ВАГОН ТИПА ДУМПКАР
CAR DUMP

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а конкретно к вагонам-самосвалам, предназначенным для эксплуатации в карьерах и открытых горных разработках, и касается конструктивного исполнения механизмов открывания и закрывания бортов.
Известен саморазгружающийся вагон типа думпкар с рычажными механизмами открывания и закрывания бортов (RU 2008149194, МПК В60Р 1/267, B61D 9/04, B61D 9/06, опубл. 20.06.2010 г.), расположенными в торцевых стенках кузова, включающими стойку, одним концом осью закрепленной на нижней раме, а другим концом осью соединенной с двумя тягами. Одна тяга осью соединена с бортом, соединенным осью с верхней рамой кузова, а другая тяга осью соединена с торцевой стенкой кузова.
Недостатками вышеописанного вагона являются: одностороннее открывание борта и малое передаточное отношение угла поворота борта из начального положения к углу поворота кузова. Для двухстороннего открывания бортов требуется устанавливать по два механизма в торцевых стенках вагона.
Механизм открывания и закрывания борта, применяемый в настоящее время на всех эксплуатируемых думпкарах (например, RU 2521074, МПК B61D 9/10, B62D 33/03, опубл. 27.06.2014 г. ) обеспечивает поворот борта по отношению к полу кузова на угол 10-12° при повороте кузова на 40°. Из опыта эксплуатации думпкаров четырехосных и шестиосных известно, что при выгрузке липких грузов происходит частичная или полная потеря устойчивости думпкара.
Известен вагон (DE 4311046 А1, МПК В60Р 1/267, В60Р 1/273, B61D 9/02, опубл. 16.01.1997 г. - ближайший аналог), содержащий кузов, нижнюю раму, верхнюю раму, разгрузочные цилиндры, механизм открывания и закрывания бортов, расположенный на торцевой стороне вагона, включающий два звена, нижние концы которых закреплены при помощи одной оси на линии продольной центральной оси нижней рамы. Верхние концы этих звеньев посредством третьего горизонтального звена осями связаны между собой, а также с тягами. Вторые концы тяг осями связаны с соответствующим бортом, соединенным осью с верхней рамой кузова.
К недостаткам описанного вагона-думпкара можно отнести его недостаточную устойчивость. Применяемый механизм открывания и закрывания бортов с использованием двух звеньев, шарнирно закрепленных своими нижними концами одной осью на продольной центральной оси нижней рамы, и третьим звеном, связывающим верхние концы двух звеньев, образует трехзвенный механизм. Трехзвенный механизм характеризуется недостаточно хорошим передаточным отношением угла открывания борта из начального положения к углу поворота кузова. Как следствие этого, полное открывание борта может быть произведено только за счет увеличения размеров стоек и тяг, которые, в этом случае, выходят за габариты торцевой стенки, или за счет уменьшения расстояния от оси крепления борта к верхней раме до оси крепления тяги к борту. Уменьшение этого расстояния нежелательно, т.к. приводит к пропорциональному увеличению нагрузки на механизм открывания борта и торцевую стенку. Как известно из опыта эксплуатации, при разгрузке липких грузов думпкары теряют устойчивость. Основным параметром, влияющим на устойчивость, является угол открывания борта по отношению к полу кузова и скорость открывания борта, так как с увеличением угла открывания борта уменьшается плечо действия силы тяжести груза, находящегося на борту, и, следовательно, уменьшается опрокидывающий момент относительно головки рельса.
Изобретение решает задачу повышения устойчивости вагона-думпкара при разгрузке за счет конструктивных изменений механизма открывания и закрывания бортов, позволяющих увеличить угол открывания борта.
Для получения необходимого технического результата в вагоне типа думпкар, включающем кузов, нижнюю раму, верхнюю раму, разгрузочные цилиндры, механизм открывания и закрывания бортов, расположенный на торцевой стороне вагона, включающий два звена, закрепленных нижними концами на нижней раме с возможностью поворота, верхние концы которых посредством третьего горизонтального звена осями связаны между собой, а также с тягами, вторые концы которых осями связаны с соответствующим бортом, соединенным осью с верхней рамой кузова, предлагается нижние концы двух звеньев закрепить осями на нижней раме симметрично центральной продольной оси вагона, а третье горизонтальное звено выполнить из двух частей, соединенных муфтой с резьбой, кроме того, на торце вагона предлагается закрепить направляющие, в которые установить оси верхних концов звеньев.
