ПОЛУВАГОН С ГЛУХИМ КУЗОВОМ

Предполагаемая полезная модель относиться к железнодорожному транспорту, а именно к конструкциям полувагонов с глухим кузовом.
Известны конструкции полувагонов с глухим кузовом модели 12-1592, полувагонов для медной руды модели 12-4024, вагонов для сыпучих металлургических грузов (модель 22-4008) [1], полувагонов для инертных насыпных грузов модели 12-295 [2], полувагонов для инертных насыпных не пылевидных крупнокусковых грузов модели 12-2104 [3], полувагонов с глухим кузовом моделей 12-9833, 12-9833-01, 12-9869 [4] для перевозки грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков, насыпных, не пылевидных, навалочных и тарно-штучных, конструкция кузова полувагона по патенту [8].
Перечисленные модели полувагонов включают типовые для грузовых вагонов ходовые части (тележки), тормозное оборудование, автосцепное устройство и кузов сварной конструкции, состоящий из двух боковых, двух торцовых стен и рамы с настилом пола. Рама включает продольную хребтовую балку, поперечные балки (концевые, шкворневые, промежуточные), дополнительные продольные балки, поддерживающие настил пола. Концевые балки рамы сварные или штампованные Г-образного поперечного сечения. Шкворневые и промежуточные балки сварные коробчатого или таврового сечения и включают один или два вертикальных листа и два пояса: верхний и нижний. Верхние пояса шкворневых и промежуточных балок плоские из листов или полос, или специального профиля, применяемого в конструкции рамы универсальных полувагонов с люками. Верхние пояса всех поперечных балок пересекают хребтовую балку и образуют с верхними полками профилей хребтовой балки нахлесточные соединения. Листы пола продольными кромками соединяются с верхними полками профилей хребтовой балки и нижней боковой обвязки, а поперечными - с верхними поясами поперечных балок. Соединения тоже нахлесточные. Кузов полувагона по патенту [8] имеет выпуклые торцовые стены и зигованную конструкцию верхних поясов поперечных балок. Перечисленные вагоны предназначены, в основном, для разгрузки на вагоноопрокидывателях и груз в них размещается в объеме, образованном боковыми и торцовыми стенам и полом, установленным на верхней плоскости рамы.
Указанные конструкции полувагонов имеют следующие недостатки:
- в полувагонах с настилом пола на верхней плоскости рамы, не используется подвагонное пространство для размещения груза, в результате чего для получения необходимого погрузочного объема кузов вагона имеет увеличенную длину по раме, что приводит к увеличению массы вагона (тары) и длины поезда;
- с увеличением массы вагона, из-за ограничения по допускаемой нагрузке от оси колесной пары на рельсовый путь, ограничиваются возможности повышения грузоподъемности вагона;
- в существующих конструкциях полувагонов значительно недоиспользуется показатель - «допускаемая нагрузка на погонный метр пути»;
- конструкция кузова полувагона по патенту [8] позволяет увеличить погрузочный объем вагона лишь частично.
Известны также конструкции крытых вагонов-хопперов модели 19-752 для перевозки зерна, вагона-хоппера модели 19-758 [5] для перевозки цемента, вагонов-хопперов моделей 19-9835, 19-9835-01, 19-9870 [6], предназначенных для перевозки гранулированных, крупнозернистых и кристаллических неслеживающихся минеральных удобрений, полувагонов-хопперов моделей 20-471 и хоппер-дозаторов [9].
Перечисленные модели вагонов включают типовые для грузовых вагонов ходовые части (тележки), тормозное оборудование, автосцепное устройство и кузов, образованный плоскими вертикальными боковыми стенами, наклонными торцовыми стенами и рамой, в которую вварены бункеры с разгрузочными люками, перекрытыми крышками. Разгрузка таких вагонов производиться гравитационно: при открытых крышках разгрузочных люков груз сползает по наклонным плоскостям торцовых стен и стенок бункеров к разгрузочным люкам.
