САМОРАЗГРУЖАЮЩИЙСЯ ВАГОН ТИПА ДУМПКАР
SELF-DUMPING BOXCAR

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а более конкретно к конструкциям вагонов-самосвалов типа думпкар, предназначенных, преимущественно, для транспортирования из карьеров горных масс.
Известен вагон-думпкар (RU №2181329 С2, МПК B61D 9/08, опубл. 20.04.2002 г.), содержащий раму с хребтовой балкой и опорными кронштейнами, на которые опирается кузов с откидными вниз бортами и поворачивающийся в обе стороны на угол 45 град силовыми цилиндрами. На хребтовой балке под днищем кузова закреплены в контейнерах блоки пружин, облегчающих подъем груженого кузова, увеличивая подъемную силу разгрузочных цилиндров.
При использовании вышеописанной конструкции на начальный поворот кузова может быть создана подъемная сила пружин не более веса порожнего кузова - это менее 10% от грузоподъемности думпкара. При повороте кузова на угол 5-10 град сила пружин будет равна нулю. Для поворота кузова на больший угол требуется увеличивать высоту пружин - поднимать кузов вверх, ухудшать устойчивость. Предложение не реально.
Известен вагон-самосвал (RU №95100827 А1, МПК6 B61D 9/08, опубл. 10.11.1996 г.), включающий верхнюю раму, содержащую продольные поддерживающие и боковые балки, поперечные концевые и промежуточные балки и пол, жестко прикрепленный по контуру к продольным боковым и поперечным концевым балкам. Поперечные промежуточные балки выполнены в виде обойм из спаренных незамкнутых по вертикальной стенке С-образных гнутых профилей, соединенных между собой на участках, расположенных вне зоны опирания на продольные поддерживающие балки.
Обоймы С-образных гнутых профилей, примененные в конструкции, не могут демпфировать силу удара, так как прогиб в месте удара составляет 15-20 мм, а предел упругих деформаций этих гнутых элементов - 5-7 мм. После первой загрузки эти элементы будут деформированы.
За ближайший аналог принят саморазгружающийся вагон типа думпкар (RU №2428336, МПК B61D 9/00, опубл. 10.09.2011 г.), включающий верхнюю раму с осями поворота кузова, состоящую из поперечных балок, соединенных с продольными балками, и верхнего и нижнего листов, между которыми закреплены деревянные брусья или другие упругие элементы. Нижняя рама опирается нижним листом непосредственно на хребтовую балку нижней рамы.
К недостаткам описанной конструкции вагона-думпкара можно отнести большую массу верхней рамы, состоящей из разрозненных элементов, набор которых удовлетворяет по прочности и жесткости условиям ударной и статической нагрузки. Кроме того, конструкция более трудоемка в изготовлении и при ремонте, а также не решает проблему разгрузки примерзающего к днищу кузова груза.
Изобретение решает задачу уменьшения массы верхней рамы думпкара и создание условий, облегчающих разгрузку примерзающего к днищу кузова груза, за счет изменения конструкции верхней рамы.
Для получения необходимого результата в известном саморазгружающемся вагоне типа думпкар, включающем верхнюю раму с осями поворота кузова, нижнюю раму с хребтовой балкой с закрепленными на ней по обеим сторонам разгрузочные цилиндры, предлагается верхнюю раму выполнить из одного листа, прочность и жесткость которого выбрать с учетом динамических и статических нагрузок, которые возникают в процессе эксплуатации думпкара заданной грузоподъемности. Лист опирается по краям на продольные балки и прикрепленные к ним связывающие продольные балки с листом кронштейны с закрепленными в них осями поворота кузова, а в средней части - на упругие элементы, закрепленные на хребтовой балке по всей ее длине.
При загрузке думпкара скальными породами массой 3 тонны с высоты 3 м сила удара от листа передается через упругие элементы (например, деревянные брусья) непосредственно на хребтовую балку, прочность которой на порядок больше по сравнению с поперечными балками верхней рамы, как в конструкции ближайшего аналога.
На прилагаемом к описанию чертеже представлен предлагаемый саморазгружающийся вагон типа думпкар. На чертеже приняты следующие обозначения:
1 - верхняя рама; 2 - лист; 3 - продольные балки; 4 - кронштейны верхней рамы; 5 - оси поворота верхней рамы; 6 - кронштейны нижней рамы; 7 - нижняя рама; 8 - штоки разгрузочных цилиндров; 9 - упругие элементы (деревянные брусья); 10 - хребтовая балка.
Предлагаемая конструкция вагона, где верхняя рама включает лист, толщина которого удовлетворяет по прочности и жесткости условиям ударной и статической нагрузкам для вагона заданной грузоподъемности, опирающийся на продольные балки и кронштейны, связывающие лист с продольными балками, как подтверждают расчеты, делает конструкцию верхней рамы легче на 20%, прочнее, имеет меньшую трудоемкость изготовления и лучшую ремонтопригодность по сравнению с ближайшим аналогом.
При загрузке думпкара давление груза воспринимается листом 2, который опирается на продольные балки и в средней части на упругие элементы 9, передающие давление на хребтовую балку 10. При разгрузке думпкара, когда верхняя рама 1 наклоняется, лист 2 отходит от упругих элементов 9 и прогибается, как показывают расчеты на 10-15 мм. При прогибе листа 2 происходит отрыв листа 2 от груза, что позволяет решить проблему разгрузки примерзающего груза, что очень актуально при транспортировании грузов в условиях Севера.