Залізнична цистерна

1 Залізнична цистерна, яка містить котел зі зливним патрубком, який встановлений за допомогою опорних вузлів, що містять опорні листи, на ділянках пересічення шворневих балок та кінцевих хребтових балок, стрингери, шпангоути, яка відрізняється тим, що кожний стрингер скріплений кінцями відповідно з протилежними кінцевими хребтовими балками, а по довжині стрингер скріплений з подовжніми листовими накладками, які приварені до котла, при цьому, ділянка з'єднання стрингера з кінцевою хребтовою балкою підсилена елементами жорсткості 2 Цистерна за п 1, яка відрізняється тим, що стрингер виконаний з кутика 3 Цистерна за пп 1, 2, яка відрізняється тим, що висота h полиці стрингера менше висоти Н стояка кінцевої хребтової балки А Цистерна за пп 1, 2, 3, яка відрізняється тим, що на ДІЛЯНЦІ стику стрингерів з кінцевою хребтовою балкою на балці виконаний скіс стояків балки під кутом а = 25-45" до висоти h полиці стрингера і скоси стояків балки жорстко скріплені з пластиною, що жорстко скріплена з горизонтальними полицями кутиків стрингерів, причому стик пластини зі стрингерами перекритий листовою накладкою, жорстко з'єднаною з обома стрингерами та пластиною, при цьому накладка зігнута по профілю поверхонь стрингерів та пластини, що стикуються 5 Цистерна за пп 1, 2, 3, яка відрізняється тим, що при виконанні кінцевої хребтової балки з -П-подібного профілю висота Н стояка профілю балки зменшена під кутом а =25-45° до висоти h полиці стрингера, при цьому полиці профілю балки жорстко з'єднані з горизонтальними полицями кутиків стрингерів, причому стик балки та стрингерів пере критий листовою накладкою, жорстко з'єднаною з обомастрингерамита обома полицями балки, крім того, накладка зігнута по профілю поверхонь стрингерів та балки, що стикуються 6 Цистерна за п 1, яка відрізняється тим, що зовні на стояках кінцевої хребтової балки поздовжньо закріплені листові штаби, на яких на відстані один від одного виконані отвори, при цьому листова штаба та стояк балки додатково скріплені зварним стиком по профілю отворів, крім того, між отворами вертикально встановлені ребра жорсткості, які приварені до листової штаби, стояка балки, та опорного листа опорного вузла-котла 7 Цистерна за пп 1, 2, 4, 6, яка відрізняється тим, що торець листової штаби скріплений з вертикальною полицею кутика стрингера, причому ЛІНІЯ цього стику виконана під кутом {3=30-60° 8 Цистерна за пп 1, 2, 6, яка відрізняється тим, що торець стояка кінцевої хребтової балки скріплений з торцем вертикальної полиці кутика стрингера, при цьому консоль листової штаби перекриває ЛІНІЮ цього стику та жорстко закріплена на ЗОВНІШНІЙ поверхні полиці стрингера 9 Цистерна за п 1, яка відрізняється тим, що на котлі навколо зливного патрубка закріплений замкнений кожух, при цьому стрингери жорстко скріплені з його зовнішньою поверхнею 10 Цистерна за п 1, яка відрізняється тим, що стрингери з'єднані поперечними планками, які розташовані на відстані одна від одної 11 Цистерна за п 1, яка відрізняється тим, що на стрингерах закріплені кронштейни для розміщення гальмівного обладнання 12 Цистерна за п 1, яка відрізняється тим, що при виконанні котла з "ламаною віссю", який містить середню обичайку та нахилені до неї крайнє обичайки, відношення довжини її середньої обичайки до довжини Lk всього котла складає 0,120,26 13 Цистерна за пп 1, 12, яка відрізняється тим, що при виконанні котла з "ламаною віссю" вертикальні полиці стрингерів мають змінну висоту, і ЛІНІЯ верхніх торців стрингерів відповідає профілю "злому" котла 14 Цистерна за пп 1, 12, яка відрізняється тим, що шпангоути