Железнодорожная цистерна Советский патент 1992 года по МПК B61D5/06 

Изобретение относится .к железнодорожному составу и касается крепления котла железнодорожной цистерны на раме ходовой части.

Известна железнодорожная цистерна, содержащая ходовую часть, рама которой включает хребтовую и шкворневые балки и концевые опоры, расположенные на шкворневых балках, узел крепления цилиндрического котла, в нижней части которого по обе стороны от оси жестко укреплены продольные лапы для крепления к хребтовой балке стержневым элементом, котел в зоне крепления к хребтовой балке снабжен ребрами с отверстиями, для стержневого элемента, жестко соединенными с лапами и обращенными к оси котла, а узел крепления содержит установленные на балке кронштейны и упругие элементы, размещенные на стержневом элементе, при этом с каждой стороны котла ребро размещено между стенками кронштейнов, а стержневой элемент закреплен в стенках кронштейнов.

Наиболее близким к предлагаемой является железнодорожная цистерна, в которой котел жестко закреплен на хребтовой балке рамы и установлен на опорах, каждая из которых включает в себя опорный лист, выполненный по контуру цилиндрической части котла и расположен на вертикальных листах, жестко соединенных между собой по торцам пластинами, а с внутренней стороны - горизонтальной плитой, установленной на упругом элементе, расположенном на верхнем листе шкворневой балки рамы, нижний конец каждого вертикального листа опоры котла расположен ниже верхнего конца вертикального листа шкворневой балки и установлен с зазором относительно последнего, причем в вертикальных листах опоры и шкворневой балки выполнены соос- ные отверстия, через которые пропущены крепежные элементы, на которых расположены дополнительные упругие элементы, размещенные в зазорах между листами.

(Л

С

ы

:Ю О ICJ

8

Недостатком известной цистерны является то, что она не обеспечивает надежности и долговечности в работе из-за чрезмерных динамических нагрузок от инерционных и колебательных сил массы жидкого груза котла.

Данная цистерна хотя и имеет в опорах упругие элементы, снижающие вибрационные нагрузки на котел, однако крепежные элементы, пропущенные через соосные отверстия в шкворневой балке и вертикальных листах опор котла при взаимных перекосах продольных и поперечных балок рамы от статических и динамических нагрузок массы жидкого груза передают эти усилия через вертикальные листы опор на корпус котла и тем самым создают дополнительные нагрузки.

Дополнительные нагрузки вызывают в корпусе котла дополнительные напряжения, что, в свою очередь, снижает долговечность цистерн из-за преждевременных поломок крепежных элементов вертикальных листов опор и самого котла, что особенно недопустимо для цистерн, перевозящих взрывоопасные сжиженные газы, например, жидкий водород.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности цистерны путем уменьшения нагрузок на котел от взаимных перекосов продольных и поперечных балок рамы от статических и динамических нагрузок массы жидкого груза.

Поставленная цель достигается тем, что в отличие от известной железнодорожной цистерны, содержащей ходовую часть и котел, установленный на раме, включающей продольные и поперечные балки, опоры, каждая из которых включает в себя опорный лист, выполненный по контуру цилиндрической части котла и размещенный на вертикальных листах жестко соединенных между собой по торцам пластинами, а с внутренней стороны - горизонтальной плитой, согласно изобретению, она снабжена установленным между горизонтальной плитой и рамой шарнирным узлом, состоящим из закрепленных на горизонтальной плите подпятников, с размещенной в их подшипниках осью в виде маятниковой цапфы в средней части которой, перпендикулярно ее оси в параллельной плоскости размещен подшипник с расположенной в нем цилиндрической осью, концы которой установлены в подшипниках, закрепленных на раме, при этом подшипники подпятников котла и подшипники рамы установлены с зазором по отношению к маятниковой цапфе с возможностью их перемещения по осям.

На фиг. 1 показана цистерна, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - вид Б на фиг, 3; на фиг. 5 - ось типа маятниковой цапфы.

Железнодорожная цистерна содержит

ходовую часть 1, котел 2. Концевые части котла 2 установлены на опорах 3. Каждая из опор 3 состоит из опорного листа 4, выполненного по контуру цилиндрической части

0 котла 2 и расположенного на вертикальных листах 5. Вертикальные листы 5 соединены между собой по торцам пластинами бис внутренней стороны - горизонтальной плитой 7. На горизонтальной плите 7 закрепле5 ны подпятники 8. Подпятники 8 имеют подшипники 9, в которых размещена ось 10, в виде маятниковой цапфы. Подпятники 8 установлены с зазорами по отношению к маятниковой цапфе 10. В средней части оси

0 10, в цапфе, перпендикулярно ее оси в параллельной плоскости размещен подшипник 11 с размещенной в нем цилиндрической осью 12. Цилиндрическая ось 12 опирается своими концами через

5 подшипники 13 на раму 14. Подшипники 13 установлены по отношению к маятниковой цапфе 10. Рама 14 содержит продольные балки 15, жестко соединенные между собой поперечными балками 16.