На прилагаемых к описанию схемах изображено:
на фиг. 1 - предлагаемый вагон-думпкар, вид сбоку;
на фиг. 2 - то же, виды с поворотом кузова на 0°, 15°, 30°, 35°, 45°.
На прилагаемых схемах приняты следующие обозначения:
1, 2 - звено; 3, 4 - ось; 5 - кронштейн для крепления осей звеньев; 6 - нижняя рама; 7, 8 - тяги; 9 - растяжка; 10, 11 - ось; 12, 13 - петля борта; 14, 15 - борт; 16, 17 - ось крепления борта к верхней раме; 18 - верхняя рама; 19 - муфта, соединяющая две части растяжки; 20 - торцевая сторона кузова; 21, 22 - направляющие; 23, 24 - ось крепления тяги к борту.
Основу предлагаемого механизма открывания и закрывания бортов думпкара составляет четырехзвенный механизм, включающий два звена 1 и 2, нижние оси 3 и 4 которых закреплены на кронштейне 5 нижней рамы 6 симметрично продольной оси вагона, третье звено - растяжка 9, связывающая две верхние оси 10 и 11 звеньев 1 и 2, четвертое звено - расстояние между осью 3 и 4 на кронштейне 5.
Растяжка 9, связывающая две верхние оси 10 и 11, выполнена из двух частей, которые соединены муфтой 19, выполненной с левой и правой резьбой на концах. Такое конструктивное исполнение растяжки 9 допускает регулировку зазоров между бортами и торцевой стороной, обеспечивая их минимизацию при закрывании бортов.
Кроме того, с осью 10 связана тяга 7, а с осью 11 - тяга 8. Верхние оси 10 и 11 звеньев 1 и 2 установлены в направляющих 21, 22, закрепленных на торцевой стороне 20 кузова.
Нижняя ось 23 тяги 7 соединена с петлей 12 борта 14, который осью 16 соединен с верхней рамой 18. Нижняя ось 24 тяги 8 соединена с петлей 13 борта 15, который осью 17 соединен с верхней рамой 18. Тяги 7 и 8 могут быть выполнены в 2-х вариантах, либо жесткими, либо сочлененными из 2-х частей при помощи шарнира.
Описание работы механизма открывания и закрывания бортов
При наклоне верхней рамы 18 борт 14 под собственным весом или под действием груза поворачивается вокруг оси 16. При повороте кузова в диапазоне от 0° до 8°-10° происходит давление на растяжку 9 со стороны направляющей 22, закрепленной на торцевой стороне 20 кузова, и принудительное открывание борта 15 в сторону выгрузки в случае прилипания груза к борту 15. Открывание борта 14 и скорость открывания борта 14 по отношению к полу верхней рамы 18 зависят от соотношения размеров стойки 1 и тяги 7. Размеры тяг и стоек выбраны таким образом, чтобы при повороте верхней рамы на угол 30° угол поворота борта составлял 25° по отношению к полу верхней рамы 18. При повороте верхней рамы 18 на угол 30° петля 12 борта 14 опирается на верхнюю раму 18 и при дальнейшем повороте верхней рамы 18 тяга 8, при наличии в ней шарнира, прекращает действие на растяжку 9 и на борт 15. В случае выполнения тяги 8 жесткой она действует на растяжку 9, тягу 7 и поворачивает борт 15 вокруг оси 17 в сторону, противоположную разгрузке. Открытый борт 15 является дополнительным противовесом против опрокидывания и повышает восстанавливающий момент на 10-15%. Регулировка зазоров между бортами 15, 16 и торцевой стороной 20 производится поворотом муфты 9, которая стягивает или раздвигает части растяжки 9.