УЗЕЛ СБОРКИ КРЫШКИ ЛЮКА И КУЗОВА ПОЛУВАГОНА

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции кузова универсального полувагона, в частности конструкций крышек люков и их установки в кузова полувагонов.
Известна конструкция полувагона [патент РФ на полезную модель №129065, опубликованная 20.06.2013 г.], содержащая раму с ходовыми тележками и установленный на раме кузов с двумя торцевыми стенами, двумя боковыми стенами и крышками разгрузочных люков, образующими пол полувагона. Каждая крышка разгрузочного люка имеет каркас, состоящий из передней, средней и двух боковых обвязок, прикрепленный к каркасу гофрированный лист, три петли для крепления крышки разгрузочного люка к хребтовой балке полувагона. Петли установлены на усиливающей планке, жестко связанной с гофрированным листом. Усиливающая планка между петлями имеет ребра жесткости. Передняя кромка гофрированного листа, контактирующая с нижней обвязкой боковых стенок полувагона, расположена на передней обвязке каркаса крышки разгрузочного люка и в месте прилегания имеет плоскую поверхность. На передней обвязке крышки разгрузочного люка расположены два запорных кронштейна для удержания ее в закрытом положении и прижимающие переднюю кромку гофрированного листа к нижней обвязке боковых стен кузова.
Конструкция кузова полувагона и конструкция крышки люка позволяют осуществлять подгибку передней поверхности листа крышки люка, прилегающую к нижней поверхности нижней обвязки боковой стены, но не позволяет осуществлять подгибку боковых поверхностей листа крышки люка к элементам кузова. Также немаловажным для данной конструкции является то, что перекрытие листа крышки люка и элементов кузова образующих люк, должно быть рассчитано исходя из толщины листа крышки люка. При большом перекрытии и малой толщине гофрированного листа, плоский край листа, периодически деформируется и отгибается, что приводит к потере перевозимого груза и постоянному ремонту крышки люка, а это сокращает срок службы крышки люка. При маленьком перекрытие и большой толщине гофрированного листа, плоский край листа невозможно подогнуть, чтобы обеспечить нормативный зазор между сопрягаемыми поверхностями листа крышки люка и деталями кузова, а это приводит к потере перевозимого груза. Вместе с этим, исходя из толщины листа крышки люка крайние гофры, выполненные на листе крышки люка, должны быть расположены в определенных зонах относительно элементов образовывающих люк в полу кузова, для предотвращения повреждения этих элементов при погрузочно-разгрузочных работах и обеспечивает необходимой жесткости крышки люка по периметру.
Также известен полувагон [патент РФ на полезную модель №170722, опубликованная 04.05.2017 г.], включающий в себя ходовые тележки, раму, состоящую из продольной хребтовой балки и закрепленных на ней поперечных балок, в том числе концевых, шкворневых и промежуточных, расположенных между шкворневыми, закрепленные на раме торцевые и боковые стены, образующие кузов. Боковые стены включают в себя боковые вертикальные стойки, которые расположены над соответствующими поперечными балками рамы. Между поперечными балками рамы расположены крышки разгрузочных люков. Поперечные балки рамы, расположенные в надтележечном пространстве, расположены с меньшим шагом, чем вмежтележечном пространстве. Крышки разгрузочных люков, расположенные вмежтележечном пространстве, имеют размеры по длине полувагона в интервале 800…1580 мм, по ширине - в интервале 700…1300 мм, а крышки разгрузочных люков, расположенные в надтележечном пространстве, имеют размеры по длине вагона в интервале 800…1580 мм, по ширине - в интервале 400…1200 мм.
Недостатком вышеописанной конструкции являются то, что уменьшение размеров крышек люков приводит к увеличению количества крышек люков установленных в кузов, так как площадь пола с большими или маленькими крышками остается постоянной. Также для установки большего количества крышек люков необходимо установить дополнительное количество промежуточных балок и державок к продольной балке. Увеличение количества крышек люков и промежуточных балок приводит к увеличению массы тары. Кроме того, данная конструкция полувагона не учитывает периметр перекрытия элементов образующих люк и листа крышки люка, что приводит в эксплуатации к потере сыпучего груза. Также конструкция не учитывает ориентацию в пространстве шарнира крепления крышки люка к раме полувагона относительно элементов образующих люк, которая необходима для обеспечения гарантированного поворота крышки люка без заеданий и зацепления элементов кузова элементами крышки в процессе закрывания и открывания крышки люка.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание конструкции кузова железнодорожного полувагона, обеспечивающей сохранность сыпучего груза при перевозках и предотвращение засыпания сыпучим грузом тележек при разгрузке полувагона через люки в полу, с обеспечением оптимального, необходимого угла открывания крышки люка, и гарантированной установки крышки люка петлями в державки продольной балки.
