КУЗОВ ПОЛУВАГОНА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции грузовых вагонов, в частности полувагонов с разгрузочными люками.
Известна рама кузова универсального восьмиосного полувагона модели 12-541 [И.Ф.Пастухов, В.В.Лукин, Н.И.Жуков. "Вагоны", М., "Транспорт", 1988 г., стр.171], состоящая из хребтовой, концевых, шкворневых и промежуточных балок. Хребтовая балка сварена из двух зетообразных профилей, в месте соединения перекрытых двутавром. Хребтовая балка соединена с верхним листом с помощью накладки и нижним листом шкворневой балки, а с вертикальными листами соединена посредством накладок. Вместе с этим на шкворневой балке установлены ответные части скользунов, а на каждой поперечной балке закреплены упоры крышек люков, обеспечивающие открывания в надтележечных проёмах до 23°, а в центральных проёмах до 31°.
К недостаткам данной конструкции следует отнести её низкую надёжность, повышенный износ консольной части кузова в области хребтовой и шкворневой балок.
Известен кузов восьмиосного универсального полувагона с рамой кузова, имеющий хребтовую балку, состоящую из двух сваренных между собой продольным швом Z-образных профилей, перекрытых в месте соединения двутавром. На двутаврах укреплены кронштейны петель для шарнирного навешивания крышек разгрузочных люков. Люки в открытом положении располагаются на специальных упорах (см. рис. 9.18 на стр. 499, Конструирование и расчет вагонов: Учебник для вузов ж. -д. В.В.Лукин и др.М. :УМК МПС России, 2000. 731 с.).
Недостатком упомянутого полувагона является ограниченная во времени надёжность вагона, обусловленная применением упомянутой конструкции хребтовой балки, в частности, ее верхней части, использование которой приводит к снижению жёсткости хребтовой балки и сокращению срока службы кузова и всего полувагона в целом.
Заявляемая полезная модель позволяет решить проблему обеспечения надежности конструкции кузова полувагона с сохранением эффективности процесса разгрузки.
Технический результат, достигаемый при реализации заявляемой полезной модели, состоит в усилении конструкции консольной части кузова.
Указанный технический результат достигается за счёт того, что кузов полувагона, включает боковые, торцовые стены, раму, состоящую из хребтовой балки, соединённой с концевыми, шкворневыми и промежуточными поперечными балками, включающую настил пола, состоящий в консольной части кузова из плит, установленных между промежуточными продольными балками, из закреплённых на вспомогательных продольных балках крышек люков, а также в средней части кузова, из крышек люков, закреплённых на хребтовой балке, плиты выполнены с верхней горизонтальной поверхностью шириной 350-1400 мм, толщиной из диапазона от 4 до 10 мм.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг. 1 – главный вид и вид сверху кузова полувагона;
фиг. 2 – вид на фрагмент сечения консольной части кузова полувагона;
фиг. 3 – общий вид на фрагмент сечения кузова консольной части кузова полувагона.
Кузов полувагона 1 включает боковые 2 и торцовые 3 стены, а также раму 4. Рама 4 состоит из хребтовой балки 5, концевых балок 6, шкворневых балок 7, промежуточных поперечных балок 8 и вспомогательных продольных балок 9, расположенных в консольной части кузова полувагона 1. Рама 4 также включает настил пола 10, который представляет собой ровную поверхность, состоящую из закрытых крышек люков 11 и усиливающих плит 12, расположенных в консольных частях кузова 1, а также крышек люков 13, расположенных посередине полувагона. Размер крышек люков 11 в консольной части и крышек люков 13, установленных в середине кузова 1 отличается на величину примерно равную половине ширины усиливающей плиты 12. При этом крышки люков 11 в консольной части закреплены на вспомогательных продольных балках 9, которые в свою очередь установлены торцами в концевые 6, и через промежуточные  поперечные 8, в шкворневые балки 7. В середине кузова настил пола 10 образован поверхностями крышек люков 13, закрепленных на хребтовой балке 5. Из опыта эксплуатации полувагонов, в особенности с увеличенным объёмом кузова, известно, что при работе автосцепного устройства 14 консольная часть хребтовой балки 5 подвергается существенному воздействию повышенных ударных нагрузок.
Указанные факторы в совокупности с воздействием сил распора различных видов навальных грузов со временем могут привести к деформации крышек люков 11, к обрыву их петель 15 и к нарушению геометрии кузова. Для усиления конструкции рамы 4 при заделке проёма, образованного хребтовой балкой 5 и установленными параллельно вспомогательными продольными балками 9, расположенными над ходовыми тележками полувагона, предлагается использовать усиливающие продольные плиты 12, ширина которых лежит в диапазоне 350-1400 мм, а толщина от 4 до 10 мм. Величина ширины усиливающей плиты 12 при этом выбирается в зависимости от расположения вспомогательных продольных балок 9 в конструкции рамы 4 и размеров крышек люков 11, которые в свою очередь выбираются исходя из размера проёмов люка, обеспечивающих эффективную выгрузку груза при открытых крышках люков 11, величина которого регламентирована.
Конструктивно, такую возможность может обеспечить люк, проем которого образован с одной стороны боковыми продольными балками, а с другой стороны вспомогательными продольными балками 9, смонтированными на раме 4 симметрично продольной оси хребтовой балки 5 и удалёнными друг от друга на расстояние «h», из диапазона от 350 до 1400 мм. Толщина усиливающих продольных плит 12 при этом определяется расчетом на нагрузки и допускаемые напряжения. В частном случае выполнения, исходя из опыта эксплуатации, предлагается использовать значение толщины «f» из диапазона от 4 до 10 мм.
С учётом данного обстоятельства выбирается ширина усиливающей плиты 12, которая может быть выполнена как цельной, так и составной из нескольких частей. При этом следует учитывать то, что уменьшение площади люка 11 позволяет снизить нагрузку на люк в процессе эксплуатации, а увеличение площади усиливающей плиты 12 позволяет равномерно распределить нагрузку по всей поверхности пола кузова, уменьшить влияние изгибающих сил, воздействующих на хребтовую балку при перемещении груза. Также снижается вероятность просыпания груза на пути и тормозное оборудование, и риск обрывания петель 15 крышек люка.
Реализация предлагаемого технического решения обеспечивает усиление конструкции консольной части кузова полувагона за счёт оптимизации габаритов разгрузочных люков при сохранении эффективности разгрузки,
Промышленная применимость полезной модели обеспечивается с использованием известных технологических приёмов, применяемых в условиях серийного производства.