ТОРЦЕВАЯ ЧАСТЬ КУЗОВА УНИВЕРСАЛЬНОГО ПОЛУВАГОНА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к магистральным универсальным полувагонам и касается конструктивного исполнения торцевой части кузова полувагона, т.е. сваренных между собой концевой (лобовой) балки рамы и торцевой стенки кузова. Предлагаемая полезная модель может быть использована при серийном выпуске универсальных полувагонов как с люками в полу кузова, так и универсальных полувагонов с глухим кузовом.
В странах СНГ и Балтии получили распространение и широко известны из уровня техники универсальные цельнометаллические полувагоны с люками в полу кузова. В состав кузова универсального полувагона [1], в частности его торцевых частей, входят две концевые (лобовые) балки коробчатого сечения, устанавливаемые на хребтовую балку рамы кузова, и торцевые стенки, сваренные с лобовыми балками.
В состав концевых (лобовых) балок [2] входят вертикальные стенки, верхняя горизонтальная полка и две нижние наклонные полки, располагаемые по обе стороны от хребтовой балки. Все элементы лобовой балки последовательно устанавливаются, свариваются между собой и привариваются к хребтовой балке в кондукторе и в кантователе. При этом наружная вертикальная стенка сваривается с верхней горизонтальной и нижними наклонными полками в тавровые соединения двухсторонними варочными швоми. Каждая торцевая стенка [2] содержит верхнюю обвязку, крайние и средние вертикальные стойки, листовую обшивку и горизонтальные несущие пояса. Все три горизонтальных пояса одинаковы и выполнены одинаковыми из омега-образного прокатного профиля для вагонных стоек. Торцевая стенка соединяется с лобовой балкой крайними и средними вертикальными стойками, имеющими подгибки и вырезы для взаимодействия с конструктивными элементами лобовой балки, при этом установка средних вертикальных стоек торцевой стенки производится после соединения последней с лобовой балкой, так как обшивка торцевой стенки накладывается на вертикальную стенку лобовой балки изнутри кузова. Внутри кузова устанавливается дополнительный связывающий уголок для обеспечения возможности сварки обшивки торцевой стенки с верхней горизонтальной полкой лобовой балки, что вызывает необходимость наложения дополнительных сварочных швов на всю ширину кузова.
Известная конструкция торцевой части кузова универсального полувагона [2], состоящая из сваренных между собой концевой (лобовой) балки и торцевой стенки, трудоемка как по изготовлению сопрягаемых деталей, так и по сборочно-сварочным работам, а также металлоемка. Кроме этого, известная конструкция сдерживает производительность труда при сборке рамы и кузова, так как требует последовательной установки и приварки ряда деталей лобовых балок рамы, а также отдельных деталей торцевых стенок. При этом применяемый блочный метод сборки-сварки рамы и кузова используется не полностью.
Задачей предлагаемой полезной модели является конструктивное и технологическое совершенствование лобовой балки и торцевой стенки торцевых частей кузова универсального полувагона для обеспечения полного использования блочного метода в сборочно-сварочных работах по раме и кузову, повышения технологичности деталей и уменьшения сварочных работ.
Технический результат заявляемой полезной модели - повышение производительности труда при сборочно-сварочных работах по раме и кузову, снижение металлоемкости и трудоемкости при серийном выпуске полувагонов, а также экономия сварочных материалов.
Для достижения технического результата, в предлагаемой усовершенствованной конструкции торцевой части кузова универсального полувагона, включающей сварные лобовую балку коробчатого сечения, установленную на хребтовой балке рамы кузова, содержащую вертикальные стенки, верхнюю горизонтальную и нижние наклонные полки, и торцевую стенку, сваренную с лобовой балкой и выполненную из верхней обвязки, крайних и средних вертикальных стоек, соединяющих торцевую стенку с лобовой балкой, листовой обшивки и ряда горизонтальных несущих поясов, верхняя горизонтальная полка лобовой балки выполнена с вертикальной отгибкой вверх, и на последнюю наложена вертикальная стенка лобовой балки со сваркой в нахлестку и с образованием уступа. В указанном уступе размещена и аналогично приварена листовая обшивка торцевой стенки. При этом крайние и средние вертикальные стойки выполнены с плоскими привалочными поверхностями и наложены этими поверхностями на вертикальную стенку лобовой балки. Горизонтальный несущий пояс, по меньшей мере расположенный в верхней части, выполнен с образованием с листовой обшивкой в сечении замкнутой коробчатой формы. Верхняя горизонтальная полка с вертикальной отгибкой вверх и вертикальные стенки лобовой балки связаны между собой L-образным в своем сечении основанием, расположенным посередине лобовой балки. Основание предназначено для размещения и приварки предварительно собранной лобовой балки на концевой части хребтовой балки рамы. При этом нижние наклонные полки лобовой балки соединены с хребтовой балкой рамы кузова с помощью приварных компенсирующих накладок, устанавливаемых в нахлестку. Соединяющие торцевую стенку и лобовую балку средние вертикальные стойки выполнены открытыми по нижним торцам для исключения возможности скапливания и замерзания в них воды, и крайние вертикальные стойки выполнены в виде мерных стандартных прокатных швеллеров (также открытых по нижним торцам). Образующий с обшивкой в сечении коробчатую форму горизонтальный несущий пояс выполнен с использованием гнутой детали швеллерообразного сечения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - общий вид торцевой части кузова универсального полувагона. Вид с торца кузова. Показаны сваренные между собой лобовая балка рамы и торцевая стенка кузова. Штрихпунктирной линией показаны боковые стенки кузова.