0При эксплуатации железнодорожной

цистерны, под воздействием перевозимого жидкого груза и веса самого котла 2 поперечные балки 16 и продольные балки 15 изгибаются. При изгибе продольных балок

5 15 поперечные балки 16 поворачиваются на определенный угол. Вместе с поперечной балкой поворачиваются и закрепленные на ней подшипники 13. Компенсация этого по- ворта осуществляется за счет шарнирного

0 соединения подшипников 13 и цилиндрической оси 12, а также подшипника 11 на маятниковой цапфе 10. При изгибе поперечной балки происходит поворот на некоторый угол оси 12 совместно с подшип5 ником 11 и осью маятниковой цапфы 10. Этот поворот компенсируется шарнирным соединением маятниковой цапфы 10 с подпятниками 8. Так как при изгибе продольных 15 и поперечных 16 балок точки

0 крепления опорных элементов вместе с поворотом на определенный угол перемещаются на некоторое линейное расстояние. Для компенсации этого линейного перемещения предусмотрено размещение первой

5 оси 10, в виде маятниковой цапфы и второй цилиндрической оси 12 в параллельных плоскостях, перпендикулярно друг к другу. Для этой же цели предусмотрена также установка подшипников подпятников 8 и подшипников рамы 13 с зазорами к маятниковой

цапфе 10 с возможностью перемещения по осям их установки.

При монтаже котла возможно поменять местами опорные элементы - к горизонтальным плитам 7 прикрепить подшипники 13, а к раме 14 прикрепить подпятники 8. В этом случае цилиндрическая ось 12 будет находиться в плоскости, расположенной ближе к горизонтальным плитам 7, а маятниковая ось 10 - в плоскости, расположен- ной ближе к раме 14. От такой замены функции всех элементов не претерпят никаких изменений.

При использовании предлагаемой железнодорожной цистерны по сравнению с известной повышается надежность работы устройства за счет обеспечения свободного углового и линейного перемещения опорных элементов по продольной и поперечным осям рамы; повышается долговечность работы цистерн, так как значительно снижается воздействие взаимных перекосов продольных и поперечных балок рамы на котел. Кроме того, сокращаются внеплановые ремонты железнодорожной цистерны и обес- печиваютсяперевозкин.а

железнодорожном транспорте взрывоопасного груза (например, жидкого водорода)за счет снижения инерционных и динамических нагрузок путем самоустановки котла относительно оси.

Формула изобретения Железнодорожная цистерна, содержащая ходовую часть и котел, установленный на раме, включающей продольные и поперечные балки, опоры, каждая из которых включает в себя опорный лист, выполненный по контуру цилиндрической части котла и размещенный на вертикальных листах, жестко соединенных между собой по торцам пластами, а с внутренней стороны- горизонтальной плитой, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности цистерны путем уменьшения нагрузок на котел от взаимных перекосов продольных и поперечных балок рамы от статических и динамических нагрузок массы жидкого груза, она снабжена установленным между горизонтальной плитой и рамой шарнирным узлом, состоящим из закрепленных на горизонтальной плите подпятников, с размещенной в их подшипниках осью в виде маятниковой цапфы, в средней части которой перпендикулярно ее оси в параллельной плоскости размещен подшипник с расположенной в нем цилиндрической осью, концы которой установлены в подшипниках, закрепленных на раме, при этом подшипники подпятников котла и подшипники рамы установлены с зазором по отно- шению к маятниковой цапфе с возможностью их перемещения по осям.

Использование: крепление котла железнодорожной цистерны на раме ходовой части. Сущность изобретения: железнодорожная цистерна содержит котел, установленный на опорах, каждая из которых оканчивается горизонтальной плитой 7. На горизонтальной плите 7 установлены подпятники 8 с размещенной в их подшипниках осью в виде маятниковой цапфы, в средней части которой перпендикулярно ее оси в параллельной плоскости размещен подшипник 11с расположенной в нем цилиндрической осью 12, концы которой установлены в подшипниках 13, закрепленных на раме 14, при этом подшипники подпятников 8 котла и подшипники 13 рамы установлены с зазором по отношению к маятниковой цапфе с возможностью их перемещения по осям. 5 ил.

А

г

15 16

фиг. 2

Видб

фиг.З

фигЛ