ВАГОН-ХОППЕР

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к области железнодорожных вагонов-хопперов.
Вагоны-хопперы представляют собой бункерные грузовые вагоны.
Вагоны-хопперы предназначены для перевозки сыпучих грузов и по способу разгрузки относятся к саморазгружающимся вагонам. Основной особенностью конструкции таких вагонов является кузов, выполненный в нижней части по форме бункера и имеющий торцевые стены, по которым груз сползает к разгрузочным люкам. В зависимости от устройства бункеров и расположения разгрузочных люков вагоны-хопперы могут обеспечивать выгрузку в пространство между рельсами или по обе стороны от рельсовой колеи.
Вагоны-хопперы строят крытыми - для перевозки грузов, нуждающихся в защите от атмосферных осадков (цемента, зерна, минеральных удобрений, сахара и др.), или открытыми (полувагоны-хопперы) - для перевозки щебня, угля, торфа, руды, гравия и др. Первые применяются на магистральных железных дорогах, вторые - на железнодорожных путях промышленного транспорта. Все виды хопперов, как правило, строят четырёхосными, с типовыми ходовыми частями, тормозами, автосцепными и другими устройствами.
Известны железнодорожные вагоны-хопперы моделей: 19-752, 19-758, 19-923, 19-953, 19-969.
Известен комбинированный хоппер-вагон (патент № 2249519, МПК B61D7/00, B61D 7/00, опубл. 10.04.2005), содержащий ходовую часть, бункерный отсек и примыкающие по торцам камеры хранения перевозимого материала с дверными проёмами для въезда автокар, жёстко соединённые с рамой вагона, оборудованной шкворневыми балками, причём он оборудован четырьмя поворотными подкосами, верхний конец каждого из которых упирается в место соединения разграничительной стенки между бункерным отсеком и камерой хранения перевозимого материала и верхней обвязки боковой стены вагона, а нижний опирается на шкворневую балку, образующими с силовым бункером и рамой узел ферменного типа.
Известен четырехосный цельнометаллический хоппер (патент №2273576, МПК B61D 7/00, B61D 17/04, B61D 17/12, B61D 39/00, опубл. 10.04.2006), ближайший по технической сущности к заявляемому устройству и принятый за прототип, содержащий кузов вагона бункерного типа, опирающийся на раму, содержащую хребтовую балку и две шкворневые балки, опирающуюся на ходовую часть, которая состоит из двух двухосных тележек. С рамой связаны наклонные стойки и вертикальные стойки боковых стен кузова.
Недостатками известных вагонов-хопперов является ненадёжная конструкция боковых стен кузова, в которой отсутствует усиление концевых частей, вследствие чего может возникать неправильное распределение продольных и вертикальных усилий.
Технической проблемой, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является устранение вышеупомянутых недостатков уровня техники.
Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение надёжности вагона-хоппера путём снижения уровня напряжений в местах крепления боковых стен кузова к боковым и шкворневым балкам рамы.
В результате обеспечиваются улучшенные эксплуатационные характеристики вагона, а именно: снижается общая масса кузова вагона-хоппера, повышается надёжность кузова за счёт оптимизации распределения нагрузки через боковую балку рамы на шкворневую балку.
Новым является то, что каждая боковая стена кузова вагона-хоппера с каждого её края снабжена силовыми конструкциями в виде прямоугольных треугольников, образованных крайней вертикальной стойкой, наклонной стойкой и боковой балкой рамы.
Заявляемое устройство поясняется на фигурах:
фиг. 1 – общий вид вагона-хоппера;
фиг. 2 – силовая конструкция боковой стены кузова вагона-хоппера;
фиг. 3 – фрагмент нижней части силовой конструкции на фиг. 2.
Заявляемое устройство состоит из следующих элементов:
1 – кузов;
2 – автосцепное оборудование;
3 – тормозное оборудование;
4 – вертикальные стойки боковых стен кузова;
5 – крайняя вертикальная стойка боковой стены кузова;
6 – боковая балка рамы;
7 – наклонная стойка боковой стены кузова;
8 – шкворневая балка рамы.
Вагон-хоппер содержит автосцепное 2 и тормозное 3 оборудование, установленный на ходовые тележки кузов 1 бункерного типа, опирающийся на раму, содержащую боковые 6 и шкворневые 8 балки. Боковая балка 6 опирается на шкворневую балку 8, т.е. при эксплуатации вагона боковая балка 6 передаёт нагрузку на шкворневую балку 8.
Кузов 1 может содержать два или три ряда бункеров в межтележечном пространстве.
Каждая из боковых стен кузова 1 содержит вертикальные стойки 4, расположенные на равном расстоянии друг от друга, и силовые конструкции в виде прямоугольного треугольника, расположенные по краям боковой стены.
При этом расположенная с каждого края каждой боковой стены кузова 1 силовая конструкция включает жёстко соединённые между собой, например, посредством сварки, крайнюю вертикальную стойку 5, горизонтально установленную на раме вагона боковую балку 6 и наклонную стойку 7. При этом наклонная стойка 7 образует с боковой балкой 6 угол к горизонту α = 60°-89,9° (фиг. 2).
Заявляемое устройство отличается также тем, что наклонная стойка 7 крепится непосредственно на боковую балку 6, которая лежит на шкворневой балке 8, в отличие от известных вагонов-хопперов, в которых наклонная стойка установлена непосредственно на шкворневую балку.
Заявляемое устройство отличается также тем, что рабочее сечение боковой балки 6 расположено непосредственно в зоне ее выхода за шкворневую балку 8 и не содержит в отличие от аналогов сварных швов, которые значительно менее надёжны.
В процессе эксплуатации железнодорожного вагона-хоппера боковая стена кузова 1 испытывает разнообразные знакопеременные как продольные так вертикальные нагрузки. Предлагаемая силовая конструкция (фиг. 2) в вагоне-хоппере позволяет оптимизировать передачу данных нагрузок через боковую балку 6 на шкворневую балку 8, тем самым снизить уровень напряжений в местах крепления боковой 6 и шкворневой 8 балок.
Указанные положительные эффекты благоприятно сказываются в целом на эксплуатационных характеристиках вагона.