ВАГОН-ХОППЕР

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может найти применение в конструкции вагонов-хопперов сочленённого типа, содержащих разгрузочные бункеры в консольных частях секций кузова.
Из уровня техники известен вагон-хоппер (RU 149541 U1, опубл. 10.01.2015), принятый за наиболее близкий аналог и содержащий ходовую часть, автосцепные устройства и кузов, который установлен на ходовой части посредством рамы и содержит последовательно расположенные секции для приёма груза, каждая из которых выполнена с разгрузочными бункерами и имеет консольную часть, в которой по обе стороны хребтовой балки рамы расположены разгрузочные бункеры, оборудованные разгрузочными люками с крышками и механизмами разгрузки в составе приводов с системами рычагов и тяг. При этом системы рычагов и тяг механизмов разгрузки всех разгрузочных люков, в том числе, разгрузочных люков консольных частей секций кузова, расположены на одном уровне между собой и установлены ниже хребтовой балки.
Техническая проблема, не решаемая известным техническим решением, заключается в следующем. Введение в консольные части секций кузова разгрузочных бункеров исключает образование внутри секций зон, которые не опустошаются при разгрузке груза самотеком и требуют проведения дополнительных операций по разгрузке. Вместе с тем, расположение систем рычагов и тяг механизмов разгрузки разгрузочных бункеров консольных частей секций кузова ниже хребтовой балки занимает пространство под элементами автосцепного устройства и препятствует демонтажу автосцепного устройства, который возможен только путём съёма поддерживающей планки и извлечения элементов автосцепного устройства вниз, между вертикальными полками хребтовой балки.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является улучшение ремонтопригодности вагона-хоппера.
Указанный технический результат достигается тем, что в вагоне-хоппере, содержащем ходовую часть, автосцепные устройства и кузов, который установлен на ходовой части посредством рамы, выполненный с разгрузочными бункерами и имеющий консольные части, в которых по обе стороны хребтовой балки рамы расположены разгрузочные бункеры, каждый из которых оборудован разгрузочным люком с крышкой и механизмом разгрузки в составе привода с системой рычагов и тяг, в отличие от наиболее близкого аналога, предлагается каждую из указанных систем рычагов и тяг выполнять состоящей из двух рычагов треугольной формы, каждый из которых шарнирно соединён одной вершиной через короткую регулируемую тягу с крышкой разгрузочного люка, второй вершиной с проушиной, жёстко закреплённой на нижней полке хребтовой балки рамы, третьей вершиной с длинной тягой, шарнирно соединённой с V-образным двуплечим рычагом, жёстко закреплённым на установленном над хребтовой балкой продольном валу, который другим своим концом шарнирно связан через рычаг и шток с приводом.
В предпочтительной форме реализации одна из длинных тяг механизма разгрузки выполнена регулируемой.
В предпочтительной форме реализации V-образный двуплечий рычаг на одном из своих плеч выполнен с отверстием овальной формы для шарнирного соединения с длинной тягой.
В предпочтительной форме реализации на рычагах треугольной формы установлены регулируемые скобы, закреплённые своими концами на раме посредством кронштейнов.
Закрепление рычагов треугольной формы на нижних полках хребтовой балки и продольных валов над хребтовой балкой позволяет расположить систему рычагов и тяг по сторонам от хребтовой балки рамы и выше неё, оставляя пространство непосредственно под хребтовой балкой свободным для доступа к автосцепному устройству. Исходя из того, что зачастую выход из строя автосцепного устройства происходит на груженых вагонах, предложенная конструкция вагона-хоппера позволяет улучшить ремонтопригодность вагона-хоппер за счёт возможности беспрепятственно производить демонтаж автосцепного устройства и последующую разгрузку вагона-хоппера, в том числе, в полевых условиях.
Выполнение одной из длинных тяг регулируемой обеспечивает возможность компенсации неточности сборки и установки узлов механизма разгрузки на вагон-хоппер, а также возможность выбора зазоров во всех шарнирных соединениях в закрытом положении механизма разгрузки, в том числе и зазора в указанном отверстии овальной формы.
Выполнение на одном из плеч V-образного двуплечего рычага отверстия, предназначенного для шарнирного соединения с длинной тягой, овальной формы позволяет обеспечить холостой ход этого рычага относительно длинной тяги, в то время как второе плечо этого рычага со второй тягой перемещает пару рычага треугольной формы с короткой тягой, совершая их переход через «мертвую точку».
Установка на рычагах треугольной формы регулируемых скоб, которые закреплены своими концами на раме, предотвращает самопроизвольный переход «мертвой точки» данными рычагами, с сохранением при этом прижатия крышек разгрузочных люков к горловинам разгрузочных люков.
Полезная модель представлена на чертежах: на фиг. 1 – вагон-хоппер сочленённого типа, основной вид; на фиг. 2 – кузов вагона-хоппера, основной вид, фрагмент; на фиг. 3 – разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 – вид Б на фиг. 3, увеличено; на фиг. 5 - консольная часть кузова, аксонометрическая проекция; на фиг. 6 – система рычагов и тяг механизма разгрузки, аксонометрическая проекция.
Вагон-хоппер (фиг. 1) содержит ходовую часть, состоящую из тележек 1, автосцепные устройства 2, раму 3, кузов 4 с разгрузочными бункерами 5 в межтележечном пространстве и разгрузочными бункерами 6 в консольных частях, запорно-пломбировочные устройства на загрузочных и разгрузочных люках, тормозную систему.
