Залізнична цистерна

1. Залізнична цистерна, що містить ємність, яка включає дві крайні і одну середню обичайку із зливним патрубком, розташованим на центральній осі, і днища, підкріплена шпангоутами, встановлена за допомогою опорних вузлів, що включають опорні листи, стрингери, що скріплені з подовжніми листовими накладками, привареними до ємності, яка відрізняється тим, що кожен стрингер виконаний щонайменше з трьох частин двох коротких і однієї довгої, між ним і кінцевою хребтовою балкою встановлена плоска вставка, нижній профіль якої забезпечує плавний перехід від кінцевої хребтової балки до стрингера, нижня частина з'єднання вставки із стрингерами і кінцевою хребтовою балкою закрита пластиною, підкріпленою знизу ребрами жорсткості, встановленими в одній площині з частинами, що сполучаються, причому в місці з'єднання плоскої вставки із стрингером встановлено ребро, яке нижньою гранню сполучено із згаданою U 2 (11) 1 3 27950 а також трудомісткість виготовлення, пов'язана з великим об'ємом складально - зварювальних робіт. У відомій залізничній цистерні, що містить котел, підкріплений шпангоутами і встановлений за допомогою опорних вузлів, які включають опорні листи на ділянках перетину шворневих і кінцевих хребтови х балок, стрингери кутикового типу скріплені з протилежними кінцевими хребтовими балками, а з котлом - через подовжню листову накладку, приварену до котла, при цьому ділянка з'єднання стрингера з кінцевою хребтовою балкою посилена елементами жорсткості [RU, пат. №27911, B61D 5/06, 11.06.2002 - прийнятий за прототип]. До недоліків конструкції такої цистерни можна віднести спочатку сформований концентратор напруги в місці з'єднання хребтової балки і стрингера через різкий перепад площ їх перетинів. Наявність значного вильоту хребтової балки у бік зливного приладу включає котел в роботу пізніше, внаслідок чого значна частина енергії удар у в автозчеп гаситься в шворневому вузлі, формуючи в ньому і в цій області котла завищені локальні напруги. Ще одним недоліком є використання як подовжнього елементу жорсткості (стрингера) кутика, схильного втрачати стійкість при експлуатаційних навантаженнях в подовжньому напрямі, висока металоємність, підвищений центр тяжіння, що знижує стійкість. Технічним результатом, на досягнення якого направлена корисна модель, що заявляється, є створення залізничної цистерни безрамної конструкції зниженої металоємності із зниженим центром тяжіння, високою міцністю і надійністю, а також технологічністю складальних робіт, пов'язаних з кріпленням котла до опори, що дозволяє забезпечити високі міцнісні характеристики цистерни. Для досягнення технічного результату в залізничній цистерні, що містить котел, який включає дві крайні і одну середню обичайки із зливним патрубком, розташованим на центральній осі, і днища, підкріплений шпангоутами, встановлений за допомогою опорних вузлів, що включають опорні листи, стрингери, які скріплені з подовжніми листовими накладками, привареними до котла, кожен стрингер виконаний, щонайменше, з трьох частин - двох коротких і однієї довгої, між стрингером і кінцевою хребтовою балкою встановлена плоска вставка, нижній профіль якої забезпечує плавний перехід від кінцевої хребтової балки до стрингера. Нижня частина з'єднання вставки із стрингерами і кінцевою хребтовою балкою закрита пластиною, підкріпленою знизу ребрами жорсткості, які встановлені в одній площині з частинами, що з'єднуються, причому в місці з'єднання плоскої вставки із стрингером встановлено