Модернизация крытого вагона с целью улучшения его экономических показателей
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?иде трехслойной конструкции типа СЭНДВИЧ. Также внутренняя поверхность котла покрывалась эластичным стерилизационным покрытием, не допускающим передачи запаха полиэфира перевозимому грузу. Снижение массы тары вагона, полученное благодаря использованию стеклопластика, позволило увеличить полезный объем цистерны на 2,5 м3.
Во Франции также известны такие разработки. Их вагон-цистерна был предназначен для перевозки химических продуктов, его емкость составляла 18 м3, масса тары 9,2 т, а грузоподъемность 30,8 т.
В Канаде в 1967 году разработали конструкцию цистерн с котлами, имеющими три слоя, емкостью от 30 до 75 м3, оборудованные теплоизоляцией из пенополиуретана. Цистерны предназначались для перевозки нагретых и охлажденных жидкостей.
Подобные разработки существовали в Чехословакии, Польше, в СССР.
В СССР в 1987 также был использован стеклопластик для изготовления крыши крытого вагона модели 11-270 постройки АВЗ, что привело к снижению массы тары вагона на 700 кг. Она была изготовлена из отдельных листов, соединенных между собой болтовыми соединениями, опирались листы на металлические дуги.
Ранее ТВ 1964 году по проекту ЦНИИ МПС и ПКБ ЦВ были изготовлены крыши из стеклопластика в трех вариантах для вагонов рабочего парка МПС с объемом кузова 106 м3. Крыши первого и второго вариантов состояли из двух секции, соединенных фланцами на болтах и отличались тем, что и дуги и продольные ребра первого варианта были выполнены из стеклопластика, а вторые из металла.
Крыша третьего варианта состояла из трех стеклопластиковых секций, опирающихся на металлические дуги.
В 1967 году на АВЗ были изготовлены два крытых вагона с крышами из стеклопластика. Конструкция крыши состояла из 2-х секций, соединенных между собой внахлест с проклейкой стыка эпоксидной смолой. Фрамуги и дуги крыши изготавливаются из композита.
В настоящее время группой компаний Возрождение разработан вагон-хоппер для перевозки минеральных удобрений модели 19-5153 с крышей из композиционных материалов, представленный на рисунке 10.
Обеспечить равный срок эксплуатации кузова и крыши возможно заменой металлической крыши на стеклопластиковую, что, кроме исключения ремонтных работ, дает снижение массы вагона и увеличение объема вагона.
2. Расчет нагрузок, действующих на кузов крытого вагона
.1 Общие сведения
Расчет произведен в соответствии с Нормами для расчета и проектирования вагонов, железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных), ГосНИИВ-ВНИИЖТ, 1996 г, (далее по тексту Нормами...).
Прочность кузова крытого вагона в соответствии с Нормами... оценивалась при первом и третьем расчетных режимах:
а) по первому расчетному режиму рассматривалось относительно редкое сочетание экстремальных нагрузок. Основное требование при расчете на прочность по этому режиму - не допустить появление остаточных деформаций (повреждений) в узле или детали. Допускаемые напряжения по этому режиму выбираются близкими к проделу текучести или пределу прочности материала с учетом характера действия нагрузки (квазистатическая, ударная и т.п.) и свойств материала. В эксплуатации, первому режиму расчета соответствует:
) осаживание и трогание тяжеловесного состава с места;
) соударение вагонов при маневрах, в том числе при роспуске с сортировочных горок;
) экстренное торможение в поездах при малых скоростях движения.
в) по третьему расчетному режиму рассматривалось относительно частое возможное сочетание умеренных по величине нагрузок, характерное для нормальной работы вагона в движущемся поезде. Основное требование при расчете по этому режиму - не допустить усталостного разрушения узла или детали. Допускаемые напряжения по этому режиму выбираются исходя аз пределов выносливости материала с учетом совместного действия квазистатических, вибрационных и ударных нагрузок, влияния коррозии и т.п. В условиях эксплуатации, третий расчетный режим соответствует:
) случаю движения вагона в составе поезда по прямым и кривым участкам пути и стрелочным переводам с допускаемой скоростью, вплоть до конструкционной;
) при периодических служебных регулировочных торможениях;
) периодических умеренных рывках и толчках; штатной работе механизмов и узлов вагона [2].
Исходные данные для расчета приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Технические характеристики крытого вагона
ПараметрОбозначениеВеличина1 Масса (тара), тm422 Масса груза, тmгр57,53 Масса вагона (брутто), тmваг99,74 База вагона, мм2l180005 Длина вагона, мм - по концевым балкам рамы - по осям сцепления автосцепок 2L 2Lc 24460 256206 Объем кузова (не более), м3V2307 Конструкционная скорость движения, км/чv1208 Масса тележки, тmТ4,759 Статический прогиб тележки, ммfст68
Принятые марки сталей элементов кузова крытого вагона, и допускаемые напряжения элементов кузова данных марок, приняты в соответствии с Нормами... приведены в таблице 7.
Таблица 7 - Материал и допускаемые напряжения элементов кузова
Наименование элемента конструкцииМарка сталиДопускаемые напряжения, МПаI режим (удар, рывок)I режим (сжатие, растяжение)III режимII режим? хребтовой балки375-10Г2БД ГОСТ 5267.0-90375337,5230337,5Шкворневая балка345-09Г2С ГОСТ 19281-89345310,5210310,5Остальные элементы кузова345-09Г2С ГОСТ 19281-89345327,75220327,75
В соответствии с Нормами… для применяемых сталей модуль упругости принимался равным 2,1105 МПа, коэффициент Пуассона принимался равным 0,3.
2.2 Расчет на прочность кузова крытого