачі й осями колісних пар забезпечити гарантований зазор, виключає їх взаимодействие.

МЕТОДИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ДЕФОРМАЦІЙ І НАПРЯЖЕНИЯ.

ЗАКОН ГУКА.

З метою визначення напруг у деталях вагона використовується несколько.

методів, але найчастіше — тензометрический метод, котра перебувала замере малих деформацій окремими точках вироби і наступному переході від нього до напругам з допомогою закону Гука: Напруга, що у металі, прямопропорционально деформації (не більше пружною деформації металу, тобто до пластичної деформации).

?=Е?

[?]- напруження у металле.

[Є]- модуль пружності даного металла.

[?]- деформация.

Тензометрический метод: для виміру відносного подовження лежить на поверхні телса намічають відрізок, куди наклеюється тензодатчик, який деформується разом із металом при додатку будь-якої нагрузки.

Метод лакових покриттів: перед випробуванням яка вивчалася поверхню деталі покривається шаром спеціального тендітного лаку (наприклад канифольно елулоидного). Лак наноситься пласкою пензлем чи зануренням деталі у судину з лаком. Після просушування деталь піддається випробуванню. Основним сукупно це дає картина тріщин в лаковом покритті, деформирующемся разом із деталлю. Важлива також послідовність появи зі зростанням навантаження. Застосовують 2 методу отримання тріщин: при нагружении деталі при разгрузке.

Метод поляризационно — оптичний: грунтується у тому, деякі прозорі матеріали при деформації стають анизотропными, в деформационном стані вони набувають властивість лучепреломления. Такі матеріали називають оптически-активными. Модель вміщують у оптичну установку, де просвічується пучком світла. При нагружении моделі на екрані з’являється її зображення, вкрите системою смуг, аналіз яких дає можливість вивчити розподіл напруг у модели.