Файл: Лабораторная работа 2 Вагоныцистерны магистральных железных дорог Российской Федерации Выполнила обучающийся Долинкин И. Д.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

“петербургский государственный

университет путей сообщения ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I”
Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»


Лабораторная работа №2

«Вагоны-цистерны магистральных железных дорог Российской Федерации»

Выполнила обучающийся Долинкин И.Д.

4 курс 2 семестр

Группа ПС-909

______________

подпись, дата

Руководитель

Комайданов А.А. ______________

подпись, дата


Санкт-Петербург

2023

Содержание

Цель работы: Ознакомление с особенностями конструкций вагонов-цистерн.

1. Устройство 4-осного вагона-цистерны

Общий вид и конструкция вагона представлены на рисунках 1.1 и 1.2 соответственно.

Цистерна состоит из котла 1, опирающегося    через средние 3 и концевые 7 опоры на раму 5, ходовых частей 6, автосцепного устройства 2 и тормозного оборудования 4. Котел  включает цилиндрическую обечайку, сваренную из пяти продольных листов (нижнего 7 — толщиной 11 мм. двух боковых 3 и двух верх, и два днища 1 толщиной 10 мм. 



1 – котел; 2 – автосцепное устройство; 3 – средние опоры на раму; 4 – тормозное оборудование; 5 – рама вагона; 6 – ходовые части вагона; 7 – концевые опоры на раму.

Рисунок 1.1 – Общий вид 4-осного вагона-цистерны для перевозки светлых нефтепродуктов модели 15-1443

Для налива нефтепродуктов и нефтехимии, осмотра внутренних частей котла и его очистки используется люк 5, герметически закрываемый крышкой. Крышка крепится к люку восемью откидными болтами. На опорное кольцо горловины люка ставят, уплотнительное кольцо из бензоморозюстойкой резины. В люке 5 размещен привод основного затвора сливного прибора и две сегментные планки 8 и 9, предназначенные для контроля за предельными уровнями налива груза. Рядом с люком размещен патрубок 6.

---

При наливе груза объем котла заполняется только на 98%. Оставшиеся два процента свободного пространства предусматриваются на увеличение  объема груза  при его нагревании.

Все продольные листы и днища котла соединены стыковыми сварными швами. Внутренний диаметр котла 3000 мм, а наружная длина — 10,77 м. Котел имеет нижний слив и оборудован универсальным сливным прибором. Для обеспечения полного слива продукта нижний броневой лист котла имеет уклон к сливному прибору, образованный выштамповкой нижнего листа на глубину 20—30 мм.

Для подъема на цистерну с обеих сторон вблизи от люка закреплены металлические лестницы 4, а наверху сделана площадка для безопасного обслуживания при осмотре и промывке котла. Внутри котла также имеется лестница, опирающаяся на нижний лист. Котел изготовлен из стали 09Г2С.



1,10 – днище; 2 – верхняя часть котла; 3 – средняя часть котла; 4– лестницы; 5 – люк; 6 – патрубок для установки предохранительно-впускного клапана; 7–нижняя часть котла; 8,9 – сегментные планки.
Рисунок 1.2 – Конструкция котла 4-осного вагона-цистерны для перевозки светлых нефтепродуктов модели 15-1443

Рама цистерны типовая сварной конструкции без боковых продольных балок между шкворневыми, длиной 10,8 м.  Применяется рама для всех четырехосных цистерн с  базой 7800 мм независимо от перевозимый грузов. Рама состоит из хребтовой, двух шкворневых и двух концевых балок, соединенных со шкворневыми балками боковыми обвязками.

Котел на раме  крепят в средних и концевых ее частях. Для предотвращения продольных смещений только лишь средняя часть котла жестко связана с рамой фасонными лапами, приваренными к нижнему листу и соединенными призонными болтами с лапами хребтовой балки рамы. Концевые части котла свободно лежат на деревянных брусках, укрепленных болтами в металлических желобах опор, установленных на шкворневых балках рамы.

Универсальный сливной прибор  цистерн общего назначения служит для слива груза из котла, а при необходимости — налива снизу при помощи насоса. Сливной прибор крепится к нижнему листу средней части котла. В отличие от ранее применявшихся сливных приборов с одним металлическим клапаном универсальный сливной прибор оборудован дополнительным клапаном и имеет резиновые уплотнения, что обеспечивает более высокую надежность герметизации котла. Общий вид универсального сливного прибора изображен на рисунке 1.3.

---

1 – воротник; 2,9 – штанги; 3 – седло клапана; 4– полость для разогрева грузов в приборе; 5 – крюк; 6 – запорные устройства; 7–патрубок для подачи пара и горячей воды; 8 – патрубок для слива; 10 – клапан; 11 – крышка.
Рисунок 1.3 – Универсальный сливной прибор

2. Особенности устройства 8-осного вагона цистерны

Восьмиосная цистерна  для нефтепродуктов модели 15-871, по габариту 1-Т и имеет безрамную конструкцию. 

