Залізнична цистерна

1. Залізнична цистерна, що містить котел, який включає дві крайні і одну середню обичайку із зливним патрубком, розташованим на центральній осі, днища, підкріплений шпангоутами, встановлений на піврамах на ділянках перетину шворневих балок з кінцевими хребтовими балками за допомогою опорних вузлів, що включають опорні листи, стрингери, що скріплені з подовжніми листовими накладками, привареними до котла, 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 C2 2 (19) 1 3 85427 4 металоконструкції [US, пат. №4.257.332, B61D5/06; ються, причому в місці з'єднання плоскої вставки із B61F1/00; B61F1/14, 24.03.1981]. Для зниження стрингером встановлено ребро, яке нижньою напруги в цистерні опорні накладки розвинені у гранню сполучено із згаданою пластиною, а верхнапрямі середини котла. Недоліком цієї конструкції ньою гранню - з накладкою котла, при цьому між є завищена металоємність цистерни. котлом і кінцевою хребтовою балкою встановлена Відома також безрамна залізнична цистерна, в прямокутна рамка, верхня кромка якої повторює якій нижня частина цистерни посилена рознесепрофіль котла. ними по її ширині стрингерами таврового перетиУ залізничній цистерні крайні шпангоути встану, привареними до подовжніх накладок, встановновлені в шворневих перетинах і сполучені з ополених між накладками опорних вузлів цистерни рними частинами, а два замкнуті шпангоути вста[US, пат. №6.357.363, B61D5/06, 19.03.2002]. новлено на середній обичайці котла. Недоліком конструкції є висока металоємність, Верхні і нижні листи шворневої балки кріпа також трудомісткість виготовлення, пов'язана з ляться у стик з верхньою і нижніми полицями хревеликим об'ємом складально-зварювальних робіт. бтової балки. Можливий варіант, коли верхні листи У відомій залізничній цистерні, що містить кошворневої балки кріпляться у стик з верхньою потел, підкріплений шпангоутами і встановлений за лицею хребтової балки, а нижній лист - внапусток допомогою опорних вузлів, які включають опорні з нижніми полицями хребтової балки. листи на ділянках перетину шворневих і кінцевих У варіанті виконання в коротких стрингерах в хребтових балок, стрингери кутикового типу скріпмісцях їх з'єднання з плоскими вставками виконані лені з протилежними кінцевими хребтовими балскоси під кутом не більш 35°, а в місцях з'єднання ками, а з котлом - через подовжню листову наклаз середньою частиною - під кутом 45°. дку, приварену до котла, при цьому ділянка Пластина, що закриває знизу плоску вставку, з'єднання стрингера з кінцевою хребтовою балкою перекриває ділянку з'єднання стрингера з плоскою посилена елементами жорсткості [RU, пат. вставкою і сполучена у стик з горизонтальними №27911, B61D5/06, 11.06.2002 - прийнятий за прополицями стрингерів і під кутом - з нижніми политотип]. цями кінцевих хребтови х балок. До недоліків конструкції такої цистерни можна До плоских вставок у вер хній частині приваревіднести спочатку сформований концентратор ні горизонтальні полиці, обернені назовні. напруги в місці з'єднання хребтової балки і стринСуть винаходу, що заявляється, пояснюється гера через різкий перепад площ їх перетинів. Накресленнями, де на Фіг.1 представлений загальявність значного вильоту хребтової балки у бік ний вид залізничної цистерни, на Фіг.2 - вид А на зливного приладу включає котел в роботу пізніше, Фіг.1, на Фіг.3 - виносний елемент Б на Фіг.2, на внаслідок чого значна частина енергії удару в авФіг.4 - виносний елемент В на Фіг.1, на Фіг.5 - розтозчеп гаситься в шворневому вузлі, формуючи в різ Г-Г на Фіг.3, на Фіг.6 - розріз Д-Д на Фіг.1, на ньому і в цій області котла завищені локальні наФіг.7 - розріз Е-Е на Фіг.2, на Фіг.8 - розріз Ж-Ж на пруги. Ще одним недоліком є використання як поФіг.3, на Фіг.9 - розріз Ж-Ж на Фіг.3 (варіант 1), на довжнього елементу жорсткості (стрингера) - кутиФіг.10 - розріз Ж-Ж на Фіг.