RU223188U1 - Вагон-цистерна - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции вагонов-цистерн для перевозки жидких и полужидких продуктов. Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в повышении грузоподъемности при сохранении маневренных свойств вагона-цистерны и повышении надежности. Вагон-цистерна, содержащий котел со сливоналивным оборудованием, опирающийся на ходовые тележки через две полурамы, в консолях полурам размещены и закреплены ударно-тяговые устройства, включающие поглощающие аппараты и тяговые хомуты, с одной стороны вагон-цистерна снабжен автосцепкой, взаимодействующей с первым поглощающим аппаратом через первый тяговый хомут, передающий продольные усилия на первый поглощающий аппарат, с другой стороны вагон-цистерна снабжен жесткой сцепкой, взаимодействующей со вторым поглощающим аппаратом через второй тяговый хомут, передающий продольные усилия на второй поглощающий аппарат, при этом автосцепка выполнена с возможностью взаимодействия с автосцепкой соседнего вагона-цистерны, а жесткая сцепка выполнена с возможностью ее соединения с тяговым хомутом другого соседнего вагона-цистерны, котел выполнен в виде горизонтальной емкости, состоящей из двух днищ и средней цилиндрической части обечайки, котел имеет по меньшей мере две части, соединяющие среднюю цилиндрическую часть обечайки с днищами котла, выполненные коническими, при этом каждый котел выполнен с внутренним диаметром цилиндрической части обечайки, находящимся в интервале от 3260 мм до 3390 мм, согласно полезной модели котел выполнен с длиной, находящейся в интервале от 11560 мм до 11610 мм, жесткая сцепка выполнена в виде балки, ориентированной прямолинейно и имеющей на концах сквозные отверстия, балка сцепки соединена со вторым тяговым хомутом посредством клина тягового хомута, установленного в сквозном отверстии балки сцепки, при этом клин тягового хомута зафиксирован относительно тягового хомута болтом, поддерживающим клин, балка сцепки выполнена симметричной относительно ее центральной поперечной плоскости, определяющей центр балки сцепки, длина балки сцепки выбрана из условия обеспечения расстояния между центром балки сцепки и ближайшей точкой вагона-цистерны как на прямом, так и на криволинейном участках железнодорожного пути больше величины сжатия второго поглощающего аппарата, взаимодействующего с балкой сцепки. 5 ил.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции вагонов-цистерн для перевозки жидких и полужидких продуктов.

Из источника 1 http://lvss.ru/info/new_hookup.php известен сцеп вагонов, представляющий собой группу из 4-5 вагонов, соединенных жесткой балкой, на концах которой расположены отверстия под клин тягового хомута аналогично хвостовику автосцепки СА-3. Из данного источника известно, что использование сцепки в виде балки вместо автосцепок, уменьшает вес вагона и, соответственно, позволяет повысить его грузоподъемность. Также, использование в качестве сцепного устройства жесткой балки позволяет снизить затраты на тягу за счет уменьшения тары вагонов, увеличить грузооборот маршрутных поездов за счет увеличения их веса и длины, облегчить техническое обслуживание вагонов на ПТО, сократить количество обрывов поездов.

К недостаткам сцепа вагонов, известного из источника 1 следует отнести то, что одной жесткой балкой соединяется группа из 4-5 вагонов, что существенно снижает маневренность железнодорожного состава, содержащего такие вагонные группы. Поэтому сцеп вагонов, известный из источника 1 нельзя использовать на криволинейных путях, на местности со сложным рельефом. Также недостатком сцепа, известного из источника 1, является его низкая ремонтопригодность, т.к. в случае выхода из строя одного вагона, на ремонт надо выводить всю группу вагонов, соединенных жесткой балкой. Кроме того, соединение одной балкой группы из 4-5 вагонов усложняет конструкцию сцепа вагонов, т.к. предусматривает установку по концам сцепа специальных высокоэнергоемких поглощающих аппаратов.

