Шкворневая балка рамы люкового полувагона

Предложенное техническое решение относится к железнодорожному транспорту, в частности к полувагонам с люками в полу кузова, касается выполнения рамы, в частности элементов, включающих шкворневые балки и крышки люков.
Известна шкворневая балка рамы люкового полувагона [патент РФ 129066, опубл. 20.06.2013], содержащая две пары вертикальных стенок, нижнюю и верхнюю полки (листы), перекрывающие вертикальные стенки и хребтовую балку рамы, и компенсирующие накладки для связи с элементами кузова, при этом верхняя полка (лист) выполнена двухскатной, перегнутой по оси симметрии, вертикальные стенки повышены до контакта с верхней двухскатной полкой (листом) и выполнены с прямоугольными вырезами. При этом компенсирующие накладки в поперечном сечении повторяют форму верхней двускатной полки (листа) и боковые края верхней двухскатной полки (листа) взаимодействуют с рабочими поверхностями закрытых крышек люков по образующим линиям нижних кромок. Компенсирующие накладки выполнены с двойным скосом на торце для улучшения сварочного соединения с верхней двухскатной полкой (листом). Последняя может быть выполнена из двух равных по длине частей, стыкуемых на постоянной подкладке, привариваемой снизу и повторяющей форму двухскатной полки (листа).
Известная шкворневая балка рамы люкового полувагона выбрана в качестве прототипа. Однако недостатком данной конструкции является пониженная жесткость и прочность верхней полки (листа) шкворневой балки и компенсирующих накладок, следствием чего является недостаточная устойчивость верхних полок (листов) шкворневых балок к деформациям при проведении разгрузки люковых полувагонов с помощью грейфера. При разгрузке нижней части груза в кузове при смыкании челюстей часто происходит повреждение горизонтальных полок шкворневых балок, кроме того, для повышения производительности разгрузки грейферами за счет более полного заполнения ковша грейфер часто бросают на груз. Подобные удары вызывают деформацию ребер двухскатных полок, что вызывает заломы нижних кромок и ведет к образованию зазора между крышкой и полом. Возникновение указанных деформаций существенно усугубляется при разгрузке слежавшихся и особенно смерзшихся в процессе транспортировки грузов.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение жесткости и прочности верхнего листа шкворневой балки и, как следствие, повышение надежности и долговечности самой шкворневой балки и крышек люков.
Указанный технический результат достигается тем, что шкворневая балка рамы люкового полувагона включает две пары вертикальных стенок, верхний лист, перекрывающий хребтовую балку рамы и имеющий выпуклую форму, и компенсирующие накладки для сварочных соединений с несущими элементами полувагона, прилегающие к концам верхнего листа и выполненные изогнутыми под углом в сторону боковых стен полувагона.
Возможны варианты исполнения, когда верхний лист в поперечном сечении имеет трапециевидную форму, а компенсирующая накладка в развертке имеет форму трапеции. При этом размер меньшего основания компенсирующей накладки (в развертке) находится в диапазоне 196 – 233 мм, размер большего основания находится в диапазоне 288 – 389 мм, а размер между основаниями находится в диапазоне 160 – 220 мм. В большем основании компенсирующей накладки могут быть образованы вырезы.
Придание верхнему листу выпуклой формы и выполнение компенсирующих накладок изогнутыми под углом в сторону боковых стен полувагона позволяет повысить жесткость и прочность верхнего листа шкворневой балки.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вид сбоку на половину шкворневой балки рамы люкового полувагона, на фиг. 2 – общий вид сверху на половину шкворневой балки рамы люкового полувагона, на фиг. 3 – вид с торца на верхний лист шкворневой балки рамы люкового полувагона, на фиг. 4 представлен пример соотношения размеров компенсирующей накладки.
Шкворневая балка рамы люкового полувагона (фиг. 1-3) устанавливается на хребтовую балку 1 рамы и состоит из двух пар вертикальных стенок 2, соединенных диафрагмами (на чертеже не показано), нижнего листа 3 и верхнего листа 4. Нижний лист 3 и верхний лист 4 перекрывают вертикальные стенки 2 попарно и хребтовую балку 1 рамы. Вертикальные стенки 2 дополнительно соединяются с хребтовой балкой 1 компенсирующими накладками 5, являющимися продолжением вертикальных стенок 2.
Верхний лист 4 имеет выпуклую форму, например в поперечном сечении он может иметь трапециевидную или П-образную форму (Фиг. 1, 3), т.е. выполнен двускатным с верхней площадкой между вершинами скатов. Снизу к скатам примыкают плоские поверхности. С вертикальными стенками 2 и компенсирующими накладками 5 могут быть сварены как скаты (на чертеже не показано), так и плоские поверхности. При этом высота вертикальных стенок 2 может быть увеличена до контакта с верхним листом 4.
На верхнем листе 4, прилегая к его концам, установлены соединительные компенсирующие накладки 6 (фиг. 1, 2), изогнутые под углом в сторону боковых стен 7 полувагона. Каждая компенсирующая накладка 6 может быть выполнена в форме части: усеченной пирамиды, усеченного конуса или любой усеченной фигуры, составленной из нескольких граней – раскрыв которых направлен в сторону нижней продольной обвязки боковой стены 7 кузова полувагона. При этом ребра между гранями могут быть скруглены или скошены. В месте присоединения компенсирующей накладки 6 к шкворневой балке на ней могут быть выполнены отвороты. Компенсирующая накладка 6 в развертке может иметь форму трапеции. В большем основании компенсирующей накладки 6 могут быть образованы вырезы (на чертеже показано условно).
При этом размер меньшего основания А компенсирующей накладки в развертке (фиг. 4) может находиться в диапазоне 196 – 233 мм, размер большего основания Б может находиться в диапазоне 288 – 389 мм, а размер В между основаниями находится в диапазоне 160 – 220 мм.
При сборке рамы полувагона в нормальном положении две шкворневые балки, без нижних листов 3 и соединяющих компенсационных накладок 5 и 6, устанавливаются на хребтовую балку 1, которая размещена на предварительно установленных нижних листах 3, и привариваются к последним. Потом устанавливаются накладки 5. Накладки 6 устанавливаются и привариваются на верхний лист 4 при соединениях рамы с боковыми стенами 7 кузова и выполняют свои функции. Установка предлагаемой шкворневой балки в раму возможна и при сборке рамы полувагона в перевернутом положении, т.е. при иной технологической схеме сборки рамы.
Таким образом, с помощью заявляемой полезной модели достигается технический результат, заключающийся в повышении жесткости и прочности верхнего листа шкворневой балки и, как следствие, повышении надежности и долговечности самой шкворневой балки и крышек люков.