Опора котла грузового железнодорожного вагона-цистерны

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, касается конструкции вагонов-цистерн, в частности конструкции опоры котла на раму.
Известна конструкция железнодорожной цистерны [Патент РФ №15977 опубликован 27.11.2000г], содержащая ходовую часть, котел с ломаной осью и раму, включающую продольные и шкворневые балки, каждая из которых снабжена опорами, выполненными по контуру нижней цилиндрической части котла и состоящими из несущих диафрагм, усиленных ребрами жесткости, и опорных листов, с закрепленными на них желобами и брусками, листы несущих диафрагм и опорный лист с желобами удлинены в сторону центральной части шкворневой балки с перекрытием хребтовой балки, а бруски одинаковой геометрической формы расположены параллельно продольной оси котла по контуру опорного листа.
Недостатком данной конструкции является излишняя металлоемкость вследствие использования в конструкции опорного листа. Данный недостаток приводит к увеличению массы тары вагона и, как следствие, снижению допустимой массы перевозимого в вагоне-цистерне груза.
Кроме того, из уровня техники известна конструкция крепления котла на раме [«Вагоны», под редакцией Л.А. Шадура, М., Транспорт, 1980, стр. 346-347, рис.XII.6] выполненная с опорой котла по концевым частям на деревянные брусья, укрепленные в желобах посредством болтов с гайками, при этом желоба выполнены из швеллеров и опираются на диафрагмы, закрепленные на шкворневой и хребтовой балке.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
Недостатком данной конструкции является излишняя металлоемкость вследствие использования в конструкции в качестве желобов профиля из швеллера. Использование данных профилей приводит к увеличению массы тары вагона и, как следствие, снижению допустимой массы перевозимого в вагоне-цистерне груза.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание конструкции опоры котла вагона-цистерны с уменьшенной металлоемкостью, позволяющей снизить массу тары и увеличить количество перевозимого в вагоне-цистерне груза.
Поставленная задача решается за счет того, что в конструкции опоры котла используются желоба, выполненные из гнутого листа. Применение желобов из гнутого листа в отличие от использующихся в представленных аналогах швеллеров, позволяет снизить массу тары опоры котла и вагона-цистерны в целом с обеспечением требуемых показателей прочности конструкции опоры котла. Данное утверждение обусловлено тем, что используемые в настоящее время в вагонах-цистернах желоба из швеллеров имеют большее поперечное сечение в углах, нежели желоба из гнутого листа. При выполнении желоба из гнутого листа из материала и с размерами длины, ширины, толщины стенок идентичных желобу из швеллера получаемое снижение массы желоба составит 3,8 процента.
Выполнение желоба шириной в диапазоне значений менее 120 мм, но не менее 110 мм, также позволяет снизить массу желобов, с обеспечением требуемых показателей прочности конструкции. Данное утверждение, обосновано тем, что в настоящее время в качестве желобов опор вагонов-цистерн используются швеллера изготавливаемые по ГОСТ 8240-97. Данный ГОСТ предусматривает определенные размеры швеллеров по ширине, которые включают такие значения как 80, 100, 120, 140 мм. Исходя из напряжений, воспринимаемых желобами опор, в конструкциях данного узла применяются швеллера шириной не менее 120 мм, так как швеллера меньших размеров, представленных в ГОСТ 8240-97, а именно 80 и 100 мм, не обеспечивают требуемого уровня прочности конструкции. Выполнение же желобов из гнутого листа позволяет выполнять желоба шириной менее 120 мм с обеспечением требуемого уровня прочности конструкции.
Выполнение желоба из гнутого листа толщиной 4 мм также позволяет снизить массу желобов, с обеспечением требуемых показателей прочности конструкции. Данное утверждение, также обосновано тем, что в качестве желобов опор вагонов-цистерн используются швеллера, изготавливаемые по ГОСТ 8240-97. Данный ГОСТ предусматривает определенные размеры швеллеров по толщине основания и полок, которые включают такие значения как 4,8 и 4,9 мм у оснований и 7,8 и 8,1 мм у полок, для швеллеров шириной 120 и 140 мм соответственно. Выполнение же желобов из гнутого листа позволяет использовать любую толщину стенки, обеспечивающую требуемый уровень прочности конструкции, тем самым добиваясь снижения массы желоба.
Техническим результатом от применения предлагаемой полезной модели является снижение массы опоры котла вагона-цистерны и массы тары вагона-цистерны в целом и, как следствие, повышение грузоподъемности вагона-цистерны.
Сущность заявляемой полезной модели, заключается в том, что опора котла грузового железнодорожного вагона-цистерны, содержащая диафрагмы, соединенные между собой ребрами жесткости, на диафрагмы установлены желоба, в которые уложены и закреплены посредством болтов и гаек деревянные бруски, при этом, желоба выполнены из гнутого листа.
Возможно выполнение швеллера шириной в диапазоне значений менее 120 мм, но не менее 110 мм из листа толщиной 4 мм.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:
Фиг. 1 – Опора котла грузового железнодорожного вагона-цистерны (изометрия);
Фиг. 2 – Опора котла грузового железнодорожного вагона-цистерны (вид сбоку);
Фиг. 3 – Сечение желоба из швеллера и из гнутого листа.
На фиг.1 изображена опора котла грузового железнодорожного вагона-цистерны, содержащая диафрагмы 1, соединенные между собой ребрами жесткости 2. На диафрагмы 1 установлены желоба 3, в которые уложены и закреплены посредством болтов 4 и гаек 5 деревянные бруски 6. Желоба 3 опоры котла грузового железнодорожного вагона-цистерны выполнены из гнутого листа.
В качестве примера реализации может быть представлена опора котла грузового вагона-цистерны, содержащая диафрагмы, закрепленные на шкворневых балках рамы вагона-цистерны и соединенные между собой ребрами жесткости. На диафрагмы установлены четыре желоба, в которые уложены и закреплены посредством болтов и гаек деревянные бруски. Каждый желоб имеет ширину в 112 мм и выполнен из гнутого листа толщиной 4 мм.
Применение опор котла вагона-цистерны с желобами данной конструкции в сравнении с применяемыми в настоящее время в вагонах-цистернах желобами из швеллеров по ГОСТ 8240-97, имеющих ширину 120 мм, толщину основания 4,8 мм и толщину полок 7,8 мм, при аналогичных длине и материале, позволяет, за счет снижения массы желоба примерно на 3 кг, снизить массу опоры на 12 кг, а массу тары вагона-цистерны на 48 кг.
В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация, изготовлены опытные образцы и проведены всесторонние испытания опытных образцов.