ВАГОН-ЦИСТЕРНА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам для перевозки жидких грузов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны различные технические решения в рассматриваемой области.
У стандартных вагонов-цистерн рамного типа, например, у вагона-цистерны 15-9545 (см. ссылку http://xn--1520-u4d3ahgsb9pe.xn--p1ai/wagon/1638/) котел крепится к хребтовой балке с помощью лап и опирается на лежневые опоры. Соответственно, при динамических продольных нагрузках, действующих на вагон-цистерну, несущим элементом является хребтовая балка.
Так известна конструкция вагона-цистерны рамного типа (патент RU на полезную модель №49778, МПК B61D5/06, опубл. 10.12.2005), содержащая раму, ходовую часть и котел, закрепленный на раме по шкворневым сечениям при помощи хомутов, а в средней части - при помощи фасонных лап, соединенных специальными болтами с лапами рамы. Лапы рамы закреплены на боковых поверхностях хребтовой балки.
Недостатком известной конструкции является низкая технологичность изготовления, а именно, высокая трудоемкость установки котла на раму за счет пространственного фасонного профиля лап котла.
Характерной особенностью безрамных вагонов-цистерн является то, что котел воспринимает все основные виды нагрузок, поэтому несущая рама такому вагону-цистерне не требуется. Безрамные вагоны-цистерны, как правило, оборудуются укороченными полурамами, расположенными в консольных частях и служащими для передачи нагрузок от котла к ходовым частям и наоборот, а также для расположения ударно-тяговых устройств. Такой подход позволяет уменьшить массу вагона-цистерны и повысить его грузоподъемность. Однако, поскольку вагоны-цистерны служат в основном для перевозки опасных грузов, к прочности и надежности котла и узлов его опирания на ходовые части предъявляют повышенные требования.
Ввиду того, что в процессе изготовления котла вагона-цистерны его форма может отличаться от идеальной, а также вследствие большой металлоемкости конструкции опор котла, на практике возникают технологические сложности с приваркой ровных опор котла к неровному котлу.
Известен патент RU на полезную модель №154206 (МПК B61D 5/00, B61F1/02, опубл. 20.08.2015) «Опора котла безрамной цистерны». Данное техническое решение, как наиболее близкое к предлагаемому по совокупности существенных признаков, выбрано в качестве прототипа. Известная опора котла безрамной цистерны, содержащая полураму, образованную жестко связанными между собой хребтовой и концевой балками, отличается тем, что полурама снабжена продольной опорой, содержащей вертикальные листы, усиленные полками, соединенные с хребтовой балкой через горизонтальный лист и с днищем котла через усиливающую накладку котла.
Недостатком известной конструкции является все та же проблема с приваркой опор котла к котлу из-за сложности пристыковки опор котла к криволинейной поверхности опор котла и большой металлоемкости конструкции опор котла.
Таким образом, технической проблемой, существующей в настоящее время, являются технологические проблемы, возникающие при приварке опор котла к поверхности котла, особенно для вагонов-цистерн безрамного типа. При некачественной приварке снижается общая прочность конструкции вагона-цистерны, что приводит к снижению надежности и повышению аварийности при эксплуатации изделия.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Указанная техническая проблема решается посредством вагона-цистерны, содержащем котел в сборе с ходовыми частями и автосцепными устройствами, закрепленный в консольных частях вагона-цистерны на двух полурамах, образованных жестко связанными между собой хребтовыми и концевыми балками, с помощью продольных опор, содержащих листы, соединенные с соответствующей хребтовой балкой через верхний горизонтальный лист хребтовой балки и с соответствующим участком днища котла через усиливающие накладки, листы продольных опор предлагается выполнить составными, так что они содержат нижние и верхние части, между листами продольных опор установить усиливающий поперечный лист, при этом каждая нижняя часть  продольных опор представляет собой выступ боковой стенки хребтовой балки полурамы, каждая верхняя часть  продольных опор имеет толщину меньше толщины примыкающей к ней нижней части.
