ВАГОН-САМОСВАЛ
DUMP CAR

Заявляемое изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к вагону-самосвалу типа думпкар, предназначенному для транспортирования и выгрузки насыпного груза.
Известен вагон-самосвал, содержащий раму с шарнирно установленным на ней с помощью опорных шарниров кузовом, оборудованным боковыми откидными бортами с расположенными на торцевых сторонах вагона-самосвала приводными механизмами, приводные цилиндры, связанные с кузовом, см. RU 2582583, B61D 9/04, опубл. 27.04.2016.
Известен также вагон-самосвал, содержащий раму с шарнирно установленным на ней с помощью опорных шарниров кузовом, оборудованным боковыми откидными бортами с расположенными на торцевых сторонах вагона-самосвала приводными механизмами, приводные цилиндры, связанные с кузовом, см. RU 193424, B61D 9/06, опубл. 29.10.2019 (прототип).
К недостаткам указанных вагонов-самосвалов относится низкая эффективность при их использовании, обусловленная недостаточной устойчивостью при разгрузке плотного липкого груза, плохо скользящего по бортам и днищу кузова, неполной выгрузкой сыпучего материала из кузова, вызванных по причине малого угла наклона днища кузова и малого угла открывания бортов при разгрузке вагона-самосвала.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности использования вагона-самосвала, полученное за счёт увеличения углов наклона днища кузова и углов открывания бортов кузова.
Указанный технический результат достигается вагоном-самосвалом, содержащим раму с шарнирно установленным на ней с помощью опорных шарниров кузовом, оборудованным боковыми откидными бортами с расположенными на торцевых сторонах вагона-самосвала приводными механизмами, приводные цилиндры, связанные с кузовом, рама выполнена с хребтовой балкой, на которой в центральной вертикальной продольной плоскости «О-О» вагона-самосвала установлены приводные цилиндры, образующие вертикальную силовую плоскость, кузов собран из двух полукузовов, выполненных в виде продольных половин кузова, способных на одновременный поворот в своих опорных шарнирах на обе боковые стороны вагона-самосвала, торцовые стенки кузова выполнены из двух взаимно перекрываемых своими кромками торцовых стенок полукузовов, днища полукузовов соединены шарнирами, размещёнными в вертикальной силовой плоскости приводных цилиндров, при этом опорные шарниры, выполнены самоустанавливающимися за счёт возможности поперечного перемещения в прямолинейных направляющих, закреплённых на раме при повороте полукузовов,
- приводной механизм каждого бокового откидного борта выполнен в виде поворотного рычага (кривошипа), шарнирно установленного своим нижним концом в опорном кронштейне, неподвижно закреплённом на раме, верхним концом указанный поворотный рычаг соединён шарнирным соединением с верхним плечом поворотного коромысла, посаженного своей средней частью на центральную вертикально-подвижную промежуточную ось, размещённую в вертикальной силовой плоскости приводных цилиндров, при этом общую и для аналогичного поворотного коромысла приводного механизма второго откидного борта, вторым нижним плечом поворотное коромысло шарнирно соединено с приводной тягой, связанной с боковым откидным бортом;
- самоустанавливающиеся опорные шарниры могут быть выполнены в виде кронштейнов, закреплённых на шкворневых балках рамы, с горизонтальными прямолинейными пазами, в которых размещены оси соответствующих опорных шарниров;
- самоустанавливающиеся опорные шарниры могут быть выполнены в виде кронштейнов, установленных в поперечных опорных направляющих, закреплённых на шкворневых балках рамы;
- угол «α» наклона днищ полукузовов может составлять не менее 38° от вертикали, угол «β» наклона боковых откидных бортов составляет не менее 43° от вертикали;
- торцовые стенки полукузовов могут быть дополнены торцовыми взаимно перекрывающимися накладками;
- в качестве приводных цилиндров использованы гидроцилиндры;
- в качестве приводных цилиндров использованы пневмоцилиндры.