закріплені на котлі парами, при цьому крайні пари шпангоутів взаємозв'язані з опорними вузлами, а замкнені шпангоути середніх З 1643 пар розташовані в кожній парі з обох боків стику між внутрішніми шпангоутами середніх пар скласередньої та крайньої' обичайок на відстані Ь, яка дає (0,09-0,18) Ц. дорівнює (0,014-0,036) Ц, при цьому відстань b Корисна модель належить до залізничних цистерн та може бути використана для перевезення рідких вантажів. Відомо залізничну цистерну, яка містить котел зі зливним патрубком. Котел за допомогою опорних листів взаємозв'язаний з опорними вузлами, які встановлені на ділянках пересічення шворневих балок та кінцевих хребтових балок. На котлі закріплені шпангоути, причому крайні шпангоути скріплені з опорними вузлами, а шпангоути середньої частини котла виконані замкнутими (а.с. №287090, МПК В61 Д5/00,1969р ). За прототип прийнята залізнична цистерна, що містить котел зі зливним патрубком. Котел за допомогою опорних листів взаємозв'язаний з опорними вузлами, які встановлені на ділянках пересічення кінцевих хребтових балок та шворневих балок. На котлі закріплені стрингери, які виконані у вигляді накладок суцільного прямокутного профілю Центральний стрингер закріплений на опорних листах та розташований під котлом вздовж центральної осі. Бічні стрингери виконані укороченими та кріпляться парами на опорних листах та котлі (патент США №3,662,692, МПК. В61 Д5/06, 1972р.) Недоліком відомих цистерн є низька надійність, тому що відомі конструкції зміцнювальних вузлів котла при безрамному варіанті кріплення котла до ходових візків не забезпечує оптимального розподілу навантажень на котел, а збільшує напруження в оболонці котла. В основу корисної моделі поставлено задачу в залізничній цистерні шляхом зміни конструкції зміцнювальних вузлів котла та опорних елементів котла на ходові візки забезпечити високі МІЦНІСНІ характеристики цистерни. Для досягнення поставленої мети в залізничній цистерні, яка містить котел зі зливним патрубком, який встановлений за допомогою опорних вузлів, що містять опорні листи, на ділянках пересічення шворневих балок та кінцевих хребтових балок, стрингери, шпангоути, згідно із запропонованою корисною моделлю, кожний стрингер скріплений кінцями ВІДПОВІДНО з протилежними кінцевими хребтовими балками, а по довжині стрингер скріплений з ПОДОВЖНІМИ листовими накладками, які приварені до котла, при цьому, ділянка з'єднання стрингера з кінцевою хребтовою балкою підсилена елементами жорсткості. Стрингер виконаний з кутика. Висота h полиці стрингера менше висоти Н стояка кінцевої хребтової балки На ДІЛЯНЦІ стику стрингерів з кінцевою хребтовою балкою на балці виконано скіс стояків балки під кутом 0=25-45° до висоти h полиці стрингера, і скоси стояків балки жорстко скріплені з пластиною, що жорстко скріплена з горизонтальними полицями кутиків стрингерів, причому стик пластини зі стрингерами перекритий листовою накладкою, жорстко з'єднаною з обома стрингерами та пластиною, при цьому накладка зігнута по профілю поверхонь стрингерів та пластини, що стикуються. При виконанні кінцевих хребтових балок з -П--подібного профілю висота Н стояка профілю бачки зменшена під кутом а=25-45° до висоти h полиці, стрингера, при цьому полиці профілю балки жорстко з'єднані з горизонтальними полицями кутиків стрингерів, причому стик балки та стрингерів перекритий листовою накладкою, жорстко з'єднаною з обома стрингерами та обома полицями балки, крім того, накладка зігнута по профілю поверхонь стрингерів та балки, що стикуються. Зовні на стояках кінцевої хребтової" балки поздовжньо закріплені листові штаби, на