КУЗОВ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к подвижному составу для перевозки грузов, требующих защиты от атмосферных осадков.
Известен железнодорожный полувагон, содержащий ходовые части, раму и установленный на ней кузов с боковыми и торцевыми стенами, каркасы которых имеют боковые и угловые стойки. Боковая стойка выполнена в виде попарно расположенных пластин, имеющих форму прямоугольных трапеций, вертикальные стороны которых соединены между собой элементами жесткости, а наклонные стороны в нижней части снабжены уступами с переходом последних в выступающие элементы, конгруэнтные закругленной части кузова. Пластины по вертикальным сторонам соединены между собой (см. патент РФ №2137637, МПК B61D 7/04, опубл. 1999.09.20)
К недостаткам такой конструкции можно отнести сложность конструктивного исполнения и изготовления.
Известен железнодорожный полувагон, который содержит ходовые части, раму и установленный на ней кузов с торцевыми и боковыми стенками, имеющими верхние обвязки, выполненные из корытообразного профиля, полки которого ориентированы в горизонтальной плоскости. На верхней обвязке приварена со смещением внутрь и наклоном относительно верней полки профиля пластина, задающий угол наклона обшив боковых и торцевых стенок кузова относительно вертикальной оси полувагона. (см. патент РФ №2137638, МПК B61D 17/04, опубл. 1999.09.20)
К недостаткам известной конструкции железнодорожного полувагона также можно отнести сложность конструктивного исполнения и нетехнологичность.
Известен железнодорожный полувагон, 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 хребтовую балку, на которой установлены 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 шкворневыми балками. Установлены усиливающие элементы жесткости. Усиливающие элементы жесткости выполнены из уголкового профиля швеллера, трубного сегмента, выполненного из разрезанной по продольной оси на две части трубы. Концевые части вертикальных листов шкворневых балок загнуты во внутреннюю сторону балки так, что расстояние между краями вертикальных листов меньше ширины стойки боковой стены (см. патент РФ №2194640, МПК В61D 3/00, опубл. 2002.12.20).
К недостаткам известного кузова железнодорожного полувагона можно отнести сложность конструктивного исполнения, нетехнологичность, трудоемкость изготовления.
Известен железнодорожный вагон с ходовыми частями и рамой, на которой смонтированы боковые и торцевые стены, содержит съемно-секционную крышу и штанговые поворотные Г-образные ограничители ее вертикальных перемещений. Секции крыши по боковым продольным сторонам снабжены клинообразными кронштейнами, входящими в пазы, выполненные в верхней обвязке боковой стены. Пазы имеют вырезы, взаимодействующие с прихватами штанговых поворотных Г-образных
ограничителей. Наружная поверхность секций крыши снабжена пирамидальными уловителями, взаимодействующими с клинообразными кронштейнами другой секции при складировании их одна на другую (см. патент РФ №2136524, МПК B61D 3/00, опубл. 1999.09.10)
К недостаткам кузова известного железнодорожного грузового вагона относится сложность конструктивного исполнения штанговых поворотных ограничителей.
Наиболее близким техническим решением к предложенной полезной модели является кузов грузового вагона, содержащий раму, боковые и торцевые стены, съемную крышу, состоящую из секций. Направляющие закреплены на верхней обвязке боковых стен и выполнены в виде скоб, а в боковых обвязках секций выполнены пазы под указанные направляющие. Запорные устройства установлены на боковых стенах, выполнены с поворотными Г-образными прихватами и связаны с механизмами управления и механизмами блокировки самопроизвольного поворота прихватов. Каждый поворотный прихват размещен внутри скобы. Механизм управления смонтирован на нижней обвязке боковой стены и состоит из двух параллельных опорных планок с коническими отверстиями, гайки размещенной между планками в этих отверстиях, и винта. Механизм блокировки самопроизвольного поворота прихвата выполнен в виде двух взаимно перпендикулярных горизонтальных упоров, которые смонтированы на прихвате, и двух вертикальных планок, закрепленных на боковой стене. (см. патент РФ №2054359, МПК B61D 39/00, опубл. 1996.02.20).