Из патента РФ №166180 на полезную модель известен грузовой вагон сочлененный, включающий минимум две секции, каждая из которых включает кузов с рамой, с размещенными в их консолях ударно-тяговыми приборами, включающими поглощающие аппараты, установленные на ходовые тележки и оборудованные тормозом, соединенные жесткой неразъемной сцепкой, контактирующей с элементами поглощающих аппаратов, при этом расстояние между кузовами секций как на прямом, так и на криволинейном участках железнодорожного пути больше суммарной величины сжатия поглощающих аппаратов, установленных в смежных консолях рам кузовов секций. Как следует из фигуры 1 к патенту №166180, запатентованное техническое решение касается фактически несочлененных вагонов (т.к. отсутствует общая железнодорожная тележка у обеих секций), а касается сцепа вагонов, в котором каждый вагон установлен на две железнодорожные тележки.

Недостатком полезной модели по патенту №166180 является то, что сцепка выполнена неразъемной, а также сложность ее конструкции, поскольку исходя из сведений, приведенных в патенте №166180, жесткая, беззазорная, неразъемная сцепка предопределяет наличие двух сферических шарниров, располагаемых в непосредственной близости от рамы вагона. Неразъемность сцепки означает, что ее невозможно демонтировать от кузова без повреждения, без нарушения ее целостности, что делает ее неремонтопригодной. Поэтому при повреждении, деформации сцепки, ее замена возможна только вместе с заменой части кузова, с которой сцепка неразъемно соединена.

Из патента РФ №111500 на полезную модель известен вагон-цистерна с двумя котлами, включающий два котла со сливо-наливным оборудованием, жестко закрепленных на четырех полурамах, установленных на четырех ходовых тележках, причем каждый котел выполнен в виде горизонтальной емкости, состоящей из двух днищ и цилиндрической обечайки, выполненной из пяти царг, при этом средние полурамы соединены жесткой, беззазорной, неразъемной сцепкой, а консольные царги котлов удлинены в сторону сцепки на отрезок от 400 мм до 1100 мм.

Недостатки вагона-цистерны по патенту №111500 аналогичны недостаткам полезной модели по патенту №166180.

Из патента РФ №152041 известен вагон-цистерна, содержащий котлы со сливоналивным оборудованием, опирающиеся на ходовые тележки через рамы или полурамы, смежные рамы или полурамы соединены жесткой, неразъемной сцепкой, каждый из котлов выполнен в виде горизонтальной емкости, состоящей из двух днищ и средней цилиндрической части обечайки, при этом каждый котел выполнен с длиной, находящейся в интервале от 1770 мм до 11550 мм, и имеет по меньшей мере две части, соединяющие среднюю цилиндрическую часть обечайки с днищами котла, выполненные коническими, при этом каждый котел выполнен с внутренним диаметром цилиндрической части обечайки, находящимся в интервале от 3260 мм до 3390 мм.

Вагон-цистерна, известный из патента РФ №152041 выбран в качестве наиболее близкого аналога.

Недостатком вагона-цистерны по патенту №152041 является то, что сцепка выполнена неразъемной. Неразъемность сцепки означает, что ее невозможно демонтировать от кузова без повреждения, без нарушения ее целостности, что делает ее неремонтопригодной. Поэтому при повреждении, деформации сцепки, ее замена возможна только вместе с заменой части кузова, с которой сцепка неразъемно соединена.

Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью, - устранение недостатков аналогов.

Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в повышении грузоподъемности при сохранении маневренных свойств вагона-цистерны и повышении надежности.

