БУНКЕР ВАГОНА-ХОППЕРА

Предложенная полезная модель относится к конструктивным элементам вагонов-хопперов, а именно к профилям для боковых стен бункеров вагонов-хопперов.
У вагонов-хопперов, например, вагона-хоппера для зерна модели 19-9549 или вагона-хоппера, раскрытого в патенте России на полезную модель № 51372, опубликованном 10.02.2006, каждый профиль боковой стенки бункеров выполнен в виде одного элемента и в виде единого изделия, т. е. одной детали. Ввиду конструктивной особенности расположения центральной тележки у сочленённых вагонов-хопперов существует большой пролёт хребтовой балки. Как следствие этого, прогиб хребтовой балки оказывается выше, чем у вагонов-аналогов. Из-за большего прогиба хребтовой балки значительно перегружаются зоны крепления бункеров к нижней обвязке боковой стены и уменьшается коэффициент запаса сопротивления усталости. Кроме того, для обеспечения заданной прочности необходимо увеличивать геометрические размеры известных профилей, что приведёт к значительному повышению металлоёмкости, массы.
Техническими проблемами, решаемыми при изготовлении предложенного технического решения, являются повышенная металлоёмкость и масса профиля и низкий коэффициент запаса сопротивления усталости.
Техническим результатом, достигаемым при изготовлении и использовании предложенного технического решения, является повышение коэффициента запаса сопротивления усталости за счёт снижения напряжений в узлах креплений профилей при одновременном снижении массы профилей.
Технический результат достигается за счёт того, что бункер вагона-хоппера содержит боковые стенки с профилями, при этом профили содержат верхние элементы и нижние элементы, причём верхние элементы и нижние элементы профилей расположены последовательно и соединены друг с другом, а в каждом профиле верхний элемент предназначен для присоединения к нижней обвязке боковой стены вагона-хоппера и имеет бóльший момент сопротивления вокруг продольной оси вагона-хоппера, чем нижний элемент этого профиля.
1
2
1
2
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что отношение длины L верхнего элемента  профиля к длине L нижнего элемента  профиля удовлетворяет условию 0,05 < L/L < 1.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что верхний и нижний элементы профиля соединены посредством сварки встык.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что каждый элемент по меньшей мере одного профиля представляет собой швеллер.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что один из швеллеров представляет собой швеллер 8У.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что один из швеллеров представляет собой швеллер 10У.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что один из швеллеров представляет собой швеллер 12У.
Предпочтительный вариант выполнения предложенного технического решения характеризуется чертежами, где на:
- Фиг. 1 представлен сочленённый вагон-хоппер,
- Фиг. 2 проиллюстрирован участок кузова вагона-хоппера, представленного на Фиг. 1,
- Фиг. 3 представлен бункер, проиллюстрированный на Фиг. 2.
1
2
3
4
На Фиг. 1 представлен крытый вагон-хоппер  сочленённого типа, который содержит два предпочтительно одинаковых кузова , две автосцепки  и три тележки .
2
2
5
6
7
8
На Фиг. 2 представлен участок одного из кузовов . Каждый кузов  содержит крышу , боковые стены , каждая из которых содержит нижнюю обвязку  и два бункера .
