Съемный кузов грузового вагона

Заявляемая полезная модель относится к конструкции железнодорожных вагонов, а именно к конструкции съёмного кузова грузового вагона.
Из уровня техники известен вагон со съёмным кузовом (Патент России на полезную модель №42802, опубл. 20.12.2004), содержащий кузов, раму, ходовую часть, автосцепное и тормозное оборудование, причём днище кузова снабжено продольной опорной балкой, соединенной в средней части с перпендикулярно расположенной прямоугольной рамой из поперечных и вертикальных балок, а рама снабжена продольной хребтовой и поперечной шкворневой балками.
Известен съёмный кузов грузового вагона (Патент России на полезную модель №180934, опубл. 29.06.2018), принятый за прототип, содержащий раму в виде балочного каркаса, установленные на раме боковые стойки и соединённые с крайними боковыми стойками торцевые стены с внутренними поверхностями, причём торцевые стены соединены с рамой посредством жёсткого неразъёмного соединения, при этом каждая торцевая стена содержит три усиливающих элемента, закреплённых между нижней обвязкой и нижним поясом.
К недостатку описанных выше технических решений, в том числе прототипа, следует отнести то, что нагрузка от груза и съёмного кузова передаётся на раму вагона-платформы через опорные элементы съёмного кузова, в результате чего в местах опирания съёмного кузова возникают концентрации максимальных напряжений.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая проблема повышенных напряжений в нижней части торцевых стен съёмного кузова грузового вагона.
Технический результат заключается в снижении напряжений в нижней части торцевых стен съёмного кузова грузового вагона.
Технический результат достигается тем, что съёмный кузов грузового вагона содержит торцевые стены, включающие в себя нижнюю обвязку и нижний пояс, причём каждая торцевая стена содержит три усиливающих элемента, закреплённых между нижней обвязкой и нижним поясом, причём каждый усиливающий элемент выполнен шириной, заданной из диапазона от 200 до 210 мм.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что каждый усиливающий элемент выполнен толщиной, заданной из диапазона от 8 до 10 мм.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что каждыйусиливающий элемент выполнен из швеллера.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что каждый усиливающий элемент выполнен высотой, равной расстоянию между нижней обвязкой и нижним поясом.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что усиливающие элементы закреплены посредством сварки.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется фигурами, на которых показано:
Фиг. 1 – съёмный кузов грузового вагона, где 1 – торцевая стена, 2 – нижняя обвязка, 3 – нижний пояс, 4 – усиливающие элементы, 5 – элементы опоры.
Фиг. 2 – торцевая стена съёмного кузова грузового вагона, где 2 – нижняя обвязка, 3 – нижний пояс, 4 – усиливающие элементы, 5 – элементы опоры.
Фиг. 3 – торцевая стена съёмного кузова грузового вагона, разрез А-А, где 2 – нижняя обвязка, 3 – нижний пояс, 4 – усиливающий элемент, 5 – элемент опоры.
Фиг. 4 – зависимость максимальных напряжений в нижней части торцевой стены съёмного кузова грузового вагона для режима «Удар 3,5 МН» в зависимости от ширины усиливающего элемента 4 (ширина 0 мм – усиливающий элемент отсутствует).
Фиг. 5 – зависимость максимальных напряжений в нижней части торцевой стены съёмного кузова грузового вагона для режима «Удар 3,5 МН» в зависимости от толщины усиливающего элемента 4 (толщина 0 мм – усиливающий элемент отсутствует).
Фиг. 6 – зависимость максимальных напряжений в усиливающем элементе 4 для режима «Удар 3,5 МН» от его толщины.
Съёмный кузов грузового вагона включает в себя торцевые стены 1, содержащие нижнюю обвязку 2 и нижний пояс 3. Каждая торцевая стена 1 содержит три усиливающих элемента 4, выполненные из швеллера, закреплённые между нижней обвязкой 2 и нижним поясом 3. Каждый усиливающий элемент 4 выполнен высотой, равной расстоянию, измеренному между нижней обвязкой 2 и нижним поясом 3. Каждый усиливающий элемент 4 выполнен шириной, заданной из диапазона от 200 до 210 мм. Кроме того, каждый усиливающий элемент 4 выполнен толщиной, заданной из диапазона от 8 до 10 мм. Усиливающие элементы 4 закреплены к торцевой стене 1 посредством сварки.
Оптимальная ширина и толщина усиливающих элементов 4 подобраны, исходя из прочностного расчёта для обеспечения условия прочности конструкции торцевой стены 1 (Фиг. 4, 5, 6). Установлено, что при ширине усиливающего элемента 4, выбранной менее 200 мм, и толщине, выбранной менее 8 мм, возрастают напряжения в нижней части торцевой стены 1 и превышают допустимые. При ширине усиливающего элемента 4, выбранной более 210 мм, и толщине, выбранной более 10 мм, увеличивается металлоёмкость конструкции торцевой стены 1 без пропорционального увеличения прочности конструкции. Кроме того, выполнение усиливающих элементов 4 из швеллера и расположение усиливающих элементов 4 над элементами опоры съёмного кузова грузового вагона с высотой, равной расстоянию, измеренному между нижней обвязкой и нижним поясом, также позволяет обеспечить снижение напряжений в нижней части торцевых стен 1 съёмного кузова грузового вагона.
В примере реализации съёмный кузов грузового вагона включает в себя торцевые стены 1, содержащие нижнюю обвязку 2 и нижний пояс 3. Каждая торцевая стена 1 содержит три усиливающих элемента 4, выполненные из швеллера, закреплённых между нижней обвязкой 2 и нижним поясом 3. Усиливающие элементы 4 расположены над элементами опоры 5 съёмного кузова, при этом каждый усиливающий элемент 4 выполнен высотой равной 150 мм, шириной равной 200 мм и толщиной равной 8 мм. Усиливающие элементы 4 прикреплены к торцевой стене 1 посредством сварки.
Таким образом, как показано в вышеприведённом описании полезной модели, достигается технический результат, заключающийся в снижении напряжений в нижней части торцевых стен съёмного кузова грузового вагона.
Предложенное техническое решение может быть использовано в известных из уровня техники грузовых вагонах.