ПОЛУВАГОН

Полезная модель относится к области железнодорожной техники, а именно, к грузовым железнодорожным полувагонам.
Известен полувагон (RU 170073 U1, опубл. 13.04.2017, МПК B61D 17/06), содержащий кузов с боковыми и торцевыми стенами, раму. Каждая торцевая стена содержит каркас и обшивку, выполнена с двойным перегибом и состоит из трех частей: верхней части, которая расположена вертикально, выполнена плоской и вынесена за пределы рамы, средней части, выполненной наклонной и направленной в сторону рамы, и нижней части, которая расположена вертикально.
Технической проблемой, присущей указанному решению, является недостаточный погрузочный объем для полного использования осевой нагрузки 25 тс и более при перевозке грузов с малой насыпной плотностью, например, каменного угля.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение объема кузова полувагона с сохранением длины рамы полувагона, что обеспечивает возможность перевоза большего объема груза.
Указанный технический результат достигается тем, что в полувагоне, содержащем раму, сцепные устройства и кузов, включающий боковые стены и торцевые стены, при этом торцевая стена, расположенная над сцепным устройством, выполнена с двойным перегибом (изломом) и состоит из трех частей: верхней, средней и нижней, согласно настоящей полезной модели, нижняя часть торцевой стены выполнена с выносом за пределы рамы полувагона на расстояние «l», измеренное от торцевой поверхности концевой балки в зоне установки ударной розетки до верхней границы обшивки нижней части торцевой стены, и соединена с рамой полувагона посредством переходного элемента. Переходный элемент может быть расположен параллельно балкам рамы. Переходный элемент может быть расположен под углом к балкам рамы. Переходный элемент может являться продолжением пола. Переходный элемент может являться дополнительно установленным листом. Переходный элемент может являться частью торцевой стены. Переходный элемент нижней части торцевой стены может быть закреплен на балках рамы. Переходный элемент нижней части торцевой стены может быть закреплен на балках рамы посредством кронштейнов. Нижняя часть торцевой стены и переходный элемент могут быть выполнены в виде единого элемента. Нижняя часть торцевой стены может быть расположена под углом от 90° до 175° к переходному элементу (от 0° до 85° относительно поперечной плоскости полувагона). Высота нижней части торцевой стены может быть выполнена в диапазоне значений от 50 до 1000 мм, измеренная от верхней поверхности хребтовой балки рамы полувагона. Нижняя часть торцевой стены может быть снабжена усиливающими элементами. Средняя часть торцевой стены может быть расположена под углом от 0° до 90° относительно поперечной плоскости полувагона. Верхняя часть торцевой стены может быть расположена под углом от 0° до 60° относительно поперечной плоскости полувагона. Высота верхней части торцевой стены может быть выполнена в диапазоне значений от 50 до 2500 мм, измеренная от верхней поверхности верхней обвязки кузова полувагона.
Поперечная плоскость – это вертикальная плоскость (при нахождении вагона на горизонтальном выверенном пути и при условии, что кузов вагона размещен на тележках без перекоса, занимает вертикальное положение), перпендикулярная к среднему продольному сечению транспортного средства. Для полувагонов (железнодорожных вагонов) в поперечной плоскости лежат, например, стойки боковых стен кузова полувагона, торцевой лист концевой (лобовой) балки рамы полувагона, боковая поверхность верхних обвязок торцевых стен кузова полувагона.
Перегиб (излом) торцевой стены может быть выполнен плавным или резким. Термин «излом» недостаточно характеризует плавные переходы (сопряжение) между частями торцевой стены.
Заявляемая полезная модель отличается от ближайших аналогов тем, что нижняя часть торцевой стены выполнена с выносом за пределы рамы полувагона на расстояние «l» и соединена с рамой полувагона посредством переходного элемента, при этом переходный элемент может быть расположен параллельно балкам рамы или под углом к ним, и может являться продолжением пола, дополнительно установленным листом, или частью торцевой стены, а также нижняя часть торцевой стены с переходным элементом могут быть выполнены в виде единого элемента из гнутого листа или прокатного профиля, кроме того нижняя часть торцевой стены может быть выполнена высотой от 50 до 1000 мм, измеренной от верхней поверхности хребтовой балки рамы полувагона и расположена пол углом к поперечной плоскости полувагона. Такое отличие от ближайших аналогов дает основание утверждать о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели – «новизна».
