КУЗОВ ПОЛУВАГОНА

Область техники
Предлагаемое техническое решение относится к области железнодорожного транспорта и в частности к конструкции кузова железнодорожного полувагона.
Уровень техники
На сегодняшний день в отечественном вагонном парке находятся четырехосные полувагоны, имеющие различные по конструкции кузова. Конструкции указанных кузовов различаются в зависимости от типа стоек (рельсообразные, зетовые, тавровые, омегообразные и т.д.) боковой стены кузова полувагона и способа их соединения с рамой (протяженность и размеры катета сварных швов, наличие связывающих элементов и др.). В большинстве серийно выпускаемых на сегодняшний день полувагонов в России и странах СНГ в качестве стойки боковой стены используется гнутый омегообразный профиль.
Из альбома-справочника «Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм», изд. ПКБ, 1998 г., известен кузов полувагона, который является наиболее близким аналогом к предлагаемому кузову и который включает раму кузова, боковые стены кузова, нижнюю обвязку, соединяющую раму кузова с боковыми стенами кузова, стойки боковых стен, приваренные к нижней обвязке, обшиву боковых стен и накладки, расположенные внутри кузова и соединяющие указанную раму с обшивой боковых стен в области приварки стоек боковых стен к нижней обвязке. Стойки боковых стен известного узла выполнены из гнутого омегообразного профиля. Указанный профиль по концам своих полок приварен к обшиве боковых стен и нижней обвязке, представляющей собой гнутый уголок. Полки омегообразного профиля и нижняя обвязка дополнительно связаны между собой электрозаклепками. Такую конструкцию кузова имеют, например, полувагоны моделей 12-132, 12-1293, 12-9766 и др.
Недостатками вышеописанной конструкции кузова является недостаточная жесткость и усталостная прочность, и как следствие ее высокая повреждаемость в эксплуатации. Кроме того, выполнение стоек боковой стены из горячекатаного омегообразного профиля вызывает затруднения при ремонте кузова полувагона. Еще одним существенным недостатком такой конструкции является ее большая масса.
Сущность полезной модели
Задачей предлагаемого технического решения является повышение жесткости и усталостной прочности кузова полувагона в месте крепления стойки боковой стены и рамы.
Поставленная задача решена благодаря созданию кузова полувагона согласно настоящей полезной модели. Предлагаемый кузов включает раму кузова, боковые стены кузова, нижнюю обвязку, соединяющую раму кузова с боковыми стенами кузова, стойки боковых стен, приваренные к нижней обвязке, обшиву боковых стен и накладки, расположенные внутри кузова и соединяющие указанную раму с обшивой боковых стен в области приварки стоек боковых стен к нижней обвязке. Предлагаемый кузов отличается тем, что нижняя обвязка выполнена в виде равнополочного швеллера, обшива боковых стен приварена к верхней полке швеллера нижней обвязки, и установлена таким образом, что ее внешняя поверхность установлена вровень с внешней поверхностью стенки швеллера нижней обвязки, при этом кузов также включает металлические вставки, которые установлены в нижней части обшивы боковых стен с примыканием к стойкам боковых стен, и толщина которых превышает толщину обшивы боковых стен, и поперечные ребра жесткости, которые расположены внутри стоек боковых стен на уровне полок швеллера нижней обвязки рамы с примыканием к стенке указанного швеллера.
Конструкция предлагаемого кузова позволяет обеспечить возможность формирования более прочного сварочного шва между стойками боковых стен, металлическими вставками и усиливающими накладками, что позволяет повысить усталостную прочность указанного кузова в месте крепления боковых стен и рамы. Использование поперечных ребер жесткости, расположенных на уровне полок нижней обвязки рамы полувагона, позволяет повысить жесткость кузова в указанном месте крепления.
Согласно другому варианту реализации кузов полувагона дополнительно включает усиливающие накладки, приваренные к стойкам боковых стен в нижней их части. Это позволяет усилить нижнюю часть стоек боковых стен, являющуюся зоной максимальных напряжений.
Согласно другому варианту реализации стойки боковых стен выполнены из гнутых швеллеров. Использование гнутых швеллеров, площадь сечения которых меньше площади сечения гнутых омегообразных швеллеров, позволяет снизить массу кузова, а также упростить и ускорить ремонт указанного кузова.
Краткое описание чертежей
Далее будет подробно описан предпочтительный вариант реализации заявляемого технического решения со ссылками на чертежи, на которых:
фиг.1 показывает часть боковой стены полувагона;
фиг.2 показывает разрез по линии А-А, показанной на фиг.1;
фиг.3 показывает разрез по линии Б-Б, показанной на фиг.2.
Осуществление полезной модели
Как видно из фиг.1-3, предпочтительный вариант реализации предлагаемого кузова включает раму кузова (на чертежах не показана), вертикальные стойки 1 боковых стен, выполненные из стандартных гнутых швеллеров, обшиву 2 боковых стен, нижнюю обвязку 3, выполненную из равнополочного швеллера, металлические вставки 4, накладки 5, усиливающие накладки 6 и два поперечных ребра 7 жесткости, размещенных в каждой стойке 1 на уровне полок швеллера обвязки 3. Стойки 1 приварены к обшиве 2 и нижней обвязке 3. К верхней полке швеллера обвязки 3 приварен лист обшивы 2 таким образом, что внешняя поверхность обшивы 2 расположена вровень с внешней поверхностью стенки швеллера нижней обвязки 3. Металлические вставки 4 размещены в нижней части обшивы 2 и примыкают к стойкам 1, а их толщина больше толщины обшивы 2. Накладки 5 размещены с внутренней стороны кузова полувагона и соединяют промежуточные балки рамы полувагона (на чертежах не показаны) с металлической вставкой 4 в области приварки к ней стоек 1. Усиливающие накладки 6 приварены снаружи кузова полувагона на стойках 1 в нижней части в зоне максимальных напряжений. Накладки 5 имеют три поверхности: наклонную поверхность, которая соединяет металлическую вставку 4 и поперечную балку 8 рамы, и две вертикальные треугольные поверхности, которые соединяют поперечные балки 8 с наклонной частью накладки 5.
Использование вставок 4 повышенной толщины позволяет обеспечить возможность формирования более прочного сварного шва между стойкой 1, вставкой 4 и накладкой 5, и повысить усталостную прочность кузова в узле крепления боковой стены и рамы. Использование ребер жесткости 4 также позволяет повысить жесткость кузова. Кроме того, использование для производства стоек 1 стандартных гнутых швеллеров, имеющих небольшую площадь сечения, позволяет снизить массу кузова полувагона, а также упростить и ускорить ремонт указанного кузова.
Список номеров позиций
1 - стойка боковой стены;
2 - обшива боковой стены;
3 - нижняя обвязка рамы;
4 - металлическая вставка;
5 - накладка;
6 - усиливающая накладка;
7 - ребро жесткости;
8 - поперечная балка.