Технический результат достигается за счет того, что в вагоне-цистерне, содержащем котел со сливоналивным оборудованием, опирающийся на ходовые тележки через две полурамы, в консолях полурам размещены и закреплены ударно-тяговые устройства, включающие поглощающие аппараты и тяговые хомуты, с одной стороны вагон-цистерна снабжен автосцепкой, взаимодействующей с первым поглощающим аппаратом через первый тяговый хомут, передающий продольные усилия на первый поглощающий аппарат, с другой стороны вагон-цистерна снабжен жесткой сцепкой, взаимодействующей со вторым поглощающим аппаратом через второй тяговый хомут, передающий продольные усилия на второй поглощающий аппарат, при этом автосцепка выполнена с возможностью взаимодействия с автосцепкой соседнего вагона-цистерны, а жесткая сцепка выполнена с возможностью ее соединения с тяговым хомутом другого соседнего вагона-цистерны, котел выполнен в виде горизонтальной емкости, состоящей из двух днищ и средней цилиндрической части обечайки, котел имеет по меньшей мере две части, соединяющие среднюю цилиндрическую часть обечайки с днищами котла, выполненные коническими, при этом каждый котел выполнен с внутренним диаметром цилиндрической части обечайки, находящимся в интервале от 3260 мм до 3390 мм, согласно полезной модели котел выполнен с длиной, находящейся в интервале от 11560 мм до 11610 мм, жесткая сцепка выполнена в виде балки, ориентированной прямолинейно и имеющей на концах сквозные отверстия, балка сцепки соединена со вторым тяговым хомутом посредством клина тягового хомута, установленного в сквозном отверстии балки сцепки, при этом клин тягового хомута зафиксирован относительно тягового хомута болтом, поддерживающим клин, балка сцепки выполнена симметричной относительно ее центральной поперечной плоскости, определяющей центр балки сцепки, длина балки сцепки выбрана из условия обеспечения расстояния между центром балки сцепки и ближайшей точкой вагона-цистерны как на прямом, так и на криволинейном участках железнодорожного пути больше величины сжатия второго поглощающего аппарата, взаимодействующего с балкой сцепки.

Заявляемая полезная модель поясняется фигурами.

На фиг. 1 представлен вид заявляемого вагона- цистерны

На фиг. 2. представлен вид заявляемого вагона-цистерны, соединенного с другим аналогичным вагоном.

На фиг. 3 изображена балка, соединенная с ударно-тяговым устройством.

На фиг. 4 показана кривая сцепляемости двух соединенных между собой заявляемых вагонов- цистерн при прохождении горок и аппарелей.

На фиг. 5 показана схема ограничительных контуров для автосцепки модели СА-3 по ГОСТ 32885, установленные по ГОСТ 3475 двух соединенных между собой заявляемых вагонов- цистерн.

Позиции на фигурах:

1 - котел;

1.1 - днища котла;

1.2 - средняя цилиндрическая часть обечайки котла;

1.3 - коническая часть обечайки котла;

2 - полурама;

3 - ходовые железнодорожные тележки;

4 - поглощающие аппараты;

5 - тяговые хомуты;

6 - автосцепка;

7 - жесткая сцепка (балка сцепки);

8 - сквозные отверстия с балке сцепки;

9 - клин тягового хомута.

Заявляемый вагон-цистерна содержит котел 1 со сливоналивным оборудованием, опирающийся на ходовые тележки 3 через две полурамы 2; в консолях полурам 2 размещены и закреплены ударно-тяговые устройства, включающие поглощающие аппараты 4 и тяговые хомуты 5; с одной стороны вагон-цистерна снабжен автосцепкой 6, взаимодействующей с первым поглощающим аппаратом 4 через первый тяговый хомут 5, передающий продольные усилия на первый поглощающий аппарат 4; с другой стороны вагон-цистерна снабжен жесткой сцепкой 7, взаимодействующей со вторым поглощающим аппаратом 4 через второй тяговый хомут 5, передающий продольные усилия на второй поглощающий аппарат 4; при этом автосцепка 6 выполнена с возможностью взаимодействия с автосцепкой соседнего вагона-цистерны, а жесткая сцепка 7 выполнена с возможностью ее соединения с тяговым хомутом другого соседнего вагона-цистерны; котел 1 выполнен в виде горизонтальной емкости, состоящей из двух днищ 1.1 и средней цилиндрической части 1.2 обечайки; котел имеет по меньшей мере две части 1.3, соединяющие среднюю цилиндрическую часть 1.2 обечайки с днищами 1.1 котла, выполненные коническими; при этом каждый котел 1 выполнен с внутренним диаметром цилиндрической части 1.2 обечайки, находящимся в интервале от 3260 мм до 3390 мм.

