Определение технико-экономических параметров проектируемой цистерны

Выбор технико-экономических параметров проектируемых цистерн сводится к определению их оптимальных значений. В первую очередь следует выбрать модель вагона-прототипа (серийная или опытная модель цистерны данного типа), что необходимо для использования и сравнения в дальнейшем параметров проектируемой цистерны с существующей.

Заданием на техническое проектирование нового вагона устанавливаются допускаемые величины статической нагрузки от колесной пары на рельы, статической нагрузки на 1м пути, габарит и др.

Грузоподъемность цистерны, определяемая величиной допускаемой осевой нагрузки, составляет:

P=(P0m0)/(1+Kт)= (20.9*4)/(1+0,32)=63.3 Т

Где Р0-допускаемая осевая нагрузка;

m0- число осей цистерны;

КТ- технический коэффициент тары.

Технический коэффициент тары проектируемой цистерны следует принимать по паспортным данным серийно выпускаемой модели цистерны аналогичного типа с корректировкой на вносимые изменения:

KТ=КТБКМКЛ=0,35*0,96*0,97=0,32

Где КТБ- технический коэффициент тары базовой цистерны;

Ктб=Тб/Рб=21,7/62=0,32

Где Тб- тара вагона-прототипа;

Рб- Грузоподъемность вагона-прототипа;

Км- коэффициент, учитывающий влияние применяемого материала на изменение тары цистерны;

Кл- коэффициент, учитывающий изменение линейных размеров элементов цистерны.

Определение массы тары цистерны

Тара цистерны определяется по формуле:

Т=КТ*Р=0,32*63,3=20,27

Масса брутто вагона

mбр=Р+Т = 63,3+21,7=85

Масса котла с примыкающими частями

mk=Т-mпл = 21,7-15 = 6,7

где mпл – масса платформы, устанавливаемой под котел цистерны; для унифицированной платформы mпл=15т

Расчет размеров котла

Котел цистерны обычно имеет цилиндрическую форму поперечного сечения. Однако для лучшего использования верхней части габарита может быть применена эллиптическая форма сечения. Рациональна также конструкция, имеющая конические консольные части. Опущенная средняя часть броневого листа этой конструкции способствует более полному сливу жидкого груза. С этой же целью может быть использована форма котла с различными размерами по диаметру, уменьшенными в консольных частях.

Расположение наружных лестниц на цистерне при проектировании также влияет на полноту использования габарита подвижного состава. Если наружные лестницы размещены в средней части котла, то внутренний диаметр котла уменьшается. При переносе лестниц в торцевые части диаметр котла можно увеличить в том же габаритном очертании, что позволяет уменьшить длину цистерны при том же объеме и повысить погонную нагрузку.

Полный объем котла может быть определен из зависимости

V=Pykt = 63,3*0,85*1=53,81

Где y - удельный оптимальный объем.

kt – коэффициент учитывающий увеличение объема при расширении груза от повышения температуры.

Объем котла состоит из объемов цилиндрической части, двух днищ и люка

V=Vц+2Vд+Vл = 54,1+4,54+0,03 = 58,67

Где Vц – объем цилиндрической части котла;

Vд – объем днища;

Vл – объем люка

Рис. 1.7 Схема котла цистерны

Внутренний диаметр котла 4-осной цистерны может быть определен из зависимости

D1=0,7 = 2,67 м

Округлив значение D1 до ближайшего типового диаметра котла в меньшую сторону, получим: D1 = 2600мм = 2,6м

Объем цилиндрической части котла вычислим по формуле

Vцд = π*(D1/2)2*lц = 3,14*(2,6/2)2*0,7 = 0,37

Объем днища состоит из объемов овалоидной и цилиндрической частей

Vд = V0 + Vцд = 1,9+0,37=2,72м3

Где V0 – объем овалоидной части, определяемый по формуле

V0 = 1/3*3.14*h02*(3R2-h0) = 1/3*3,14*0,52*(3*1*2,6-0,5)=1,9м3

Где R2 – внутренний радиус днища R2 = (0,5…1,1)*D1;

h0 – внутренняя высота овалоидной части днища, h0 = 0,48…0,53

Vцд – объем цилиндрической части днища, определяемый по формуле

Vцд==3,14*(2,16)2/4*0,07=0,37м3

Где hц – высота цилиндрической части днища hц =0,060…0,080м

Объем люка

Vл = hл = (3,14*0,432)/4*0,2 = 0,03м3

Где D3 – диаметр люка, для универсальных цистерн D3 = 0,43м

hл – высота люка, hл = 0,15…0,25м

Внутренняя длина котла

Lk = Lц+2hд = 10,19+1,14=11,33м

Где hд – высота днища

Длина цилиндрической части котла

Lц= = 4*(58,67-2*2,27-0,03)/(3,14*2,62)=10,19м

Высота днища

Статьи о транспорте:

Функциональный состав системы Сириус
Функциональный состав системы Сириус должен охватывать все вопросы стратегического планирования и оперативного управления перевозочным процессом, реализуемые на всех уровнях управления. Включает следующие подсистемы: 1. Управление вагонным парком в целях обеспечения погрузки на сети дорог России; ...

Определение количественных и качественных показателей использования электровозов
Все основные показатели использования электровозов определяются из итоговых данных времени работы электровозов за сутки по ведомости формы ЦДЛ-1,2. Различают количественные и качественные показатели. Количественные показатели характеризуют объем выполненной работы электровозным парком за какой-то ...

Система автоматического регулирования частоты вращения вала двигателя
САР прямого действия состоит из двух динамических звеньев: объекта регулирования и регулятора прямого действия (см. рис. 13). Структурная схема звеньев позволяет изобразить структурную схему САР. Рис. 13 - Структурная схема САР ...