Определение технико-экономических показателей

Вагоны имеют длительный срок службы, поэтому вновь создаваемые конструкции должны удовлетворять не только существующим, но и перспективным условиям эксплуатации.

Основными параметрами вагона, характеризующими его эффективность, являются: грузоподъемность, тара, количество колесных пар, объем кузова, площадь пола, длина и другие линейные размеры вагона. Для сравнения вагонов между собой пользуются параметрами, представляющими отношения этих величин: удельным объемом кузова, удельной площадью пола, коэффициентами тары, нагрузкой от колесной пары на рельсы, нагрузкой на метр пути. Важными показателями, оценивающими эксплуатационные качества вагона, являются его средняя статическая и средняя динамическая нагрузки.

Правильный выбор основных параметров грузовых вагонов основывается на учете экономического развития страны, размещения производительных сил, роли железных дорог в общей системе транспорта, что находит свое выражение в объеме и составе грузооборота, дальности перевозок, величине отправок грузов, размере порожнего пробега. Кроме этих факторов, важное значение имеет уровень технического оснащения железных дорог, в частности конструкция и состояние пути и мостов, длина станционных путей, вид тяги, типы локомотивов, механизмы, применяемые при погрузочно-разгрузочных операциях, а также габариты подвижного состава, формы эксплуатации вагонов, нужды обороны страны.

Правильный выбор параметров обеспечивает наименьшие затраты общественного труда на перевозки грузов при полном обеспечении их сохранности и безопасности движения поездов.

Параметры грузового вагона

Грузоподъемность вагона измеряется наибольшей массой груза, допускаемой к перевозке в вагоне.

Тарой называется собственная масса порожнего вагона. Она определяется взвешиванием его на специальных весах при постройке и проверяется при выпуске вагона из заводского ремонта. Грузоподъемность и тара вагона составляют массу брутто вагона.

Отношение тары к грузоподъемности вагона называется коэффициентом тары. Этот коэффициент характеризует рациональность конструкции вагона: чем меньше коэффициент тары, тем меньше собственной массы вагона приходится на каждую тонну транспортируемого груза.

Давление от колесной пары на рельсы называется статической нагрузкой от оси на рельсы. Допускаемая нагрузка от оси на рельсы зависит главным образом от типа рельсов, количества шпал, уложенных на 1 км пути, состояния верхнего строения пути и скорости движения поезда.

Одним из важных параметров вагона является нагрузка, приходящаяся на 1 м пути. Увеличение такой нагрузки ведет к повышению провозной способности железных дорог.

При анализе эксплуатационных качеств вагона важное значение имеет удельный объем кузова вагона, т.е. объем кузова в кубических метрах, приходящийся на 1 т грузоподъемности вагона.

Грузовые вагоны характеризуются также линейными размерами: длиной, высотой, базой вагона, а также длиной, шириной и высотой кузова. Общая длина вагона определяется расстоянием между осями сцепления автосцепок данного вагона. Расстояние между центрами пятников тележечного вагона называется базой. Длина, ширина и высота кузова вагона обусловливаются заданной вместимостью и габаритом подвижного состава.

1.5.1 Расчет технико-экономических показателей универсального крытого вагона модели 11–217

Технический коэффициент тары вагона:

где: Т – тара вагона, т. (24, 7т)

– номинальная грузоподъемность, т. (68 т).

Погрузочный коэффициент тары:

где: К_п – погрузочный коэффициент тары;

– коэффициент использования грузоподъемности;

– фактическая грузоподъемность вагона.

Эксплуатационный коэффициент тары:

где: - показатель порожнего пробега, % (21%);

– средняя динамическая нагрузка груженого вагона, тс. (42, 36 тс)

Удельный объем:

где: V – полный объем вагона, м³;

– номинальная грузоподъемность вагона, т.

Погрузочный объем кузова:

где: φ – коэффициент использования геометрического объема кузова. (φ =0, 8);

Удельный объем с учетом коэффициента использования геометрического объема кузова:

Конструкция и состояние железнодорожного пути обусловливают величину допускаемой статической нагрузки от колесной пары на рельсы, обычно называемой осевой нагрузкой.

Допускаемую величину осевой нагрузки выбирают в зависимости от типа рельсов, количества шпал на 1 км. пути, рода балласта. Существенное влияние имеет грузонапряженность линии. Грузоподъемность вагона, определяемая мощностью пути, составляет

где: q – допускаемая осевая нагрузка, кН (23, 18 тс);

n – количество колесных пар в вагоне;

K_T – технический коэффициент тары вагона.

Из формулы следует, что увеличение грузоподъемности вагона достигается повышением допускаемой осевой нагрузки и осности вагона, а также снижением коэффициента тары.

Экономичность вагона в значительной степени зависит от совершенства его конструкции, обеспечивающей наименьшую стоимость изготовления, удобство погрузки и выгрузки, сохранность грузов при перевозках, минимальные расходы на содержание и ремонт вагонов в процессе их эксплуатации.

Основными линейными размерами вагона, определяющими его вместимость (объем), являются длина, ширина и высота. При этом соотношение между линейными размерами кузова должно быть таким, чтобы обеспечивались свободная погрузка и выгрузка вагона, наиболее рациональное размещение перевозимого груза, наименьший коэффициент тары, наименьшее сопротивление движению, прочность и устойчивость вагона.

Геометрический объем кузова V:

;

Увеличение объема кузова достигается изменением его линейных размеров, но высота кузова ограничена возможностями габарита, увеличение длины вагона приведет к уменьшению его ширины (из-за возможностей габарита).

По заданию на курсовую работу увеличение объема достигается за счет увеличения ширины.

Площадь поперечного сечения:

где: V – полный объем кузова, м³;

l_вн – внутренняя длина, м (13, 844 м)

Ширина кузова внутри 2В_в:

где: – площадь поперечного сечения, м²

h – высота кузова изнутри, м (3033 мм)

Определим наружные размеры кузова с учетом толщины стен, пола, крыши и размеров выступающих деталей вагона. Наружная длина кузова совпадает с длиной вагона по раме и составляет 13870 мм.

Толщина боковой стены – это собственно толщина стены, плюс толщина дверей, плюс величина выступающих частей (поручни, подножки и т.д.). суммарную толщину боковой стены принимаем из справочника для крытого вагона марки 11–217. (206 мм)

Наружная ширина составит:

где: – толщина боковой стены и величина выступающих деталей, мм.

Наружные размеры уточняют, исходя из вписывания в заданный габарит подвижного состава и других требований, предъявляемых к вагонам.