Заявляемое изобретение отличается от прототипа тем, что рама выполнена с хребтовой балкой, на которой в центральной вертикальной продольной плоскости «О-О» вагона-самосвала установлены приводные цилиндры, образующие вертикальную силовую плоскость, кузов собран из двух полукузовов, выполненных в виде продольных половин кузова, способных на одновременный поворот в своих опорных шарнирах на обе боковые стороны вагона-самосвала, торцовые стенки кузова выполнены из двух взаимно перекрываемых своими кромками торцовых стенок полукузовов, днища полукузовов соединены шарнирами, размещёнными в вертикальной силовой плоскости приводных цилиндров, при этом опорные шарниры, выполнены самоустанавливающимися за счёт возможности поперечного перемещения в прямолинейных направляющих, закреплённых на раме при повороте полукузовов,
- приводной механизм каждого бокового откидного борта выполнен в виде поворотного рычага (кривошипа), шарнирно установленного своим нижним концом в опорном кронштейне, неподвижно закреплённом на раме, верхним концом указанный поворотный рычаг соединён шарнирным соединением с верхним плечом поворотного коромысла, посаженного своей средней частью на центральную вертикально-подвижную промежуточную ось, размещённую в вертикальной силовой плоскости приводных цилиндров, при этом общую и для аналогичного поворотного коромысла приводного механизма второго откидного борта, вторым нижним плечом поворотное коромысло шарнирно соединено с приводной тягой, связанной с боковым откидным бортом;
- самоустанавливающиеся опорные шарниры могут быть выполнены в виде кронштейнов, закреплённых на шкворневых балках рамы, с горизонтальными прямолинейными пазами, в которых размещены оси соответствующих опорных шарниров;
- самоустанавливающиеся опорные шарниры могут быть выполнены в виде кронштейнов, установленных в поперечных опорных направляющих, закреплённых на шкворневых балках рамы;
- угол «α» наклона днищ полукузовов может составлять не менее 38° от вертикали, угол «β» наклона боковых откидных бортов составляет не менее 43° от вертикали;
- торцовые стенки полукузовов дополнены торцовыми взаимно перекрывающимися накладками;
- в качестве приводных цилиндров могут быть использованы гидроцилиндры;
- в качестве приводных цилиндров могут быть использованы пневмоцилиндры.
Такие отличия дают основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности изобретения - «новизна». Сравнение предлагаемого устройства не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, аналогичные отличительным признакам предлагаемого технического решения, что позволяет сделать вывод о соответствии условию патентоспособности изобретения - «изобретательский уровень».
Заявляемое изобретение представлено на чертежах, где:
- на Фиг. 1 изображён вагон-самосвал, общий вид;
- на Фиг. 2 - вид снизу на кузов, остальные детали вагона-самосвала условно не показаны, изометрическая проекция;
- на Фиг. 3 - то же самое, кузов в позиции разгрузки, изометрическая проекция;
- на Фиг. - 4, 6, 8, 10 - примеры последовательных положений кузова при его подъёме и повороте;
- на Фиг. - 5, 7, 9, 11 - примеры последовательных положений элементов приводных механизмов боковых откидных бортов, кинематические схемы.
Вагон-самосвал содержит раму 1 (Фиг. 1) с шарнирно установленным на ней с помощью опорных шарниров 2 (Фиг. 2) кузовом 3, оборудованным боковыми откидными бортами 4.
Рама 1 выполнена с хребтовой балкой 1.1, на которой в центральной вертикальной продольной плоскости «О-О» вагона-самосвала установлены приводные цилиндры 5. В качестве приводных цилиндров 5 могут быть использованы гидроцилиндры, пневмоцилиндры, винтовые домкраты с электроприводом, другие подходящие для этого устройства. Приводные цилиндры 5 образуют своими штоками вертикальную силовую плоскость, совпадающую с центральной вертикальной продольной плоскости «О-О» вагона-самосвала. Кузов 3 собран из двух полукузовов 3.1, выполненных в виде продольных половин кузова 3. Торцовые стенки кузова 3 выполнены из двух стыкуемых своими торцами торцовых стенок 3.2. Днища 3.3 полукузовов 3.1 соединены шарнирами 3.4 (Фиг. 3, 4), размещёнными в вертикальной силовой плоскости приводных цилиндров 5.
Приводной механизм каждого бокового откидного борта 4 выполнен в виде поворотного рычага 4.1 (кривошипа) (Фиг. 5 - 9), шарнирно установленного своим нижним концом в опорном кронштейне 1.2, неподвижно закреплённом на раме 1. Верхним концом поворотный рычаг 4.1 соединён шарнирным соединением с верхним плечом поворотного коромысла 4.2, который посажен своей средней частью с возможностью поворота на центральную вертикальную-подвижную промежуточную ось 6, причём указанная ось 6 размещена в вертикальной силовой плоскости приводных цилиндров 5. При этом указанная центральная вертикально-подвижная промежуточная ось 6 является общей и для аналогичного поворотного коромысла 4.2.1 приводного механизма второго откидного борта 4. Вторым нижним плечом поворотное коромысло 4.2 шарнирно соединено с приводной тягой 4.3, связанной с соответствующим боковым откидным бортом 4.