яких на відстані один від другого виконані отвори, при цьому листова штаба та стояк балки додатково скріплені зварним стиком по профілю отворів, крім того між отворами вертикально вставлені ребра жорсткості, які приварені до листової' штаби, стояку балки та опорному листу опорного вузла котла. Торець листової штаби скріплений з вертикальною полицею кутика стрингера, причому лінія цього стику виконана під кутом fJ=30-60°. Можливий варіант, при якому торець стояка балки скріплений з торцем вертикальної полиці кутика стрингера, при цьому консоль листової штаби перекриває лінію цього стику та жорстко закріплена на зовнішній поверхні полиці стрингера. На котлі навколо зливного патрубка закріплений замкнений кожух, при цьому стрингери жорстко скріплені з його зовнішньою поверхнею. Стрингери з'єднані поперечними планками, які розташовані на відстані одна від одної. На стрингерах закріплені кронштейни для розміщення гальмівного обладнання. При виконанні котла з "ламаною віссю", який містить середню обичайку та нахилені до неї крайні обичайки, відношення довжини її середньої обичайки до довжини Lk всього котла складає 0,120,26. При виконанні котла з "ламаною віссю" вертикальні полиці стрингерів мають змінну висоту, та лінія верхніх торців стрингерів відповідає профілю "злому" котла. Шпангоути закріплені на котлі парами, при цьому крайні пари шпангоутів взаємозв'язані з опорними вузлами, а замкнені шпангоути середніх пар розташовані в кожній парі з обох боків стику середньої та крайньої обичайок на відстані І2 один від другого, яка дорівнює (0,0140,036)Lk, при цьому відстань 1з між внутрішніми шпангоутами середніх пар складає (0,09-0,18)Ц. Сутність корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг.1 подано загальний вигляд 1643 леннями, де на фіг. 1 подано загальний вигляд залізничної цистерни, на фіг.2 - виносний елемент А на фіг.1, на фіг.З - вигляд Б на фіг.2, на фіг.4 виносний елемент А на фіг.1 (варіант виконання), на фіг.З - вигляд В на фіг.4, на фіг.6 - переріз Г-Г на фіг.2, на фіг.7 - вигляд Д на фіг. 1, на фіг.8 переріз Е-Е на фіг.1. Залізнична цистерна містить котел 1, виконаний з крайніх обичайок 2 та середньої обичайки 3. По центральній осі середньої обичайки встановлений зливний патрубок 4. Крайні обичайки 2 нахилені до середньої обичайки 3, тобто котел виконаний з "ламаною віссю". Відношення довжини м середньої обичайки З до довжини Lk котла 1 складає 0,12-0,26. Котел 1 встановлений за допомогою опорних вузлів на ділянках пересічення шворневих балок 6 та кінцевих хребтових балок 7. Крайні обичайки 2 скріплені з опорними листами 8 опорних вузлів 5. На нижній частині котла 1 закріплені подовжні листові накладки 9, з якими скріплена пара стрингерів 10. Стрингер 10 виконаний з кутика та скріплений з листовою накладкою 9 торцем вертикальної полиці 11 кутика. Висота h вертикальної полиці 11 стрингера 10 має змінну величину, тому що лінія верхніх торців полиць 11 відповідає профілю "злому" котла 1. Висота h полиці 11 стрингера 10 менше висоти Н стояка 12 балки 7. На ділянці стику стрингерів 10 з балкою 7 на стояках 12 виконані скоси 13 під кутом 0=25-45° до висоти h полиці 11 стрингерів 10. Скоси 13 жорстко скріплені з пластиною 14, яка скріплена з горизонтальними полицями 15 кутиків стрингерів 10. Стик пластини 14 зі стрингерами 10 перекритий листовою накладкою 16, яка зігнута по профілю поверхонь стрингерів та пластини 14. При виконанні кінцевих хребтових балок 7 з -TL-подібного профілю висота Н стояка 12 профілю балки 7 зменшена під кутом а=25-45° до висоти h вертикальних полиць 11 стрингерів 10. При цьому полиці 