Разгрузочные бункеры 5 и 6 (фиг. 2) оборудованы разгрузочными люками с крышками и механизмами разгрузки в виде приводов с системами рычагов и тяг, расположенных на разной высоте относительно хребтовой балки 3.1 рамы 3.
Каждый разгрузочный бункер 6 (фиг. 3) содержит разгрузочный люк 7 с крышкой 8 прислонного типа и оборудован механизмом разгрузки. Механизм разгрузки, в свою очередь, включает в себя две симметрично расположенные пары рычагов 9 треугольной формы и коротких регулируемых тяг 10, две длинные тяги 11.1 и 11.2, V-образный двуплечий рычаг 12, жёстко закреплённый на одном из концов продольного вала 13, и привод 14 со штурвалом 15, шарнирно связанный через шток 16 и рычаг 17 с противоположным концом продольного вала 13. Каждый рычаг 9 треугольной формы в каждой из своих трёх вершин имеет отверстия для шарнирного соединения: одной вершиной – с проушинами, жёстко закреплёнными на нижней полке хребтовой балки 3.1, второй вершиной - с короткой регулируемой тягой 10, шарнирно соединённой с крышкой 8, третьей вершиной - с длинной тягой 11 (одной из длинных тяг 11.1 или 11.2). Длинная тяга 11.1 выполнена регулируемой. Длинные тяги 11.1 и 11.2 шарнирно закреплены вторыми своими концами с V-образным двуплечим рычагом 12, длина каждого из плеч которого и угол между плечами подбирается из условия того, чтобы в закрытом положении механизма разгрузки угол между каждым плечом рычага 12 и тягами 11.1 и 11.2 был приближен к 180 градусам, но не превышал его, а в открытом положении перемещение плеч V-образного двуплечего рычага 12 обеспечивало открытие крышек 8, достаточное для беспрепятственной выгрузки сыпучих грузов. Каждый из рычагов 9 треугольной формы в месте его шарнирного соединения с короткой регулируемой тягой 10 поддерживается регулируемой скобой 18, которая в свою очередь, своими концами с помощью разъёмного соединения установлена на кронштейнах, жёстко соединённых с рамой 3. Перемещению скобы 18 вдоль нижней поверхности рычага 9 препятствуют выступ, выполненный на вершине рычага 9, и планка, закреплённая на рычаге 9 с другой стороны.
V-образный двуплечий рычаг 12 (фиг. 4) на одном из своих плеч имеет овальное отверстие 19, предназначенное для шарнирного соединения с длинной тягой 11.2.
Продольный вал 13 (фиг. 3, 5) каждого механизма разгрузки закреплён на элементах продольного конька 20, обустроенного в консольной части кузова над автосцепным устройством 2. Положение рычага 17 на продольном валу 13 подбирается таким образом, чтобы угол между осью штока 16 привода 14 и плечом рычага 17 в закрытом положении механизма разгрузки был приближен к 90 градусам, но не превышал его.
Полезная модель работает следующим образом.
При вращении штурвала 15 привода 14 происходит продольное перемещение штока 16, который через рычаг 17 придает вращение продольному валу 13. V-образный двуплечий рычаг 12, закрепленный на продольном валу 13, поворачивается, увлекая за собой регулируемую длинную тягу 11.1 одним плечом и не регулируемую длинную тягу 11.1 другим плечом.
При открытии механизма разгрузки в момент перехода через «мертвую точку», благодаря овальной форме отверстия 19 шарнирного соединения рычага 12 и длинной тяги 11.2, обеспечивается разность по времени срабатывания каждой из пар рычагов 9 треугольной формы и коротких регулируемых тяг 10 для каждой крышки 8 разгрузочных люков 7. Вследствие этого, вдвое снижается нагрузка на все узлы механизма разгрузки. Длинные тяги 11.1 и 11.2 приводят в движение рычаги 9 треугольной формы, которые будучи шарнирно связаны с короткими регулируемыми тягами 10, перемещают крышки 8 разгрузочных люков 7. Шарнирное соединение рычага 9 и тяги 10, переходя через прямую, соединяющую ось шарнирного соединения рычага 9 с проушинами и ось шарнирного соединения тяги 10 с крышкой 8, обеспечивает переход через «мертвую точку». В этот момент усилие, прижимающее крышку 8 к горловине разгрузочного люка 7, имеет наибольшее значение. В этот же момент происходит увеличение угла между длинными тягами 11.1, 11.2 и плечами V-образного двуплечего рычага 12, что также обеспечивает нарастание усилия в момент сжатия уплотнений в горловинах разгрузочных люков 7 и перехода «мертвой точки» рычагами 9 и тягами 10. Тяги 10 имеют регулируемую длину, что обеспечивает возможность регулировки усилия прижатия крышек 8 к разгрузочным люкам 7 для предотвращения образования зазоров между крышками и горловинами люков.
В открытом положении механизма разгрузки регулируемые скобы 18 упираются друг в друга, тем самым ограничивая ход крышек 8. В закрытом положении механизма разгрузки каждая из регулируемых скоб 18 поддерживает рычаг 9 треугольной формы. За счёт возможности регулирования длины скобы 18 обеспечивается требуемое расстояние между осью шарнирного соединения рычага 9 с тягой 10 и прямой, соединяющей ось шарнирного соединения рычага 9 с проушинами и ось шарнирного соединения тяги 10 с крышкой 8. Указанное расстояние составляет от 5 до 30 мм, что обеспечивает предотвращение самопроизвольного перехода рычагов 9 «мертвой точки», при этом сохраняя наибольшее прижатие крышек 8 разгрузочных люков 9 к горловинам разгрузочных люков 7.