Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Сливо-наливная и предохранительная арматураУнифицированные узлы и элементы нефтебензиновых цистерн включают люк-лаз для загрузки продукта и технического обслуживания и доступа внутрь котла, сливной прибор для слива груза, предохранительно-впускной клапан, в конструкции которого объединены предохранительный клапан избыточного давления и предохранительно-впускной (вакуумный) клапан. Нижний лист котла цистерны имеет уклон к сливному прибору для обеспечения полного слива продукта.[1, стр. 12] Для налива нефтепродуктов используется Люк-лаз 4 (рисунок 2.2) диаметром 570 мм, который герметично закрывается крышкой 1. В новых конструкциях применяется крышка с ригельным запором, включающим ригель 6, откидной болт 5 и предохранительную скобу 2. Эта конструкция обеспечивает надежность уплотнения, удобство и безопасность обслуживания [1, стр. 12]. Рисунок 2.2 – Люк–лаз с крышкой и ригельным запором 1 – крышка; 2 – предохранительная скоба; 3 – сегменты; 4 – люк-лаз; 5 – откидной болт; 6 - ригель Сливо-наливная арматура проектируемой цистерны состоит из прибора закрытого налива нефтепродуктов ПЗН-01 и универсального сливного прибора УСП-3 Нижегородского отделения ОАО «ВНИИЖТ». Прибор закрытого налива нефтепродуктов ПЗН-01 обеспечивает закрытый слив-налив, отвод парогазовой фазы из зоны слива-налива и предотвращает потерю груза при несанкционированном открывании или разгерметизации крышки люка. Устройство устанавливается в горловинах люков цистерн всех типов и обеспечивает противопожарную безопасность и экологическую защиту от разлива нефтепродуктов и выделения парогазовой фазы в атмосферу. Прибор принят приемочной комиссией ОАО «РЖД» и готов для серийного изготовления. ПЗН-01(рисунок 2.3) представляет собой металлическое основание, в центре которого расположен конус с самоустанавливающейся крышкой для наливного стояка эстакады. На расстоянии 200 мм от центра основания расположен конус для газоотводного патрубка эстакады и индикатор уровня налива поплавкового типа со штоком для визуального наблюдения и разъемом для выдачи электрического сигнала в систему сигнализации и контроля эстакады об окончании налива. ПЗН-01 устанавливается в горловину люка над ограничительными сегментами на кронштейны и крепится к ним четырьмя быстросъемными запорами. Уплотнение между основанием ПЗН-01 и стенкой горловины люка обеспечивается резиновым кольцом. Рисунок 2.3 - Прибор закрытого налива нефтепродуктов ПЗН-01 в горловине люка цистерны Такая конструкция ПЗН-01 обеспечивает: - организованный отвод парогазовой фазы при наливе и сливе; - предотвращение проникновения посторонних предметов внутрь котла; - визуальную и электрическую индикацию уровня налива; - исключение потерь нефтепродуктов при нештатном открывании крышки люка. Универсальный сливной прибор УСП-3 (рисунок 2.4) предназначен для установки на железнодорожных вагонах-цистернах, транспортирующих нефть и нефтепродукты в качестве запорного устройства для выгрузки продукта и обеспечения дополнительной защиты от разлива нефтепродуктов при срыве сливного прибора в результате опрокидывания цистерны. В УСП-3 введен третий независимый поворотный дисковый затвор. Габариты по высоте универсального сливного прибора с тремя затворами те же, что у существующих конструкций сливных приборов. Дополнительный дисковый затвор предотвращает доступ к основному верхнему затвору. Прибор принят приемочной комиссией ОАО «РЖД» и готов для серийного изготовления. Оборудование парка нефтебензиновых цистерн приборами закрытого налива ПЗН-01 и универсальными сливными приборами УСП-3 позволит резко снизить последствия аварийных ситуаций и пожаровзрывоопасность при наливе, транспортировке, сливе нефтепродуктов, а также значительно улучшить экологическую обстановку на сливо-наливных эстакадах и условия работы персонала. Рисунок 2.4 - Универсальный сливной прибор УСП-3 Универсальный сливной прибор с тремя затворами предлагаемой конструкции отличается от