ВАГОН-ХОППЕР СОЧЛЕНЕННОГО ТИПА

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, а именно к конструкции вагонов-хопперов, предназначенных как для перевозок зерна и продуктов перемола, а также минеральных удобрений.
Уровень техники
Вагон-хоппер - это саморазгружающийся бункерный грузовой вагон для перевозки массовых сыпучих грузов. Кузов имеет форму воронки, в нижней части которой расположены разгрузочные люки, при открытии которых груз высыпается через них под собственным весом, что способствует быстрой разгрузке.
Известны различные технические решения в рассматриваемой области.
Например, известен вагон-хоппер модели 19-752 (см. ссылку http://vagons.com/vagon/986), в котором использован кузов классической четырехосной конструкции, в котором все бункера с разгрузочными горловинами размещены между тележек.
Известен патент РФ на полезную модель №158610 (МПК B61D 7/00, B61D 17/08, B61D 17/12, опубл. 20.01.2016). Вагон-хоппер по данному патенту включает в себя ходовые части, автосцепное и тормозное оборудование, кузов, состоящий из основания в виде балочного каркаса, боковых и торцевых стенок, бункеров с разгрузочными люками и крыши с загрузочными люками. Крыша вагона выполнена выпуклой и криволинейной, а боковые стенки вагона-хоппера выполнены выпуклыми наружу и криволинейными в поперечном сечении вагона-хоппера, и сопряжены с выпуклой криволинейной крышей.
Проведенные исследования показали, что наиболее перспективным путем дальнейшего повышения эффективности грузовых перевозок является применение шестиосных вагонов сочлененного типа.
Известны вагоны-хопперы сочлененного типа, предназначенные для перевозки насыпных грузов (патент США на изобретение №4644871, МПК B61D 1/14, B61D 7/02, опубл. 11.12.1985, патент Канады на изобретение №1233367, опубл. 01.03.1988). В конструкции известного вагона-хоппера сочлененного типа входит одна промежуточная и две крайние тележки, образующие ходовую часть вагона, и две секции вагона, каждая из которых имеет отдельный кузов, предназначенный для размещения перевозимого насыпного груза, и соединена с соседней секцией шарнирным узлом сочленения. При этом секции вагона в зоне узла сочленения опираются через узел сочленения на одну общую промежуточную тележку. Секции известного вагона-хоппера содержат разгрузочные бункеры для разгрузки перевозимого груза, которые расположены между тележками, при этом крайние торцевые стенки секций кузова существенно наклонены относительно вертикали, чтобы обеспечивать направление перемещения перевозимого груза к разгрузочным бункерам. Недостатком известного вагона-хоппера является неравномерное распределение нагрузки на тележки вагона-хоппера, что приводит к их повышенному износу и сокращает межремонтный интервал. Кроме того, секции известного вагона-хоппера имеют малый объем, вследствие расположения торцевых стенок с большим отклонением от вертикали.
Известен вагон-хоппер сочлененного типа по патенту РФ на полезную модель №149541 (МПК B61D 7/00, опубл. 10.01.2015 г.), который как наиболее близкий по совокупности существенных признаков, принят за прототип. Известный вагон-хоппер содержит ходовую часть и кузов, который установлен на ходовой части и содержит по меньшей мере две последовательно расположенные секции для приема груза, при этом каждая секция кузова содержит разгрузочные бункеры для разгрузки перевозимого груза, а ходовая часть содержит по меньшей мере три тележки, причем каждая секция кузова опирается на две тележки, а смежные секции кузова опираются непосредственно или опосредованно на общую тележку с возможностью поворота относительно нее. Причем крайние секции кузова имеют консольную часть, в которой расположен по меньшей мере один разгрузочный бункер, а между разгрузочными бункерами установлены поперечные коньки.
Дальнейшее усовершенствование вагонов-хопперов потребовало разработки специальных конструкций поперечных коньков, устанавливаемых между разгрузочным бункером, размещенным в межтележечном пространстве, и разгрузочным бункером, размещенным в консольной части вагона. Данный конек требует оригинальной усиленной конструкции, поскольку он должен перекрывать довольно большое пространство над тележкой и при этом не создавать дополнительных препятствий для загрузки и разгрузки груза с учетом необходимости учитывать специфику выгрузки грузов с высокой степенью слеживаемости и иметь достаточную прочность для выдерживания больших нагрузок.
Таким образом, технической проблемой, существующей в настоящее время, является проблема обеспечения прочности и надежности вагонов-хопперов сочлененного типа, имеющих разгрузочные бункеры в консольных частях вагона.
