ВАГОН-ЦИСТЕРНА

Полезная модель относится к грузовым вагонам железнодорожного транспорта, в частности к конструкции вагонов-цистерн.
Из уровня техники известен вагон-цистерна для перевозки крепкой азотной кислоты (кислотного меланжа) модели 15-1406 (ЖКЦ–39) (http://gruzivagon.ru/index.php/component/mculc/?task=vgnmods&cat=12&vmod=543 и http://scaletrainsclub.com/board/viewtopic.php?t=2494), содержащий котел, закрепленный на раме, установленной на ходовые тележки. Котел вагона-цистерны, в частности обечайка и днища, и труба слива-налива выполнены из алюминиевого сплава марки АД0. Котел оборудован лапами котла и закреплен на раме посредством соединения лап котла с лапами рамы.
Технической задачей, присущей данному техническому решению, является выполнение лап котла из алюминиевого сплава АД0, что для требуемой прочности соединения опорного узла вагона-цистерны требует увеличения длины и толщины лап, что приводит к повышению металлоемкости и увеличению массы вагона-цистерны и, соответственно, к снижению грузоподъемности вагона-цистерны.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение прочности крепления котла к раме без увеличения металлоемкости вагона-цистерны.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в вагоне-цистерне для перевозки коррозийно-активных грузов, включающем котел, выполненный из алюминиевого сплава с содержанием алюминия не менее 99,5%, содержащий обечайку, днища и лапы котла, посредством которых котел жестко закреплен на рамной конструкции, установленной на ходовые тележки вагона-цистерны, согласно настоящей полезной модели, лапы котла выполнены из алюминиевого сплава с меньшим содержанием алюминия, чем алюминиевый сплав, из которого выполнен котел. Лапы котла вагона-цистерны могут быть выполнены из разных алюминиевых сплавов. Лапы котла вагона-цистерны могут быть выполнены из алюминиевого сплава АМг5 и/или АМг6 или другого алюминиевого сплава с содержанием алюминия 90-99,4%. Лапы котла могут быть составные и/или фасонные. Лапы котла могут быть снабжены дополнительными прокладками, которые также могут быть выполнены из алюминиевого сплава.
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что лапы котла выполнены из алюминиевого сплава с содержанием алюминия меньшим, чем содержание алюминия в сплаве, из которого выполнен котел вагона-цистерны.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где представлен вагон-цистерна (общий вид).
Вагон-цистерна содержит котел 1, закрепленный на рамной конструкции, выполненный в виде рамы 2, установленной на ходовые тележки 3. Котел 1 содержит обечайку 4, днища 5 и лапы котла 6, жестко закрепленные на обечайке котла 4 вагона-цистерны посредством сварных швов по краям соединения лап котла 6 с обечайкой 4. В представленном варианте лапы 6 котла 1 вагона-цистерны составные и выполнены из алюминиевого сплава АМг6. Кроме того, между лапами котла и обечайкой котла могут быть установлены дополнительные прокладки между поверхностью обечайки котла 4 и верхней поверхностью лап котла 6 (не показаны на чертеже).
Технический результат заявляемой полезной модели, заключающийся в повышении прочности узла крепления котла к раме без увеличения металлоемкости вагона-цистерны, достигается следующим образом.
Изготовление котла вагона-цистерны из алюминиевого сплава с содержанием алюминия не менее 99,5 % обеспечивает повышение коррозийной стойкости вагона-цистерны к перевозимому грузу и снижение массы котла по сравнению с массой котла из стали, что приводит к увеличению грузоподъемности вагона-цистерны.
Лапы котла являются опорой котла вагона-цистерны на рамную конструкцию. Выполнение лап котла вагона-цистерны из такого же алюминиевого сплава, из какого выполнен котел вагона-цистерны, обеспечивает рациональный выбор материалов и исключает возникновение проблем с приваркой лап к обечайке котла вагона-цистерны, но не обеспечивает достаточной прочности конструкции лап котла, посредством которых котел закрепляется на рамной конструкции вагона-цистерны, так как возникает необходимость выполнения лап котла значительной толщины и длины, чтобы обеспечить достаточную прочность вагона-цистерны. Использование для изготовления лап котла из алюминиевого сплава с меньшим содержанием алюминия (от 90% до 99,4% включительно) обеспечивает повышение прочности опорного узла вагона-цистерны без увеличения габаритов лап котла, надежное сварное соединение обечайки котла с лапами котла, в том числе и отсутствие возникновения коррозии, а также уменьшение металлоемкости лап котла вагона цистерны вне зависимости от выполнения лап котла составными или фасонными. Составные и фасонные лапы котла при выполнении из одинакового материала обеспечивает повышение прочности в одинаковой степени.
В качестве алюминиевого сплава для выполнения лап котла может быть использован алюминиевый сплав с содержанием алюминия 90-99,4%, в частности алюминиевый сплав марок АМг5 и/или АМг6 по ГОСТ 4784-97, в том числе плиты из алюминиевого сплава марок АМг5 и/или АМг6 по ГОСТ 17232-99, что обеспечивает повышение прочности при возникающих на лапах котла продольных нагрузках в процессе эксплуатации вагона-цистерны. Кроме того, выполнение лап котла из алюминиевого сплава с меньшим содержанием алюминия также способствует уменьшению металлоемкости и массы котла, что приводит к повышению грузоподъемности вагона-цистерны.
Плиты, выполненные из алюминиевых сплавов марок АМг5 и АМг6 по ГОСТ 17232-99 толщиной от 11 до 25 мм (включительно), имеют предел прочности, равный 255 МПа и 305 МПа соответственно, что превышает предел прочности плит, выполненных из алюминиевого сплава, например, АД0 с содержанием алюминия не менее 99,5%, который равен 78 МПа, что обеспечивает повышение прочности узла крепления котла к раме без увеличения металлоемкости за счет увеличения прочности лап котла.
Лапы котла вагона-цистерны могут быть снабжены дополнительными прокладками между обечайкой котла и верхней поверхностью лап и/или между монтажными участками лап котла и лап рамы в узле крепления котла вагона-цистерны к раме. Выполнение дополнительных прокладок из такого же алюминиевого сплава, что и лапы котла обеспечит надежное сварное соединение лап котла с обечайкой котла, а также повышение прочности узла крепления за счет сокращения износа поверхности обечайки и лап котла при возникновении продольных нагрузок в процессе эксплуатации вагона-цистерны.
Таким образом, заявляемая полезная модель всей своей совокупностью существенных признаков позволяет повысить прочность крепления котла к рамной конструкции без увеличения металлоемкости вагона-цистерны.