существующих следующим: - введен дополнительный клапан в виде поворотного дискового затвора с диаметром проходного сечения 200 мм; - на корпусе сливного прибора под котлом цистерны введена кольцевая канавка, позволяющая при крушениях исключить деформацию седла основного верхнего затвора; - на седле основного верхнего затвора введено антикоррозийное покрытие, позволяющее намного снизить коррозию контактирующей с резиновым уплотнением поверхности. Поворот на 900 дополнительного поворотного дискового затвора осуществляется с помощью рукоятки, расположенной под хребтовой балкой. В закрытом и открытом положении дисковый затвор имеет фиксацию и пломбировку. Для ограничений избыточного давления цистерна оборудуется предохранительно-впускным клапаном (рисунок 2.5), имеющим раздельную регулировку усилия затяжки пружины 1 клапана максимального давления 2 и пружины 3 вакуумного клапана 4. Регулировка клапанов производится на избыточное давление 0,15 МПа (1,5 кгс/см2) и на разряжение 0,01 - 0,02 МПа (0,1 - 0,2 кгс/см2) . Для предотвращения нарушения регулировки на предохранительно-впускной клапан устанавливаются две пломбы. Котлы цистерны данной группы подвергаются испытаниям на прочность гидравлическим давлением 0,55 МПа (5,5 кгс/см2). Уплотнительные прокладки и кольца крышки люка, сливного прибора и предохранительно-впускного клапана изготавливаются из маслобензиностойкой резины. Предохранительно-впускной клапан не обеспечивает защиты котла от возникновения недопустимого вакуума после разогрева груза паром, пропарки котла или при сливе продукта при закрытых крышках люков [1, стр 12]. Рисунок 2.5 – Предохранительно-впускной клапан 1 – пружина; 2 – клапан максимального давления; 3 – пружина; 4 – вакуумный клапан Тележка Тележка 18-100 имеет ряд несовершенств. К недостаткам рессорного подвешивания относятся большая жесткость пружин для порожнего или малозагруженного режима работы вагона, а также большие силы трения покоя, низкая стабильность и недостаточная горизонтальная демпфирующая способность гасителей колебаний. Большие силы трения покоя клиновых фрикционных гасителей колебаний приводят к тому, что рессорные комплекты практически не работают при скорости движения до 60-70 км/ч. Поэтому почти во всем диапазоне эксплуатационных скоростей грузовых вагонов рессорное подвешивание выключено и вагон представляет собой одну необрессоренную массу. Низкая стабильность работы гасителя приводит либо к завышению, либо к занижению сил трения против расчетной. Недостатком тележки является также то, что боковые рамы нежестко связаны между собой надрессорной балкой и рессорными комплектами. Поэтому в ней возникают продольные забегания рам относительно друг друга, достигающие 15-20 мм. Величина их обусловлена зазорами в буксах и величиной горизонтальной деформации пружин. В результате забегания рам возрастает интенсивность виляния тележки, что ухудшает плавность хода вагона. Маятниковые колебания рам приводят к перекосам подшипников, неравномерной передаче нагрузок на его элементы и снижению срока службы буксовых узлов. Поэтому необходима модернизация тележки 18-100 либо ее замена на модели тележек с улучшенными показателями хода. Для увеличения межремонтных пробегов и уменьшения эксплуатационных расходов на ремонт в пути следования на проектную цистерну будем устанавливать инновационную тележку модели 18-9810 (рисунок 2.6), имеющую ряд технологических особенностей, в том числе позволяющих более качественно подходить к оценке ее технического состояния и исключить "человеческий фактор". Основные узлы трения - износостойкие фрикционные клинья, упругие скользуны и адаптеры кассетных подшипников, которые имеют встроенные индикаторы износа и не требуют использования типовых измерительных инструментов осмотрщика вагонов. Применяемые тормозные колодки "Фритекс" значительно сохраняют поверхность катания от истирания и образования эксплуатационных дефектов. Тележка обеспечивает эксплуатацию вагонов на магистральных железнодорожных путях колеи 1520 мм в интервале температур окружающей среды от плюс 500С до минус 600С, прохождение кривых участков пути с минимальным радиусом 60 м и сортировочных горок. Тележка изготовлена в габарите 02-ВМ (ГОСТ 9238). Возможна эксплуатация по железнодорожным путям колеи 1435 мм
