ВАГОН-ХОППЕР

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к вагонам для перевозки горячих окатышей и агломерата с температурой погрузки до 700°С, а также других сыпучих грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков.
Известен вагон для перевозки сыпучих грузов содержит ходовую часть с рамой, на которой установлен кузов бункерного типа с нижними разгрузочными люками, разгрузочные механизмы, состоящие из систем рабочих валов с двуплечими рычагами, соединенными тягами с корытообразными крышками, подвешенными на маятниках, систему ручного привода, состоящую из кривошипов и рычагов, установленных на кронштейнах и опорах. Точка шарнирной подвески маятника на вагоне и точка шарнирного крепления крышки на маятнике смещены относительно вертикальной оси бункера на различные расстояния, обеспечивающие отвод крышки из зоны разгрузочного люка. Привод разгрузочного люка образован системой кривошипов, соединенных между собой рычагами с рабочим валом и размещенных в кронштейнах. Фиксатор закрытого положения люка образован подпружиненным, шарнирно закрепленным на раме стопором, взаимодействующим с дисковым кулачком рабочего вала. Фиксатор открытого положения крышки образован планкой на одном из плеч двуплечего рычага, (см. Патент РФ №2192361 «Вагон для перевозки сыпучих грузов», МПК В 61D 7/00, 17/16, Бюл. №35, 2002 г.
Известен вагон для перевозки сыпучих грузов содержит ходовую часть с рамой, на которой установлен кузов бункерного типа с нижними разгрузочными люками, корытообразные крышки на маятниках, разгрузочные механизмы, состоящие из системы двуплечих рычагов и тяг, приводимые в действие концентрическими валами, установленными на кронштейнах в опорах, и фиксирующие элементы открытого и закрытого положения. Точка шарнирной подвески маятника и точка шарнирного крепления крышки на маятнике смещены относительно вертикальной оси бункера на различные расстояния для отвода крышки из зоны разгрузочного люка. Концентрические валы связаны между собой как ведущий и ведомый вал посредством дискового кулачка, установленного на ведущем валу, и кулачка, установленного под углом относительно дискового кулачка на ведомом валу. Фиксатор закрытого положения выполнен в виде стопора, шарнирно закрепленного на кузове и взаимодействующего с ограничителем ведомого вала. Фиксатор открытого положения крышки выполнен в виде планки, установленной на одном из плеч двуплечего рычага, (см. Патент РФ №2194641 «Вагон для перевозки сыпучих грузов», МПК В61D 7/00, 17/16, Бюл. №35, 2002 г.)
К недостаткам последних двух вагонов для перевозки сыпучих грузов относится сложность конструктивного исполнения разгрузочных механизмов и крепление подвесок крышек разгрузочных люков.
Известен вагон для перевозки сыпучих грузов, который содержит ходовые части, воспринимающие нагрузки от кузова, состоящего из крыши с верхними загрузочными люками и бункеров с нижними разгрузочными люками, торцевых стен с раскосами и боковых стен со стойками, через раму, включающую в себя хребтовую балку с закрепленными на ней шкворневыми балками, концевые части которых связаны между собой продольными балками. Каждая продольная балка выполнена из двух соединенных между собой швеллеров. На верхней поверхности продольной балки установлен
уголковый профиль, соединяющий стойки боковых стен. В верхних концевых частях внутренних вертикальных листов шкворневых балок выполнен вырез. Продольная балка установлена с зазором по отношению к наружному вертикальному листу шкворневой балки, (см. Патент РФ №2194642 «Вагон для перевозки сыпучих грузов», МПК В61D 7/00, 17/08, В61F 1/02, Бюл.№35, 2002 г.)
К недостаткам известных вагон-хопперов для сыпучих грузов можно отнести сложность конструктивного исполнения, металлоемкость, нетехнологичность, определяемая большой номенклатурой используемых деталей, наличием специализированных профилей, а также недостаточную эксплуатационную надежность и грузоподъемность.
