ОПОРНЫЙ УЗЕЛ КОТЛА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЦИСТЕРНЫ

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, и касается конструкции для регулируемой установки котлов на рамах железнодорожных цистерн.
Известна конструкция крепления котла на раме [«Вагоны», под редакцией Л.А. Шадура, М., Транспорт 1973, стр. 356]. Котел цистерны опирается на деревянные бруски, укрепленные посредством угольников, планок, желобов, болтов с гайками и диафрагм на шкворневых и хребтовой балках рамы.
Недостатком данной конструкции является необходимость подгонки деревянных брусков по месту установки котла, для исключения зазоров между опорой и котлом, что значительно усложняет технологический процесс. Кроме того, в эксплуатации деревянные бруски (воспринимающие нагрузку элементы) претерпевают усадку, что исключает равномерное опирание котла на опору и снижает надежность опорного узла. Вместе с этим, от воздействия различных температур, и от временного контакта с перевозимым грузом, деревянные бруски растрескиваются, что требует их замены.
Также из уровня техники известна конструкция опорного узла котла железнодорожной цистерны [А.с. СССР №848415 B61D 5/06 опубл. №27 от 23.07.81], включающего в себя жестко закрепленную на ходовой части опору с постелью под котел, выполненную в виде замкнутой оболочки из пластичного листа, заполненной легкотвердеющей смесью на основе эпоксидной смолы. Данная конструкция обладает большой массой, что значительно увеличивает тару цистерны. Вместе с этим, под воздействием динамических нагрузок в процессе эксплуатации будет происходить растрескивание и постепенное выкрашивание наполнителя, что приведет к неравномерному восприятию нагрузки опорой. Также, опора не позволяет устанавливать другой котел, например при повреждении первого.
Кроме того, известна конструкция регулируемой опоры [«Скользун тележки железнодорожного вагона» А.с. СССР №1452736 B61F 5/54, опубл. 23.01.89 бюл. №3], позволяющее выдерживать регламентируемый зазор между опирающейся и опорной поверхностями, путем установки прокладок определенной толщины без снятия кузова вагона, таким образом данная конструкция позволяет регулировать высоту опоры с шагом, лимитируемым толщиной прокладки.
Применение металлических прокладок при регулировке зазора меду котлом и опорой вагона-цистерны приведет к существенному увеличению массы тары вагона, и как результат - снижение его грузоподъемности. Кроме того, опирание котла на металлические прокладки в процессе эксплуатации вагона-цистерны может привезти к деформации обечайки котла или его повреждению.
Данная конструкция регулируемой опоры выбрана в качестве прототипа.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании конструкции опорного узла, позволяющего производить установку котла без образования зазоров между опорой и котлом обеспечивая надежную фиксацию регулирующих элементов и тем самым обеспечивая надежность и простоту в эксплуатации вагона-цистерны.
Поставленная задача решается следующим образом.
Для устранения зазора между котлом и опорами на каждом верхнем листе опоры равномерно уложены компенсаторы. Компенсаторы выполнены из эластомерного материала, а именно из полиуретана маслобензостойкого, стойкого к повышенным температурам при пропарке и к растрескиванию.
Каждый из компенсаторов имеет выступы цилиндрической формы, которыми он фиксируется на опоре через отверстия, выполненные в верхнем листе на одинаковом расстоянии с выступами. При величине зазора, превышающей толщину компенсатора, устранение зазора производится подбором по толщине пары компенсаторов, соединенных между собой. Способы соединения компенсаторов между собой аналогичны способу установки компенсатора на верхнем листе опоры.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что опорный узел котла железнодорожной цистерны, состоит из двух опор. Каждая из опор представляет из себя металлическую конструкцию, образованную вертикальными или наклонными под небольшим углом диафрагмами. Диафрагмы соединены между собой усиливающими ребрами и планками. На верхней криволинейной поверхности диафрагм уложен радиально-деформированный лист также соединяя их между собой. В верхнем листе опоры радиально выполнены отверстия по форме близкой или подобной форме выступов которые имеют компенсаторы, укладываемые на верхнем листе для устранения зазора между котлом и верхними листами опор опорного узла. Каждый из компенсаторов, изготовленный из полиуретанового материала имеет как минимум один выступ с помощью которого, он крепится на опоре через отверстия, выполненные в верхнем листе. Компенсаторы уложены равномерно на верхнем листе каждой из опор. Выступы регулировочных компенсаторов выполнены в виде приливов цилиндрической или конической формы. Число и форма выступов может быть различной, при этом должна обеспечиваться надежная фиксация компенсаторов на верхних листах опор. Кроме того, компенсаторы имеют также как минимум одно отверстие по форме подобной форме выступа компенсатора.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:
Фиг. I - Общий вид одной из опор опорного узла с продольным разрезом;
Фиг. II - Вид сбоку одной из опор опорного узла с частично уложенными компенсаторами;
Фиг. III - Разрез по линии А-А фиг. 1 (в месте опирания котла вагона-цистерны на опору опорного узла с установленными компенсаторами);
Фиг. IV - Аксонометрическая проекция регулировочного компенсатора.