Рисунок 2.6 – Тележка двухосная модель 18-9810 1 – боковая рама; 2 – надрессорная балка; 3 – колесная пара; 4 – кассетный подшипник; 5 – адаптер; 6 – блокиратор; 7 – рессорный комплект; 8 – фрикционный клин; 9 – тормозная рычажная передача; 10 – шкворень; 11 – износостойкое кольцо; 12 – износостойкий вкладыш; 13 – планки боковых стенок; 14 – Вставки карманов надрессорной балки; 15 – фрикционные планки; 16 – Скобы опорных поверхностей буксового проема; 17 – скользун Основными отличительными особенностями тележки модели 18-9810 является: - низкая стоимость жизненного цикла. - надежность и простота конструкции. - уменьшение воздействия на путь - высокая степень унификации конструкции. Эксплуатационные преимущества тележки модели 18-9810: - Увеличение межремонтного пробега до 500 тыс. км. - Увеличение срока службы износостойких элементов до 1 млн. км. - Снижение стоимости жизненного цикла в 2 раза по сравнению с тележкой 18-100 - Снижение коэффициента вертикальной динамики порожнего вагона на 30% по сравнению с тележкой 18-100. - Коэффициент запаса устойчивости от схода колеса с рельсов порожнего вагона выше до 30% по сравнению с тележкой 18-100. - Максимально возможная унификация конструкции для применения под типовыми вагонами Конструктивные особенности: - Боковая рама и надрессорная балка с увеличенными показателями статической и усталостной прочности - Кассетный конический подшипник с опиранием боковой рамы через адаптер - Рессорное подвешивание с кусочно-линейчатой характеристикой, состоящее из девяти двухрядных комплектов пружин - Фрикционный гаситель колебаний принципиально новой конструкции - Боковые скользуны постоянного контакта Автотормозное оборудование Автотормозное оборудование состоит из механической и пневматической частей. Тормозное оборудование (рисунок 2.7) цистерны крепится на раме, оно состоит из соединительного рукава 1, концевого крана 2, стоп-крана 3, кронштейна, пылеловки 4, воздухораспределителя 5, разобщительного крана 6, запасного резервуара 7, тормозного цилиндра 8, грузового авторежима 9. Рисунок 2.7 – Автотормоз 1 – соединительный рукав; 2 – концевой кран; 3 – стоп-кран; 4 – пылеловка; 5 – воздухораспределитель; 6 – разобщительный кран; 7- запасный резервуар; 8 – тормозной цилиндр; 9 – авторежим Механическая часть тормозов состоит из рычажной передачи вагона и тележки. Рычажная передача вагона (рисунок 2.8) является симметричной. Рисунок 2.8 – Схема симметричной рычажной передачи вагона Усилие, развиваемое тормозным цилиндром, с помощью рычагов и тяг передается на тормозную рычажную передачу тележки. Сила прижатия тормозных колодок к поверхности катания колес зависит от степени загрузки вагона и автоматически регулируется авторежимом. В случае необходимости, автотормозное оборудование вагона может быть включено поворотом рукоятки разобщительного крана 6. Тележка оборудуется тормозной рычажной передачей тележки модели 18-100 с триангелями по ГОСТ 4686 (рисунок 2.9). Тормозная рычажная передача обеспечивает одностороннее нажатие колодок на колеса. Четыре колодки удерживаются в башмаках по ГОСТ 3269. Башмаки в свою очередь закреплены по концам триангелей Рисунок 2.9 – Рычажная передача тележки 1 – триангели; 2 – затяжка; 3 – подвески; 4 – предохранительные скобы; 5 – вертикальные рычаги; 6 – серьга мертвой точки Автосцепное оборудование Автосцепное устройство (рисунок 2.10) вагона обычно состоит из следующих частей: корпуса и расположенного в нем механизма; расцепного привода; ударно-центрирующего прибора; упряжного устройства; поглощающего аппарата; опорных частей. Устройство корпуса и механизма автосцепки определяет ее тип и конструкцию, поэтому корпус с механизмом часто называют автосцепкой.