Таким образом, технический результат заключается в повышении надежности и снижении аварийности при эксплуатации изделия при одновременном снижении металлоемкости конструкции за счет обеспечения более надежной и качественной приварки продольных опор к днищу котла. Это достигается посредством использования составных разнотолщинных нижней и верхней частей продольных опор, каждая нижняя часть которых представляет собой выступ боковой стенки хребтовой балки полурамы, каждая верхняя часть которых имеет толщину меньше толщины примыкающей к ней нижней части, и между нижними и верхними частями установлен усиливающий поперечный лист.
Верхние части продольных опор могут быть выполнены составными из двух или более листов.
Верхние части продольных опор могут быть установлены под наклоном в сторону котла.
Использование составной продольной опоры котла позволяет проще и надежнее выполнять процесс сборки вагона-цистерны, т.к. части листа, в отличие от целого листа, легче качественно пристыковать и приварить к котлу. Применение разнотолщинных частей продольной опоры котла позволяет также снизить металлоемкость конструкции продольной опоры полурамы, следовательно, и всего вагона-цистерны в целом.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется следующими фигурами: фиг.1, на которой представлен общий вид вагона-цистерны; фиг.2, на которой представлена изометрическая проекция котла вагона-цистерны, вид с торца; фиг.3 - один из примеров общего вида продольной опоры котла, где:
1 – котел в сборе;
2 – полурама;
3 – тележка;
4 – автосцепное устройство;
5 – продольная опора котла;
6 – усиливающая накладка;
7 – верхняя часть продольной опоры;
8 – нижняя часть продольной опоры;
9 – усиливающий поперечный лист;
10 – верхний горизонтальный лист хребтовой балки.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Как показано на фиг.1, предлагаемый вагон-цистерна содержит котел 1 в сборе с ходовыми частями в виде тележек 3 и автосцепными устройствами 4. Котел 1 закреплен в консольных частях вагона-цистерны на двух полурамах 2, образованных жестко связанными между собой хребтовыми и концевыми балками, с помощью продольных опор 5.
Продольные опоры 5 выполнены составными и содержат нижние 8 и верхние 7 части (фиг.2, 3), соединенные, например, сварным швом, между которыми установлен усиливающий поперечный лист 9, соединенный с соответствующей хребтовой балкой через верхний лист 10 хребтовой балки и с соответствующим участком днища котла через усиливающие накладки 6. Каждая нижняя часть 8 продольной опоры 5 имеет толщину S и представляет собой выступ боковой стенки хребтовой балки полурамы 2, а каждая верхняя часть 7  продольной опоры 5 имеет толщину s, меньшую толщины S . Таким образом, толщина s каждой верхней 7 части меньше толщины S примыкающей к ней нижней 8 части.
В показанном варианте в продольной опоре 5 выполнены односоставные верхние части 7, однако также возможно использование верхних частей, состоящих из двух и большего количества листов. Кроме того, в показанном варианте верхние части 7 продольных опор 5 установлены строго вертикально, но они могут быть установлены под наклоном в сторону котла 1 относительно нижних частей 8 для более легкой пристыковки к котлу и более эффективного приваривания к котлу. При выполнении верхних частей 7 составными из двух и более листов указанные листы могут быть установлены вертикально, либо под наклоном в сторону котла 1.
Использование составных продольных опор котла, состоящих из нижних частей, каждая из которых представляет собой выступ боковой стенки хребтовой балки полурамы, и верхних частей, каждая из которых имеет толщину меньше толщины примыкающих к ним нижних частей, а также установка между нижними и верхними частями продольной опоры усиливающего поперечного листа позволяет проще и надежнее выполнять процесс сборки вагона-цистерны, т.к. части продольной опоры, в отличие от цельной продольной опоры, при их меньшей металлоемкости обеспечивают более простую, но при этом более качественную и надежную пристыковку и приварку листов продольной опоры к котлу. Соответственно, настоящая полезная модель обеспечивает технический результат в виде повышения надежности и снижении аварийности при эксплуатации вагона-цистерны при одновременном снижении металлоемкости его конструкции.
Таким образом, предлагаемый вагон-цистерна обладает улучшенными техническими характеристиками по сравнению с известными конструкциями.