Котел 1 железнодорожной цистерны опирается через две жестко установленные на шкворневой балке 2 рамы 3 вагона опоры 4. Каждая опора 4 представляет собой радиально деформированный (изогнутый) верхний лист 5, установленный на вертикальных диафрагмах 6. Для увеличения жесткости опора 4 усилена поперечными ребрами 7 и планкой 8, соединяющими между собой диафрагмы 6. Через планки 8 котел 1 притягивается хомутами 9 к опорам 4.
Для устранения зазора между котлом 1 и верхним листом 5 опоры 4 на верхний лист 5 равномерно укладывают регулировочные компенсаторы 10. Компенсаторы 10 изготовлены из полиуретанового материала и имеют выступы 11. Посредством выступов 11 компенсаторы 10 фиксируются на верхнем листе 5 опоры 4. Выступы 11 компенсаторов 10 размещаются в радиально выполненных отверстиях 12 верхнего листа 5. Отверстия 12 выполнены по форме подобной выступам 11 компенсаторов 10. Сами выступы 11 могут быть преимущественно цилиндрической или конической формы. Форма отверстий 12 верхнего листа 5 опоры 4 близка или подобна форме выступов 11 компенсаторов 10. Так выступы 11 компенсаторов 10 могут быть цилиндрической или конической формы, а отверстия 12 также цилиндрической, шестигранной или многогранной формы, и наоборот. Число и форма выступов 11 компенсаторов 10 и отверстий 12 может быть различной, при этом должна обеспечиваться надежная фиксация компенсаторов 10 на верхних листах 5 опор 4. Компенсаторы 10 имеют также как минимум одно отверстие 13 по форме подобной или близкой форме выступа 11 компенсатора 10.
При величине зазора между котлом 1 и верхним листом 5 опоры 4, превышающей толщину компенсатора 10, устранение зазора производится подбором по толщине пары компенсаторов 10, соединенных между собой.
Способы соединения компенсаторов между собой аналогичны способу установки компенсатора на верхнем листе опоры.
Технический результат от использования заявляемого изобретения заключается в обеспечении равномерного восприятия нагрузки всей опорной поверхности котла, а также повышение надежности, долговечности и ремонтопригодности данного опорного узла вагона-цистерны в целом.
В частности выполнение компенсаторов из эластомерного материала, а именно из полиуретана маслобензостойкого позволило исключить разрушение регулировочного элемента (компенсатора) из-за атмосферного воздействия, повышенных температур при пропарке вагонов-цистерн, а также от разрушающего воздействия перевозимого продукта, в случае его пролива из котла цистерны. Кроме того, применение для компенсатора эластомерного материала, который упруго деформируется от воздействия котла с перевозимым грузом, позволяет равномерно распределить нагрузку на опору и снизить уровень напряжений в обечайки котла и самой опоре.
Наличие выступов у компенсаторов позволяет с их помощью фиксировать компенсаторы на верхнем листе опоры, равномерно радиально укладывая их, тем самым обеспечив надежное крепление котла через компенсаторы к опоре вагона-цистерны.
Выполнение в компенсаторах отверстий по форме близкой или подобной форме его выступов позволяет при монтаже котла вагона-цистерны использовать набор компенсаторов геометрически одинаковых за исключением толщины. Таким образом, можно уложив на верхние листы опор опорного узла первый слой компенсаторов одной толщины в случае не устранения зазора установить дополнительно компенсаторы другой толщины. При этом верхние компенсаторы будут крепиться на нижних аналогично креплению нижних компенсаторов на верхних листах опор опорного узла.
Выполнение выступов компенсаторов различной формы, в том числе цилиндрической или конической, позволяет изготавливать компенсаторы в зависимости от существующей технологии выполнения отверстий в верхнем листе опоры. Так, например отверстия в верхнем листе могут быть выполнены проколкой и иметь прямоугольную форму, выступы же компенсаторов соответственно должны иметь тоже прямоугольную форму, и т.д.
В настоящее время по заявляемой конструкции опорного узла изготовлены опытные образцы вагонов-цистерн с использованием предлагаемого технического решения. Вагоны-цистерны проходят необходимый комплекс испытаний.