Рисунок 2.10 – Автосцепное устройство грузового вагона 1 – задний упорный угольник; 2 – фиксирующий кронштейн с полкой; 3 – рычаг; 4 - поддерживающая планка ; 5 – поглощающий аппарат; 6 – тяговый хомут; 7 – упорная плита ; 8 - клин; 9 – передний упорный угольник, объединенный с ударной розеткой; 10 – поддерживающий кронштейн ; 11 – маятниковые подвески; 12 – центрирующая балочка; 13 – корпус автосцепки; 14 - цепочка; 15 – валик подъемника Проектируемая цистерна будет оборудоваться автосцепкой СА-3, состоящей из корпуса и механизма сцепления. Корпус автосцепки (рисунок 2.11) представляет собой пустотелую отливку из головной части и хвостовика 7. Внутри головной части, называемой карманом размещены детали механизма сцепления. Корпус автосцепки имеет большой 1 и малый 4 зубья, которые образуют зев. Из зева выступает замок 3 и замкодержатель 2. В верхней части головной части отлит выступ 5, воспринимающий жесткий удар при полном сжатии поглощающего аппарата. Хвостовик 7 имеет отверстие 6 под клин, соединяющий автосцепку с тяговым хомутом Рисунок 2.11 – Корпус автосцепки СА-3 1 – большой зуб; 2 – замкодержатель; 3 – замок; 4 –малый зуб; 5 – выступ; 6 – отверстие под клин; 7 - хвостовик Корпус является основной частью автосцепки, он передает тяговые и ударные нагрузки, а также в нем размещаются детали механизма сцепления. Хвостовик корпуса имеет постоянную высоту по длине. Его торец – цилиндрический, что обеспечивает свободное перемещение автосцепки в горизонтальной плоскости. Часть хвостовика, расположенная между отверстием для клина тягового хомута и торцом, называется перемычкой. Поверхности контура зацепления корпуса в сцепленном состоянии взаимодействуют со смежной автосцепкой: при сжатии усилие воспринимается ударной и боковой поверхностями малого зуба, ударной стенкой зева и боковой поверхностью большого зуба, а при растяжении — тяговыми поверхностями соответственно малого и большого зубьев. Поглощающие аппараты автосцепки предназначены для уменьшения продольных растягивающих и сжимающих сил в поезде за счет преобразования кинетической энергии соударяющихся вагонов в работу сил трения и потенциальную энергию деформации упругих элементов аппарата. В цистернах для перевозки светлых нефтепродуктов устанавливаются поглощающие аппараты класса Т2, ярким представителем этого класса является поглощающий аппарат 73ZW (рисунок 2.12). Рисунок 2.12 – Поглощающий аппарат 73ZW 1 – амортизатор; 2 – корпус; 3 – болты с гайками; 4 – монтажные планки; 5 – упорная плита; А – шток; Б – прилив Поглощающий аппарат 73ZW состоит из следующих основных частей корпуса поглощающего аппарата 2, упорной плиты 5 с болтами 3, монтажных планок 4 и эластомерного амортизатора 1. Для предварительного поджатия аппарата с целью облегчения монтажа при поставке на вагон, между монтажными планками 4 и приливами корпуса закладываются дистанционные вкладыши, которые выпадают при первом сжатии аппарата в процессе маневровых работ. Эластомерный амортизатор типа KZE-5-R2-1 представляет собой цилиндрический корпус из высокопрочной стали, заполненный высоковязким упруго сжимаемым рабочим материалом (эластомером). При сжатии амортизатора шток входит в корпус и сжимает эластомер, создавая высокое внутреннее давление. При ударном (динамическом) сжатии амортизатора поглощение энергии происходит за счет перетекают (дросселирования) рабочего материала через калиброванный зазор между корпусом амортизатора и поршнем, установленным на штоке [3, стр 4]. Технические характеристики поглощающего аппарата 73ZW приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Технические характеристики 73ZW
Аппарат 73ZW по сравнению с другими типами поглощающих аппаратов имеет ряд преимуществ: большая энергоемкость; высокая стабильность работы при температурах от -60° до 60 °С; отсутствие заклинивания и запаздывания возвращения в исходное положение после прекращения действия сжимающей силы; простота конструкции и др. Такие поглощающие аппараты отличаются высокой стойкостью к естественным и искусственным факторам старения. При равных габаритных размерах эластомерные поглощающие аппараты имеют по сравнению с другими аппаратами более высокую удельную энергоемкость, приходящуюся на единицу веса, а также более простую конструкцию. Однако при изготовлении их требуется высокая точность механической обработки поршней и цилиндров для создания герметически заполняемых объемов эластомером, работающим под давлением до 500 МПа. Преимуществом эластомера является его сжимаемость под давлением в замкнутом объеме до 15%, высокая вязкость и ее малое изменение при колебаниях температуры. Выбор оптимальных параметров Одним из основных параметров цистерн является длина котла, а следовательно и его объем. Для их нахождения нужно знать грузоподъемность вагона, которую можно определить несколькими способами, исходя из максимальной грузоподъемности и средней динамической нагрузки, зависящей от параметров грузов, представленных в таблице 2.2. Таблица 2.2 – Характеристики грузов