8
9
10
10
11.1
7
2
1
11.2
11.1
11.2
11.1
11.2
10
11.1
11.2
10
11.1
11.2
10
11.1
11.2
11.1
10
7
6
2
1
1
11.2
10
7
6
1
11.1
11.2
10
9
8
10
10
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
На Фиг. 3 представлен бункер , проиллюстрированный на Фиг. 2 и содержащий боковые стены  с составными профилями . Каждый составной профиль  изготовлен предпочтительно из стали и содержит два последовательно расположенных и соединённых друг с другом элемента: верхний элемент  длиной L, прикреплённый к нижней обвязке  кузова  вагона-хоппера , и нижний элемент  длиной L. Элементы  и  соединены предпочтительно сваркой встык. Каждый элемент  и  предпочтительно представляет собой одну деталь. Например, по меньшей мере один профиль  может состоять из верхнего элемента , представляющего собой швеллер 10У по ГОСТ 8240-97, и нижнего элемента , представляющего собой швеллер 8У по ГОСТ 8240-97, и/или по меньшей мере один профиль  может состоять из верхнего элемента , представляющего собой швеллер 12У по ГОСТ 8240-97, и нижнего элемента , представляющего собой швеллер 10У по ГОСТ 8240-97, и/или по меньшей мере один профиль  может состоять из верхнего элемента , представляющего собой швеллер 12У по ГОСТ 8240-97, и нижнего элемента , представляющего собой швеллер 8У по ГОСТ 8240-97. Один из элементов, а именно верхний элемент , каждого профиля  предназначен для присоединения к нижней обвязке  боковой стены  кузова  вагона-хоппера  и имеет бóльший момент сопротивления вокруг продольной оси вагона-хоппера , чем второй элемент, а именно нижний элемент , этого профиля . Отношение длины L элемента, предназначенного для присоединения к нижней обвязке  боковой стены  вагона-хоппера , т.е. верхнего элемента , к длине L второго элемента, т.е. нижнего элемента , удовлетворяет условию 0,05 < L/L < 1, т.е. L/L ∈ (0,05; 1). При L/L ≤ 0,05 увеличение прочности узла крепления профиля  к боковой стенке  бункера  отсутствует, при L/L ≥ 1 увеличивается металлоёмкость и масса узлов крепления профилей  и каждого отдельного профиля .
10
11.1
1
11.2,
10
10
11.1
11.2
10
10
11.1
11.2
10
Применение по меньшей мере одного составного профиля , верхний элемент которого обладаетбóльшим моментом сопротивления вокруг продольной оси вагона-хоппера  (бóльшими размерами) по сравнению с моментом сопротивления нижнего элемента  позволяет при его минимальной массе снизить напряжения в узлах крепления профилей , что обеспечит необходимую прочность узлов крепления профилей  и повысит их коэффициент запаса сопротивления усталости. Элементы  и  по меньшей мере одного профиля , предпочтительно каждого профиля , соединены посредством сварки встык, которая является более прочной по сравнению с другими видами сварки, в частности сваркой внахлёст. Качественно выполненное сварное соединение, в частности, сварной шов, позволяет снизить концентрацию напряжений в местах соединений и повысить коэффициент запаса сопротивления усталости. По меньшей мере один элемент верхний элемент  и/или по меньшей мере один нижний элемент  может представлять собой известный из уровня техники прокатный профиль, например, профиль фасонного проката, в частности арматура, уголок, двутавр, тавр и т.д. Вид профиля  задают, в частности, исходя из его будущего расположения на стенке, т.е. от того места, которое необходимо подкрепить.
10
8
2
1
10
10
8
2
1
10
8
2
1
При использовании предложенного технического решения дополнительно могут быть достигнуты по меньшей мере следующие технические результаты: повышение надёжности, в частности, эксплуатационной, и прочности узлов крепления профилей , бункеров , кузова  и вагона-хоппера  в целом. Указанные выше технические результаты могут быть достигнуты, в том числе, за счёт повышения коэффициента запаса сопротивления усталости и уменьшения напряжений в узлах крепления профилей  при одновременном снижении металлоёмкости, массы профиля , бункера , кузова , вагона-хоппера  в целом. Очевидно, что при снижении металлоёмкости также уменьшается масса каждого профиля , что приведёт к уменьшению массы бункера , кузова  и вагона-хоппера  в целом.
Специалисту в области техники очевидно, что предложенное техническое решение может быть использовано для любого известного из уровня техники вагона-хоппера, в частности вагона-хоппера сочленённого типа, например, для крытого вагона-хоппера сочленённого типа, как в вышеприведённом описании, так и для крытого вагона-хоппера.