К недостаткам известных кузовов железнодорожных грузовых вагонов можно отнести сложность конструктивного исполнения, металлоемкость, нетехнологичность, наличием специализированных профилей, а также недостаточную эксплуатационную надежность, так как наиболее повреждаемая в процессе эксплуатации является торцевая стена от
продольных перемещений грузов, особенно при роспуске с сортировочных горок.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача по усовершенствованию конструкции кузова грузового вагона, которое заключается в повышении эксплуатационной надежности за счет увеличения прочности торцевых и боковых стенок кузова, улучшения удобства обслуживания.
Для достижения указанного технического результата в кузове грузового вагона, содержащем раму, на которой смонтированы боковые и торцевые стены, съемно-секционную крышу с загрузочными люками, на стойках боковых стен установлены запорные устройства, каркас боковой стены состоит из верхней обвязки, двух угловых стоек, двух шкворневых стоек, четырех промежуточных стоек, нижней обвязки, торцевая стена выполнена из верхней обвязки, горизонтальных поясов, двух боковых стоек, усиливающих стоек, нижней обвязки, листы обшивки, верхняя обвязка торцевой стены выполнена в виде жесткой коробчатой конструкции из швеллера с усиливающей его планкой, а средняя часть торцевой стены усилена тремя горизонтальными поясами, выполненными из холодногнутого швеллера В 200×160×8, пояса расположены параллельно верхней и нижней обвязкам по всей ширине торцевой стены, боковые стойки выполнены из горячекатаного швеллера, обеспечивающие соединение торцевой стены с угловой стойкой боковой стены, усиливающие стойки выполнены из холодногнутого листа, при этом одна из усиливающих стоек, предназначенная для распределения нагрузки между верхними поясами, установлена между нижнем и средним поясами, две другие стойки, предназначенные для усиления соединения торцевой стены с рамой, установлены под нижним поясом, верхняя обвязка боковых стен выполнена из трубы прямоугольного профиля, при установке крыши на вагон, для ее фиксации, в верхней обвязке выполнены сквозные пазы, усиленные планками, которые соединены между собой перемычкой, жестко
закрепленной к верхней обвязке, причем усиленные сквозные пазы, ограничивающие сдвиг крыши в продольном и поперечном направлении относительно кузова вагона, выполнены с возможностью размещения в них кронштейнов крыши, при этом угловая стойка, предназначенная для соединения боковых и торцевых стен между собой и рамой выполнена из листа, шкворневые и промежуточные стойки, предназначенные для восприятия распорных усилий, и соединения боковой стены с рамой выполнены из омегообразного профиля, внутри которого закреплены планки, а снаружи в месте соединения стоек - усиливающие накладки, причем нижняя обвязка выполнена из уголка, предназначенная для соединения боковой стены с рамой, соединения промежуточных и шкворневых стоек с балками рамы и размещения запорных устройств крышек люков, обшивка боковой стены выполнена из листового профиля с ребрами жесткости по всей ее длине.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется чертежами, где на представленных фигурах изображено:
- фиг.1 - общий вид кузова грузового вагона;
- фиг.2 - боковая стена кузова грузового вагона;
- фиг.3 - торцевая стена кузова грузового вагона;
- фиг.4 - крыша кузова грузового вагона;
Кузов грузового вагона состоит из следующих частей: двух боковых 1 стен, двух торцевых 2 стен, рамы 3, четырнадцати крышек 4 разгрузочных люков 5 с механизмами подъема 6 и запирания 7 их в закрытом положении, крыши 8.
Стены боковые 1 воспринимают вертикальные, распорные и динамические нагрузки, действующие на грузовой вагон в процессе эксплуатации.
Боковая 1 стена имеет стоечно-сварную конструкцию, состоящую из каркаса 9 и металлической обшивки 10.