Поставленная задача решается за счет того, что в узле сборки крышки люка и кузова полувагона расстояние по горизонтали от боковой грани верхнего элемента продольной балки до центра шарнира крепления крышки люка составляет интервал от 12 мм до 24 мм. Расстояние по вертикали от верхней поверхности верхнего элемента продольной балки до центра шарнира крепления крышки люка составляет интервал от 47 мм до 55 мм. Соосность отверстий, выполненных в петлях, установленных на крышке люка, в которые входят оси крепления крышки люка к раме вагона, составляет не более 3 мм. Соосность отверстий, выполненных в державках, установленных на продольной балке между двумя соседними поперечными балками, в которые входят оси крепления крышки люка к раме вагона, составляет не более 3 мм. Расстояние по горизонтали от центра шарнира крепления крышки люка до задней кромки отгибки листа крышки люка составляет интервал от 35 до 45 мм.
Сущность заявляемой полезной модели, заключается в том, что узел сборки крышки люка и кузова полувагона содержит люк в полу кузова, образованный нижней обвязкой боковой стены кузова, верхними листами двух соседних поперечных балок рамы кузова, верхним элементом продольной балки, на которой установлены державки, и шарнирно закрепленную петлями через державки к продольной балке крышку люка, состоящую из металлического листа, у которого боковые и передний края выполнены плоскими, а задний край выполнен с отгибкой, и из каркаса, имеющего боковые, переднюю и заднюю обвязки, кроме того, при закрытой крышке люка, каждая боковая кромка металлического листа крышки люка заходит за боковую кромку верхнего листа поперечной балки, образуя перекрытие металлического листа крышки люка, вместе с этим, передняя кромка металлического листа крышки люка заходит за кромку нижней обвязки боковой стены кузова, образуя перекрытие металлического листа крышки люка, кроме того, расстояние по горизонтали от боковой грани верхнего элемента продольной балки до центра шарнира крепления крышки люка составляет интервал от 12 мм до 24 мм, также расстояние по вертикали от верхней поверхности верхнего элемента продольной балки до центра шарнира крепления крышки люка составляет интервал от 47 мм до 55 мм, вместе с этим, соосность отверстий, выполненных в петлях, установленных на крышке люка, составляет не более 3 мм, и соосность отверстий, выполненных в державках, установленных на продольной балке между двумя соседними поперечными балками, составляет не более 3 мм, при этом расстояние по горизонтали от центра шарнира крепления крышки люка до задней кромки отгибки листа крышки люка составляет интервал от 35 мм до 45 мм.
Кроме того, задний край металлического листа крышки люка выполнен с отгибкой, которая состоит из одного плоского участка, при этом участок расположен под углом в интервале от 130° до 150° к нижней плоскости металлического листа, или задний край металлического листа крышки люка выполнен с отгибкой, которая состоит из двух плоских участков, при этом ближний к радиусу гибки плоский участок расположен под углом в интервале от 130° до 150° к нижней плоскости металлического листа.
Вместе с этим, расстояние по горизонтали от боковой грани верхнего элемента продольной балки до центра шарнира крепления крышки люка уменьшается при уменьшении толщины верхнего элемента продольной балки или боковая грань верхнего элемента продольной балки в нижней части имеет скругление.
Также лист крышки люка в средней части выполнен гофрированным, при этом гофры на листе крышки люка выполнены параллельно боковым кромкам, а каждый крайний гофр на металлическом листе крышки люка расположен на расстоянии не более 45,3 толщины металлического листа крышки люка от основания гофра до кромки ближайшего верхнего листа поперечной балки.
Возможно, выполнение листа крышки люка в средней части плоским, при этом на верхней плоскости листа крышки люка жестко закреплены усиливающие элементы.
На продольной балке, на которой установлены державки, закреплены все поперечные балки рамы кузова или продольная балка, на которой установлены державки, закреплена между двумя соседними поперечными балками.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:
Фиг. 1 - часть кузова железнодорожного полувагона (вид сверху);
Фиг. 2 - вид А фиг. 1;
Фиг. 3 - вид А фиг. 1, вариант исполнения;
Фиг. 4 - разрез Б-Б фиг. 2;
Фиг. 5 - вид В фиг. 4;
Фиг.6 - вид В фиг. 4, вариант исполнения;
Фиг. 7 - вид В фиг. 4, вариант исполнения при крайних значениях;
Фиг. 8 - вид В фиг. 4, вариант исполнения при крайних значениях и открытии крышки люка от горизонтали на угол 18°;
Фиг. 9 - вид В фиг. 4, вариант исполнения при крайних значениях и открытии крышки люка от горизонтали на угол 33,5°;
Фиг. 10 - вид В фиг. 4, вариант исполнения при крайних значениях;
Фиг. 11 - вид В фиг. 4, вариант исполнения при крайних значениях и открытии крышки люка от горизонтали на угол 18°;
Фиг. 12 - вид В фиг. 4, вариант исполнения при крайних значениях и открытии крышки люка от горизонтали на угол 33,5°.