ребро, яке нижньою гранню сполучено із згаданою пластиною, а верхньою гранню - з накладкою котла, при цьому між котлом і кінцевою хребтовою балкою встановлена прямокутна рамка, верхня кромка якої повторює профіль котла. У залізничній цистерні крайні шпангоути 4 встановлені в шворневих перетинах і сполучені з опорними частинами, а два замкнуті шпангоути встановлено на середній обичайці котла. Верхні і нижні листи шворневої балки кріпляться у стик з верхньою і нижніми полицями хребтової балки. Можливий варіант, коли верхні листи шворневої балки кріпляться у стик з верхньою полицею хребтової балки, а нижній лист - внапусток з нижніми полицями хребтової балки. У варіанті виконання в коротких стрингерах в місцях їх з'єднання з плоскими вставками виконані скоси під кутом не більш 35°, а в місцях з'єднання з середньою частиною - під кутом 45°. Пластина, що закриває знизу плоску вставку, перекриває ділянку з'єднання стрингера з плоскою вставкою і сполучена у стик з горизонтальними полицями стрингерів і під кутом - з нижніми полицями кінцевих хребтови х балок. До плоских вставок у верхній частині приварені горизонтальні полиці, обернені назовні. Суть корисної моделі, що заявляється, пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 представлений загальний вид залізничної цистерни, на Фіг.2 - вид А на Фіг.1, на Фіг.3 виносний елемент Б на Фіг.2, на Фіг.4 - виносний елемент В на Фіг.1, на Фіг.5 - розріз Г-Г на Фіг.3, на Фіг.6 - розріз Д-Д на Фіг.1, на Фіг.7 - розріз Е-Е на Фіг.2, на Фіг.8 - розріз Ж-Ж на Фіг.3, на Фіг.9 розріз Ж-Ж на Фіг.3 (варіант 1), на Фіг.10 - розріз Ж-Ж на Фіг.3 (варіант 2), на Фіг.11 - розріз И-И на Фіг.3, на Фіг.12 - розріз К-К на Фіг.4, на Фіг.13 розріз Л-Л на Фіг.4, на Фіг.14 - розріз М-М на Фіг.4. Залізнична цистерна є суцільнонесучею конструкцією і містить котел 1, виконаний з крайніх обичайок 2 і середньої обичайки 3. На центральній осі середньої обичайки встановлений зливний патрубок 4. На котлі 1 навколо зливного патрубка 4 встановлена накладка 5, до якої приварений замкнутий кожух 6. Крайні обичайки 2 нахилені до середньої обичайки 3 під кутом a = 1° . Котел 1 за допомогою опорних вузлів 7 жорстко сполучений з напіврамою 8 на ділянках перетину шворневих балок 9 і кінцевих хребтових балок 10. Крайні обичайки 2 скріплені з опорними листами 11 опорних вузлів 7. В нижній частині котла закріплені подовжні листові накладки 12. Крайні шпангоути 13 охоплюють крайні обичайки 2, встановлені в шворневих перетинах і взаємозв'язані з опорними вузлами 7. Середні, замкнуті шпангоути 14, о хоплюють центральну обичайку 3 і розташовані симетрично щодо середини котла. Між кінцевими рамами встановлені стрингери 15, скріплені з подовжніми листовими накладками 12 по всій їх довжині. Стрингер виконаний з тавра і складається, щонайменше, з трьох частин - двох коротких 16 і однієї довгої 17, причому короткий стрингер 16 має скоси на вертикальних ребрах один скіс виконаний під кутом 35° і стикується з плоскою вставкою 18, а інший скіс виконаний під кутом 45° і стикується з довгим стрингером 17. Довгі стрингери 17 перетинаються з кожухом 6 і жорстко скріплені з його зовнішньою поверхнею. З'єднання кінцевої хребтової балки 10 із 5 27950 стрингером здійснюється через плоску вставку 18 стиковою зваркою. З боку хребтової балки 10 у бік стрингера плоска вставка 18 плавно змінює площу поперечного перетину у бік її зменшення. Скоси 19 нижніх кромок плоскої вставки 18 кінцевої хребтової балки 10 жорстко скріплені пластиною 20, що