УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ БОКОВОЙ СТЕНЫ С РАМОЙ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Предложенная полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и предназначена для использования в конструкции грузового вагона.
Известен узел заделки стоек боковой стены с рамами полувагонов, применяемый на полувагонах моделей 12-132, 12-1293, 12-9766 и др. (см. альбом-справочник «Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм», изд. ПКБ, 1998 г.). В известных узлах заделки стойки боковых стен выполнены из гнутого омегообразного профиля и прикреплены к нижней обвязке, соединяющей раму с боковыми стенами кузова, посредством сварки по кромкам полок профиля, а также электрозаклепками по полкам профиля.
Известен узел соединения боковой стены с рамой полувагона (патент на полезную модель РФ №161663, опуб. 27.04.2016 г.), в котором стойка и рама соединены между собой двумя видами сварки: продольными сварными швами по боковым кромкам профиля стойки и электрозаклепками (сварными точками) по контуру отверстий. Это техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Недостатком известных конструкций является то, что в месте электрозаклепок образуются локальные дефекты и напряжения в металле, что в процессе эксплуатации вагона приводит к появлению трещин в металле и снижает надежность конструкции вагона в зоне расположения электрозаклепок, соединяющих стойки и нижнюю обвязку.
Предложенная полезная модель решает техническую проблему, присущую аналогам.
Техническим результатом предложенной полезной модели является повышение надежности конструкции вагона в зоне расположения электрозаклепок, соединяющих стойки и нижнюю обвязку, за счет уменьшения амплитуды движения нижней обвязки относительно стойки при знакопеременных нагрузках.
Технический результат достигается за счет того, что узел соединения боковой стены с рамой вагона содержит поперечную балку, соединенную через накладку с нижней обвязкой сварным швом, стойки, соединенные электрозаклепками с нижней обвязкой, при этом упомянутый сварной шов выполнен непосредственно по электрозаклепкам.
Предложенное техническое решение характеризуется чертежами, где:
на фиг. 1 представлен узел соединения боковой стены с рамой вагона,
на фиг. 2 представлено сечение А-А, отмеченное на Фиг. 1.
Узел соединения боковой стены с рамой вагона содержит поперечную балку 1, накладку 2, нижнюю обвязку 3, электрозаклепки 4, стойки 5. Сварной шов 6 при приварке накладки 2 к нижней обвязке 3 проходит непосредственно по электрозаклепкам 4, соединяя, таким образом, стойки 5, нижнюю обвязку 3, накладку 2 и поперечную балку 1 в единый конструктивный элемент. В данном техническом решении стойкой 5 может быть как непосредственно стойка вагона, так и усиление стойки, или другие элементы конструкции вагона, жестко соединенные со стойкой вагона.
Стойка 5 крепится к нижней обвязке 3 с помощью электрозаклепок 4 (см. фиг.1). Нижняя обвязка 3 соединяется с поперечной балкой 1 через накладку 2, приваренную сварочными швами 6 к нижней обвязке 3 и поперечной балке 1 таким образом, что сварочный шов 6 проходит непосредственно по электрозаклепкам 4.
Электрозаклепки 4 представляют собой отверстие в сопрягаемой детали, заполненное при сварке металлом. При этом на прочность электрозаклепки 4 влияет размер отверстия (при круглом отверстии это диаметр) и толщина металла сопрягаемой детали (см. фиг.2).
В процессе эксплуатации при знакопеременных нагрузках на стойки происходит концентрация напряжений в районе крепления электрозаклепками 4. Чем больше отверстие в нижней обвязке 3 и чем толще металл нижней обвязки 3, тем выше надежность в зоне расположения электрозаклепок, соединяющих стойки 5 и нижнюю обвязку 3.
При деформациях, вызванных знакопеременными нагрузками на конструкции вагона, электрозаклепки 4 перемещаются заодно со стойками 5, а нижняя обвязка 3 перемещается иначе, создавая повышенные напряжения в зоне расположения электрозаклепок 4. В процессе эксплуатации знакопеременные нагрузки на стойки 5 приводят к тому, что элементы соединения раскачиваются, в местах крепления электрозаклепок 4 появляются деформации, трещины, что может приводить к разрушению сварного соединения. При этом если размеры отверстия под электрозаклепку 4 на практике можно варьировать, то толщину металла нижней обвязки 3 сильно изменять нельзя, т.к. это приводит к значительному перерасходу металла, к повышению веса вагона и, как следствие этого, к снижению допустимой грузоподъемности вагона.
В предлагаемой конструкции накладка 2, соединяющая нижнюю обвязку 3 с поперечной балкой 1 расположена так, что сварной шов 6, соединяющий их проходит непосредственно через электрозаклепку 4.
При таком исполнении узла соединения боковой стены с рамой вагона накладки 2 увеличивается жесткость конструкции в зоне расположения электрозаклепок 4, так как накладка 2 играет роль раскоса в соединении нижней обвязки 3 и стойки 5. Кроме того, сварочный шов 6, проходящий непосредственно по электрозаклепкам 4, объединяет накладку 2, нижнюю обвязку 3, электрозаклепки 4 и стойку 5 в единый конструктивный элемент, в котором накладка 2 значительно уменьшает амплитуду движения нижней обвязки 3 относительно стойки 5 в зоне расположения электрозаклепок 4 при знакопеременных нагрузках на конструкции вагона, что уменьшает вероятность образования трещин и значительно повышает надежность конструкции вагона в зоне расположения электрозаклепок 4, соединяющих стойки 5 и нижнюю обвязку 3.