Узел сборки крышки люка и кузова полувагона содержит люк 1 в полу 2 кузова 3, образованный нижней обвязкой 4 боковой стены 5 кузова 3, верхними листами 6 и 7 двух соседних поперечных балок 8 и 9 рамы 10 кузова 3, верхним элементом 11 продольной балки 12, на которой установлены державки 13, и шарнирно закрепленную петлями 14 через державки 13 к продольной балке 12 крышку люка 15. Крышка люка 15 состоит из металлического листа 16, у которого боковые 17 и передний 18 края выполнены плоскими, а задний край выполнен с отгибкой 19, и из каркаса 20. Каркас 20 имеет боковые 21, переднюю 22 и заднюю 23 обвязки. При закрытой крышке люка 15, каждая боковая кромка 24 металлического листа 16 крышки люка 15 заходит за боковую кромку 25 верхнего листа 6 (7) поперечной балки 8 (9), образуя перекрытие металлического листа 16 крышки люка 15. Передняя кромка 26 металлического листа 16 крышки люка 15 заходит за кромку 27 нижней обвязки 4 боковой стены 5 кузова 3, тоже образуя перекрытие металлического листа 16 крышки люка 15. Вместе с этим, расстояние (а) по горизонтали от боковой грани 28 верхнего элемента 11 продольной балки 12 до центра 29 шарнира крепления крышки люка 15 составляет интервал от 12 до 24 мм. Расстояние (b) по вертикали от верхней поверхности 30 верхнего элемента 11 продольной балки 12 до центра 29 шарнира крепления крышки люка 15 составляет интервал от 47 до 55 мм. Соосность отверстий 31, выполненных в петлях 14, установленных на крышке люка 15, составляет не более 3 мм, и соосность отверстий 32, выполненных в державках 13, установленных на продольной балке 12 между двумя соседними поперечными балками 8 и 9 (три державки в одном пролете), составляет не более 3 мм. Расстояние (с) по горизонтали от центра 29 шарнира крепления крышки люка 15 до задней кромки 33 отгибки 19 листа 16 крышки люка 15 составляет интервал от 35 до 45 мм.
Возможно изготовление нескольких вариантов отгибки 19. Например, задний край металлического листа 16 крышки люка 15 выполнен с отгибкой 19, которая состоит из одного плоского участка 34, при этом участок 34 расположен под углом (а) в интервале от 130° до 150° к нижней плоскости 35 металлического листа 16, или задний край металлического листа 16 крышки люка 15 выполнен с отгибкой 19, которая состоит из двух плоских участков 36 и 37, при этом ближний к радиусу гибки 38 плоский участок 37 расположен также под углом (а) в интервале от 130° до 150° к нижней плоскости 35 металлического листа 16.
Вместе с этим, возможно изготовление узла таким образом, что чем тоньше толщина (е) верхнего элемента 11 продольной балки 12, тем меньше расстояние (а) по горизонтали от боковой грани 28 верхнего элемента 11 продольной балки 12 до центра 29 шарнира крепления крышки люка 15 или боковая грань 28 верхнего элемента 11 продольной балки 12 в нижней части имеет скругление 39.
Также лист 16 крышки люка 15 в средней части 40 возможно выполнить гофрированным, при этом гофры 41 на листе 16 крышки люка 15 выполнены параллельно боковым кромкам 24, а каждый крайний гофр 42 на металлическом листе 16 крышки люка 15 расположен на расстоянии не более 45,3 толщины металлического листа 16 крышки люка 15 от основания 43 гофра 42 до кромки 25 ближайшего верхнего листа 6 (7) поперечной балки 8 (9).
Возможно, выполнение листа крышки люка в средней части 40 плоским, при этом на верхней плоскости 44 листа 16 крышки люка 15 жестко закреплены усиливающие элементы 45.
На продольной балке 12, на которой установлены державки 13, закреплены все поперечные балки рамы 10 кузова 3, то есть балка является хребтовой балкой или балкой проходящей через всю раму. Также возможно, что продольная балка 12, на которой установлены державки 13, закреплена между двумя соседними поперечными балками 8 и 9.
