Хребтовая балка кузова грузового железнодорожного полувагона с разгрузочными люками

Полезная модель относится к области железнодорожной техники, а именно к грузовым железнодорожным полувагонам с разгрузочными люками, предназначенным для перевозки широкой номенклатуры сыпучих грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков.
Известен грузовой железнодорожный полувагон с разгрузочными люками с осевой нагрузкой 25 тс/ось модели 12-196-01, который включает кузов, содержащий раму, боковые и торцевые стенки, закрепленные на раме крышки разгрузочных люков. Рама включает хребтовую балку, промежуточные и лобовые балки. Хребтовая балка состоит из нижнего элемента, образованного двумя балками Z-образного профиля, сваренными между собой и имеющими высоту 310 мм, и верхнего элемента в виде двутавровой балки, имеющей высоту 190 мм (Альбом-справочник «Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм 002И-2009 ПКБ ЦВ» - М., МПС, 1998 г., с. 174).
3
3
Недостаток данного полувагона заключается в недостаточном для заявленной грузоподъемности объеме кузова, составляющем 88 м, что не позволяет перевозить грузы с насыпной плотностью менее 0,85 т/м с использованием полной грузоподъемности.
Увеличение объема кузова можно добиться путем увеличения внешних габаритов вагона (длины, ширины или высоты), максимальные значения которых ограничены инфраструктурой железнодорожной сети, что не позволяет ощутимо увеличить объем кузова, или изменением внутренних размеров кузова в пределах максимально допустимых внешних габаритов вагона.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является кузов грузового железнодорожного вагона с разгрузочными люками по патенту RU 118599 U1, 27.07.2012, который содержит раму, включающую хребтовую балку, состоящую из нижней балки высотой В и верхней балки высотой С, при этом отношение В/С находится в диапазоне от 1,64 до 2,38.
Однако использование данного технического решения не позволяет в значительной мере увеличить полезный объем кузова полувагона для перевозки сыпучих грузов с насыпной плотностью менее 0,85 т/м3.
Техническая проблема, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в создании грузового железнодорожного полувагона с разгрузочными люками с осевой нагрузкой 25 тс/ось с увеличенным объемом кузова, приспособленного к существующей инфраструктуре железнодорожной сети.
Технический результат, достигаемый при реализации заявляемой полезной модели, состоит в увеличении объема кузова полувагона с разгрузочными люками за счет увеличения внутренних размеров кузова путем уменьшения общей высоты хребтовой балки рамы при сохранении максимально допустимых внешних габаритов полувагона, обеспечивающих его беспрепятственное взаимодействие с существующей инфраструктурой железнодорожной сети, в том числе вагоноопрокидывателями.
Поставленный технический результат достигается за счет того, что в хребтовой балке кузова грузового железнодорожного полувагона с разгрузочными люками, содержащей нижнюю балку высотой С и верхнюю балку высотой D, в верхней части которой закреплен элемент, симметрично изогнутый относительно продольной оси хребтовой балки, причем соотношение высоты нижней балки С к минимальному расстоянию В от элемента до нижней балки находится в диапазоне от 1,64 до 2,38, а соотношение высоты нижней балки С к высоте верхней балки D - в диапазоне от 1,24 до 1,63. При этом ширина изогнутого элемента находится в диапазоне от 90 до 300 мм.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображены:
На фиг. 1 и фиг. 2 - поперечные сечения хребтовой балки кузова грузового железнодорожного полувагона с вариантами исполнения верхнего элемента изогнутого пофиля.
Хребтовая балка 1 кузова грузового железнодорожного полувагона с разгрузочными люками 2 имеет высоту А и состоит из нижней балки 3 высотой С и верхней балки 4 высотой D. В верхней части балки 4 вдоль всей ее длины закреплен элемент 5, симметрично изогнутый относительно продольной оси хребтовой балки 1, при этом элемент 5 установлен на минимальном расстоянии В от нижней балки 3. Изогнутый элемент 5 может иметь омегообразный профиль.
Высота хребтовой балки 1 находится в пределах 500-600 мм, при этом минимальное расстояние от изогнутого элемент 5 до нижней балки 3 составляет 130-189 мм, а ширина элемента 5 составляет 90-300 мм. Минимальное значение расстояния В обусловлено тем, что при открытии крышки разгрузочного люка, прикрепленной к верхней балке 4 при помощи петель (на чертеже не показаны), между нижним краем боковой стенки кузова вагона и краем крышки образуется проем, обеспечивающий полную разгрузку вагона. Дальнейшее уменьшение расстояния В приведет к уменьшению проема, что затруднит разгрузку вагона. Максимальная ширина элемента 5 обусловлена тем, что при использовании унифицированных загрузочных крышек и элементов их запирания, установленных на нижней обвязке кузова, максимальная ширина полувагона ограничена инфраструктурой железнодорожной сети.
Расчеты показали, что уменьшение расстояния G от элемента 5 до основания хребтовой балки 1, например за счет уменьшения расстояния В от элемента 5 до нижней балки 3 до 130 мм при соотношении С/В в диапазоне от 1,64 до 2,38 дает возможность увеличить внутреннюю высоту кузова полувагона до 2425 мм, что обеспечивает увеличение объема кузова на 2,23 куб.м, а увеличение ширины верхней балки 4 за счет элемента 5 до 300 мм дает возможность увеличить внутреннюю ширину кузова до 2988 мм, что обеспечивает увеличение объема на 2,14 куб.м, с сохранением максимально допустимых внешних габаритов полувагона, обеспечивающих его беспрепятственное взаимодействие с существующей инфраструктурой железнодорожной сети.
В настоящее время по заявляемой полезной модели НИЦ «УК «РТХ» разработан эскизный проект на грузовой железнодорожный полувагон модели 12-9959-01.