Стена боковая крытого вагона

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции кузовов крытых вагонов, в частности конструкции боковой стены крытого вагона.
Известна конструкция железнодорожного универсального крытого вагона модели 11-217, в котором установлена стена боковая [И.Ф. Пастухов, В.В. Лукин, Н.И. Жуков «Вагоны», М., Транспорт 1988г., стр. 150], содержащая металлический каркас, состоящий из гофрированных листов, который включает обвязку, две шкворневые, шесть промежуточных и две дверные стойки. Верхняя обвязка выполнена из уголка 90×56×8 мм, шкворневые и промежуточные стойки – из гнутого омегообразного профиля толщиной 6 мм, а дверные стойки из Z-образного профиля размером 100×75×6,5 мм и направляющего уголка размером 75×50×6 мм. Наружная обшивка стен изготовлена из гофрированных листов толщиной 3 мм снизу и 2,5 мм сверху. Боковая стена выполнена с дверным проемом шириной 3825 мм и крышками боковых люков с вентиляционной решеткой, которые выполнены из штампованных стальных листов толщиной 2 мм и замков, обеспечивающих удержание крышек в закрытом положении. Замки открываются только изнутри вагона.
Существенным недостатком данной конструкции является выполнение шкворневых и промежуточных стоек из гнутого омегообразного профиля толщиной 6 мм, что приводит к утяжелению конструкции боковой стены крытого вагона за счет повышенной металлоемкости каркаса ввиду изготовления шкворневых и промежуточных стоек из омегообразного профиля. Еще одним существенным недостатком является использование на листах обшивки периодических гофр. При формировании периодических гофр происходит неравномерная утяжка металла, что приводит к образованию остаточных напряжений в углах гофр и увеличению отклонений от плоскостности профилей, после соединения двух профилей в неразъемную сборочную единицу отклонения от плоскостности еще больше увеличиваются, что приводит к возникновению зазоров между обшивкой и каркасом, нерегламентированных нормативными документами на сварные соединения. При устранении зазоров обшивку деформируют, ухудшая при этом внешний вид нового изделия и увеличивая остаточные напряжения в конструкции боковой стены, к тому же прямой участок между профилями стоек и периодическими гофрами на листах обшивки значительно уступает жесткости гофр и стоек. Данные недостатки приводят в процессе эксплуатации боковой стены крытого вагона к возникновению трещин в углах периодических гофр и на прямых участках между стойкой и гофром, а также к отрыву панели обшивки от каркаса по сварным швам.
Также известна конструкция боковой стены крытого грузового вагона [Патент РФ на полезную модель №203196 опубликовано 25.03.2021], состоящая из верхней обвязки, стоек, дверного проема с нижней направляющей для дверей и дверными стойками, и обшики, выполненной из листов с периодическими гофрами, причем стойки выполнены гнутыми из листа швеллеры. Размеры сечения швеллера составляют 110×75×4 мм и 110×75×5 мм. Боковая стена является составной частью крытого железнодорожного вагона и состоит из верхней обвязки, стоек, дверных стоек, направляющей, предназначенной для дверей, и обшивки. Боковая стена является жесткой сварной конструкцией, содержащей верхнюю обвязку, направляющую, предназначенную для дверей, дверные стойки, образующие дверной проем. Обшивка выполнена из двух (по высоте стены) продольных листов с периодическими гофрами одинаковой толщины. Обшивка (для увеличения высоты стены) может быть дополнена третьим рядом листов, как содержащих периодические гофры, так и без них.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
Недостатком данной конструкции является сложность сборки панели обшивки, заключающаяся в необходимости совмещения гофр верхнего и нижнего листов по длине для обеспечения приварки каркаса, так как длина гофр изменяется в пределах допуска, а также сложность приварки панели обшивки с каркасом, заключающаяся в том, что при формировании периодических гофр происходит неравномерная утяжка металла, что приводит к образованию остаточных напряжений в углах гофр и увеличению отклонений от плоскостности профилей, что приводит к тому, что при изготовлении боковой стены или в процессе эксплуатации возникают большие остаточные напряжения в конструкции боковой стены, которые могут привести к различным трещинам и изломам. Еще одним недостатком является то, что прямой участок между профилями стоек и периодическими гофрами на листах обшивки значительно уступает жесткости гофр и стоек. Это приводит в процессе эксплуатации крытого вагона к возникновению трещин в углах периодических гофр и на прямых участках между стойкой и гофром.