повторює контур скосу 19, яка жорстко скріплена з горизонтальними полицями 21 стрингерів 16, перекриваючи ділянку з'єднання у стик вертикальної полиці 22 стрингера 16 і плоскої вставки 18. Від втрати стійкості плоскі вставки 18 фіксуються горизонтальними ребрами 23, оберненими назовні. На ділянці стику стрингерів 15 з кінцевою хребтовою балкою 10, у місці переходу до пластини 20, знизу встановлені ребра жорсткості 24 так, щоб знаходитися в одній площині з плоскими вставками 18 і вертикальними полицями стрингерів, при цьому симетрично вертикальній полиці 22 стрингера до кожного ребра жорсткості 24 примикає накладка 25, а зверху до пластини 20, із зовнішнього боку кріпиться ребро 26, яке нижньою своєю гранню сполучено з пластиною 20 і горизонтальною полицею 21 стрингера 16, а верхньою гранню сполучено з подовжньою листовою накладкою 12 котла. Особливістю конструкції напіврами є те, що кінцева хребтова балка 10 (далі - хребтова балка) виконана з швелера 30В або із зетового профілю. Шворнева 9 і передня балки 27 виконані з листової сталі. Шворнева балка 9 утворюється шляхом об'єднання двох її половин з хребтовою балкою 7, при цьому верхні 28 і нижні листи 29 шворневої балки 9 приварюються у стик відповідно з верхніми 30 і нижніми 31 горизонтальними полицями хребтової балки 10. Довжина вильоту хребтової балки 10 від осі шворневої балки 9 у бік l = 350 = 0,23 мм LK зливного патрубка 4 складає . У конструкції напіврами 8 можливий варіант виконання хребтової балки 10 із зетового профілю, при цьому верхні листи 28 шворневої балки 9 приварюються у стик з верхніми горизонтальними полицями 30 хребтової балки 10, а нижні листи 29 шворневої балки 9 приварюються внапуск з нижніми полицями хребтової балки. Можливий варіант, при якому верхні листи 28 і нижні листи 29 шкворневої балки 9 приварюються у стик відповідно з верхніми 30 і нижніми 31 горизонтальними полицями хребтової балки 10. Опорний вузол 7, призначений для установки котла 1 через опорний лист 11, утворений діафрагмами 32, що скріплені між собою за допомогою вертикальних 33, 34 і похилих ребер 35, підсилюючій накладки 36 і ребра 37, а також прямокутними рамками 38 і 39. Конструкцією прямокутних рамок 38 і 39 передбачений ухил для установки на них крайніх обичайок 2 котла 1. Запропоноване технічне рішення дозволяє знизити масу котла, і, як наслідок, металоємність цистерни за рахунок застосування подовжніх елементів жорсткості у вигляді стрингерів у поєднанні з поперечними елементами жорсткості у вигляді шпангоутів. Стрингери 16, 17 і шпангоути 13, 14 перешкоджають деформації оболонки котла 6 1 у торцевих хребтови х балок 10 за наявності подовжніх навантажень і вертикальних їх складових, конструктивних і експлуатаційних ексцентриситетів нейтральних кінцевих балок 10 і осей зчеплення вагонів. Запропоноване з'єднання стрингерів 16, 17 з кінцевими хребтовими балками 10, наявність подовжніх листови х накладок 12, ребер жорсткості 24, 26, плоскої вставки 18, пластини 20 і накладки 25 забезпечує рівномірну передачу цих навантажень. Одночасно запропонована конструкція напіврами, в якій шворнева балка 9 утворюється з двох частин і об'єднується з укороченою хребтовою балкою 10, внаслідок чого шворневі листи 28 кріпляться у стик до верхніх горизонтальних полиць хребтової балки 10, дозволяє знизити центр тяжіння залізничної цистерни, підвищивши її стійкість при русі. В даний час проводиться підготовка виробництва для виготовлення дослідного зразка залізничної цистерни. 7 27950 8 9 27950 10