З (варіант 2), на Фіг.11 ка, схильного втрачати стійкість при розріз И-И на Фіг.3, на Фіг.12 - розріз К-К на Фіг.4, експлуатаційних навантаженнях в подовжньому на Фіг.13 - розріз Л-Л на Фіг.4, на Фіг.14 - розріз Мнапрямі, висока металоємність, підвищений центр М на Фіг.4 . тяжіння, що знижує стійкість. Залізнична цистерна є суцільнонесучою консТехнічним результатом, на досягнення якого трукцією і містить котел 1, виконаний з крайніх направлений винахід, що заявляється, є створенобичайок 2 і середньої обичайки 3. На центральній ня залізничної цистерни безрамної конструкції осі середньої обичайки встановлений зливний зниженої металоємності із зниженим центром тяпатрубок 4. На котлі 1 навколо зливного патрубка жіння, високою міцністю і надійністю, а також тех4 встановлена накладка 5, до якої приварений нологічністю складальних робіт, пов'язаних з кріпзамкнутий кожух 6. ленням котла до опори, що дозволяє забезпечити Крайні обичайки 2 нахилені до середньої обивисокі міцнісні характеристики цистерни. чайки 3 під кутом a=1°. Для досягнення технічного результату в залізКотел 1 за допомогою опорних вузлів 7 жорстничній цистерні, що містить котел, який включає ко сполучений з напіврамою 8 на ділянках перетидві крайні і одну середню обичайки із зливним пану шворневих балок 9 і кінцевих хребтових балок трубком, розташованим на центральній осі, і дни10. Крайні обичайки 2 скріплені з опорними листаща, підкріплений шпангоутами, встановлений за ми 11 опорних вузлів 7. В нижній частині котла допомогою опорних вузлів, що включають опорні закріплені подовжні листові накладки 12. листи, стрингери, які скріплені з подовжніми лисКрайні шпангоути 13 охоплюють крайні обитовими накладками, привареними до котла, кожен чайки 2, встановлені в шворневих перетинах і взастрингер виконаний, щонайменше, з трьох частин ємозв'язані з опорними вузлами 7. Середні, задвох коротких і однієї довгої, між стрингером і кінмкнуті шпангоути 14, охоплюють центральну цевою хребтовою балкою встановлена плоска обичайку 3 і розташовані симетрично щодо серевставка, нижній профіль якої забезпечує плавний дини котла. перехід від кінцевої хребтової балки до стрингера. Між кінцевими рамами встановлені стрингери Нижня частина з'єднання вставки із стрингерами і 15, скріплені з подовжніми листовими накладками кінцевою хребтовою балкою закрита пластиною, 12 по всій їх довжині. Стрингер виконаний з тавра і підкріпленою знизу ребрами жорсткості, які встаскладається, щонайменше, з трьох частин - двох новлені в одній площині з частинами, що з'єднукоротких 16 і однієї довгой 17, причому короткий 5 85427 6 стрингер 16 має скоси на вертикальних ребрах при цьому верхні листи 28 шворневої балки 9 приодин скіс виконаний під кутом 35° і стикується з варюються у стик з верхніми горизонтальними плоскою вставкою 18, а інший скіс виконаний під полицями 30 хребтової балки 10, а нижні листи 29 кутом 45° і стикується з довгим стрингером 17. шворневої балки 9 приварюються внапуск з нижДовгі стрингери 17 перетинаються з кожухом 6 і німи полицями хребтової балки. Можливий варіжорстко скріплені з його зовнішньою поверхнею. ант, при якому верхні листи 28 і нижні листи 29 З'єднання кінцевої хребтової балки 10 із стришкворневої балки 9 приварюються у стик відповіднгером здійснюється через