Вышеперечисленные недостатки приводят к значительному удорожанию изготовления конструкции боковой стены крытого вагона.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание конструкции боковой стены крытого вагона, обеспечивающей повышение жесткости и прочности стены боковой, снижение веса стены боковой крытого вагона с применением уже внедренных в производство профилей, а также уменьшением трудозатрат при изготовлении боковой стены.
Поставленная задача решается за счет того, что обшивка выполнена из листов со сплошными продольными гофрами, ширина которых располагается в диапазоне от 80 до 100 мм, а высота – в диапазоне от 10 до 25 мм, расположенными по всей длине обшивки, при этом стойки выполнены из листового проката в виде гнутых швеллеров.
Сущность предлагаемой конструкции заключается в том, что стена боковая крытого вагона включает верхнюю обвязку, стойки, дверной проем, а также листы обшивки, причем обшивка выполнена из листов со сплошными продольными гофрами, ширина которых располагается в диапазоне от 80 до 100 мм, а высота – в диапазоне от 10 до 25 мм, расположенными по всей длине обшивки, при этом стойки выполнены из листового проката в виде гнутых швеллеров.
В нижней части каждой стойки из гнутого швеллера жестко закреплена планка.
Листы обшивки жестко соединены между собой нахлесточным сварным швом.
Размеры сечения каждой стойки из гнутого швеллера составляют 108×55×4 мм.
Планка, установленная в каждую стойку из гнутого швеллера, выполнена размером 600×98×4 мм.
Планка в нижней части каждой стойки из гнутого швеллера установлена на расстоянии, расположенном в диапазоне от 141 до 145 мм от нижней торцевой грани гнутого швеллера до нижней торцевой грани планки.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:
Фиг. 1 – общий вид стены боковой крытого вагона;
Фиг. 2 – стойка боковой стены;
Фиг. 3 – стойка боковой стены (разрез А-А).
Стена боковая крытого вагона (1) содержит верхнюю обвязку (2), стойки (3), дверной проем (4) и листы обшивки (5). Обшивка (5) выполнена из листов со сплошными продольными гофрами (6), ширина которых располагается в диапазоне от 80 до 100 мм, а высота – в диапазоне от 10 до 25 мм. Гофры (6) расположены по всей длине обшивки (5). Стойки (3) выполнены из листового проката в виде гнутых швеллеров.
В нижней части каждой стойки (3) из гнутого швеллера жестко закреплена планка (7).
Листы обшивки (5) жестко соединены между собой нахлесточным сварным швом.
Размеры сечения каждой стойки (3) из гнутого швеллера составляют108×55×4 мм.
Планка (7), установленная в каждую стойку (3) из гнутого швеллера, выполнена размером 600×98×4 мм.
Планка (7) в нижней части каждой стойки из гнутого швеллера установлена на расстоянии (L), расположенном в диапазоне от 141 до 145 мм от нижней торцевой грани гнутого швеллера (8) до нижней торцевой грани планки (9).
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в том, что выполнение обшивки стены боковой из листов со сплошными продольными гофрами, расположенными по всей длине обшивки, при этом стойки выполнены из листового проката в виде гнутых швеллеров, позволяет снизить металлоемкость конструкции стены боковой, увеличить полезные характеристики боковой стены (повышение прочности и жесткости), снизить вес конструкции боковой стены за счет использования дешевого листового проката (гнутые швеллера).
Выполнение в нижней части каждой стойки из гнутого швеллера жестко закрепленной планки увеличивает прочностные качества узла заделки стойки боковой стены в раму крытого вагона.
Выполнение листов обшивки, которые жестко соединены между собой нахлесточным сварным швом, обеспечивает прочность и жесткость конструкции стены боковой крытого вагона.
Выполнение размеров сечения каждой стойки из гнутого швеллера, равной 108×55×4 мм, обеспечивает снижение металлоемкости конструкции боковой стены за счет использования дешевого листового проката (гнутые швеллера).
Выполнение планки, установленной в каждую стойку из гнутого швеллера, размером 600×98×4 мм и расположенной на расстоянии (L) в диапазоне от 141 до 145 мм от нижней торцевой грани гнутого швеллера до нижней торцевой грани планки позволяет обеспечить повышение жесткости стоек боковой стены и уменьшить вес стены боковой крытого вагона за счет изменения конструкции стоек.
В настоящее время на заявленную полезную модель разработана конструкторская документация, и проводятся всесторонние испытания опытных образцов.