Известен вагон-хоппер для транспортировки и охлаждения сыпучих материалов в горячем состоянии, в частности агломерата, который содержит кузов с оребренными боковыми стенками, торцевыми наклонными стенками и двуосными тележками. Разгрузочные люки с крышкой сопряжены с двускатным полом вагона, опирающимся на раму, частью которой является хребтовая балка. Внутри кузова расположен воздуховод с направляющими, образующими диффузор и выполненными в виде металлических пластин, прикрепленных к торцевой стенке вагона и площадке. Направляющие каналы, открытые концы которых имеют прямоугольное сечение, закреплены выше торцевых стенок кузова.(см. авторское свидетельство №1507623, В61D 27/00, опубл. 15.09.89, Бюл. №34)
Наиболее близким техническим решением к предложенной полезной модели являются вагоны-хопперы модели 20-4015, 20-480, 20-471, которые состоят из кузова, механизма разгрузки, ходовых частей, автотормоза, стояночного тормоза, ударно-тягового устройства, (см. Каталог. Грузовые вагоны железнодорожных дорог. Колеи 1520 мм. Альбом-справочник
002И-97 ПКБ ЦВ., Департамент вагонного хозяйства МПС РФ, Проектно-конструкторское бюро- 1998)
К конструктивным недостаткам известных вагонов-хопперов для перевозки окатышей и агломерата относится: недостаточная прочность конструкции кузова, а именно его верхней обвязки, узла сочленения верхних обвязок боковых и торцевых стен, термическая деформация конструктивных элементов вагон-хоппера в процессе эксплуатации, а также ненадежность работы узлов блокировки механизма разгрузки, соединения рычагов механизма и крышек разгрузочных бункеров.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача по усовершенствованию конструкции вагон-хоппера для перевозки окатышей и агломерата, которое заключается в увеличение прочности кузова, повышение надежности работы механизма разгрузки, уменьшение термической деформации, а также улучшение эксплуатационных свойства и срока службы вагона-хоппера в целом.
Для достижения указанного технического результата в вагон-хоппере, содержащим кузов, представляющим собой раму с установленными на ней каркасом, состоящим из боковых и торцевых стен, двух разгрузочных бункеров с крышками, продольного конька, механизм разгрузки, ходовую часть, боковые стены каркаса состоят из стоек, верхней и нижней обвязок, раскосов и обшивки, торцевые стены каркаса состоят из верхней обвязки, поперечных, продольных балок, обшивки, крышки разгрузочных бункеров снабжены усиливающими пластинами, установленными под оси для рычага механизма разгрузки, при этом ось дополнительно жестко закреплена с внутренней стороны к ребру жесткости боковой обвязки бункера, сочленение верхних обвязок торцевой и боковой стен усилены фигурными накладками, в механизме разгрузки между валом пневмопривода и подшипником скольжения введена втулка, в которой выполнена кольцевая
проточка по наружной и внутренней ее поверхности для гарантированной подачи смазки между поверхностями трения вала.
В вагон-хоппере усиливающие пластины на крышках разгрузочных бункеров под оси для рычага механизма разгрузки выполнены толщиной равной 6-8 мм, а диаметр ее шейки - 45-50 мм, при этом в механизме разгрузки вал выполнен диаметром 90-95 мм, толщина фигурной накладки и толщина стенок разгрузочных бункеров и конька выполнены равной 10-12 мм, а толщина обшивки боковых и торцевых стен выполнена равной 4,5-5 мм.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется чертежами, где на представленных фигурах изображено:
- фиг.1 - общий вид вагон-хоппера;
- фиг.2 - кузов вагона-хоппера;
- фиг.3 - кузов вагона-хоппера в поперечном разрезе;
- фиг.4 - сочленение верхних обвязок торцевых и боковых стен вагон-хоппера;
- фиг.5 - разгрузочные бункера с крышками;
- фиг.6 - механизм разгрузки вагон-хоппера;
- фиг.7 - крышка разгрузочного бункера.
Вагон-хоппер для перевозки окатышей (фиг.1, 2) содержит кузов 1, представляющим собой раму 2 с установленными на ней каркасом 3, состоящим из боковых 4 и торцевых 5 стен, двух разгрузочных бункеров 6 с крышками 7, продольного конька 8, механизм разгрузки 9, ходовую часть 10.
Рама 2 (фиг.2) включает в себя хребтовую 11, две шкворневые 12, две лобовые 13, каркас 14 разгрузочных бункеров 6.
Боковые стены 4 состоят из стоек 15, верхней 16 и нижней 17 обвязок, раскосов 18 и обшивки 19.