Каркас 9 боковой стены 1 состоит из верхней обвязки 11, двух угловых стоек 12, двух шкворневых стоек 13, четырех промежуточных стоек 14, нижней обвязки 15. Верхняя обвязка 11 выполнена из трубы прямоугольного профиля 140×110×7.
При установке крыши 8, для ее фиксации, в верхней обвязке 11 выполнены сквозные пазы 16, усиленные планками 17, соединенные между собой перемычкой 18, которая жестко закреплена к верхней обвязке 11 боковой стены 1. Усиленные сквозные пазы 16 являются также ограничением сдвига крыши 8 в продольном и поперечном направлении относительно кузова грузового вагона и используются для размещения в них кронштейнов 19 крыши 8.
Угловая стойка 12 выполнена из листа и предназначена для соединения боковых 1 и торцевых 2 стен между собой и рамой 3.
Шкворневые 13 и промежуточные 14 стойки предназначены для восприятия распорных усилий, соединения боковой 1 стены с рамой 3 грузового вагона выполнены из омегообразного профиля. Внутри профиля вварены планки 20, а снаружи в зоне соединений стоек 13 и 14 с нижней обвязкой 15 - усиливающие накладки 21.
Нижняя обвязка 15 выполнена из уголка 160×100×10 и предназначена для соединения боковой 1 стены с рамой 3, соединения промежуточных 14 и шкворневых 13 стоек с балками рамы 3 и размещения запорных устройств 7 крышек 4 люков 5.
Обшивка 10 боковой стены 1 выполнена из двух периодических профилей проката 1059×11×4, соединенных внахлестку по высоте.
На наружной стороне боковых стен 1 кузова на угловой стойке 12 установлен поручень 22 составителя. На нижних обвязках 15 боковых стен 1 вблизи угловых стоек 12 установлены кронштейны 23 для подтягивания грузового вагона.
Вблизи угловых стоек 12 с наружной стороны на обшивке 10 расположены увязочные скобы 24, которые предназначены для крепления
эластичных укрытий при перевозке грузов, требующих защиты от атмосферных осадков.
На внутренней стороне боковой стены 1 расположены три ряда увязочных устройств: нижние увязочные кольца расположены на нижней обвязке 15, средние и верхние увязочные скобы расположены на обшивке 10 боковой стены 1. Для установки лесных стоек при перевозке леса предусмотрены скобы 24, которые расположены на внутренней стороне боковой стены 1 в ее верхней части.
Стена торцевая 2 воспринимает нагрузки распорные от действия груза, а также продольные инерционные, действующие на грузовой вагон в эксплуатации.
Торцевая стена 2 состоит из верхней обвязки 25, трех горизонтальных поясов 26, двух боковых стоек 27, трех усиливающих стоек 28 и 29, нижней обвязки 30, листов обшивки 31.
Верхняя обвязка 25 выполнена из холодногнутого швеллера 144×160×90×6 мм с усилением его планкой 32 для создания жесткой коробчатой конструкции.
Повышение прочности верхних обвязок боковых, торцевых стен и усиление пазов позволяет уменьшить возможность развала боковых стен кузова.
В средней части торцевая стена 2, для обеспечения необходимой прочности жесткости, усилена тремя горизонтальными поясами 26, которые выполнены из холодногнутого швеллера В 200×160×8. Пояса расположены параллельно верхней 25 и нижней 30 обвязкам по всей ширине торцевой стены 2.
Боковые стойки 27 торцевой стены 2 выполнены из горячекатаного швеллера 12У и обеспечивают соединение торцевой стены 2 с угловой стойкой 12 боковой стены 1.
Усиливающая стойка 28, предназначенная для распределения нагрузки между верхними поясами, выполнена из холодногнутого листа Б-ПН-07.
Две другие усиливающие стойки 29 выполнены из холодногнутого листа Б-ПН-10 и предназначены для усиления заделки торцевой стены с рамой.
