РАМА ВАГОНА-ХОППЕРА

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкции рамы вагона-хоппера.
Известен вагон-хоппер (Патент России на полезную модель №79855, опубликован 20.01.2009), содержащий раму, две пары бункеров с боковыми и торцевыми стенками, имеющих крышки разгрузочных люков, причем рама выполнена в виде соединенных между собой хребтовой, шкворневой, лобовых, продольных и поперечных балок, две пары бункеров выполнены с плоскими вертикальными боковыми стенками и торцевыми стенками, обращенными друг к другу, и наклоненными преимущественно под углом 60-65° торцевыми стенками, обращенными наружу, и расположены по обе стороны хребтовой балки.
Недостатком данного технического решения является малая грузоподъемность вагона-хоппера, поскольку рама вагона содержит в своей конструкции хребтовую балку, что увеличивает массу рамы.
Из уровня техники также известны конструкции вагонов-хопперов, рамы которых выполнены без центральной хребтовой балки.
Известна рама хоппера-вагона (Патент России на изобретение №2246415, опубликован 20.02.2005), состоящая из обвязочных балок, двух концевых частей хребтовой балки и шкворневых балок для размещения автосцепного и тормозного оборудования, при этом концевые хребтовые части рамы и шкворневые балки между собой жестко связаны силовыми лонжеронами.
Известна рама вагона-хоппера для сыпучих грузов без несущей хребтовой балки (Патент России на полезную модель №62877, опубликован 16.07.2018), включающая в себя боковые, лобовые, шкворневые и поперечные балки, поперечные коньки в зоне между бункерами, при этом в консольные части рамы вагона введены средние продольные балки, соединяющие соответственно лобовую, шкворневую и поперечную балки.
К недостатку описанных выше технических решений, в том числе прототипа, следует отнести низкую жёсткость рамы вагона-хоппера.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая проблема низкой жёсткости рамы вагона-хоппера.
Технический результат заключается в повышении прочности и жёсткости рамы вагона-хоппера.
Технический результат достигается тем, что рама вагона-хоппера содержит средние продольные балки в консольных частях рамы, боковые балки, соединяющие консольные части рамы, поперечные коньки в зоне между бункерами, при этом боковые балки выполнены из профилей замкнутого поперечного сечения, вдоль боковых балок установлены лист фигурной формы, плоские листы, швеллер, уголок, рёбра жёсткости, опоры, причем высота боковых балок задана из диапазона от 100 до 400 мм, а толщина боковых балок задана из диапазона от 5 до 20 мм.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что ширина боковых балок задана из диапазона от 100 до 300 мм.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что на плоских листах закреплены швеллеры.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что на плоских листах закреплены уголки.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что между швеллерами и уголками закреплены рёбра жёсткости.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что лист фигурной формы, плоские листы, швеллер, уголок, рёбра жёсткости и опоры закреплены посредством сварки.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых показано:
фиг. 1 – общий вид рамы вагона-хоппера, где 1 – средние продольные балки, 2 – боковые балки, 3 – конёк поперечный, 5 – опоры;
фиг. 2 – поперечный разрез рамы, где 1 – средние продольные балки, 2 – боковые балки, 4.1.1 – лист фигурной формы;
фиг. 3 – боковая балка с усиливающими элементами, где 4 – усиливающие элементы, 4.1.2 – плоский лист, 4.1.3 – плоский лист, 4.2 – швеллер, 4.3 – уголок, 4.4 – рёбра жёсткости.
Рама вагона-хоппера содержит средние продольные балки 1 в консольных частях рамы, боковые балки 2, соединяющие консольные части рамы, поперечные коньки 3 в зоне между бункерами. Поскольку в конструкции рамы отсутствует центральная несущая хребтовая балка, несущими являются боковые балки 2. Боковые балки 2 выполнены из профилей замкнутого поперечного сечения. Вдоль поперечных балок 2 расположены усиливающие элементы 4. В качестве усиливающих элементов 4 установлены лист фигурной формы 4.1.1 и плоские листы 4.1.2, 4.1.3, швеллеры 4.2 и уголки 4.3, рёбра жёсткости 4.4 и опоры 5. Лист фигурной формы 4.1.1 установлен на верхний лист боковой балки 2, а плоский лист 4.1.3 установлен на нижний лист боковой балки, в свою очередь, плоский лист 4.1.2, соединен с листом фигурной формы 4.1.1 и установлен под наклоном к поперечной балке 2. Швеллеры 4.2 и уголки 4.3 установлены на плоский лист 4.1.2, а рёбра жёсткости 4.4, в свою очередь, закреплены между швеллерами 4.2 и уголками 4.3.
За счет установки между боковыми балками 2 конька поперечного 3 и установки на боковые балки 2, выполненные из профилей усиленного поперечного сечения, дополнительных усиливающих элементов 4 обеспечивается повышение жёсткости рамы вагона-хоппера. Листы фигурной формы 4.1.1 и плоские листы 4.1.2 служат для передачи усилий с боковой балки 2 рамы вагона-хоппера на все усиливающие элементы, то есть создают суммарный усиливающий узел, что обеспечивает повышение прочности и жесткости рамы вагона-хоппера. Швеллеры 4.2 служат для укрепления листов 4.1.2 и обеспечивают защиту от потери устойчивости, а уголки 4.3 совместно со швеллерами 4.2 образуют нижний усиливающий контур рамы вагона-хоппера, что дополнительно обеспечивает повышение прочности и жесткости рамы вагона-хоппера. Рёбра жёсткости 4.4 служат для передачи нагрузки между швеллерами 4.2 и уголками 4.3, а также дополнительной поддержкой листов 4.1.2, что обеспечивает повышение прочности и жесткости рамы вагона-хоппера. Опоры 5 служат для установки узлов механизма разгрузки и образуют дополнительную поперечную связь между боковой балкой 2 и всеми вышеперечисленными укрепляющими элементами, а именно листами 4.1.2, 4.1.3, швеллерами 4.2, уголками 4.3 и косынками 4.4, что также обеспечивает повышение прочности и жесткости рамы вагона-хоппера. За счет фигурной формы листа 4.1.1 увеличивается длина сварных швов, что также повышает прочность рамы.
Все усиливающие элементы 4 закреплены посредством сварки. Боковые балки 2 изготовлены из трубы шириной от 100 до 300 мм, высотой от 100 до 400 мм и толщиной стенки от 5 до 20 мм. Заданная высота боковых балок 2 от 100 до 400 мм и толщина стенки боковых балок 2 от 5 до 20 мм, например, выполненных из трубы, обусловлены необходимостью достижения заданной прочности от действия вертикальных и продольных нагрузок. Заданная ширина боковых балок 2 от 100 до 300 мм, например, выполненных из трубы, обусловлена необходимостью вписывания в габарит, а также необходимостью образования разгрузочного люка бункера необходимого размера. Продольные стенки и поперечные стенки бункеров имеют толщину от 5 до 12 мм. При толщине менее 5 мм не обеспечивается срок службы вагона-хоппера при воздействии влаги (морской климат), а также при воздействии высокообразивного груза, например, бокситы. При толщине более 12 мм не целесообразно увеличивается масса тары вагона-хоппера, и, следовательно, уменьшается грузоподъемность вагона-хоппера.
Таким образом, как показано в вышеприведённом описании полезной модели, достигается технический результат, заключающийся в повышении прочности и жёсткости рамы вагона-хоппера.
Предложенное техническое решение может быть использовано в известных из уровня техники вагонах-хопперах.