плоску вставку 18 стино з верхніми 30 і нижніми 31 горизонтальними ковою зваркою. З боку хребтової балки 10 у бік полицями хребтової балки 10. стрингера плоска вставка 18 плавно змінює площу Опорний вузол 7, призначений для установки поперечного перетину у бік її зменшення. Скоси 19 котла 1 через опорний лист 11, утворений діафранижніх кромок плоскої вставки 18 кінцевої хребтогмами 32, що скріплені між собою за допомогою вої балки 10 жорстко скріплені пластиною 20, що вертикальних 33, 34 і похилих ребер 35, підсилюповторює контур скосу 19, яка жорстко скріплена з ючій накладки 36 і ребра 37, а також прямокутними горизонтальними полицями 21 стрингерів 16, перамками 38 і 39. Конструкцією прямокутних рамок рекриваючи ділянку з'єднання у стик вертикальної 38 і 39 передбачений ухил для установки на них полиці 22 стрингера 16 і плоскої вставки 18. Від крайніх обичайок 2 котла 1. втрати стійкості плоскі вставки 18 фіксуються гоЗапропоноване технічне рішення дозволяє ризонтальними ребрами 23, оберненими назовні. знизити масу котла, і, як наслідок, металоємність На ділянці стику стрингерів 15 з кінцевою хрецистерни за рахунок застосування подовжніх елебтовою балкою 10, у місці переходу до пластини ментів жорсткості у вигляді стрингерів у поєднанні 20, знизу встановлені ребра жорсткості 24 так, з поперечними елементами жорсткості у вигляді щоб знаходитися в одній площині з плоскими шпангоутів. Стрингери 16, 17 і шпангоути 13, 14 вставками 18 і вертикальними полицями стрингеперешкоджають деформації оболонки котла 1 у рів, при цьому симетрично вертикальній полиці 22 торцевих хребтових балок 10 за наявності пострингера до кожного ребра жорсткості 24 примидовжніх навантажень і вертикальних їх складових, кає накладка 25, а зверху до пластини 20, із зовконструктивних і експлуатаційних ексцентриситетів нішнього боку кріпиться ребро 26, яке нижньою нейтральних кінцевих балок 10 і осей зчеплення своєю гранню сполучено з пластиною 20 і горизонвагонів. Запропоноване з'єднання стрингерів 16, тальною полицею 21 стрингера 16, а верхньою 17 з кінцевими хребтовими балками 10, наявність гранню сполучено з подовжньою листовою наклаподовжніх листових накладок 12, ребер жорсткості дкою 12 котла. 24, 26, плоскої вставки 18, пластини 20 і накладки Особливістю конструкції напіврами є те, що кі25 забезпечує рівномірну передачу цих навантанцева хребтова балка 10 (далі - хребтова балка) жень. Одночасно запропонована конструкція навиконана з швелера 30В або із зетового профілю. піврами, в якій шворнева балка 9 утворюється з Шворнева 9 і передня балки 27 виконані з листової двох частин і об'єднується з укороченою хребтосталі. Шворнева балка 9 утворюється шляхом об'вою балкою 10, внаслідок чого шворневі листи 28 єднання двох її половин з хребтовою балкою 7, кріпляться у стик до верхніх горизонтальних попри цьому верхні 28 і нижні листи 29 шворневої лиць хребтової балки 10, дозволяє знизити центр балки 9 приварюються у стик відповідно з верхнітяжіння залізничної цистерни, підвищивши її стійми 30 і нижніми 31 горизонтальними полицями кість при русі. хребтової балки 10. Довжина вильоту хребтової В даний час проводиться підготовка виробнибалки 10 від осі шворневої балки 9 у бік зливного цтва для виготовлення дослідного зразка залізнипатрубка 4 складає l=350/Lк =0,23мм. чної цистерни. У конструкції напіврами 8 можливий варіант виконання хребтової балки 10 із зетового профілю, 7 85427 8 9 85427 10 11 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 85427 Підписне 12 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601