17 профілю балки 7 жорстко з'єднані з горизонтальними полицями 15 кутиків стрингерів 10. Стик полиць 15, 17 перекритий листовою накладкою 16, що зігнута по профілю поверхонь, що стикуються. Зовні на стояках 12 балки 7 поздовжньо приварені листові штаби 18, на яких на відстані один від другого виконані отвори 19. По профілю отворів 19 листова штаба 18 додатково скріплена зварними стиками зі стояком 12 балки 7. Між отворами 19 вертикально встановлені ребра жорсткості 20, які приварені до листової штаби 8, стояка 12 балки 7, опорного листа 8. Торець листової штаби 18 скріплений з торцем вертикальної' полиці 11 кутика стрингера 10, причому лінія цього стику виконана під кутом В=3060°. Можливий варіант виконання, коли торець стояка 12 балки 7 скріплений з торцем вертикальної полиці 11 кутика стрингера 10. Консоль 21 лис тової штаби 18 перекриває лінію цього стику та жорстко закріплена на зовнішній поверхні полиці 11 стрингера 10. На котлі 1, навколо зливного патрубка 4 закріплений замкнений кожух 22. Стрингери 10 жорстко скріплені з його зовнішньою поверхнею. Стрингери 10 з'єднані поперечними планками 23, розташованими на відстані одна від другої. На стрингерах 10 закріплені кронштейни 24 для розміщення гальмівного обладнання. Шпангоути закріплені на котлі 1 парами. Шпангоути 25 крайніх пар взаємозв'язані з опорними вузлами 5. Замкнені шпангоути 26 середніх пар розташовані в кожній парі з обох боків стику 27 середньої обичайки 3 та крайньої обичайки 2 на відстані І2 один від другого, яка дорівнює (0,0140,036)Lk при цьому відстань 1з між внутрішніми шпангоутами 26 середніх пар складає (0,090,18)Ц. При використанні залізничної цистерни запропонованої' конструкції, подовжні експлуатаційні навантаження, їх вертикальні та горизонтальні складові передаються через кінцеві хребтові балки 7, які жорстко прикріплені до котла 1 за допомогою опорних вузлів 5, опорних листів 8, через стрингери 10, які взаємозв'язані з балками 7 та шпангоутами 25, 26, та розподіляються через опорні вузли 5, стрингери 10, шпангоути 25, 26 по оболонці котла 1. Стрингери 10 та шпангоути 25, 26 перешкоджають деформуванню оболонки котла 1 у торців балок при наявності подовжніх навантажень та вертикальних їх складових при конструктивних та експлуатаційних ексцентриситетах нейтральних осей балок 7 та осей зчеплення вагонів. Запропоноване з'єднання стрингерів 10 з балками 7, наявність подовжніх листових накладок 9, листових штабів 18, жорстко з'єднаних зі стояками 12 балок 7, та стрингерами 10, опорними листами 8, котлом 1, наявність ребер жорсткості 20, пластини 14, листової накладки 16 забезпечує рівномірну передачу цих навантажень. Розташування шпангоутів 25, 26 парами, взаємозв'язок шпангоутів 25 крайньої пари з опорними вузлами 5, а замкнених шпангоутів 26 середніх пар з обох боків стику середньої1 обичайки 3 та крайньої обичайки 2 на відстані 1г один від другого, яка дорівнює (0,14-0,036)Lk, та взаємозв'язок їх при цьому зі стрингерами 10 виключає деформацію оболонки котла 1 від впливу вертикальних статичних та динамічних навантажень від маси вантажу, а також внутрішнього надмірного тиску та вакууму, що дозволяє застосування листів однакової товщини при виготовленні крайніх та середніх обичайок 2, 3, максимально збільшити діаметр котла 1, а також базу цистерни Тому застосування запропонованої залізничної безрамної цистерни при значному зниженні металомісткості забезпечує високу надійність. 1643 ФІГ. 1 А 19 20 ~Jl~-v-Z: :;~3 Фіг. З 1643 Фіг. 6 a Фіг. 7 ю 12 11 it 15 Фіг. 8 TOES "Міжнародний науковий комітет" вул Артема 77, № Київ 04050 Україна (044)236 - 47 - 24