Известные конструкции вагонов-хопперов не могут применяться для перевозки грузов с разгрузкой на вагоноопрокидывателях.
Известна также конструкция вагона по патенту [7]. Основным недостатком этой конструкции является то, что предлагаемые в ней конструкторские разработки ориентированы на раму кузова, не имеющую сквозной на всю длину хребтовой балки. Применение таких конструкций в грузовых вагонах ограничено, так как вагоны без сквозных хребтовых балок не могут воспринимать и передавать большие продольные нагрузки и, следовательно, накладывают ограничения на возможности увеличения массы поезда.
Целью предполагаемой полезной модели является уменьшение длины полувагона по раме и по осям сцепления автосцепок при сохранении или увеличении погрузочного объема кузова без увеличения массы вагона путем применения в конструкции кузова бункеров, вваренных в раму кузова и опущенных ниже ее уровня.
Предложен полувагон с глухим кузовом, включающий типовые для грузовых вагонов ходовые части (тележки), тормозное оборудование, автосцепное устройство и сварной кузов, состоящий из боковых и торцовых стен в виде каркасов, перекрытых листами обшивки, и рамы со сквозной хребтовой балкой, концевыми, шкворневыми и промежуточными поперечными балками, отличающийся тем, что в раму с каждой стороны хребтовой балки вварен бункер призматической или цилиндрической формы поперечного сечения, опускающийся в подвагонное пространство через окно, образованное промежуточными поперечными балками, хребтовой балкой и нижней боковой обвязкой кузова.
Предлагаемая конструкция полувагона с глухим кузовом позволяет:
- уменьшить длину кузова полувагона по раме и по осям сцепления автосцепок при сохранении погрузочного объема кузова;
- увеличить погрузочный объем кузова полувагона без увеличения длины кузова по раме и без увеличения массы полувагона;
- повысить фактическую грузоподъемность полувагона;
- формировать железнодорожные поезда той же массы из меньшего числа вагонов;
- уменьшить длину железнодорожного состава по сравнению с составом той же массы, сформированного из вагонов существующих конструкций;
- понизить уровень центра тяжести кузова, повысить устойчивость вагона от опрокидывания в кривых участках пути и устойчивость в поезде от схода с рельсов.
Для пояснения описываемого объекта на фигурах приведена конструкция полувагона с глухим кузовом. На фиг.1 показан вид на кузов полувагона спереди (левая симметричная часть); на фиг.2 - вид на кузов полувагона сверху; на фиг.3 - поперечный разрез концевой части кузова с видом на шкворневую балку. На фиг.4 показан поперечный разрез средней части кузова при призматической форме бункера. На фиг.5 изображен тот же разрез при цилиндрической форме бункера. На фиг.6 показан продольный разрез рамы с видами на концевую, шкворневую, первую промежуточную поперечную балки и бункер (исполнение 1). На фиг.7 показана схема разделения бункера перегородкой на отсеки, при одном бункере с каждой стороны хребтовой балки на участке между первыми промежуточными балками (исполнение 2). На фиг.8 показан продольный разрез рамы при количестве бункеров больше одного на участке между первыми промежуточными балками (исполнение 3).
Предложенный объект осуществляется следующим образом. Полувагон с глухим кузовом (фиг.1, 2) включает типовые для грузовых вагонов ходовые части 1, автосцепное устройство 2, тормоз 3 и оригинальный сварной кузов 4. Кузов включает две боковые стены 5, две торцовые стены 6 и раму с бункерами 7.
Рама включает продольную хребтовую балку 8 (фиг.2, 6), поперечные балки: концевые 9, шкворневые 10, первые промежуточные 11, нижние боковые обвязки 12 и продольные балки 13, поддерживающие настил пола 14 в концевых частях кузова.