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами: фиг. 1 – главный вид полувагона, фиг. 2 – вид А фиг. 1, фиг. 3 – вид А фиг. 1 (частный случай реализации).
Полувагон содержит кузов 1, закрепленный на раме 2, установленной на ходовые тележки 3, а также сцепные устройства 4. Кузов 1 содержит боковые стены 5, торцевые стены 6, угловые стойки 7 и верхние обвязки 1.1. Каждая торцевая стена 6 содержит каркас 6.1, обшивку 6.2, выполнена с двойным перегибом (изломом) и включает нижнюю часть 8, среднюю часть 9 и верхнюю часть 10. В представленном варианте обе торцевые стены 6 расположены над сцепными устройствами 4.
Торцевая стена 6 вынесена за пределы рамы на расстояние «L», измеренное по горизонтали (параллельно продольной оси полувагона) от верхней границы внутренней поверхности обшивки 6.2 верхней части 10 торцевой стены 6 до торцевой стенки концевой балки рамы 2 в месте установки ударной розетки. При этом нижняя часть 8 торцевой стены 6 выполнена с выносом за габариты рамы 2 полувагона на расстояние «l» за торцевую стенку концевой балки рамы 2 в месте установки ударной розетки рамы 2, измеренное по горизонтали (параллельно продольной оси полувагона) для удобства измерения от наружной поверхности обшивки 6.2 (при этом толщина обшивки может быть выполнена в диапазоне от 3 до 10 мм, что существенного влияния на изменение объема кузова не оказывает) на линии перехода (начала перехода при плавном сопряжении) нижней части 8 торцевой стены 6 в среднюю часть 9 до торцевой стенки концевой балки рамы 2 в месте установки ударной розетки и соединена с рамой полувагона посредством переходного элемента 11. Нижняя часть 8 торцевой стены 6 выполнена высотой «h», измеренной от верхней поверхности хребтовой балки рамы 2 до линии перехода (начала перехода при плавном сопряжении) нижней части 8 торцевой стены 6 в среднюю часть 9 в месте установки ударной розетки.
В представленном на фиг. 2 варианте выполнения торцевой стены 6 средняя часть 9 выполнена наклонно под углом «α» относительно поперечной плоскости полувагона. Верхняя часть 10 торцевой стены 6 выполнена в поперечной плоскости полувагона высотой «H», измеряемой от верхней поверхности верхних обвязок 1.1 кузова 1 до линии перехода (начала перехода при плавном сопряжении) верхней части 10 в среднюю часть 9 торцевой стены 6 параллельно относительно поперечной плоскости полувагона (зрительно проведенной вертикально относительно рамы полувагона).
В представленном на фиг. 3 варианте выполнения торцевой стены 6 нижняя часть 8 и верхняя часть 10 также расположены наклонно относительно поперечной плоскости полувагона под углами «β» и «γ» соответственно.
Технический результат заявляемой полезной модели, заключающийся в увеличении объема кузова полувагона с сохранением длины рамы полувагона, что обеспечивает возможность перевоза большего объема груза, достигается следующим образом.
Вынос торцевой стены с двойным перегибом (изломом) за счет выноса ее нижней части и соединения с рамой полувагона посредством переходного элемента обеспечивает, в отличие от ближайших аналогов, увеличение объема кузова полувагона, по проведенным расчетам, не менее, чем на 8%. Переходный элемент торцевой стены является ее опорой, выступает за пределы рамы полувагона и соединен с элементами рамы полувагона, например, концевой балкой, хребтовой балкой, боковыми балками, а также с полом кузова полувагона, в том числе, если пол вынесен за габариты рамы полувагона и установлен на кронштейнах или другим способом. Кроме того, переходный элемент может быть установлен на кронштейнах, закрепленных на балках рамы, или соединен с ними. Кроме того, расположение переходного элемента параллельно или под углом относительно рамы полувагона обеспечивает увеличение объема кузова полувагона в одинаковой степени.
Для осуществления заявляемой полезной модели переходный элемент может являться продолжением пола кузова полувагона или дополнительно установленным листом, а также переходный элемент может быть частью торцевой стены и выполнен с нижней частью торцевой стены в виде единого элемента, например, из гнутого профиля.
