УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ КОТЛА К РАМЕ ВАГОНА-ЦИСТЕРНЫ

Область техники
Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкциям вагонов-цистерн, а именно к узлу крепления котла к раме вагона.
Уровень техники
Из уровня техники известен вагон-цистерна для перевозки крепкой азотной кислоты (кислотного меланжа) модели 15-1406 (ЖКЦ–39), содержащий котел, закрепленный на раме, установленной на ходовые тележки. Котел вагона-цистерны выполнен из алюминиевого сплава марки АД0, содержит обечайку и днища и оборудован фасонными лапами котла. Котел вагона-цистерны закреплен на раме посредством соединения лап котла с лапами рамы.
Недостатком технического решения является недостаточная прочность фасонных лап котла, выполненных из алюминиевого сплава, что приводит к механическому износу деталей, к конструктивным повреждениям узла крепления котла к раме вагона-цистерны, а также к трещинам сварных швов фасонных лап.
Известен узел крепления котла на раме вагона-цистерны (патент RU № 194149, B61D5/06, опубл. 29.11.2019 г.), содержащий лапы котла, жестко закрепленные на обечайке котла, соединенные чистыми болтами с лапами рамы, жестко закрепленными с верхней полкой хребтовой балки посредством продольных сварных швов, между лапами рамы и хребтовой балкой рамы закреплены косынки, которые соединены с лапами рамы и с лапами котла чистыми болтами, при этом косынки расположены в зоне торцов лап рамы и выполнены в виде гнутых фигурных пластин.
Недостатками такого решения является ограничение применения. Полезная модель не применима в вагонах из алюминия и алюминиевых сплавах.
Известен вагон-цистерна для перевозки сильно коррозийно-активных грузов (патент RU № 177727, B61D5/06, опубл. 06.03.2018 г.), например, крепкой азотной кислоты. Вагон-цистерна содержит котел, закрепленный на раме, установленной на ходовые тележки. Котел, выполненный из алюминиевого сплава, содержит обечайку, днища и лапы котла. Лапы котла вагона-цистерны выполнены с отверстиями для соединения с лапами рамной конструкции посредством элементов крепления и с прорезями в полках для сварного соединения лап с обечайкой котла вагона-цистерны. Лапы котла выполнены из двух составляющих элементов Г-образной формы. Полки составных элементов лап котла разнонаправлены и закреплены на обечайке котла вагона-цистерны. Заявляемая полезная модель всей своей совокупностью существенных признаков позволяет повысить надежность вагона-цистерны за счет обеспечения условий прочности узла крепления котла к рамной конструкции и лап котла в частности.
Недостатком технического решения является трудоемкость изготовления и, соответственно, нетехнологичность. В конструкции данной полезной модели присутствуют как минимум два элемента, изготовление которых включает несколько сложных операций, а также наличие элемента Г-образной формы, направленного внутрь, ограничивающего размещение «выштамповки (поддона)» в котле и сливного оборудования.
Данная конструкция взята в качестве ближайшего аналога.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом полезной модели является повышение технологичности узла и, соответственно, уменьшение трудоемкости в изготовлении.
Технический результат достигается за счет того, что в узле крепления котла к раме вагона-цистерны, содержащем лапу котла 4, жестко закрепленную к обечайке котла 2 и раме 1 вагона-цистерны посредством элементов крепления, новым является то, что лапа котла 4 выполнена Г-образной формы, направленной наружу, с закрепленной между двумя её полками косынкой 5, при этом косынка 5 и полка элемента Г-образной формы лапы котла 4, направленной вниз, образуют угол α в диапазоне от 90 до 120 градусов, а эта же полка с осью симметрии образуют угол β в диапазоне от 0 до 60 градусов.
Полезную модель дополняют частные признаки, способствующие достижению технического результата. Так, лапа котла 4 и косынка 5 выполнены толщиной в диапазоне от 10 до 30 мм, косынка 5 выполняет роль ребра жесткости и жестко закреплена между полками лапы котла 4. Конструкция узла крепления к раме вагона-цистерны выполнена из алюминиевых сплавов.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен вид сбоку узла крепления котла к раме вагона-цистерны; на фиг. 2 – разрез А-А узла крепления котла к раме вагона-цистерны, фиг. 3 – общий вид вагона-цистерны с узлом крепления.
На чертежах конструктивные элементы узла крепления котла к раме вагона-цистерны обозначены следующими позициями:
1 – рама вагона-цистерны;
2 – котел вагона-цистерны;
3 – лапа рамы;
4 – лапа котла;
5 – косынка.
Узел крепления котла к раме вагона-цистерны содержит лапу котла 4 Г-образной формы, направленной наружу, с закрепленной между двумя её полками косынкой 5, образующая в сечении вместе с полками треугольник, жестко закрепленные к обечайке котла 2 и лапе рамы 3 элементами крепления (условно не показаны), например, чистыми болтами, шпилькой, самостопорящимся болтом или заклепкой, лапа рамы 3 жестко закреплена на раме 1 вагона-цистерны также посредством элементов крепления.
Косынка 5 и полка элемента Г-образной формы лапы котла 4, направленной вниз, образуют угол α в диапазоне от 90 до 120 градусов, а угол β – между этой же полкой и осью симметрии находится в диапазоне от 0 до 60 градусов. Толщина лап котла 4 и косынок 5 варьируются от 10 до 30 мм.
Таким образом, косынка 5 (пластина) выполняет роль ребра жесткости и представляет собой простую деталь, которая может быть изготовлена из листа металла или полосы с помощью отрезного станка («гильотины»).
Конструкция узла крепления к раме вагона-цистерны, изготовленная из алюминиевых сплавов, не уступает в прочности аналогу, что положительно влияет на надежность вагона в целом.