Котел цистерны состоит из сваренных посередине двух цилиндрических обечаек. Каждая обечайка выполнена из продольных листов — нижнего толщиной 12 мм, боковых и верхних — 9 мм и двух эллиптических днищ толщиной 10 мм. Котел снабжен двумя люками диаметром 570 мм, герметически закрываемыми крышками и оборудованными двумя сегментными планками на разных высотах для контроля предельных уровней заполнения котла, а также приводами затворов сливных приборов. Для повышения жесткости и прочности котел подкреплен шестью Q-образными кольцевыми шпангоутами, которые приваривают снаружи цилиндрической части котла в середине и над опорами. Для обеспечения полного слива груза предусмотрены уклоны к сливным приборам. Котел оборудован двумя универсальными сливными приборами, двумя предохранительно-впускными клапанами, наружными и внутренними лестницами, площадкой в зоне люка для обслуживающего персонала.  Общий вид вагона-цистерны модели 15-871 представлен на рисунке 2.1.


1 – обечайка; 2 – предохранительно-впускные клапаны; 3,5 – наружная и внутренняя лестницы; 4– люк; 6 – универсальный сливной прибор; 7,8 – шпангоуты; 9 – днище.

Рисунок 2.1 – Общий вид вагона-цистерны модели 15-871

На концах котла размещены опоры, имеющие хребтовую и шкворневую балки с концевыми и боковыми обрамлениями.  Опоры приварены снизу к броневому листу и служат для передачи основных нагрузок на котел и соединительные балки тележек. Котел цистерны приварен к опорному листу. В свою очередь опорный лист посредством ребер закреплен на шкворневой балке. Кроме того, котел приварен к хребтовым балкам при помощи специальных лап. Хребтовая балка совместно с концевой, шкворневой и боковыми балками образуют раму, на которой жестко закреплен котел своей консольной частью.

---

1,5 – специальные лапы; 2 – хребтовые балки; 3– шкворневая балка; 4– опорные накладки; 6 – опорный лист; 7 – ребра жесткости; 8 – боковая балка; 9– концевая балка; 10 – нижний лист котла; 11 – пятник; 12 – надпятниковая коробка; 13 – скользуны; 14 – ниши (использовались в цистернах первых выпусков).

Рисунок 2.2 – Рама вагона-цистерны модели 15-871
Вследствие большой трудоемкости выштамповки в нижнем листе котла такая конструкция его соединения с рамой развития не получила.

3. Кузов специального вагона-цистерны

Специализированные цистерны применяются для перевозки различных кислот, сжиженных газов под давлением и пищевых продуктов, а также для перевозки пылевидных и затвердевающих грузов.

Цистерны для перевозки кислот отличаются от универсальных цистерн меньшим диаметром котла (2,0–2,6 м) и, следовательно, меньшим объемом из-за большего удельного веса кислот.

Рисунок 3.1 – Четырехосный вагон-цистерна модели 15-160 для перевозки олеума

 

Котлы кислотных цистерн изготавливаются из стойких к агрессивным свойствам грузов металлов (нержавеющие стали, алюминиевые сплавы, углеродистые стали, облицованные с внутренней стороны котла резиной или специальными синтетическими материалами). Цистерны имеют также специальные устройства для верхнего налива и слива кислот, а иногда и для защиты рамы и других частей цистерны от возможного разбрызгивания кислот. Вследствие повышенной опасности перевозки кислот, могущих вызвать ожоги обслуживающего персонала, взрывы, интенсивную коррозию металла и т. п., предусматривается окраска котлов таких цистерн, резко отличная от окраски других типов вагонов.

 



 

Рисунок 3.2 –Четырехосный вагон-цистерна модели 15-1548-02 для перевозки серной кислоты

Вдоль котла кислотной цистерны нанесены желтые полосы с обеих сторон цилиндрической части и квадраты на днищах котла, на которых указано назначение цистерны и класс опасности перевозимой кислоты. Для защиты цистерн, перевозящих опасные грузы, от нагрева солнечными лучами применяются теневые защитные кожухи, окрашенные в светлый цвет и расположенные над верхней частью котла.

---

В газовых цистернах (рис. 3.3) сливо-наливная, контрольно-измерительная арматура и предохранительный клапан размещаются на крышке люка и закрыты защитным колпаком. Сливо-наливная арматура включает три вентиля (два жидкостных и один газовый). Контрольно-измерительная арматура включает два вентиля контроля предварительного и предельного уровня наполнения, вентиль контроля слива, вентиль для зачистки остатков продукта.

 



 Рисунок 3.3 – Четырехосный вагон-цистерна модели 15-1407-01 для перевозки сжиженных углеводородных газов и легкого углеводородного сырья

Сливо-наливная арматура газовых цистерн защищена специальными дугами безопасности для предотвращения от повреждений при крушениях цистерн. Кроме того, для предотвращения пробоя днища котла корпусом автосцепки при крушении на консольной части рамы цистерны перед котлом на определенном расстоянии установлен защитный щит безопасности, который воспринимает на себя удар расцепившегося корпуса автосцепки в аварийной ситуации.

Вывод: В результате данной лабораторной работы я ознакомилась с особенностями конструкций 4-осных, 8-осных и специализированных вагонов-цистерн.

---