Раскрытие сущности полезной модели
Создание предлагаемой полезной модели направлено на решение описанных выше технических проблем, а, именно, на создание конструкции вагона-хоппера сочлененного типа с разгрузочным бункером в консольной части с улучшенными техническими характеристиками, а именно, с повышенной прочностью и надежностью при эксплуатации.
Технический результат заключается в улучшении технических характеристик вагона-хоппера, а, именно, в повышении прочности и надежности конструкции вагона-хоппера и повышении эффективности разгрузки перевозимых грузов.
Достигается указанный технический результат тем, что в вагоне-хоппере сочлененного типа, содержащем ходовую часть, кузов, состоящий из секций, каждая из которых содержит торцевые и боковые стены, раму со шкворневыми балками, разгрузочные бункеры межтележечного пространства и разгрузочные бункеры консольной части, между которыми установлены поперечные коньки, поперечные коньки содержат решетчатую конструкцию, состоящую из наклонных стоек, горизонтальных продольных балок, подкосов и поперечных балок.
Наклонные стойки поперечных коньков предлагается с помощью подкосов соединять с верхней полкой шкворневой балки, что позволит передавать на шкворневую балку силу тяжести и силу продольной инерции груза, которые возникают при соударениях вагона и действуют на наклонные плоскости поперечного конька. Места соединения подкосов с наклонными стойками поперечных коньков предлагается соединить между собой горизонтальными балками, что позволит передавать часть продольной нагрузки с наклонной плоскости поперечного конька со стороны удара на другую, менее нагруженную плоскость поперечного конька. Наклонные стойки, размещенные со стороны бункера межтележечного пространства, предлагается соединить между собой поперечными балками, и наклонные стойки, размещенные со стороны бункера консольной части, также соединить между собой поперечными балками.
Таким образом, согласно полезной модели, каждый поперечный конек содержит решетчатую конструкцию, состоящую из наклонных стоек, горизонтальных продольных балок, подкосов и поперечных балок, причем каждая пара наклонных стоек соединена в верхней части между собой, а в средней части - горизонтальной продольной балкой, при этом верхние концы подкосов упираются в наклонные стойки в местах их соединения с горизонтальными продольными балками, а нижние концы подкосов опираются на верхний лист шкворневой балки рамы, причем наклонные стойки, размещенные со стороны разгрузочного бункера межтележечного пространства, соединены между собой поперечными балками, и наклонные стойки, размещенные со стороны разгрузочного бункера консольной части, соединены между собой поперечными балками.
В одном из вариантов реализации места соединения наклонных стоек с горизонтальной продольной балкой и подкосами усилены верхними накладками.
В одном из вариантов реализации места соединения нижних концов подкосов с верхней полкой шкворневой балки усилены нижними накладками.
В одном из вариантов реализации наклонные стойки, размещенные со стороны разгрузочного бункера межтележечного пространства, имеют двойной угол наклона.
В одном из вариантов реализации наклонные стойки, горизонтальные продольные балки, подкосы и поперечные балки выполнены из П-образного профиля.
В одном из вариантов реализации накладки выполнены из листового проката;
В одном из вариантов реализации поперечный конек содержит четыре пары наклонных стоек;
В одном из вариантов реализации поперечный конек закрыт сверху листом, предпочтительно стальным листом.
В одном из вариантов реализации поперечный конек закрыт сверху набором листов, предпочтительно стальных листов, сваренных между собой.
Краткое описание чертежей
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется следующим графическим материалом:
фиг. 1, на которой представлен общий вид вагона-хоппера сочлененного типа;
фиг. 2, на которой представлена конструкция поперечного конька, расположенного между бункером межтележечного пространства и бункером консольной части вагона;
фиг. 3, на которой представлена аксонометрическая проекция поперечного конька (вид сбоку);
фиг. 4, на которой представлена аксонометрическая проекция поперечного конька (вид снизу), на которых:
1 - центральная тележка;
2 - крайняя тележка;
3 - секция кузова;
4 - стена торцевая наружная;
5 - балка шкворневая;
6 - бункер консольной части;
7 - поперечный конек;
8 - продольный конек;
9 - бункер межтележечного пространства;
10 - крышка разгрузочного люка консольной части;
11 - крышка разгрузочного люка межтележечного пространства;
12 - первая наклонная стойка поперечного конька;
13 - горизонтальная продольная балка поперечного конька;
14 - накладка верхняя поперечного конька;
15 - подкос поперечного конька;
16 - накладка нижняя поперечного конька;
17 - вторая наклонная стойка поперечного конька;
18 - поперечные балки;
19 - листы, расположенные поверх поперечного конька.
