ХРЕБТОВАЯ БАЛКА ПОЛУВАГОНА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к конструкции вагонов.
Известна рама универсального полувагона с люками в полу кузова (патент РФ №76617), содержащая:
хребтовую балку,
шкворневые и поперечные межлюковые балки,
установленный на хребтовой балке продольный двутавровый профиль,
на каждой стороне вертикальной стенки продольного двутаврового профиля установлены ряды спаренных петель-державок для шарнирного соединения рамы с крышками люков кузова.
Недостаток этого аналога - при стандартных петлях-державках не используется полностью габарит подвижного состава. Ширина вагона при этом меньше, чем допускает габарит. Чтобы полностью использовать габарит по ширине, необходимо увеличить ширину полувагона - раздвинуть оси крепления петель-державок или увеличить ширину пола. Для этого нужно увеличивать размеры люков в полу кузова и закрывающие люки крышки. Это исключает возможность использования крышек люков стандартного размера и со стандартными крепежными местами, исключает их взаимозаменяемость. Эксплуатация полувагона с отличающимися по размеру от стандартных крышками люков существенно затрудняется. Такой путь непригоден для увеличения объема кузова полувагона, что необходимо для создания инновационных вагонов с нагрузкой 25 и более тонн на ось.
Известен узел крепления крышек люков полувагонов с хребтовой балкой, снабженной дистанционными вставками (авторское свидетельство СССР N 1449418 «Кузов полувагона» от 07.01.1989 г.). На дистанционных вставках закреплены державки крышек люков полувагонов.
Недостаток аналога - усложнение конструкции и технологии изготовления хребтовой балки.
Для разгрузки кузов полувагона необходимо снабжать дополнительным двухскатным горбылем, смонтированным на дистанционных вставках.
Применение широких дистанционных вставок ведет к перемещению державок крепления крышек люков на значительное расстояние от оси хребтовой балки. Это вызовет нарушение габарита подвижного состава - будет нарушена боковая габаритность полувагона, потому что применение типовых крышек люков в полувагоне с вышеуказанной хребтовой балкой приведет к уширению кузова. Чтобы избежать нарушение габарита, должны использоваться меньшие по размеру нетиповые крышки люков. Такие крышки люков будут невзаимозаменяемые с крышками люков от стандартных полувагонов.
За прототип принято устройство по авторскому свидетельству СССР №1493522 от 15.07.1989 г.
Недостатки прототипа: зеты нижней балки раздвинуты, что вызывает изменение конструкции зоны установки поглощающего аппарата - установки упоров. При этом изменяется механизм облегчения подъема крышек люков. Уменьшается угол открывания крышек люков. Уменьшится жесткость и прочность нижней балки из-за разомкнутого сечения зетов.
Задача полезной модели - оптимизация параметров кузова полувагона за счет использования оптимальных размеров верхней полки хребтовой балки и расстояния между осями шарнирного закрепления крышек люков.
Технический результат полезной модели заключается в увеличении объема кузова полувагона при сохранении его максимально допустимых внешних габаритов и стандартных размеров разгрузочных люков, сохранении возможности использования стандартных крышек люков путем увеличения ширины кузова при сохранении максимально допустимых внешних габаритов полувагона, при полном использовании габарита подвижного состава и типовых крышках люков, а также в упрощении конструкции и технологии изготовления хребтовой балки полувагона.
Технический результат достигается тем, что оси отверстий крепежных элементов крышек люков закреплены в верхней части хребтовой балки полувагона на высоте более половины ее общей высоты, а расстояние от вертикальной оси хребтовой балки полувагона до оси отверстий крепежных элементов крышек люков составляет 60-130 мм.
Технический результат достигается также тем, что верхняя балка содержит одну горизонтальную полку и жестко соединенную с ней одну стенку.
Технический результат достигается также тем, что верхняя балка содержит одну горизонтальную полку и жестко соединенные с ней две или более стенки, расположенные под углом 0-15 градусов по отношению к вертикальной оси хребтовой балки полувагона.
