БОКОВАЯ СТЕНА КРЫТОГО ВАГОНА

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции кузовов крытых вагонов, в частности, конструкции боковой стены крытого вагона.
Известна конструкция боковой стены крытого грузового вагона [Патент РФ на полезную модель №205365 опубликовано 12.07.2021], состоящая из верхней обвязки, стоек, дверного проема с дверными стойками и обшивы, выполненной из листов с периодическими гофрами, причем все листы обшивы имеют толщину, равную 2 мм. Боковая стена является составной частью крытого железнодорожного вагона и состоит из верхней обвязки, стоек, дверных стоек, направляющей, предназначенной для дверей, и обшивы. Боковая стена является жесткой сварной конструкцией. Обшива выполнена из двух (по высоте стены) продольных листов с периодическими гофрами одинаковой толщины. Толщина листов обшивы периодическими гофрами может составлять 2 мм. Обшива (для увеличения высоты стены) может быть дополнена третьим рядом листов, как содержащих периодические гофры, так и без них.
Недостатком данной конструкции является нетехнологичность конструкции боковой стены, заключающаяся в том, что при формировании периодических гофр происходит неравномерная утяжка металла, приводящая к образованию остаточных напряжений в углах гофр и увеличению отклонений от плоскостности профилей, что приводит к тому, что при изготовлении боковой стены или в процессе эксплуатации возникают большие остаточные напряжения в конструкции боковой стены, которые могут привести к различным трещинам и изломам.
Кроме того, выполнение листов обшивки толщиной 2 мм позволяет уменьшить массу вагона, но исключает наличие запаса прочности к усталостным трещинам в обшивке.
Вышеперечисленные недостатки приводят к значительному удорожанию изготовления конструкции боковой стены крытого вагона.
Также известна конструкция четырехосных крытых вагонов с боковой стеной, имеющей дверной проем и состоящей из стоек и обшивы, выполненной из двух (по высоте стены) продольных листов с периодическими гофрами и толщиной нижних листов 3 мм, а верхних -2 мм. [учебник «Вагоны. Конструкция, теория и расчет». Изд. 2-е, перераб. и доп. под ред. Л.А. Шадура. М., «Транспорт», 1973 г., с. 316, рис. 222].
Существенным недостатком данной конструкции является ее излишняя тяжеловесность, не позволяющая увеличить грузоподъемность вагона за счет выполнения нижнего ряда гофрированных листов толщиной 3 мм.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание конструкции боковой стены крытого вагона, обеспечивающей повышение жесткости и прочности стены боковой, а также увеличивает запас прочности к возникновению усталостных трещин за счет применения в конструкции сплошных продольных гофр и увеличенного по толщине нижнего листа, что позволяет уменьшить трудозатраты при изготовлении боковой стены крытого вагона.
1
2
Поставленная задача решается за счет того, что листы обшивки выполнены со сплошными продольными гофрами, ширина (b) которых располагается в диапазоне от 80 до 100 мм, а высота (h) - от 10 до 25 мм, причем верхний лист имеет толщину (S) 2 мм, а толщина (S) нижнего листа составляет диапазон от 2,5 до 3,5 мм.
1
2
Сущность предлагаемой конструкции заключается в том, что боковая стена крытого вагона включает верхнюю обвязку, стойки, дверной проем, а также листы обшивки, причем листы обшивки выполнены со сплошными продольными гофрами, ширина (b) которых располагается в диапазоне от 80 до 100 мм, а высота (h) - от 10 до 25 мм, причем верхний лист имеет толщину (S) 2 мм, а толщина (S) нижнего листа составляет диапазон от 2,5 до 3,5 мм.
Листы обшивки жестко соединены между собой нахлесточным сварным швом.
Расстояние нахлеста (а) двух соседних листов обшивки составляет диапазон 10-60 мм.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:
Фиг. 1 - общий вид боковой стены крытого вагона;
Фиг. 2 - боковая стена крытого вагона (разрез А-А);
Фиг. 3 - боковая стена крытого вагона (выносной вид А);
Фиг. 4 - боковая стена крытого вагона (выносной вид Б).
1
2
Боковая стена крытого вагона (1) включает верхнюю обвязку (2), стойки (3), дверной проем (4), а также листы обшивки (5). Листы обшивки (5) выполнены со сплошными продольными гофрами (6), ширина (b) которых располагается в диапазоне от 80 до 100 мм, а высота (h) - от 10 до 25 мм. Верхний (7) лист имеет толщину (S) 2 мм, толщина (S) нижнего листа (8) составляет диапазон от 2,5 до 3,5 мм.
Листы обшивки (5) жестко соединены между собой нахлесточным сварным швом (9).
Расстояние нахлеста (а) двух соседних листов обшивки составляет диапазон 10-60 мм.
1
2
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в том, что выполнение обшивки боковой стены из листов со сплошными продольными гофрами, ширина (b) которых располагается в диапазоне от 80 до 100 мм, а высота (h) - от 10 до 25 мм, при этом верхний лист имеет толщину (S) 2 мм, а толщина (S) нижнего листа обшивки составляет диапазон от 2,5 до 3,5 мм, позволяет увеличить полезные характеристики боковой стены (повышение прочности и жесткости сварной конструкции боковой стены), увеличить запас прочности при возникновении усталостных трещин и снизить вес конструкции боковой стены за счет выполнения гофр сплошными продольными по всей длине обшивки, что уменьшает материальные затраты на проведение ремонта, снижает металлоемкость конструкции.
Выполнение листов обшивки, жестко соединенных между собой нахлесточным сварным швом, обеспечивает прочность конструкции боковой стены и устойчивость конструкции при состоянии нагруженности вагона.
Выполнение соединения листов обшивки между собой сварным швом внахлест таким образом, что нахлест составляет диапазон от 10 до 60 мм, позволяет обеспечить технологичность сборки боковой стены вагона в случае отклонения прямолинейности кромки реза листов обшивки.
В настоящее время на заявленную полезную модель разработана конструкторская документация и проводятся всесторонние испытания опытных образцов.