УЗЕЛ ОПИРАНИЯ КОТЛА ВАГОНА-ЦИСТЕРНЫ НА ПОЛУРАМУ

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкциям узлов опирания котлов вагонов-цистерн на полураму.
Из уровня техники известен узел опирания котла вагона-цистерны на полураму, содержащую продольную центральную балку и боковые балки, поперечную лобовую балку, а также опору котла, соединённую с продольной центральной и боковыми балками (см. RU 122625, B61D 5/06, опубл. 10.12.2012).
Технической проблемой, присущей приведенному аналогу, является избыточная металлоёмкость конструкции. Обусловлена данная техническая проблема тем, что конструкция узла опирания котла вагона-цистерны на полураму содержит множество усиливающих рёбер, а также подкрепляющие ложементы. Данный факт приводит к увеличению металлоёмкости узла опирания котла вагона-цистерны на полураму.
В качестве наиболее близкого аналога принят узел опирания котла вагона-цистерны на полураму, содержащую продольную центральную балку и боковые балки, поперечную лобовую балку, а также опору котла, соединённую с продольной центральной и боковыми балками (см. RU 154206, B61D 5/00, опубл. 20.08.2015).
Технической проблемой, присущей наиболее близкому аналогу, является избыточная металлоёмкость конструкции. Обусловлена данная техническая проблема тем, что конструкция узла опирания котла вагона-цистерны на полураму содержит продольный ложемент, установленный на центральной продольной балке, а также массивный шпангоут и массивные боковые опоры. Данный факт приводит к увеличению металлоёмкости узла опирания котла вагона-цистерны на полураму.
Технический результат заявляемой полезной модели – снижение металлоёмкости узла опирания котла вагона-цистерны на полураму при обеспечении необходимой прочности и жёсткости конструкции.
Достигается заявленный технический результат узлом опирания котла вагона-цистерны на полураму, содержащую продольную центральную балку, боковые балки, поперечную лобовую балку. Узел опирания котла вагона-цистерны на полураму содержит опору котла, соединённую с продольной центральной и боковыми балками, при этом опора котла включает нижний шкворневой лист, верхний лист, поперечные вертикальные листы, соединённые с верхним и нижним листами, а также боковые листы, при этом между поперечными вертикальными листами опоры установлены рёбра жёсткости, соединённые с поперечными вертикальными листами опоры, а также нижним шкворневым листом опоры. Толщина боковых листов опоры находится в диапазоне от 10 мм до 24 мм, толщина нижнего шкворневого листа опоры находится в диапазоне от 5 мм до 20 мм, толщина рёбер жёсткости, расположенных между поперечными вертикальными листами опоры, находится в диапазоне от 5 мм до 30м мм.
Снижение металлоёмкости при обеспечении необходимой прочности и жёсткости конструкции узла опирания котла вагона-цистерны на полураму обеспечивается за счет того, что толщина боковых листов опоры находится в диапазоне от 10 мм до 24 мм, толщина рёбер жёсткости, расположенных между поперечными вертикальными листами опоры, находится в диапазоне от 5 мм до 30 мм, а толщина нижнего шкворневого листа опоры находится в диапазоне от 5 мм до 20 мм. Указанные диапазоны толщин получены путем проведения прочностных расчётов и является оптимальными. При толщине боковых листов опоры меньшей, чем 10 мм, толщине рёбер жёсткости, расположенных между поперечными вертикальными листами опоры, меньшей, чем 5 мм и толщине нижнего шкворневого листа опоры меньшей, чем 5 мм, конструкция узла опирания котла вагона-цистерны на полураму не будет обладать необходимой прочностью и жёсткостью. В то же время при толщине боковых листов опоры большей, чем 24 мм, толщине нижнего шкворневого листа опоры большей, чем 20 мм и толщине рёбер жёсткости, расположенных между поперечными вертикальными листами опоры, большей, чем 30 мм, конструкция будет иметь избыточную металлоёмкость.
Для дополнительного повышения прочности и жёсткости конструкции толщина поперечных вертикальных листов опоры котла находится в диапазоне от 4 мм до 20 мм. Указанные диапазоны толщин боковых листов опоры котла являются оптимальными, так как при толщине боковых листов опоры котла меньшей, чем 4 мм конструкция узла опирания котла вагона-цистерны на полураму не будет обладать необходимой прочностью, а при толщине большей, чем 20 мм будет иметь избыточную металлоёмкость. Также для дополнительного повышения прочности и жёсткости конструкции расстояние между поперечными вертикальными листами опоры котла находится в диапазоне от 150 мм до 350 мм. Указанный диапазон расстояний является оптимальными, так как при расстоянии между поперечными вертикальными листами опоры меньшем, чем 150 мм конструкция узла опирания котла вагона-цистерны на полураму не будет обладать необходимой прочностью и жёсткостью, а при расстоянии большем, чем 350 мм будет иметь избыточную металлоёмкость.
Заявляемая полезная модель отличается от наиболее близкого аналога тем, что толщина боковых листов опоры находится в диапазоне от 10 до 24 мм, толщина нижнего шкворневого листа опоры находится в диапазоне от 5 до 20 мм, а толщина рёбер жёсткости, расположенных между поперечными вертикальными листами опоры , находится в диапазоне от 5 мм до 30 мм, тем самым обеспечивается соответствие заявляемой полезной модели критерию «новизна».
Заявляемая полезная модель поясняется иллюстративным материалом, где на фиг.1 представлен общий вид узла опирания; на фиг. 2 – разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 – разрез Б - Б на фиг. 1.
Узел опирания котла 1 (Фиг. 1) вагона-цистерны на полураму 2, содержащую продольную центральную балку 2.1 и боковые балки 2.2, поперечную лобовую балку 2.3, содержит опору 3 котла 1, соединённую с продольной центральной балкой 2.1 и боковыми балками 2.2 полурамы 2. Опора 3 котла 1 включает нижний шкворневой лист 3.1, верхний лист 3.2 (Фиг. 2), поперечные вертикальные листы 3.3, соединённые с верхним листом 3.2 и нижним шкворневым листом 3.1, а также боковые листы 3.4. Между поперечными вертикальными листами 3.3 опоры 3 установлены рёбра 3.5 жёсткости (Фиг. 3), соединённые с поперечными вертикальными листами 3.3 опоры 3, а также с нижним шкворневым листом 3.1 опоры 3. Толщина «а» боковых листов 3.4 опоры 3 находится в диапазоне от 10 мм до 24 мм, толщина «b» нижнего шкворневого листа 3.1 опоры 3 находится в диапазоне от 5 мм до 20 мм, а толщина «c» рёбер 3.5 жёсткости, расположенных между поперечными вертикальными листами 3.3 опоры 3, находится в диапазоне от 5 мм до 30 мм. Для дополнительного повышения прочности и жёсткости конструкции толщина «d» вертикальных поперечных листов 3.3 опоры 3 находится в диапазоне от 4 мм до 20 мм, а расстояние «l» между поперечными вертикальными листами 3.3 опоры 3 находится в диапазоне от 150 мм до 350 мм.
Заявляемая полезная модель может быть использована в грузовых железнодорожных вагонах-цистернах.