Котел 1 выполнен с длиной, находящейся в интервале от 11560 мм до 11610 мм, жесткая сцепка 7 выполнена в виде балки, ориентированной прямолинейно и имеющей на концах сквозные отверстия 8; балка 7 сцепки соединена со вторым тяговым хомутом 5 посредством клина 9 тягового хомута, установленного в сквозном отверстии 8 балки 7 сцепки; при этом клин 9 тягового хомута 5 зафиксирован относительно тягового хомута болтом, поддерживающим клин 9; балка 7 сцепки выполнена симметричной относительно ее центральной поперечной плоскости, определяющей центр балки 7 сцепки; длина балки 7 сцепки выбрана из условия обеспечения расстояния между центром балки 7 сцепки и ближайшей точкой вагона-цистерны как на прямом, так и на криволинейном участках железнодорожного пути больше величины сжатия второго поглощающего аппарата 4, взаимодействующего с балкой 7 сцепки.

Клин 9 тягового хомута может быть выполнен в виде валика или оси.

Каждый конец балки 7 сцепки может представлять собой хвостовик, выполненный в соответствии с формой и присоединительными размерами хвостовой части автосцепки СА-3.

Преимущества заявляемой полезной модели проявляются в процессе эксплуатации вагона-цистерны, когда балка 7 соединена с тяговым хомутом соседнего аналогичного вагона-цистерны.

В заявляемой полезной модели устранены недостатки аналогов, поскольку балка 7 зафиксирована относительно каждого тягового хомута 5 посредством клина 9, который, в свою очередь, зафиксирован относительно тягового хомута 5 посредством болтов (или одного болта).

Концы балки 7 представляют собой хвостовики сцепки, которые служат для ее соединения с вагонами-цистернами 1.

Длина балки 7, выбрана из условия обеспечения расстояния между ее центром и ближайшей точкой вагона-цистерны как на прямом, так и на криволинейном участках железнодорожного пути больше величины сжатия второго поглощающего аппарата 4, взаимодействующего с балкой 7. После соединения балкой 7 двух вагонов-цистерн, расстояние между ними как на прямом, так и на криволинейном участках железнодорожного пути будет больше суммарной величины сжатия поглощающих аппаратов 4, что в полной мере обеспечит безопасность вагонов в процессе их эксплуатации (исключит возможность их контакта), обеспечивает постоянную компенсацию воздействующих на вагоны 1 динамических нагрузок, обеспечивая, тем самым, долговечность эксплуатации вагонов 1.

Повышение надежности обеспечивается типом сцепки - в виде балки, у которой отсутствуют другие конструктивные элементы. Отсутствие у сцепки 7 других конструктивных элементов исключает возможность ее повреждения в местах соединения, сопряжения конструктивных элементов; снижает уровень местных напряженностей в сцепке, обусловленных изменением геометрии конструктивных элементов, обусловленных необходимостью их соединения, сопряжения. Балка 7 выполнена прямолинейной, при этом ее продольная ось направлена вдоль направления преимущественных нагрузок, воспринимаемых сцепкой - продольных динамических нагрузок. Балка 7 в продольном направлении обладает максимальной прочностью и надежностью. В связи с чем, надежность сцепки в виде балки 7 существенно выше, чем надежность сцепки, содержащей в своем составе другие конструктивные элементы.

Повышение грузоподъемности заявляемого вагона-цистерны обусловлено тем, что при одинаковых с наиболее близким аналогом внутреннем диаметре цилиндрической части котла 1, длина котла в заявляемом вагоне-цистерне больше, чем у наиболее близкого аналога (в диапазоне от 11560 мм до 11610 мм).

Возможность увеличения длины котла 1 при сохранении сцепляемости, устойчивости, маневренных свойств заявляемого вагона-цистерны, соединенного посредством балки 7 с другим аналогичным вагоном-цистерной, были проверены посредством компьютерного моделирования (фиг. 4 и 5).

Установлено, что выполнение жесткой сцепки в виде балки 7 в полной мере обеспечивает устойчивость заявляемого вагона-цистерны, соединенного посредством балки 7 с другим аналогичным вагоном-цистерной, обеспечивает сцепляемость и необходимые маневренные свойства, при увеличении длины котла 1 до размеров в интервале от 11560 мм до 11610 мм.