Торцевые стены 5 состоят из верхней обвязки 20, поперечных 21, продольных 22 балок, обшивки 23 (фиг.2).
С целью повышения прочности конструкции крышки 7 разгрузочных бункеров 6 дополнительно снабжены усиливающими пластинами 24 (фиг.6, 7), установленными под оси 25 для рычагов 26 механизма разгрузки 9.
При этом ось 25 дополнительно жестко закреплена с внутренней стороны к ребру жесткости боковой обвязки 27 бункера 6 и выполнена из материала Ст 10Г2.
Сочленение верхних обвязок 16, 20, соответственно, боковой 4 и торцевой 5 стен усилены фигурными накладками 28 (фиг.4).
Механизм разгрузки 9 (фиг.5,6) состоит из пневмопривода 29, рычажной передачи 30 и механизма блокировки 31. Механизм блокировки 31 обеспечивает защиту от самопроизвольного открытия крышек 7 разгрузочных бункеров 6.
В механизм разгрузки 9 между валом 32 пневмопривода 29 и подшипником скольжения 33 введена втулка 34 (фиг.5), в которой выполнена кольцевая проточка 35 по наружной и внутренней ее поверхности для обеспечения гарантированной подачи смазки между поверхностями трения вала 32. Втулка 34 выполнена из бронзы и конструктивное ее выполнение обеспечивает надежность работы за счет исключения заклинивания вала 32, и позволит увеличить срок службы механизма разгрузки 9.
Усиливающие пластины 24 на крышках 7 разгрузочных бункеров 6 под оси 25 для рычагов механизма разгрузки 9 выполнены толщиной равной 6-8 мм, а диаметр ее шейки - 45-50 мм.
В механизме разгрузки 9 вал 32 пневмопривода 29 выполнен диаметром 90-95 мм.
Толщина фигурной накладки 24, обеспечивающей сочленение верхних обвязок 16, 20, соответственно, боковой 4 и торцевой 5 стен выполнены равной 10-12 мм.
Толщина стенок разгрузочных бункеров 6 (фиг.4) и продольного конька 8 выполнены равной 10-12 мм, а толщина обшивки 19, 23 боковых 4 и торцевых 5 стен выполнена равной 4,5-5 мм.
Известные вагон-хопперы для перевозки окатышей и агломерата в процессе эксплуатации в большой степени подвергаются термической деформации, поэтому с целью уменьшения воздействия высоких температур, так как данные модели вагонов осуществляют перевозку горячих окатышей и агломерата с температурой погрузки до 700°С были выбраны оптимальные размеры толщин стенок разгрузочных бункеров 6, продольного конька 8 и фигурной накладки 28 равными 10-12 мм, обшивки 19, 23 боковых 4 и торцевых 5 стен равными 4,5-5 мм.
Выходя за рамки выполнения толщин меньше 10 мм стенок разгрузочных бункеров 6 и продольного конька 8, фигурной накладки 24, а обшивки 15, 19 меньше 4,5 мм происходит термическая деформация кузова 1 вагона-хоппера в целом, а при условии соответственно более 12 мм и 5 мм происходит неоправданное увеличение металлоемкости и массы тары, и безусловно повышается себестоимость и снижается грузоподъемность вагона.
Толщина усиливающих пластин 24 на крышках 7 разгрузочных бункеров 6 - 6-8 мм, диаметры шейки оси 25 - 45-50 мм и вала 32 механизма разгрузки 9 - 90-95 мм выбраны оптимальными с учетом повышение прочности и эксплуатационной надежности работы механизма разгрузки, выходя за указанные минимальные пределы размеров, не обеспечивается надежность работы узлов блокировки 31 механизма разгрузки 9, соединения рычагов механизма разгрузки 9 и крышек 7 разгрузочных бункеров 6, а, выходя за максимальные пределы размеров, происходит неоправданное увеличение металлоемкости и соответственно себестоимости вагон-хоппера.
Предлагаемая конструкция построения вагона-хоппера для перевозки окатышей и агломерата позволяет исключить недостатки серийно-выпускаемых вагон-хопперов, повысить прочность, улучшить удобства обслуживания, повысить надежность работы механизма разгрузки, уменьшить термическую деформацию кузова, и в целом улучшить эксплуатационные свойства и увеличить срок службы вагона-хоппера.