СЪЁМНЫЙ КУЗОВ ВАГОНА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может применяться в качестве кузова типа «хоппер» с выгрузкой как в межрельсовое пространство, так и по обе стороны пути.
Известен кузов вагона-хоппера, содержащий раму с хребтовой балкой, боковые и торцевые стенки, Λ-образную продольную перегородку, размещённую над хребтовой балкой рамы, крышки люков, шарнирно прикреплённые к боковым стенкам, образующие бункеры вместе с Λ-образными продольными перегородками, механизм открывания и закрывания крышек люков (RU 697046, опубл. 08.11.1979).
Известен также кузов вагона-хоппера, принятый за наиболее близкий аналог, оборудованный попарными группами бункеров с крышками разгрузочных люков, расположенными на наклонных боковых стенках бункеров, силовой рамой, включающей шкворневые балки и хребтовую балку, выполненную таврового сечения на участке между шкворневыми балками и коробчатого сечения в консольных частях рамы между шкворневой и концевой балками, при этом полка таврового сечения хребтовой балки жёстко замыкается с наклонными листами бункеров, а вертикальная стойка вместе с наклонными листами бункеров образует рассекатель сыпучего груза (RU 44091, опубл. 27.02.2005).
Техническая проблема известных технических решений заключается в повышенной металлоёмкости и массе конструкций кузова вследствие применения в качестве несущего элемента хребтовой балки, расположенной между консольными частями рамы под местом соединения наклонных стенок бункеров, образующих продольный конёк для направления груза к разгрузочным люкам.
Техническим результатом полезной модели является увеличение грузоподъёмности съёмного кузова вагона за счёт снижения массы и металлоёмкости конструкции при обеспечении прочности.
Указанный технический результат достигается тем, что в съёмном кузове вагона, содержащем боковые и торцевые стены, попарно расположенные бункеры с крышками разгрузочных люков на боковых стенках бункеров, раму в виде балочной конструкции с консольными частями, продольный несущий элемент, расположенный между консольными частями рамы, предлагается продольный несущий элемент выполнять в виде продольного конька, включающего в себя наклонные листы и усиливающие элементы, при этом наклонные листы продольного конька соединены с верхними частями боковых внутренних стенок бункеров. Концевые части продольного конька могут быть соединены с консольными частями рамы посредством опор. Усиливающие элементы продольного конька могут быть выполнены в виде продольных элементов, поперечных диафрагм, концевых опорных листов. Толщина наклонных листов и усиливающих элементов продольного конька может составлять от 3 мм до 12 мм. Оптимальный диапазон толщины наклонных листов и усиливающих элементов продольного конька составляет от 4 мм до 6 мм.
Полезная модель проиллюстрирована чертежами, где представлены на фиг. 1 - съёмный кузов вагона, основной вид, аксонометрическая проекция; на фиг. 2 - то же самое, вид сбоку (часть конструктивных элементов кузова не показана); на фиг. 3 - то же самое, вид снизу, аксонометрическая проекция; на фиг. 4 - продольный конёк, аксонометрическая проекция.
Съёмный кузов вагона содержит (фиг. 1) боковые 1 и торцевые 2 стены, бункеры 3, расположенные попарно для обеспечения выгрузки между колёсами в межрельсовое пространство либо по обе стороны пути, раму 4, продольный несущий элемент 5, опору 6.
Бункеры 3 образованы (фиг. 2) наклонными боковыми внутренними 3.1 и наружными 3.2 стенками, торцевыми стенками 3.3. На боковых внутренних стенках 3.1 в представленном примере съёмного кузова выполнены разгрузочные люки с крышками 3.4.
Рама 4 выполнена (фиг. 3) в виде балочной конструкции с двумя консольными частями, соединёнными между собой боковыми продольными балками 4.1. Консольная часть рамы 4 может включать в себя жёстко соединённые между собой консольную хребтовую балку 4.2, поперечную балку 4.3, концевую балку 4.4, настил 4.5.
Продольный несущий элемент 5 выполнен в виде продольного конька (фиг. 4), который включает в себя наклонные листы 5.1, жёстко соединённые с усиливающими элементами. Указанные усиливающие элементы выполнены в виде продольных элементов 5.2, закреплённых вдоль внутренней стороны наклонных листов 5.1, поперечных диафрагм 5.3, опорного листа 5.4. Концевые части продольного конька 5 выполнены со скосами, соответствующими углу наклона соответствующих торцевых стен 2 кузова, и соединены с торцевыми стенами 2.
В составе съёмного кузова вагона продольный конёк 5 расположен (фиг. 3) между консольными частями рамы 4. Нижними кромками наклонных листов 5.1 продольный конёк соединён с верхними кромками боковых внутренних стенок 3.1 бункеров 3, продолжая вверх боковые внутренние стенки 3.1. Концевой частью со стороны вертикальной торцевой стены 2 продольный конёк 5 соединён с консольной хребтовой балкой 4.1 консольной части рамы 4 посредством опоры 6; с противоположной стороны наклонная торцевая стена 2, с которой соединён своей концевой частью продольный конёк 5, имеет соединение с боковыми продольными балками 4.1 консольной части рамы 4 посредством опор 7.
Применение в конструкции кузова продольного конька предлагаемой конструкции, расположенного в кузове предлагаемым образом, обеспечивает совмещение двух функциональных назначений продольного конька. Расположенный между бункерами в их верхней части и соединённый наклонными листами с наклонными стенками бункеров продольный конёк выполняет функцию направления груза к разгрузочным люкам. Подкреплённый усиливающими элементами и соединённый концевыми частями с консольными частями рамы продольный конёк выполняет также несущую функцию, т.е. воспринимает возникающие при эксплуатации нагрузки, что позволяет исключить хребтовую балку из конструкции съёмного кузова вагона в пространстве между консольными частями рамы. Тем самым, достигается снижение массы кузова, его металлоёмкости, увеличение грузоподъёмности, обеспечивается требуемая прочность конструкции.
Продольный конёк 5 может быть изготовлен из единого листа методом гибки либо из двух листов путём штамповки и соединения листов между собой сваркой с образованием наклонных листов 5.1. Продольные элементы 5.2 могут иметь профиль, в частности, в форме швеллера, двутавра, уголка, коробчатого сечения. Поперечные диафрагмы 5.3 могут иметь профиль, в частности, в форме листа, швеллера, двутавра, уголка. Опорный лист 5.4 может быть выполнен с отверстиями для уменьшения массы конструкции. Толщина наклонных листов 5.1 и усиливающих элементов продольного конька 5 составляет от 3 мм до 12 мм. Минимальное значение 3 мм обеспечивает наибольшее снижение металлоёмкости и массы конструкции, при этом выполнение толщины элементов продольного конька 6 менее 3 мм приведет к недостаточной прочности конструкции и, соответственно, повышению напряжений. Максимальное значение 12 мм ограничено необоснованным увеличением массы конструкции, при этом превышение максимального значения толщины элементов приведет к излишней массе конструкции и повышенному расходу материала. Оптимальными значениями из указанного диапазона значений являются значения толщины элементов от 4 мм до 6 мм, при которых обеспечивается равномерное распределение действующих нагрузок без образования зон максимального и минимального нагружения. Толщины элементов продольного конька 5 и их количество определяют расчётным путём, в зависимости от действующих нагрузок и момента сопротивления в каждом частном случае, с целью обеспечения функции продольного несущего элемента.