В концевых частях рамы на участках от концевой балки 9 (фиг 2, 6) до первой промежуточной балки 11 листы пола поперечными кромками опираются на верхние пояса поперечных балок, а продольными - на верхнюю полку профиля хребтовой балки и армировочный уголок 15 (фиг.3).
В средней части рамы, на участке между первыми промежуточными балками 11 (фиг 2, 6), по обе стороны от хребтовой балки в раму вварены два бункера 16 призматической (фиг.4) или цилиндрической (фиг.5) формы поперечного сечения.
Бункеры призматической формы поперечного сечения включают две торцовые стенки 17 (фиг.4), две боковые стенки 18 и днище 19 из листового проката. Стенки и днище соединяются между собой армировочными тупоугольными уголками 20. Торцовые стенки бункера подкреплены двумя наклонными балочками 21 (фиг.6), а боковые стенки и днище - поперечными поясами 22 (фиг.4), концы которых приварены к хребтовой балке и нижний боковой обвязке.
Бункеры цилиндрической формы поперечного сечения аналогично включают две плоские торцовые стенки 23 (фиг.5), два боковых стыковочных листа 24 и 25, днище цилиндрической формы 26 и подкрепляющие пояса 27.
При необходимости увеличения поперечной изгибной жесткости нижний боковой обвязки, бункеры могут быть разделены на отсеки 28
(фиг.7) перегородками 29 или в раму могут быть включены дополнительные промежуточные поперечные балки 30 (фиг.8) и по каждую сторону от хребтовой балки может быть размещено количество бункеров более одного.
Таким образом, предлагаемая конструкция кузова полувагона с глухим полом позволяет:
- уменьшить длину кузова полувагона по раме и по осям сцепления автосцепок при сохранении погрузочного объема кузова;
- увеличить погрузочный объем вагона без увеличения длины кузова по раме и без увеличения массы полувагона;
- повысить фактическую грузоподъемность вагона;
- формировать железнодорожные поезда той же массы из меньшего числа вагонов;
- уменьшить длину железнодорожного состава по сравнению с составом той же массы, сформированного из вагонов существующих конструкций;
- понизить уровень центра тяжести кузова и повысить устойчивость вагона от опрокидывания в кривых участках пути и устойчивость поезда от схода с рельсов.
Список использованной литературы
1. Вагоны СССР: отраслевой каталог 20-89-04. М.: ЦНИИТЭИтяжмаш,
1989. - 153 с.
2. ОАО Алтайвагон [Электронный pecypc]/URL: http://www.altaivagon.ru/catalogue/zoom.jsp?id=5 (дата обращения: 4.03.2012)
3. ОАО Алтайвагон [Электронный pecypc]/URL: http://www.altaivagon.ru/catalogue/zoom.jsp?id=7 (дата обращения: 9.02.2010)
4. ЗАО Тихвинский Вагоностроительный Завод [Электронный pecypc]/URL: http://promo.tvsz.ru/qubix/qubix_system/files/data/basic_type/3d/129283851292838.pdf (дата обращения: 4.03.2012)
5. Грузовые вагоны колеи 1520 мм железных дорог СССР: альбом-справочник 24-03-89.: Транспорт 1989. - 176 с.
6. ЗАО Тихвинский Вагоностроительный Завод [Электронный pecypc]/URL: http://promo.tvsz.ru/qubix/qubix_system/files/data/basic_type/3d/13070846130708.pdf (дата обращения: 4.03.2012)
7. Патент на изобретение №2391239 [Электронный pecypc]/URL: http://bd.patent.su/2391000-2391999/pat/servl/servlet7163.html (дата обращения 4.03.2012)
8. RU 100037 U1. Кузов полувагона с глухим кузовом. Патент на полезную модель №100037. Бюл. №34, 2010.
9. Грузовые вагоны колеи 1520 мм железных дорог СССР: альбом. - М.: Транспорт, 1982. - 112 с.