Нижняя обвязка 30 выполнена из уголка 160×100×10 и предназначена для соединения торцевой стены 2 с рамой 3.
Обшивка 31 торцевой стены 2 выполнена из двух профилей толщиной 4,5 мм, соединенных между собой внахлестку.
С внутренней стороны торцевой стены 2 на обшивке 31 установлены скобы 24 лесных стоек и откидные поручни 33. С наружной стороны торцевой стены 2 установлена лестница 34.
Все элементы торцевой стены 2 соединены между собой электродуговой сваркой.
Крыша 8 грузового вагона предназначена для защиты груза от атмосферных осадков и состоит из двух секций 35 и 36, в соединении между которыми предусмотрено уплотнение 37. Уплотнение 37 выполнено из гнутого листа в форме равнополочного швеллера (желоба) на одной секции 35 и козырька на другой секции 36.
В крыше 8 имеются загрузочные люки 38 круглой формы. Крышки 39 загрузочных люков 38 имеют запорный 40 и блокировочный 41 механизмы. Установка блокировки загрузочных люков 38 должна обеспечить защиту от самопроизвольного и несанкционированного открытия люков 38.
На крыше 8 расположены помосты 42, предназначенные для обеспечения удобства обслуживания вагона в процессе эксплуатации. Они выполнены из уголков и просечно-вытяжного листа.
Каркас секций 35 и 36 крыши 8 состоит из двух боковых обвязок 43, торцевых балок 44.
К боковым обвязкам 43 крыши 8 приварены кронштейны 19, которые входят в пазы 16 верхней обвязки 11 боковой стены 1. Кроме того, кронштейны 19 ограничивают перемещения секций 35 и 36 крыши 8 в продольном и поперечном направлении относительно кузова.
К одной из продольных балок 44 через промежуточный элемент приварены на каждой секции 35 и 36 четыре ушка 45 для зачаливания секций при их переустановке. К боковым обвязкам крыши 8 приварены ловушки 46, которые являются центрирующими элементами при складировании секций крыш друг на друга. При установке секций крыш друг на друга. Кронштейны одной секции «улавливаются» наклонными под 45° поверхностями ловушки другой крыши и фиксируются. На каждой секции, для безопасной работы обслуживающего персонала, предусмотрены помосты 42 с настилом и ограждение по периметру секции из прутка.
Каждая секция крыши 8 фиксируется на кузове при помощи четырех ограничительных устройств 47. Основным элементом ограничительного устройства 47 является штанговый поворотный Г-образный ограничитель 48. Верхняя часть ограничителя 48 шарнирно установлена в кронштейн 49, укрепленный сварными швами к стойкам 13, 14. Фиксация поворотного Г-образного ограничителя 48 в кронштейне 19 осуществляется при помощи планок, болтами с гайками и шайбами. Нижняя часть Г-образного ограничителя 48 опирается приварной шайбой на разъемные планки 50. Планка 50 приварена к стойкам 13, 14. Нижняя часть Г-образного ограничителя заканчивается стержнем квадратного сечения, охватывается коробкой с рукояткой 51. Для удержания коробки от опускания вниз на конце квадратного стержня приварена шайба.
Рама грузового вагона является одной из ответственных частей полувагона, служит основанием кузова и воспринимает вертикальную нагрузку от груза, собственного веса и веса кузова, а также продольные усилия (растягивающие и сжимающие).
На раме устанавливаются: автосцепные устройства, стояночный и автоматический тормоза, крепятся шарнирно крышки разгрузочных люков с механизмом подъема.
Рама полувагона состоит из хребтовой балки, двух концевых балок, двух шкворневых балок, четырех промежуточных балок.
Предлагаемая конструкция кузова грузового вагона позволяет исключить недостатки серийно-выпускаемых железнодорожных полувагонов, повысить эксплуатационную надежность за счет увеличения прочности торцевых, боковых стен кузова, а также улучшить удобства обслуживания и срок службы грузовых вагонов.