Полувагон

Полезная модель относится к области железнодорожной техники, а именно к грузовым железнодорожным полувагонам для перевозки грузов, не требующих защиты от атмосферных воздействий.
Известен железнодорожный полувагон (патент РФ № 2194640), содержащий ходовые части, на которые опирается рама с жестко закрепленным кузовом, состоящим из боковых и торцевых стен, связанных между собой верхней и нижней обвязками. Рама включает в себя продольную хребтовую балку, на которой установлены поперечные шкворневые и промежуточные балки, состоящие из вертикальных верхнего и нижнего листов, образующих замкнутый контур. Шкворневые и промежуточные балки соединяются с помощью нижней обвязки со стойками боковых стен. Стойки боковых стен выполнены из швеллерообразного профиля, во внутреннюю полость которых вварены пластины. На пластинах в местах соединения стоек с промежуточными и шкворневыми балками установлены усиливающие элементы жесткости, обеспечивающие большую надежность узла соединения стоек с рамой полувагона.
Недостатком известной конструкции полувагона является недостаточная устойчивость боковой стены к действию распорной нагрузки от перевозимого груза в случае использования данной конструкции в полувагонах увеличенного объема кузова особенно в зоне шкворневой балки, где высота консольных частей шкворневой балки уменьшена вследствие расположения на ней боковых опор на тележку, а также из условия исключения контакта шкворневой балки с тележкой.
Известен кузов полувагона (патент РФ № 109066), включающий раму кузова, вертикальные стойки боковых стен, выполненные из стандартных гнутых швеллеров, обшивку боковых стен, нижнюю обвязку, выполненную из равнополочного швеллера, металлические вставки, накладки, усиливающие накладки и два поперечных ребра жесткости, размещенных в каждой стойке на уровне полок швеллера обвязки. Стойки приварены к обшивке и нижней обвязке. Накладки размещены с внутренней стороны кузова полувагона и соединяют промежуточные балки рамы полувагона с металлической вставкой в области приварки к ней стоек. Усиливающие накладки приварены снаружи кузова полувагона на стойках в нижней части в зоне максимальных напряжений. Конструкция выбрана прототипом.
Недостатком известной конструкции полувагона является недостаточная устойчивость боковой стены к действию распорной нагрузки от перевозимого груза в случае использования данной конструкции в полувагонах увеличенного объема кузова особенно в зоне шкворневой балки, где высота консольных частей шкворневой балки уменьшена вследствие расположения на ней боковых опор на тележку, а также из условия исключения контакта шкворневой балки с тележкой.
Технической проблемой является недостаточная устойчивость боковой стены к действию распорной нагрузки от перевозимого груза, особенно в зоне шкворневой балки.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение устойчивости боковых стен к действию распорной нагрузки от перевозимого груза.
Указанный технический результат достигается тем, что полувагон включает в себя кузов, ходовые тележки, автосцепное устройство, тормозное оборудование. Кузов состоит из боковых и торцевых стен, установленных на раме. Рама содержит хребтовую балку, на которой закреплены поперечные балки, в том числе концевые, шкворневые и промежуточные балки. Каждая боковая стена состоит из каркаса силовых элементов в виде вертикальных боковых стоек, верхней и нижней обвязок, перекрытого обшивкой. Стойки боковых стен продлены вниз за нижнюю обвязку и соединены со шкворневыми и промежуточными балками рамы. При этом соответствующие стойки боковых стен продлены вниз за нижнюю поверхность (нижний лист) шкворневой балки на величину до 300 мм и выступающие части стоек соединены со шкворневой балкой подкрепляющим элементом. Подкрепляющий элемент может быть выполнен в виде листовой косынки, либо в виде подкрепляющей балки гнутого или прокатного профиля, либо в виде конструкции, образованной двумя вертикальными ребрами и нижней, например, изогнутой накладкой, которая совместно с нижней поверхностью шкворневой балки и стойкой образует замкнутый узел. При этом изогнутая накладка имеет горизонтальную часть, перекрывающую торец стойки, и наклонную часть, прикрепленную к нижнему листу шкворневой балки. Горизонтальная часть накладки может быть усилена дополнительной накладкой. Нижняя часть стойки боковой стены может соединяться с поперечной балкой как непосредственно, так и через переходной элемент, например, в виде листа. При выполнении подкрепляющего элемента в виде подкрепляющей балки боковые поверхности опорной и подкрепляющей балок могут быть перекрыты усиливающей листовой накладкой, которая также может быть приварена к нижней части боковой стойки непосредственно или соединена с ней через переходной элемент.
Благодаря продлению соответствующих стоек боковых стен вниз за нижнюю поверхность шкворневой балки на величину до 300 мм и соединению выступающих частей стоек со шкворневой балкой подкрепляющим элементом достигается повышение устойчивости боковых стен к действию распорной нагрузки от перевозимого груза, особенно в зоне шкворневой балки, за счет компенсации изгибающего момента, действующего на стойку.
Продление стоек боковых стен вниз за нижнюю поверхность шкворневой балки на величину более 300 мм приведет к излишнему утяжелению боковой стойки, закрепленной на шкворневой балке, что может создать напряжения в узле соединения и понизить устойчивость к действию распорной нагрузки, т.к. дальнейшее усиление данного узла подкрепляющим элементом ограничено условием исключения его контакта с тележкой.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 показан главный вид полувагона; на фиг. 2 – вид на место соединения стойки боковой стены со шкворневой балкой рамы полувагона (сечение А-А с фиг. 1).
Полувагон (фиг. 1 и 2) включает в себя кузов 1, ходовые тележки 2, автосцепное устройство 3, тормозное оборудование 4. Кузов 1 состоит из боковых 5 и торцевых (не показаны) стен, установленных на раме 6. Рама 6 содержит хребтовую балку 7, на которой закреплены концевые (не показаны), шкворневые 8 и промежуточные поперечные балки (не показаны). Каждая боковая стена 5 состоит из каркаса силовых элементов в виде вертикальных боковых стоек 9, верхней 10 и нижней 11 обвязок, перекрытого обшивкой 12. Стойки 9 боковых стен 5 продлены вниз за нижнюю обвязку 11 и соединены со шкворневыми 8 и промежуточными (не показаны) балками рамы 6. При этом соответствующие стойки 9 боковых стен 5 продлены вниз за нижний лист 13 шкворневой балки 8 на величину до 300 мм и выступающие части стоек 9 соединены со шкворневой балкой 8 подкрепляющим элементом 14. Подкрепляющий элемент 14 может быть выполнен в виде, например, конструкции, образованной двумя вертикальными ребрами 15 и нижней накладкой 16, которая совместно с нижним листом 13 шкворневой балки 8 и стойкой 9 образует замкнутый узел.