Технический результат от заявляемой полезной модели заключается в том, что выполнение узла сборки крышки люка для кузова полувагона, в котором расстояние по горизонтали от боковой грани верхнего элемента продольной балки до центра шарнира крепления крышки люка составляет интервал от 12 мм до 24 мм, расстояние по вертикали от верхней поверхности верхнего элемента продольной балки до центра шарнира крепления крышки люка составляет интервал от 4 7мм до 55 мм, соосность отверстий, выполненных в петлях, установленных на крышке люка, составляет не более 3 мм, соосность отверстий, выполненных в державках, установленных на продольной балке между двумя соседними поперечными балками, составляет не более 3 мм, расстояние по горизонтали от центра шарнира крепления крышки люка до задней кромки отгибки листа крышки люка составляет интервал от 35 мм до 45 мм, обеспечивает установку крышек люков в кузов полувагона, также обеспечивает угол наклона крышек люков не менее 18° и не более 33,5° для полного ссыпания сыпучего груза при разгрузке через люки, кроме того, обеспечивает при закрытом положении крышек люков нормативно-допустимые зазоры (зазор между крышкой люка и верхним элементом продольной балки: в средней части - не более 3 мм, по краям не более 5 мм) с целью сохранности сыпучего груза при перевозках, а в открытом положении крышка люка отгибкой приближается к нижней поверхности верхнего элемента продольной балки или соприкасается с нижней поверхностью верхнего элемента продольной балки, что уменьшает просыпание груза на тележки полувагона в районе продольной балки.
Например, на фиг. 7, 8, 9 показано, что при крайних значениях размеров: а=24 мм, b=47 мм, с=35 мм, соосность отверстий петель не более 3 мм, соосность отверстий державок между двумя соседними поперечными балками не более 3 мм, при отклонении крышки люка на углы 18° и 33,5°, контакта элементов рамы с элементами крышки люка не происходит, а зазор d=3 мм, также на фиг. 10, 11, 12 показано, что при крайних значениях размеров: а=12 мм, b=55 мм, с=45 мм, соосность отверстий петель не более 3 мм, соосность отверстий державок между двумя соседними поперечными балками не более 3 мм, при отклонении крышки люка на углы 18° и 33,5°, контакта элементов рамы с элементами крышки люка тоже не происходит, а зазор d=3 мм. Данные примеры доказывают, что выбранные значения оптимальны и обеспечивают работоспособность узла сборки крышки люка и кузова полувагона при отклонении от горизонтали на углы не менее 18° и не более 33,5°.
Выполнение заднего края металлического листа крышки люка с отгибкой, которая состоит из одного плоского участка, при этом участок расположен под углом в интервале от 130° до 150° к нижней плоскости металлического листа, или задний край металлического листа крышки люка выполнен с отгибкой, которая состоит из двух плоских участков, при этом ближний к радиусу гибки плоский участок расположен под углом в интервале от 130° до 150° к нижней плоскости металлического листа, а также выполнение условия, чем тоньше толщина верхнего элемента продольной балки, тем меньше расстояние по горизонтали от боковой грани верхнего элемента продольной балки до центра шарнира крепления крышки люка или боковая грань верхнего элемента продольной балки в нижней части имеет скругление, позволяет дополнительно осуществить подгонку элементов рамы кузова полувагона и элементов крышки люка для обеспечения работоспособности узла. Особенно это важно при осуществлении ремонтных работ.
Также выполнение листа крышки люка в средней части гофрированным, при этом гофры на листе крышки люка выполнены параллельно боковым кромкам, а каждый крайний гофр на металлическом листе крышки люка расположен на расстоянии не более 45,3 толщины металлического листа крышки люка от основания гофра до кромки ближайшего верхнего листа поперечной балки или выполнение листа крышки люка в средней части плоским, при этом на верхней плоскости листа крышки люка жестко закреплены усиливающие элементы, обеспечивает прочность крышки люка, установленную в узел. Крышка люка в процессе эксплуатации деформируется, чем прочнее крышка люка, тем меньше деформации и тем больше сохраняется работоспособность узла.
Выполнение рамы кузова полувагона, в которой установлена продольная балка (хребтовая балка) с державками и закрепленными на ней всеми поперечными балками рамы кузова или в которой установлена продольная балка с державками, закрепленной между двумя соседними поперечными балок, обеспечивает установку крышек люка в кузов полувагона и создание пола в кузове полувагона.
В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и проведены всесторонние испытания опытных образцов, начат выпуск установочной партии вагонов.