Фиг.2 - разрез по «А-А» торцевой части кузова на фиг.1. Показано конструктивное устройство лобовой балки рамы и торцевой стенки кузова. Штрихпунктирной линией показаны хребтовая балка рамы и боковая стенка кузова.
Фиг.3 - место I на фиг.2, укрупненное. Показана вертикальная отгибка вверх горизонтальной полки концевой балки с наложением на отгибку вертикальной стенки и обшивки торцевой стенки.
Осуществление полезной модели (устройство и принцип действия)
Торцевая часть кузова универсального полувагона по предлагаемой полезной модели состоит из сварной концевой (лобовой) балки 1 коробчатого сечения, фиг.1 и 2, установленной на конце хребтовой балки «Б» рамы кузова, и торцевой стенки 2, которая сварена с лобовой балкой 1.
Лобовая балка 1 содержит наружную вертикальную стенку 3, фиг.2, две внутренние вертикальные стенки 4, расположенные по обе стороны от хребтовой балки «Б», верхнюю горизонтальную полку 5, выполненную с вертикальной отгибкой «В» вверх, и две нижние наклонные полки 6, замыкающие балку в коробчатое сечение. При этом вертикальная стенка 3 наложена на вертикальную отгибку «В» и сварена с ней в нахлестку с образованием уступа «Г», предназначенного для размещения и приварки листовой обшивки торцевой стенки 2. Составляющие элементы лобовой балки - верхняя горизонтальная полка 5 с вертикальной отгибкой «Б» и вертикальные стенки 3 и 4 связаны между собой L-образным основанием 7, расположенным посередине лобовой балки, которое предназначено для размещения последней на концевой части хребтовой балки «Б» и последующей приварки. При этом лобовая балка выполнена виде отдельной сборочной единицы 1, фиг.1, и ее нижние наклонные полки 6, фиг.2, соединены с хребтовой балкой «Б» с помощью приварных компенсирующих накладок 8, устанавливаемых и привариваемых в нахлестку.
Торцевая стенка 2, свариваемая с лобовой балкой 1, цельносварной конструкции и выполнена из верхней обвязки 9, крайних вертикальных стоек 10, предназначенных для соединения с боковыми стенками кузова «Д», средних вертикальных стоек 11, горизонтальных несущих поясов 12 и 13 и листовой обшивки 14. Крайними и средними вертикальными стойками, соответственно 10 и 11, а также листовой обшивкой 14 торцевая стенка соединена с лобовой балкой. При этом листовая обшивка 14 снаружи размещена и приварена в образовавшемся уступе «Г», а крайние и средние вертикальные стойки, 10 и 11, выполнены с плоскими привалочными поверхностями «Ж» и наложены этими поверхностями, через уступ «Г», на вертикальную стенку 3 лобовой балки. В связи с этим, крайние вертикальные стойки 10 выполнены в виде мерных стандартных прокатных швеллеров, т.е. без подрезки и подгибки. Для исключения попадания внутрь воды, средние вертикальные стойки выполнены открытыми по нижним торцам «З». Горизонтальный несущий пояс 12 (средний), фиг.1 выполнен из специального омега-образного профиля для вагонных стоек, как наиболее нагруженный, а для изготовления горизонтальных несущих поясов 13 (верхнего и нижнего), в частности верхнего пояса показанного на фиг.1, 2, используются гнутые детали швеллерообразного сечения, которые образуют совместно с листовой обшивкой 14 в сечении замкнутую коробчатую форму. В сварной металлоконструкции кузова торцевая стенка 2 и лобовая балка 1 располагаются между двумя боковыми стенками «Д».
Предприятием-заявителем в порядке совершенствования конструкций разработаны измененные рабочие чертежи торцевых частей кузовов перспективного универсального полувагона модели 12-9791 нового поколения (с нагрузкой на ось 25 т) и находящегося в производстве серийного полувагона модели 12-9790. По измененным чертежам ведется технологическая подготовка производства для внедрения заявленной полезной модели на полувагоне модели 12-9790 в декабре 2009 года.
Источники информации
1. Монография «Вагоностроительные конструкции. Изготовление, модернизация, ремонт» под редакцией кандидата техн. наук Б.Г.Цыгана, издательство «Кременчуг», 2005 г., стр.213, рис.2-80 и стр.161, рис.2-40. УДК 625. 23/24. 002:621. 791.
2. Альбом рабочих чертежей «Полувагон модели 12-9790», 2007 г., ТУ У 35.2-00190957-042: 2008, ОАО «Дизельный завод», г.Кривой Рог, Украина.