Угол α наклона днищ 3.3 полукузовов 3.1 составляет не менее 38° от вертикали, угол β наклона боковых откидных бортов 4 составляет не менее 43° от вертикали (Фиг. 10, 11).
Самоустанавливающиеся опорные шарниры 2 половин кузовов 3.1 могут быть выполнены в виде кронштейнов 2.1 (Фиг. 12), закреплённых на шкворневых балках 1.3 рамы 1, с горизонтальными прямолинейными пазами 2.2, в которых размещены концы осей 2.3.
Самоустанавливающиеся опорные шарниры 2 половин кузовов 3.1 могут быть выполнены в виде кронштейнов 2.4 (Фиг. 13), подвижно установленных в поперечных опорных направляющих 2.5, закреплённых на шкворневых балках 1.3 рамы 1. Для плавного поперечного перемещения самоустанавливающихся опорных шарниров 2 кронштейны 2.4 могут быть установлены на ролики 2.6 качения.
Самоустанавливающиеся опорные шарниры 2 для опоры половин кузовов 3.1 могут представлять из себя радиусные опорные гнёзда 2.7 для размещения в них осей 2.3 половин кузовов 3.1.
Для исключения просыпания сыпучего груза в межрельсовое пространство при разгрузке вагона-самосвала торцовые стенки 3.2 могут быть дополнены торцовыми взаимно перекрывающимися накладками 3.2.1 (Фиг. 14).
Предлагаемое изобретение используют следующим образом.
Для разгрузки вагона-самосвала включают приводные цилиндры 5. Приводные цилиндры 5 своими штоками, находящимися в центральной вертикальной продольной плоскости «О-О» вагона-самосвала, являющейся вертикальной силовой плоскостью приводных цилиндров 5, поднимают вверх место соединения шарнирами 3.4 днищ 3.3 полукузовов 3.1. Каждый из полукузовов 3.1 поворачивается на своих опорных шарнирах 2 на соответствующую боковую сторону вагона-самосвала. При этом опорные шарниры 2, выполненные самоустанавливающимися, поперечно перемещаются к центральной вертикальной продольной плоскости «О-О» вагона-самосвала.
При движении вверх штоков приводных цилиндров 5 также перемещается вверх и кинематически связанная с ними центральная вертикально-подвижная промежуточная ось 6, находящаяся в вертикальной силовой плоскости приводных цилиндров 5. Центральная вертикально-подвижная промежуточная ось 6 перемещает вверх поворотное коромысло 4.2. Поворотное коромысло 4.2, связанное своим верхним концом с поворотным рычагом 4.1, поворачиваясь на центральной вертикально-подвижной промежуточной оси 6, толкает своим нижним концом приводную тягу 4.3, которая поворачивает в шарнирах боковой откидной борт 4 на угол β от вертикали, который составляет не менее 43°. Угол α наклона днищ 3.3 полукузовов 3.1 при этом составляет не менее 38° от вертикали. В качестве приводных цилиндров 5 могут быть использованы гидроцилиндры, либо пневмоцилиндры.
Опускание полукузовов 3.1 и закрытие откидных бортов 4 производят в обратной последовательности.
Выполнение кузова 3 из двух полукузовов 3.1, имеющих гораздо меньшую ширину днищ 3.3, позволяет в пределах допустимого нормативными документами поперечного предельного габарита железнодорожного транспорта осуществить раскрытие полукузовов 3.1 и их боковых откидных бортов 4 на гораздо большие углы α и β, что уменьшает плечо действия силы от веса груза, находящегося на днищах 3.3 и откидных бортах 4. За счёт больших углов наклона осуществляется полная разгрузка кузова 3, исключается заваливание нижних кромок раскрытых откидных бортов 4 выгруженным сыпучим грузом, как происходит при сваливании сыпучего груза на одну сторону вагона-самосвала.
Использование приводных цилиндров 5, размещённых в центральной вертикальной продольной плоскости «О-О» вагона-самосвала, одновременно приводящих в действие приводные механизмы по обеим боковым сторонам вагона-самосвала, исключает использование отдельных приводных силовых механизмов для каждой стороны вагона-самосвала, что упрощает конструкцию приводных механизмов вагона-самосвала. Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет повысить эффективности использования вагона-самосвала.