Кронштейн крышки люка

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к устройствам для крепления на вертикальной плоскости выступающих или выдвинутых в горизонтальном направлении частей люков полувагонов и крытых железнодорожных вагонов.
Известен полувагон модели 12-754 (альбом-справочник «Вагоны грузовые железных дорог колеи 1520 мм», ПКБ ЦВ, 002И-2010), содержащий две двухосные тележки, цельнометаллический кузов с четырнадцатью люками в полу, раму, шкворневую балку, хребтовую балку. Крышки люка изготовлены из металлических гофрированных листов, подкрепленных элементами жесткости. Крышки люка шарнирно крепятся к хребтовой балке с помощью трех петель, запор крышки люка состоит из закидки, сектора и планки.
Недостатком кронштейнов, применяемых в крышке люка полувагона модели 12-754, являются их низкие прочностные характеристики - контур кронштейна выполнен переменной геометрии, содержащей углы, а масса крышки люка полувагона составляет более 150 кг, помимо массы груза, в результате при эксплуатации в углах концентрируются напряжения от воздействия воспринимаемых нагрузок, кронштейны крышек люков деформируются, появляются изломы, наблюдается ослабления заклепок крепления кронштейнов и петель.
Известна крышка люка полувагона (патент РФ на полезную модель №130274, МПК B61D 17/00, B61D 11/00, от 20.07.2013), принятая в качестве прототипа, состоящая из цельнометаллического каркаса, обшивы (листа крышки люка), петель для закрепления крышки люка на хребтовой балке полувагона, запорных кронштейнов для фиксации крышки люка в закрытом положении, скоб для фиксации закидок, и элементов закрепления одного или двух торсионов. Каркас крышки люка включает в себя систему продольных и поперечных балок. Запорные кронштейны представляют собой уголки и установлены под углом к оси симметрии крышки на нижние поверхности передней и поперечных балок с опорой на узел соединения, в том числе и на усиливающую косынку. Для возможности установки крышки люка на полувагон габарита 0-ВМ запорные кронштейны имеют меньший вылет за передний край крышки за счет усеченного конца, образующего поверхность параллельную переднему краю крышки.
Недостатком кронштейнов, применяемых в данной крышке люка являются низкие прочностные характеристики с нерациональным сечением - контур кронштейна выполнен переменной геометрии, содержащей углы, где концентрируются напряжения от воздействия воспринимаемых нагрузок, в результате чего при эксплуатации кронштейны деформируются, в местах локализации напряжений появляются изломы, наблюдается ослабление заклепок крепления и петель, возникает возможность обрыва кронштейна.
Вышеуказанные факторы снижают сохранность перевозимых грузов, возникает риск потери сыпучих грузов вследствие деформации кронштейна и нарушения плотного прилегания листа крышки люка к элементам кузова.
Решаемой технической проблемой являются низкие прочностные характеристики применяемых кронштейнов с нерациональным сечением, в результате чего при эксплуатации кронштейны деформируются, в местах изменения геометрии наблюдается концентрация напряжений, появляются изломы, происходит ослабление заклепок крепления и петель, вследствие чего нарушается плотное прилегание листа крышки люка к элементам кузова, что снижет сохранность перевозимых грузов.
Технический результат заключается в повышении надежности работы кронштейна за счет выбора оптимального сечения кронштейна с применением сопряжений.
Указанный технический результат достигается тем, что кронштейн крышки люка полувагона представляет собой литое изделие, суженное в средней части контур которого отличается тем, что его углы скруглены, а именно радиус сопряжения пересекающихся прямых угла расширенной части наружной грани ближайшей к углу крышки люка составляет 100-150 мм, радиус сопряжения угла суженной части наружной грани кронштейна составляет 45-55 мм, радиус перехода от внутренней грани к выступающей за переднюю балку крышки люка зоне составляет 45-55 мм, контур сечения кронштейна в поперечном направлении имеет скругленные углы, радиус которых составляет 3-12 мм, внутренняя грань кронштейна выполнена под углом 5-10° относительно основания, радиус перехода от горизонтальной части внутренней грани к вертикальной части составляет 55-65 мм.
Кронштейн люка выполнен литым изделием, плавный переход между гранями обеспечивает детали большую надежность, чем увеличение толщины изделия, а в случаях необходимости применения сопряжений массивных сечений с тонкими, предусматриваются плавные переходы между ними. Толщины двух сопрягаемых стенок, расположенных параллельно, отличаются не более чем в четыре раза. Длина наклонной части должна быть не менее четырех величин разности толщин сопрягаемых стенок. Радиус сопряжения выбирается таким, чтобы с получением плавного перехода предотвратить местное скопление металла, поэтому в кронштейне вагона предельно уменьшено разнообразие радиусов сопряжений. Радиус выбирается в пределах 1/5-1/3 среднего арифметического толщины сопрягаемых стенок, если по назначению и конструкции детали не требуется иного радиуса. При сопряжении граней под углом вследствие встречи линий теплового потока во внутреннем угле соединения образуется горячий узел, замедляющий остывание, такое соединение затрудняет заполнение формы металлом и препятствует усадке, кроме того, применение стенок в отливке с неравномерной толщиной, скоплением металла на отдельных участках и резкими переходами от большого сечения к малому отрицательно сказывается на качестве литья. Соблюдение плавных переходов является основным требованием, предъявляемым к конструкции литой детали, поэтому в кронштейне применены максимальные радиусы переходов, допускаемые конфигурацией детали.
Таким образом, достигается технический результат, заключающийся повышении прочностных характеристик кронштейна.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом. На фигуре 1 показан общий вид кронштейна люка полувагона, на фигуре 2 показан контур сечения кронштейна, на фигуре 3 показан вид кронштейна со стороны его внутренней грани.
Кронштейн крышки люка полувагона 1 (фиг. 1) представляет собой литое изделие, углы которого скруглены, а именно радиус сопряжения угла (пересекающихся прямых) расширенной части наружной грани 2 (ближайшей к углу крышки люка) составляет 100-150 мм, радиус сопряжения угла суженной части наружной грани 2 кронштейна 1 составляет 45-55 мм, радиус перехода от внутренней грани 4 к выступающей за переднюю балку крышки люка зоне 3 составляет 45-55 мм, контур сечения А-А кронштейна 1 (фиг. 2) в поперечном направлении имеет скругленные углы, радиус которых составляет 3-12 мм, внутренняя грань 4 кронштейна выполнена под углом 5-10° относительно основания 5 (фиг. 3), радиус перехода от горизонтальной части внутренней грани 4 к вертикальной части 6 составляет 55-65 мм.