Технический результат достигается также тем, что нижняя балка содержит верхние и нижние горизонтальные листы, жестко соединенные между собой вертикальными листами.
Технический результат достигается также тем, что часть горизонтальных листов нижней балки по длине соединены между собой.
Технический результат достигается также тем, что вместо раздельных нижних горизонтальных листов по всей длине применяется цельный лист.
Технический результат достигается также тем, что вместо раздельных нижних горизонтальных листов по части длины применяется цельный лист.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 в разрезе изображен вариант исполнения хребтовой балки полувагона с верхней балкой, имеющей две вертикальные стенки. На фиг. 2 в разрезе показан вариант исполнения хребтовой балки полувагона с верхней балкой, имеющей одну вертикальную стенку. На фиг. 3 изображен вид сверху хребтовой балки полувагона.
На фиг. 1 позициями показаны:
1 - нижняя балка
2 - верхняя балка
3 - верхняя горизонтальная полка
4 - стенка
5 - вертикальная ось хребтовой балки
6 - верхний горизонтальный лист
7 - нижние раздельные листы
8 - соединительные листы
9 - крепежные элементы
10 - вертикальные листы
11 - отверстия для валиков-шарниров
12 - валики-шарниры
13 - крышки люков
14 - ось отверстий крепежных элементов
Хребтовая балка состоит из жестко соединенных нижней балки 1 и верхней балки 2. Верхняя балка 2 исполнена из верхней горизонтальной полки 3 (может содержать и нижнюю, на чертежах не показана) и, по меньшей мере, из одной стенки 4. При коробчатом или П-образном сечении верхней балки 2 стенки 4 могут располагаться под
углом 0-15 градусов (на фиг. 1 это не показано) по отношению к вертикальной оси 5 хребтовой балки.
Нижняя балка 1 из жестко соединенных деталей, содержит верхний горизонтальный лист 6 и нижние раздельные листы 7. Полностью или часть по длине нижних листов 7 могут соединяться соединительными листами 8. Вместо отдельных листов 7 и 8 по всей длине или по части длины может применяться цельные листы. Между собой листы 6 и 7 жестко соединяются вертикальными листами 10. Нижняя балка 1 может быть из стандартных профилей из зета.
Полная высота хребтовой балки - h. В верхней части на высоте больше половины h - жестко закреплены крепежные элементы 9. В отверстиях 11 валиком-шарниром 12 закрепляются крышки люков 13. Крепежные элементы 9 могут быть цельными или составными (на фигурах это не показано). Крепиться они могут к верхнему горизонтальному листу 6, к стенке 4 (как показано на фиг. 1), к верхней горизонтальной полке 3 или к нескольким из указанных элементов в разном их сочетании. Расстояние от оси 14 отверстий 11 крепежных элементов 9 до вертикальной оси 5 симметрии хребтовой балки установлено 60-130 мм. Ширина верхней горизонтальной полки 3 берется из условия обеспечения плотного примыкания к ней крышек люков 13.
Использование предложенной полезной модели дает возможность увеличить объем кузова полувагона без увеличения его длины. При увеличенной длине вагон становится нестандартным и тариф на перевозку грузов увеличивается.
Технические преимущества предлагаемой конструкции: при расстоянии от оси 14 отверстий 11 державок до вертикальной оси 5 симметрии хребтовой балки 60-130 мм наиболее полно используется габарит полувагона с типовыми крышками люков; использование сварных зетов (Z-образного профиля) дает возможность применить обычные устройства облегчения открывания крышек люков и обычные упоры поглощающего аппарата, повысить прочность хребтовой балки; упрощение конструкции хребтовой балки, технологии ее изготовления.
Предлагаемое техническое решение позволяет оптимальным образом увеличить кузов полувагона при полном использовании габарита подвижного состава и типовых крышках люков.