Максимально допустимая грузоподъемность , т: (2.1) где - нагрузка от оси колесной пары на рельс, – количество осей, - тара вагона,
Динамическая нагрузка вагона т: (2.2) где - статическая нагрузка вагона, т: Для дизельного топлива: (2.3) Для бензина и керосина: (2.4) где - объем кузова, м3; – коэффициент использования объема кузова, Приравняем формулы (2.1) и (2.2), подставив в последнюю (2.3) и (2.4). (2.5) Выразим из формулы (2.5) объем котла V, м3: (2.6) Зная объем определим половину длины котла L, м: (2.7) где – диаметр котла, - высота днища, - толщина днища, Так как шаг несущих конструкций (колонн) сливо-наливных железнодорожных эстакад равен 6,01м, то длина вагона по осям автосцепок , значит - не допустимая длина котла. Из соображений безопасности принимаем . Уточним объем котла V, м3: (2.8) Вписывание вагона в габарит Проектируемый вагон планируется эксплуатировать в габарите 1-ВМ (0-Т) (рисунок 2.13) – для подвижного состава, допускаемого к обращению как по всей сети железных дорог Союза ССР колеи 1520 (1524) мм, так и по магистральным и ряду других линий железных дорог-членов Организации сотрудничества железных дорог (ОСЖД) колеи 1435 мм, используемых для международных сообщений. Рисунок 2.13 - Верхнее очертание габарита 1-ВМ Для вписывания вагона в габарит определим ограничения полуширины по длине для трёх основных сечений: Для направляющего , мм: (2.9) Для внутреннего среднего , мм: (2.10) Для наружного (по концевой балке рамы или цилиндрической части котла) , мм: (2.11) где - максимальная полуширина колеи в кривой расчетного радиуса; - минимальное расстояние между наружными гранями предельно изношенных граней колес; - величина максимального бокового смещения предельно изношенной колесной пары, ; - наибольшее возможное поперечное перемещение в направляющем сечении рамы тележки относительно колесной пары вследствие наличия зазора при максимальных износах в буксовом узле и узле сочленения рамы тележки с буксой; - наибольшее возможное поперечное перемещение в направляющем сечении из центрального положения в одну сторону кузова относительно рамы тележки вследствие зазоров при максимальных износах и упругих колебаниях в узле сочленения кузова и рамы тележки - горизонтальные поперечные смещения для рамы вагона и укрепленных на ней частей, для тележки 18-9810 – база вагона, - расстояние от рассматриваемого поперечного сечения вагона до его ближайшего направляющего сечения, для - длина консоли вагона, - величина дополнительного поперечного смещения в кривой расчётного радиуса тележечного вагона, мм: (2.12) - полубаза тележки, – величина расчетного радиуса, для габарита 1-ВМ: - коэффициент, зависящий от расчётного радиуса (R=200 м – для габаритов 0-ВМ, 02-ВМ, 03-ВМ и нижней части 1-ВМ), мм/м2: (2.13) - величина геометрического смещения расчётного вагона в кривой R=200 м (используется только для отечественных габаритов подвижного состава), - величина, на которую допускается выход подвижного состава за очертания этих габаритов в кривых участках пути, В итоге получаем: Теперь определим наибольшую ширину строительного очертания вагона 2В на высоте H от уровня головки рельса, мм: (2.14) где – ширина габарита 1-ВМ на той же высоте H, - одно из ограничений полуширины .
Теперь построим схему определения строительного очертания вагона по вписыванию его в заданный габарит (рисунок 2.14). Рисунок 2.14 - Схема определения строительного очертания вагона по вписыванию его в габарит 1-ВМ Необходимо проверить вместимость шпангоутов в ширине строительного очертания вагона 2В, для этого определим оставшееся расстояние между 2В и диаметром котла с учетом толщин его стенок. (2.15) Где – внутренний диаметр котла, – максимальная толщина стенки котла, Это означает что толщина шпангоута в самой выступающей части котла не должна превышать 32 мм. Значит шпангоут (рисунок 2.15) необходимо выполнить переменного сечения. Рисунок 2.15 – Шпангоут переменного сечения В качестве основной части шпангоута возможно применение некоторых типов рельсового профиля, представленных в таблице 2.3.
Таблица 2.3 – Сортамент железнодорожных рельсов
В качестве основного будем использовать рельс тип Р11, представленный на рисунке 2.16. Рисунок 2.16 – Чертеж рельса тип Р11 Нормативные расчеты |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-09 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |