Модернизация тележки 18-194 (Безопасность и экологичность дипломного проекта)

8.  БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

.8.1 Экспертиза безопасности проекта

Шум

В проектируемой тележке шум возникает от ударов колес на стыках и неровностях рельсов. В целях снижения уровня шума ходовые части вагона оборудованы гасителями колебаний, которые уменьшают воздействие динамических сил на элементы вагона, упругими элементами, которые смягчают толчки и удары, действующие на движущийся вагон от рельсового пути. Для наилучшей работы спроектированного рессорного комплекта определены его оптимальные параметры.

Также шум возникает из-за больших допусков при сборке узлов тележки. Следовательно происходит соударение вызывающие шум. Для уменьшения этого шума применяются резиновые прокладки. Для уменьшения истирания, отверстия оборудуются износостойкими втулками.

Касание колес колодками в отпущенном состоянии тормоза вызывает возникновение шума. Для того, чтобы исключить касание тормозных колодок о поверхности катания колес при отпущенном тормозе в тележке применено специальное устройство для отвода колодок.

Опасность аварии

Рассыпание тележки.  При эксплуатации тележки встречаются факты выпадения колесных пар при подъеме вагона. Для предотвращения этого применяется специальное приспособление. К раме тележки прикручивается поводок не позволяющая выпадать на путь колесной паре.

Выскальзывание пружин.  При этом факте происходит нарушение работы рессорного комплекта. Теряется несущая способность тележки, что вызывает крушение состава. Для исключения этой возможности внутренняя пружина устанавливается на бонку, а наружная в бурт.

Тормозная рычажная передача.  В эксплуатации возможно падение на рельсовый путь триангеля тормозной рычажной передачи. В связи с этим на раме имеются предохранительные устройства, исключающие падение его на путь.

Триангель.  В серийном триангеле тормозные башмаки вместе с наконечниками поджимаются гайками к закладке триангеля и к ограничительной скобе, приваренной к швеллеру. В процессе эксплуатации происходит ослабление резьбы, что приводит к образованию зазоров, а в некоторых случаях и к полному откручивания гайки. Это приводит к рассыпанию частей триангеля на путь, а значит к аварии. В связи с этим разработана новая конструкция триангеля с применением клепаных соединений между деталями, входящих в узел.

 Прочность клепаного соединения почти целиком определяется силами трения, возникающими на поверхности стыка деталей в результате усадки заклепок. Эффективным способом повышения прочности горячих заклепочных соединений является применение расклепывания с выдержкой заклепки и соединяемых деталей под постоянной силой до остывания заклепки.    

.8.2 Прочностной расчет заклепок триангеля

Для определения прочности крепления заклепочное соединение проверяется на срез и на смятие.

      Размеры и допуски размеров отверстий под заклепку определяем по        ГОСТ 11284-80

L=S+H

где, L - необходимая длина заклепки,

       S - общая длина соединяемых деталей,

       H - высота припуска заклепки над плоскостью детали для полукруглой головки,

H=1.2d

где, d – диаметр заклепки,

По расчету

H=1.2^.16=20 _ММ

По расчету

L=68+20=88_ММ

Согласно [3] для горячеклепанных соединений в качестве материала заклепки выбираем сталь 3.

Расчет на срез

Напряжения среза определяются по формуле

;

где, F - срезывающие усилие на заклепку,

       m - число рабочих срезов заклепки,

      - допускаемое напряжение среза, для стали 3 =120Мпа

       S - площадь отверстия под заклепку,

S=П^.R²

По расчету

S=3.14^.8.25²=213.7_MM²=2.14 МПа

По расчету

=105.14 МПа

Напряжения смятия определяются по формуле

;

где, F - сила смятия;

       d – диаметр стержня заклепки;

       Σ(δ) - наименьшая суммарная толщина соединяемых элементов, сминаемых в одном направлении.

По расчету

= 41,4МПа

Полученные значения действующих напряжений сравниваем с допускаемыми напряжениями для стали 3.

τ_ср≤[τ_ср];             σ_см≤[σ_см]

τ_ср=105,14 МПа < [τ_ср]=120 МПа

σ_см =41,4МПа< [σ_см]=150 МПа.

Из сравнения видно, что заклепочное соединение обеспечивает надежное крепление и безопасную эксплуатацию триангеля.

9. Экономическая часть

9.1 Расчет полезного эффекта от внедрения боковой рамы новой конструкции

Полезный эффект от внедрения боковой рамы новой конструкции рассчитывается на этапах проектирования новой конструкции и используется для оценки экономической и социальной целесообразности ее дальнейшей разработки и производства с заданными технико-экономическими параметрами. Он отражает предельно-допустимый уровень цены новой продукции и утверждается одновременно с техническим заданием на проектирование изделия.

Для определения полезного эффекта от внедрения боковой рамы новой конструкции производится расчет полезного эффекта от внедрения полувагона в котором используется тележка с боковой рамой новой конструкции.

          В расчетах за базовый полувагон, взятый в качестве аналога для расчета условно принимается полувагон модели 12-132.

          Полезный эффект Э_п, руб., новой техники долгосрочного применения устанавливается по формуле:

 ,                (9.1.1)          

где Ц_б – цена базовой продукции, принимаемой в качестве аналога. Цена полувагона модели 12-132 составляет 795 730 руб.;

а – коэффициент эквивалентности, позволяющий отразить изменение производительности и срока службы нового полувагона;

 – годовая экономия эксплуатационных расходов у потребителя без учета отчислений на полное восстановление при использовании нового полувагона по сравнению с базовым;

Р_н – доля ежегодных отчислений на реновацию при использовании нового полувагона, определяемая как величина обратная сроку службы Т_сл с  учетом морального износа;

Е_н – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений, Е_н=0,1;

К_б,К_н – сопутствующие капитальные вложения потребителя без учета стоимости самого полувагона, необходимые для обеспечения нормальной  эксплуатации базового и нового полувагона (сооружение фундамента, монтаж, настройка, перестройка производственных площадей); В расчетах принимаем К_б=К_н=0.

Э_к ,Э_с ,Э_э – соответственно эффект от изменения качества продукции, социальный и экономический эффекты, обусловленные применением нового полувагона у потребителя, руб.. В расчетах принимаем Э_к=Э_с=Э_э=0.

          При различных основных технических параметрах нового и базового изделия их производственный эффект может быть также неодинаковым. В связи с этим затраты по базовой и новой технике необходимо привести к одному уровню производственного эффекта путем введения коэффициента эквивалентности.

          Формула расчета коэффициента эквивалентности:

,                                                (9.1.2)

где  - соответственно производительность нового и базового полувагонов;