ДЕРЖАВКА ПЕТЛИ КРЫШКИ ЛЮКА ПОЛУВАГОНА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к механизмам крепления крышек разгрузочных люков полувагонов, и может быть использована при производстве и ремонте универсальных полувагонов.
Известна державка петли крышки люка полувагона (патент RU 111083, B61D 17/10, опубл. 10.12.2011), ближайшая по технической сущности к заявляемому устройству и принятая за прототип, выполненная в виде соединённых между собой двух скруглённых рёбер, с отверстиями для оси шарнирного соединения, и имеющая контактную поверхность для жёсткого закрепления к несущему элементу полувагона, причём контактная поверхность образована кромками оснований скруглённых рёбер, и соединение последних между собой выполнено посредством наклонной перемычки, верхний край которой расположен в плоскости кромок оснований скруглённых рёбер и составляет с ними общий контактный контур для жёсткого закрепления сваркой к несущему элементу полувагона, выполненного Н-образным, и на основаниях скруглённых рёбер выполнены наружные скосы для наложения сварных швов при закреплении детали к несущему элементу полувагона.
Присоединение державки петли крышки люка с помощью сварки имеет следующие недостатки: возможно возникновение остаточных напряжений в элементах конструкции, их коробление. Также сварное соединение отличается недостаточной надёжностью при значительных вибрационных и ударных нагрузках, приводящих к появлению трещин. Кроме того, сварка не позволяет соединять детали из разнородных, несвариваемых материалов.
Технической проблемой, решаемой созданием полезной модели, является недостаточная прочность и надёжность прикрепления державки петли крышки люка к раме полувагона с помощью сварного соединения.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является повышение прочности и надёжности прикрепления державки петли крышки люка к раме полувагона.
Заявляемый технический результат достигается тем, что державка петли крышки люка представляет собой штампованную из листа деталь, имеющую контактное основание и два ребра, в которых выполнены отверстия для установки в них оси шарнирного соединения с петлёй крышки люка, при этом в контактном основании выполнены три отверстия для установки элементов крепления, расположенные в его верхней, нижней и средней частях, при этом высота H контактного основания составляет от 100 до 120 мм, отверстия в контактном основании выполнены диаметром dот 14 до 20 мм, расстояния Z между центрами отверстий в контактном основании находятся в диапазоне от 35 до 45 мм, ширина К державки составляет от 70 до 84 мм, а её толщина W - от 11 до 14 мм. В контактном основании выполнены три отверстия для установки в них элементов крепления, таких как, например, заклёпок или хак-болтов, при этом для обеспечения равномерного распределения нагрузки на элементы крепления центры отверстий для их установки располагаются вдоль продольной оси симметрии контактного основания на равном расстоянии Z друг от друга в диапазоне от 35 до 45 мм, а диаметр dэтих отверстий находится в диапазоне от 14 до 20 мм.
Выбор указанных диапазонов определён тем, что выход за их пределы в меньшую сторону приведёт к потере прочности прикрепления державки петли крышки люка к раме полувагона, а в большую сторону - к потере прочности конструкции.
Три отверстия, выполненные в контактном основании державки петли крышки люка предназначены для установки элементов крепления с разным нагружением. Одно отверстие выполнено в зоне наибольшей силовой нагрузки, а именно в верхней части державки петли крышки люка, второе отверстие выполнено в наименее нагруженной области, а именно в её нижней части, а между этими двумя отверстиями, по середине промежутка, выполнено ещё одно отверстие, что позволяет дополнительно увеличить прочность и надёжность прикрепления державки петли крышки люка к раме полувагона.
Кроме того, заявляемая конструкция державки петли крышки люка позволяет устанавливать её на двутавровую балку рамы полувагона высотой от 120 до 160 мм, что позволяет её использовать в конструкциях полувагонов повышенного объёма. В этом случае высота H контактного основания державки петли крышки люка должна находиться в диапазоне от 100 до 120 мм, так как выход размеров из данного диапазона в большую сторону приведёт к невозможности установки державки петли крышки люка на двутавровую балку рамы полувагона уменьшенного сечения, а в меньшую сторону исключит возможность её закрепления на раме полувагона с помощью элементов крепления, и, как следствие, приведёт к снижению прочности соединения.
Ширина K державки петли крышки люка должна находиться в диапазоне от 70 до 84 мм, а толщина W - в диапазоне от 11 до 14 мм, поскольку выход за пределы указанных диапазонов в меньшую сторону приведёт к потере прочности самой державки петли крышки люка, а в большую сторону - к повышению металлоёмкости конструкции.
Предложенное техническое решение поясняется следующими чертежами:
на фиг. 1 и 2 показаны аксонометрические проекции державки петли крышки люка полувагона;
на фиг. 3 показан фронтальный вид державки петли крышки люка.
Державка 1 петли крышки люка (фиг. 1 и 2), выполненная штамповкой из листа, имеет два скруглённых ребра 2 и контактное основание 3, являющееся контактной поверхностью для жёсткого прикрепления державки 1 к несущему элементу рамы полувагона. Высота H контактного основания 3 составляет от 100 до 120 мм. В рёбрах 2 имеются отверстия 4, выполненные соосно вдоль оси 5 и предназначенные для размещения в них оси шарнирного соединения с петлёй крышки люка. В контактном основании 3 державки 1 выполнено три отверстия 6, предназначенных для установки в них элементов крепления и расположенных вдоль продольной оси симметрии контактного основания 3 в его верхней, нижней и средней частях. Расстояния Z между центрами отверстий 6 находятся в диапазоне от 35 до 45 мм. Диаметр dотверстий 6 находится в диапазоне от 14 до 20 мм. При этом одно из отверстий 6 контактного основания 3 державки петли крышки люка 1 расположено в его верхней части, то есть в зоне наибольшей силовой нагрузки, другое отверстие 6 расположено в его нижней части - в менее нагруженной зоне, а между ними выполнено ещё одно отверстие 6, использование которого для установки дополнительного элемента крепления позволяет увеличить прочность и надёжность прикрепления державки петли крышки люка к раме полувагона. Ширина К державки 1 составляет от 70 до 84 мм, а её толщина W – от 11 до 14 мм.
Таким образом, выполнение в контактном основании державки петли крышки люка отверстий, предназначенных для установки элементов крепления с целью жёсткого прикрепления державки к несущему элементу рамы, позволяет значительно снизить такие недостатки сварного соединения как возникновение остаточных напряжений в элементах конструкции, недостаточная надёжность при значительных вибрационных и ударных нагрузках, появление трещин. Кроме того, такая конструкция позволяет соединять детали из разнородных, несвариваемых между собой материалов, а использование в качестве элементов крепления хак-болтов и заклёпок исключает снижение натяга из-за раскручивания гаек при вибрации, при этом выполнение таких соединений не требует высокой квалификации персонала, сложного и дорогостоящего оборудования. За счёт использования элементов крепления вместо сварки повышается прочность и надёжность прикрепления державки петли крышки люка к раме полувагона.