В процессе компьютерного моделирования также проверялось состояние железнодорожных ходовых тележек, которые не должны испытывать чрезмерных нагрузок на ось. Увеличение длины котла до размеров в интервале от 11560 мм до 11610 мм не привело к чрезмерному повышению нагрузок на ось каждой ходовой тележки 3.

Увеличение длины котла 1 до размеров в интервале от 11560 мм до 11610 мм позволило соответствующим образом повысить его грузоподъемность.

Сцепляемость автосцепки заявляемого вагона-цистерны, соединенного посредством балки 7 с другим аналогичным вагоном, проверялась в соответствии с ГОСТ 33211-2014. Фигура 4 с кривыми, по отношению к которым проверялось качество автосцепки заявляемого вагона-цистерны, соединенного посредством балки 7 с другим аналогичным вагоном, в полной мере соответствует рис. 8.2 ГОСТ 33211-2014.

Как следует из пояснений на стр. 38 ГОСТ 33211-2014 проход соединенных между собой вагонов по кривой обеспечен, если точка с координатами (а, а') находится внутри образованного соответствующей ограничительной линией и осями координат, и не обеспечен при ее положении снаружи этого контура.

На фиг. 5 кривыми разного цвета показаны диапазоны (внутри кривых), в которых обеспечивается сцепляемость различных типов вагонов (в полном соответствии с рис. 8.2 ГОСТ 33211-2014).

На фиг. 5 видно, что сцепляемость заявляемого вагона-цистерны, соединенного посредством балки 7 с другим аналогичным вагоном, не выходит за рамки сцепляемости вагонов, принятых за эталон.

На фиг. 5 под проектируемым вагоном понимается заявляемый вагон-цистерна, соединенный посредством балки 7 с другим аналогичным вагоном, находящийся в стадии проектирования.

Таким образом, заявляемая полезная модель в полной мере обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении грузоподъемности при сохранении маневренных свойств вагона-цистерны и повышении надежности.

Claims (1)

1. Вагон-цистерна, содержащий котел со сливоналивным оборудованием, опирающийся на ходовые тележки через две полурамы, в консолях полурам размещены и закреплены ударно-тяговые устройства, включающие поглощающие аппараты и тяговые хомуты, с одной стороны вагон-цистерна снабжен автосцепкой, взаимодействующей с первым поглощающим аппаратом через первый тяговый хомут, передающий продольные усилия на первый поглощающий аппарат, с другой стороны вагон-цистерна снабжен жесткой сцепкой, взаимодействующей со вторым поглощающим аппаратом через второй тяговый хомут, передающий продольные усилия на второй поглощающий аппарат, при этом автосцепка выполнена с возможностью взаимодействия с автосцепкой соседнего вагона-цистерны, а жесткая сцепка выполнена с возможностью ее соединения с тяговым хомутом другого соседнего вагона-цистерны, котел выполнен в виде горизонтальной емкости, состоящей из двух днищ и средней цилиндрической части обечайки, котел имеет по меньшей мере две части, соединяющие среднюю цилиндрическую часть обечайки с днищами котла, выполненные коническими, при этом каждый котел выполнен с внутренним диаметром цилиндрической части обечайки, находящимся в интервале от 3260 мм до 3390 мм, отличающийся тем, что котел выполнен с длиной, находящейся в интервале от 11560 мм до 11610 мм, жесткая сцепка выполнена в виде балки, ориентированной прямолинейно и имеющей на концах сквозные отверстия, балка сцепки соединена со вторым тяговым хомутом посредством клина тягового хомута, установленного в сквозном отверстии балки сцепки, при этом клин тягового хомута зафиксирован относительно тягового хомута болтом, поддерживающим клин, балка сцепки выполнена симметричной относительно ее центральной поперечной плоскости, определяющей центр балки сцепки, длина балки сцепки выбрана из условия обеспечения расстояния между центром балки сцепки и ближайшей точкой вагона-цистерны как на прямом, так и на криволинейном участках железнодорожного пути больше величины сжатия второго поглощающего аппарата, взаимодействующего с балкой сцепки.