КУЗОВ ПОЛУВАГОНА С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ НАСТИЛОМ ПОЛА И ТОРЦОВЫМИ СТЕНАМИ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к конструкциям кузовов полувагонов (области вагоностроения).
Известны конструкции кузовов полувагонов с глухим кузовом ТУ 24.05.001.109-96 (модель 12-295) [1], ТУ 24.05.001.125-02 (модель 12-2104) [2], ТУ 24.00.806-82 (модель 12-1505) [3], предназначенные для перевозки инертных насыпных, крупнокусковых грузов не требующих защиты от атмосферных осадков.
Кузова перечисленных вагонов сварной конструкции и включают две боковые и две торцовые стены, раму с настилом пола. Рама включает продольную хребтовую балку, поперечные балки (концевые, шкворневые, промежуточные), дополнительные продольные балки, поддерживающие настил пола. Концевые балки рамы сварные или штампованные Г-образного поперечного сечения. Шкворневые и промежуточные балки сварные коробчатого или таврового сечения и включают один или два вертикальных листа и два пояса: верхний и нижний. Верхние пояса шкворневых и промежуточных балок плоские из листов или полос, или специального профиля по ГОСТ 5267.7-90, применяемого в конструкции рамы универсальных полувагонов с люками. Верхние пояса всех поперечных балок пересекают хребтовую балку и образуют с верхними полками профилей хребтовой балки нахлесточные соединения. Листы пола соединяются с полками профилей хребтовой балки, и с верхними поясами поперечных балок. Соединения тоже нахлесточные.
В состав боковой стены входят верхняя и нижняя обвязки, набор промежуточных и угловых стоек, полотно обшивки. Верхняя обвязка выполнена из гнутого профиля толщиной 6 мм, а нижняя - из горячекатаного уголка 160×100×9 мм. Промежуточные стойки выполнены в виде специального корытного профиля по (Н) ГОСТ 5267.6-78, а две угловые стойки сварной конструкции из листа толщиной 8 мм. Каркас стены перекрыт обшивкой с периодическими гофрами или гладкой негофрованной, состоящей из двух сваренных между собой листов: верхнего толщиной 3,5 мм и нижнего - 4,5 мм. Промежуточная стойка и верхняя обвязка образуют тавровое соединение, а с нижней обвязкой - нахлесточное. Соединения угловых стоек с обвязками и обшивкой, обшивки с промежуточными стойками и обвязками - нахлесточное.
В состав торцовой стены входят верхняя обвязка из гнутого профиля толщиной 6 мм, горизонтальные пояса из гнутого омегообразного профиля и полустойки между поясами из гнутого омегообразного профиля. Каркас стены перекрыт гладким негофрированным листом толщиной 6 мм. Соединение поясов с угловыми стойками и верхней обвязки с гладкой обшивкой - нахлесточное. Соединение верхней обвязки с угловыми стойками тавровое.
Недостатком известных конструкций кузовов является недостаточная прочность торцовых стен и металлического настила пола.
Целью предлагаемой полезной модели является повышение прочности торцовых стен и металлического настила пола, а также снижение металлоемкости кузова вагона.
Предложен кузов полувагона, включающий боковые и торцовые стены в виде каркасов, перекрытых листами обшивки, и раму с хребтовой балкой, концевыми, шкворневыми и промежуточными поперечными балками, настилом пола из отдельных листов, перекрывающих окна, образованные поперечными балками, хребтовой балкой и нижней боковой обвязкой кузова, продольными поддерживающими настил пола балками, отличающийся тем, что торцовые стены в виде каркасов перекрыты двухслойной обшивкой, где внутренний слой - плоский лист, а наружный выполнен из гофрированных листов с горизонтальными гофрами трапециевидной формы, листы пола между соседними продольными балками изогнуты по цилиндрической поверхности.
Плоский и гофрированный листы соединены точечной сваркой. Верхняя обвязка торцовой стены и угловые стойки выполнены из профилей прямоугольной трубчатой формы по ГОСТ 30245-94 (группа B22). Соединение обшивки с угловыми стойками стыковое, а с верхней обвязкой нахлесточное.
Каркас торцовой стены образуют две угловые стойки и верхняя обвязка. В предлагаемой торцовой стене отсутствуют прокатные профили, образующие в серийном вагоне пояса и полустойки, а роль поясов выполняют трапециевидные гофры обшивки. Листы пола между соседними продольными балками изогнуты по цилиндрической поверхности. Это повышает прочность настила пола, которая определяется нагрузкой от падающей массы груза в виде глыбы. Соединение листов пола с поперечными балками рамы стыковое, а с продольными - нахлесточное. Принятая конструкция настила пола позволяет уменьшить количество поддерживающих пол балок.
Предлагаемая конструкция кузова полувагона позволит повысить прочность и снизить металлоемкость по следующим причинам:
а). Использование в качестве несущего элемента торцовой стены двухслойной обшивки с горизонтальными гофрами позволяет снизить напряжения в обшивке при гораздо меньшей металлоемкости, чем в известных конструкциях торцовых стен. Анализ показал, что при одностороннем ударе в автосцепку силы инерции груза не вызовут пластических деформаций в несущих элементах стены. Сокращается также трудоемкость изготовления торцовой стены.
б). Изогнутые по цилиндрической поверхности панели металлического настила пола существенно лучше сопротивляются нагрузке от падающей глыбы груза и увеличивают полезный объем вагона.
Для пояснения описываемого объекта на фигурах приведена конструкция кузова полувагона с металлическим настилом пола и торцовыми стенами. На фиг. 1 показан вид на кузов полувагона спереди (левая симметричная часть). На фиг. 2 приведен вид на кузов полувагона с торца. На фиг. 3 показан вид на полувагон сверху, на фиг. 4 показано поперечное сечение двухслойной обшивки с горизонтальными гофрами. На фиг. 5 поперечное сечение металлического настила пола. На фиг. 6 представлено поперечное сечение верхней обвязки, с подкрепленным к ней двухслойным листом. На фиг. 7 изображено поперечное сечение угловой стойки, с подкрепленными частями боковой и торцовой стен.
Предложенный объект осуществляется следующим образом. Кузов полувагона с металлическим настилом пола и торцевыми стенами (фиг. 1) включает две боковые стены 1, две торцовые стены 2 и раму с металлическим настилом пола 3. В состав боковой стены входят верхняя 4 и нижняя 5 обвязки, набор промежуточных стоек 6, угловых стоек 7 и полотно обшивки 8. Полотна обшивки с гофрами 9 (фиг. 1).
В состав рамы входят: продольная хребтовая балка 10, поперечные шкворневые 12, концевые 11, промежуточные 13 балки и настил пола 14 (фиг. 3), где листы настила пола изогнуты по цилиндрической поверхности, между которыми продольные подкрепляющие элементы 15 в виде двутавра (фиг. 5).
В состав торцевой стены входят: двухслойная обшивка 16 с горизонтальными гофрами (фиг. 4), подкрепляемая верхней обвязкой 4 (фиг. 6) и угловой стойкой 7 (фиг. 7).