Осуществление полезной модели
Вагон-хоппер сочлененного типа (см. фиг. 1) содержит ходовую часть, состоящую из трех тележек 1 и 2, и установленный на нее кузов, состоящий из двух секций 3, причем каждая из секций 3 состоит из торцевых 4 и боковых стен и рамы с хребтовой и шкворневыми 5 балками и опирается своей наружной стороной на крайнюю тележку 2, а смежные секции 3 кузова опираются на общую центральную тележку 1 с возможностью поворота относительно нее. Для разгрузки перевозимого груза каждая секция 3 кузова содержит разгрузочные бункеры 9, размещенные в межтележечном пространстве, и консольные разгрузочные бункеры 6, размещенные в крайних консольных частях кузова. Между консольными разгрузочными бункерами 6 и смежными с ними разгрузочными бункерами 9 установлены поперечные коньки 7.
Поперечные коньки 7 состоят (см. фиг. 2-4) из первых и вторых наклонных стоек 12 и 17 соответственно, подкосов 15 и верхних и нижних усиливающих накладок 14 и 16 соответственно, причем каждая пара наклонных стоек 12, 17 соединена в верхней части поперечного конька 7 между собой, а в средней части - горизонтальной продольной балкой 13, место соединения с которой и с откосами 15 усилено с помощью верхних 14 накладок. Подкосы 15 своими верхними концами упираются в наклонные стойки 12 и 17 в местах их соединения с горизонтальными продольными балками 13, а своими нижними своими концами опираются на верхний лист шкворневой балки 5, причем нижние концы подкосов 15 соединены между собой нижней накладкой 16. Таким образом, места соединений наклонных стоек 12, 17 поперечных коньков с подкосами 15 и с горизонтальными продольными балками 13, а также места соединений подкосов 15 с верхней полкой шкворневой балки 5 усилены верхними и нижними накладками 14, 16 или косынками, так как именно в этих местах возникают наибольшие изгибающие моменты, которые могут вызвать возникновение напряжений превышающих допускаемые.
Каждая из вторых наклонных стоек 17, размещенных со стороны бункера 9 межтележечного пространства, имеет излом ниже места соединения наклонной стойки 17 с подкосом 15, образованный отгибом нижней части наклонной стойки 17 на угол  (см. фиг. 2) по направлению к шкворневой балке, с образованием «ломаной» стойки 17 для повышения эффективности разгрузки через разгрузочные бункеры 9. Вторые наклонные стойки 17 также соединены между собой поперечными балками 18, проходящими между смежными стойками 17, с образованием решетчатой конструкции. Первые наклонные стойки 12, размещенные со стороны консольного разгрузочного бункера 6 консольной части вагона, тоже соединены между собой поперечными балками 18 с образованием решетчатой конструкции. Сверху решетчатая конструкция (12, 17, 18) поперечного конька 7 обшита соединенными между собой, предпочтительно посредством сварки, изогнутым стальным листом 19 или набором стальных листов 19.
Первые наклонные стойки 12, горизонтальные балки 13, вторые наклонные стойки 17, подкосы 15 и поперечные балки 18 выполнены из гнутого «П» образного профиля.
Накладки 14 и 16 выполнены из листового проката. Подкосы 15 опираются на верхний лист шкворневой балки 5 и соединены между собой нижними накладками 16.
Первые наклонные стойки 12 в верхней части конька 7 соединяются со вторыми наклонными стойками 17, которые имеют двойной угол наклона, а в нижней части опираются на поперечную балку продольного 8 конька консольного бункера 6.
Поперечный конек 7 со стороны вторых наклонных стоек 17 соединяется с торцевыми стенками разгрузочного бункера 9 и частично опирается на продольный конек 8 разгрузочного бункера 9. Поперечный конек 7 содержит 4 пары наклонных стоек 12, 17.
Предлагаемая конструкция поперечного конька обеспечивает необходимую прочность поперечного конька при разгрузке различных грузов, в частности зерна и продуктов перемола, а также минеральных удобрений и, соответственно, эксплуатационную надежность вагона-хоппера.
Таким образом, предлагаемый вагон-хоппер обладает улучшенными техническими характеристиками по сравнению с известными конструкциями, а, именно, повышенными прочностью и надежностью при эксплуатации вагона.