CN102485612A - 一种罐车罐体补强板 - Google Patents

Abstract

本发明一种罐车罐体补强板，包括封头补强板、枕梁补强板和牵引梁补强板；所述封头补强板与牵引梁补强板纵向后端连接；所述枕梁补强板设置于牵引梁补强板的中段；所述牵引梁补强板纵向前端部具有整体圆弧结构；本发明可有效降低牵引梁补强板尾部区域罐体的应力集中水平且结构简单，制造方便，适应我国既有的铁路罐车生产工艺及装备。

Description

一种罐车罐体补强板

技术领域

本发明涉及一种铁路运输装备，具体涉及一种铁路罐车罐体补强板。

背景技术

为改善铁路罐车的受力，适应铁道车辆编组运行时恶劣的纵向和垂向载荷工况，我国铁路罐车一直采用在罐体上进行局部补强的方案。参见图1，补强板主要由罐体1和罐体补强板2组成，罐体补强板2主要由封头补强板3、枕梁补强板4、牵引梁补强板5组成。

自20世纪50年代我国开始自主研发铁路罐车以来，我国研制的数万辆无中梁铁路罐车一直采用用图1结构的罐体补强板，牵引梁补强板在尾部开成燕尾形状，由于这种结构可以在焊接时保证补强板与罐体焊接的密贴，长期以来，我国铁路罐车一直沿用这种设计结构。

研究结果表明，该种设计在单节罐车载重、速度、编组数较低时，还可以满足要求，随着我国重载铁道车辆技术的发展，货运列车的速度、重量、编组数都迅速发展，速度由原来的70～80km/h发展到120km/h，列车重量发展到5000吨，单车载重由60吨发展到70吨到80吨，铁路罐车在运用中承受的载荷工况更加恶劣。为此，我国铁路货车结构强度设计标准将原有的纵向考核标准进行了多次修正，以第一工况纵向压缩载荷为例，现有考核标准为192吨，较原来的140吨提高37％，多次罐车整车有限元静强度计算和试验结果均反映出：在燕尾形罐体补强板的尾部存在明显的应力集中，尤其以纵向压缩载荷192吨的第一工况和纵向压缩载荷250吨的第二工况更为恶劣，试验结果表明，这些区域的测试应力数值接近于我国铁道车辆强度考核标准对所用材料要求的许用应力限度值，给装运油类介质和化工品的铁路罐车的可靠性和安全性带来了威胁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁路罐车罐体补强板，解决背景技术中铁路罐车罐体在燕尾型罐体补强板尾部区域的应力集中问题。

本发明的技术方案是：

一种罐车罐体补强板，包括封头补强板、枕梁补强板和牵引梁补强板；所述封头补强板与牵引梁补强板纵向后端连接；所述枕梁补强板设置于牵引梁补强板的中段；其特殊之处在于：所述牵引梁补强板纵向前端部具有整体圆弧结构。

上述牵引梁补强板宽度设置为300～900mm之间，同时在牵引梁补强板的两侧或中心处设置有一个或多个孔或槽。

本发明的罐车罐体补强板，其有益效果是：

1)有效降低牵引梁补强板尾部区域罐体的应力集中水平；

采用燕尾形结构牵引梁补强板的整车有限元计算结果表明在第一工况压缩载荷192吨组合载荷作用下的第四强度理论应力为197.5Mpa，同一工况下该测点的整车静强度试验值为194.9Mpa；

采用燕尾形结构牵引梁补强板的整车有限元计算结果表明在第一工况压缩载荷250吨组合载荷作用下的第四强度理论应力为204Mpa，同一工况下该测点的整车静强度试验值为212.1Mpa；

采用本发明牵引梁补强板结构的整车有限元计算结果表明，在第一工况压缩载荷192吨组合载荷作用下的第四强度理论应力为167Mpa，同一工况下该测点的整车静强度试验值为173Mpa；

采用本发明牵引梁补强板结构的整车有限元计算结果表明，在第二工况压缩载荷250吨组合载荷作用下的第四强度理论应力为184Mpa，同一工况下该测点的整车静强度试验值为190Mpa；

研究结果表明本发明可以有效降低牵引梁补强板尾部应力水平近20％，约为30Mpa；

2)本发明的补强板结构简单，制造方便，适应我国既有的铁路罐车生产工艺及装备。

附图说明

图1为现有技术的罐车罐体补强板结构示意图；

图2为本发明的第一种实施例结构示意图；

图3为图2的补强板结构示意图；

图4为本发明的牵引梁补强板的第二种实施例；

图5为本发明的牵引梁补强板的第三种实施例；

图中：1-罐体，2-补强板，3-封头补强板，4-枕梁补强板，5-牵引梁补强板，6-孔，7-槽。

具体实施方式

本发明涉及的罐车罐体补强板，其较佳实施方式是：

第一种实施例

参加图2、3，该补强板2包括封头补强板3、枕梁补强板4以及牵引梁补强板5；其中封头补强板3与牵引梁补强板5纵向后端连接；枕梁补强板4垂直设置于牵引梁补强板5的中段；牵引梁补强板5纵向前端部为整体圆弧结构，宽度设置可以为300～900mm。在牵引梁补强板5的纵向前端部设置有两排孔6，每排并列设置多个；

本发明通过将牵引梁补强板5纵向前端设置为整体圆弧结构，同时设置牵引梁补强板5宽度为300～900mm，可以充分利用无中梁铁路罐车的纵向载荷传递特性，增加罐体1底部纵向力传递区域的宽度范围，有效降低牵引梁补强板5尾部区域的应力集中水平，提高铁路罐车罐体1结构的可靠性。通过在牵引梁补强板5上布置具有适当长度的孔6或槽7，可以满足北美铁路协会标准对罐体补强板2的具体规定：牵引梁与补强板连接的焊缝，其总焊喉面积不得超过补强板与罐体连接焊缝的总焊喉面积的85％。保证补强板与罐体焊接结构的强度，同时保证补强板与罐体的密贴程度，保证纵向载荷的传递和均化。

第二种实施例

参见图4，与上述第一种实施例的区别也是仅在于牵引梁补强板5的尾端设置有两个长槽7，且分布于牵引梁补强板尾端的两侧。

第三种实施例

参见图5，与上述第一种实施例的区别仅在于牵引梁补强板5的尾端中心处设置有一个长槽7。

本发明的补强板所涉及的孔6可以是槽孔，长孔、圆孔或者其他的形状，只要满足焊接工艺需求，而且能够起到传递应力的作用即可。同样，槽7可以是长槽或者其他的槽型均可。

Claims (5)

1.一种罐车罐体补强板，包括封头补强板、枕梁补强板和牵引梁补强板；所述封头补强板与牵引梁补强板的纵向后端连接；所述枕梁补强板设置于牵引梁补强板上；其特征在于：牵引梁补强板纵向前端部为整体圆弧结构。

2.根据权利要求1所述的罐车罐体补强板，其特征在于：牵引梁补强板的宽度为300～900毫米。

3.根据权利要求1或2所述的罐车罐体补强板，其特征在于：牵引梁补强板上设置有孔或者槽。

4.根据权利要求3所述的罐车罐体补强板，其特征在于：所述孔或者槽设置于牵引梁补强板的两侧或牵引梁补强板的中心。

5.根据权利要求4所述的罐车罐体补强板，其特征在于：所述孔或者槽为一个或多个。

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