Для обеспечения сохранения прочности конструкции и возможности использования заявляемой полезной модули на всех типах разгрузки полувагонов нижняя часть торцевой стены может быть дополнительно снабжена усиливающими элементами.
Максимальное значение выноса торцевой стены наружу, равное 350 мм, измеренное по горизонтали (параллельно продольной оси полувагона) от торцевой стенки концевой балки рамы в месте установки ударной розетки до максимально выступающего элемента кузова полувагона в продольном направлении, в том числе элементы торцевой стены кузова полувагона и элементы, закрепленные на ней, например, лестницы, ограничено расстоянием между двумя соседними полувагонами, если полувагоны объединены друг с другом в один состав и движутся по кривому участку пути малого радиуса при сжатых поглощающих аппаратах, или расстоянием от оси автосцепки (сцепного устройства) полувагона, с учетом лестниц и других элементов, которые могут быть закреплены на торцевой стене кузова полувагона. При увеличении выноса торцевой стены полувагона уменьшается расстояние от торцевой стены до оси автосцепки (сцепного устройства), что может привести к ее контакту с торцевой стеной соседнего полувагона при объединении вагонов в один состав и при движении состава по железнодорожным путям. Кроме того, вынос нижней части торцевой стены за габариты рамы полувагона при движении полувагона по железнодорожным путям ограничено из-за динамического движения сцепного устройства, которое может соударяться с нижней частью торцевой стены при большом угле ее наклона, а также ограничено использованием и непосредственно размещением лап толкателя при разгрузке полувагона на вагоноопрокидывателе. Также критерий беспрепятственного взаимодействия кузова полувагона с лапой толкателя определяет наибольшее значение высоты верхней части торцевой стены «Н». Учитывая указанные ограничения, максимальные габариты полувагона по высоте и максимальное увеличение объема кузова полувагона, при фиксированном максимальном значении выноса торцевой стены: минимальное значение высоты «h» нижней части торцевой стены при максимальном угле наклона 175° к переходному элементу (85° относительно поперечной плоскости полувагона) составляет 50 мм, в этом случае для исключения контакта сцепного устройства с нижней частью торцевой стены при всех возможных перемещениях сцепного устройства расстояние «l» не должно превышать 130 мм, с учетом удобства монтажа торцевой стены в конструкцию полувагона, максимальное значение высоты «h» нижней части торцевой стены при минимальном угле наклона 90° к переходному элементу (0° относительно поперечной плоскости полувагона) составляет 1000 мм. При этом с учетом максимального значения выноса торцевой стены наружу и в зависимости от диапазона значений высоты профилей балок каркаса торцевой стены от 50 до 200 мм и диапазона толщины обшивки торцевой стены от 3 до 10 мм будет изменяться расстояние «l».
Выполнение средней и верхней частей торцевой стены в поперечной плоскости полувагона или наклонной относительно нее обеспечивает увеличение объема кузова полувагона при малом угле наклона нижней части, а также увеличение за счет более плавного перехода от нижней части торцевой стены к верхней, учитывая ограничения на вынос торцевой стены полувагона. Чем больше угол наклона средней части относительно поперечной плоскости полувагона, тем больше расстояние выноса верхней части торцевой стены полувагона. Максимальное значение угла наклона средней части равно 90° и выбрано из условий обеспечения большего объема и обеспечения разгрузки полувагона посредством вагоноопрокидывателя, а также возможности реализации заявляемого решения стены с двойным перегибом. Выполнение верхней части торцевой стены наклонной с углом наклона до 60° обеспечивает увеличение объема кузова полувагона при малом угле наклона или высоте нижней части торцевой стены, при этом высота верхней части выполнена в диапазоне значений от 50 до 2500 мм, измеренная от верхней поверхности верхней обвязки полувагона.
Выполнение угловой стойки кузова полувагона (роль которой также может выполнять часть боковой стены кузова полувагона) с повторением профиля торцевой стены с двойным перегибом необходимо для обеспечения соединения элементов кузова друг с другом и отсутствия отверстий в кузове полувагона.
Таким образом, заявляемая полезная модель всей своей совокупностью существенных признаков позволяет увеличить объем кузова полувагона с сохранением длины рамы полувагона, что обеспечивает возможность перевоза большего объема груза.