Железнодорожная цистерна

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к безрамным железнодорожным цистернам. В предлагаемой железнодорожной цистерне на ходовую часть установлен котел, включающий цилиндрическую обечайку, днища, подкреплен крайними и средними шпангоутами, включающих опорные листы на участках пересечения шкворневых и хребтовых балок. Тормозное оборудование крепится на стрингерах, причем стрингеры выполнены как минимум из трех частей из профиля замкнутого сечения, соединены с нижней частью котла через продольные накладки из листового проката и концами соединенные соответственно с противолежащими хребтовыми балками. Шпангоуты выполнены из двутавра, причем средние шпангоуты выполнены составными. Предложенное техническое решение позволяет повысить устойчивость железнодорожной цистерны и уменьшить ее колебания. 4 з.п.ф., 5 ил.

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к безрамным железнодорожным цистернам.

Известна безрамная железнодорожная цистерна, в которой котел, включающий две крайних и одну среднюю обечайку со сливным патрубком, расположенным на центральной оси, и днища, подкреплен шпангоутами, установлен посредством опорных узлов, включающих опорные листы, стрингеры, скрепленные с продольными листовыми накладками, приваренными к котлу (RU пат. 69474, B61D 5/02, 06.06.2007).

К недостаткам этой конструкции относится низкая надежность, т.к. конструкция упрочняющих узлов котла не обеспечивает оптимального распределения нагрузок. Использование тавра в качестве продольного элемента жесткости (стрингера) может привести к потере устойчивости в продольном направлении. Использование швеллера в качестве кольцевого элемента жесткости также приводит к потере устойчивости.

За прототип принята железнодорожная цистерна, содержащая, котел со сливным патрубком, установленным посредством опорных узлов, включающих опорные листы, на участках пересечения шкворневых балок и концевых хребтовых балок, стрингеры, скрепленные с нижней частью котла, шпангоуты (RU пат. 27911, B61D 5/06, 11.06.2002).

Недостатком такой конструкции цистерны можно отнести изначально сформированный концентратор напряжений в месте соединения хребтовой балки и стрингера из-за резкого перепада площадей их сечений. Наличие значительного вылета хребтовой балки в сторону сливного прибора включает котел в работу позже, в результате чего значительная часть энергии удара в автосцепку гасится в шкворневом узле, формируя в нем и в этой области котла завышенные локальные напряжения. Еще одним недостатком является использование в качестве продольного элемента жесткости (стрингера) - уголка, склонного терять устойчивость при эксплуатационных нагрузках в продольном направлении и кольцевого элемента жесткости (шпангоута) - швеллера, склонного терять устойчивость при эксплуатационных нагрузках, а также высокая металлоемкость.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является создание безрамной железнодорожной цистерны высокой прочности и надежности с пониженной металлоемкостью.

Для достижения технического результата в железнодорожной цистерне, содержащей ходовую часть, тормозное оборудование, котел, включающий цилиндрическую обечайку и днища, подкрепленный крайними и средними шпангоутами, установленный посредством опорных узлов, включающих опорные листы на участках пересечения шкворневых и хребтовых балок, стрингеры, соединенные с нижней частью котла через продольные накладки из листового проката и концами соединенные соответственно с противолежащими хребтовыми балками, согласно полезной модели стрингеры по всей длине выполнены из профиля замкнутого сечения, тормозное оборудование смонтировано на стрингерах, а шпангоуты выполнены из двутавра, причем средние шпангоуты выполнены составными. Шпангоуты расположены друг от друга на расстоянии L₁, составляющем от одной четвертой до одной второй длины базы цистерны L. Средние шпангоуты выполнены составными как минимум из трех частей.

Часть хребтовой балки в зоне переменного сечения соединена ребром жесткости с котлом через продольную накладку из листового проката.

Обечайка котла железнодорожной цистерны имеет уклон 0,71,0% в сторону слива продукта.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена железнодорожная цистерна, общий вид;

на фиг. 2 - железнодорожная цистерна, вид А на фиг. 1;

на фиг. 3 - железнодорожная цистерна, сечение Б-Б на фиг. 1;

на фиг. 4 - железнодорожная цистерна, сечение В-В на фиг. 1.

на фиг. 5 - обечайка.

Железнодорожная цистерна представляет собой цельнонесушую конструкцию и содержит ходовую часть 1 (фиг. 1), тормозное оборудование 2 (фиг. 1), котел 3 (фиг. 1, фиг. 2), включающий цилиндрическую обечайку 4 (фиг. 1, фиг. 5) и днища 5 (фиг. 1, фиг. 2), подкрепленный крайними 6 (фиг.1, фиг.4) и средними 7 (фиг.1, фиг. 2, фиг. 3) шпангоутами, выполненными из двутавра, установленный посредством опорных узлов 8 (фиг. 1), включающих опорные листы 9 (фиг. 4) на участках пересечения шкворневых 10 (фиг. 2, фиг. 4) и хребтовых балок 11 (фиг. 2), стрингеры 12 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3), соединенные с нижней частью котла через продольные накладки 13 (фиг. 2) из листового проката и концами соединенные соответственно с противолежащими хребтовыми балками, тормозное оборудование 2 (фиг. 1) смонтировано на стрингерах 12 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3), которые выполнены по всей длине из профиля замкнутого сечения, а средние шпангоуты 7 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) выполнены составными. Крайние 6 (фиг. 1, фиг. 4) и средние 7 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) шпангоуты расположены друг от друга на расстоянии L₁, составляющем от одной четвертой до одной второй длины базы цистерны L. Часть хребтовой балки 11 (фиг. 2) в зоне переменного сечения соединена ребром жесткости с котлом 3 (фиг. 1, фиг. 2) через продольную накладку из листового проката 9 (фиг. 4).

В предложенном техническом решении за счет установки кольцевых и продольных элементов жесткости достигается необходимый запас устойчивости оболочки цистерны от действия внешнего избыточного давления и продольных сжимающих сил, а также повышается частота собственных колебаний, что исключает возникновение резонансных явлений при движении по неровностям пути.

В настоящее время проводятся испытания опытного образца

1. Железнодорожная цистерна, содержащая ходовую часть, тормозное оборудование, котел, включающий цилиндрическую обечайку и днища, подкрепленный крайними и средними шпангоутами, установленный посредством опорных узлов, включающих опорные листы на участках пересечения шкворневых и хребтовых балок, стрингеры, соединенные с нижней частью котла через продольные накладки из листового проката и концами соединенные соответственно с противолежащими хребтовыми балками, отличающаяся тем, что стрингеры по всей длине выполнены из профиля замкнутого сечения, тормозное оборудование смонтировано на стрингерах, а шпангоуты выполнены из двутавра, причем средние шпангоуты выполнены составными.

2. Железнодорожная цистерна по п.1, отличающаяся тем, что шпангоуты расположены друг от друга на расстоянии L₁, составляющем от одной четвертой до одной второй длины базы цистерны L.

3. Железнодорожная цистерна по п.1, отличающаяся тем, что средние шпангоуты выполнены составными как минимум из трех частей.

4. Железнодорожная цистерна по п.1, отличающаяся тем, что часть хребтовой балки в зоне переменного сечения соединена ребром жесткости с котлом через продольную накладку из листового проката.

5. Железнодорожная цистерна по п.1, отличающаяся тем, что обечайка котла имеет уклон 0,7-1,0% в сторону слива продукта.

РИСУНКИ