ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПОЛУВАГОН

Область техники
Настоящая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а более конкретно к полувагону, который предназначен для перевозки насыпных и навалочных грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков.
Уровень техники
Для перевозки по железной дороге таких грузов, как руда, уголь, флюс, лесоматериалы, а также иных грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков, широко используют железнодорожные полувагоны. Кузов полувагона не имеет крыши, что обеспечивает возможность использования различных средств механизации при погрузке и разгрузке полувагонов (мостовые и козловые краны, вагоноопрокидыватели и др.).
Известен четырехосный полувагон модели 12-196-01 производства ОАО «НПК «Уралвагонзавод» (см. http://myrailway.ru/guide/item/12-196-01), который является наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели. Полувагон модели 12-196-01 состоит из кузова и ходовой части, включающей грузовые тележки, а также тормозное оборудование. Кузов известного полувагона включает две боковые стенки, две торцевые стенки, соединенные между собой, и раму, которая содержит хребтовую балку, и расположенные поперек нее концевые, шкворневые и промежуточные балки. Шкворневые балки рамы содержат нижние шкворневые листы, каждый из которых имеет крепежную площадку, посредством которой шкворневая балка соединена с хребтовой балкой. Грузовая тележка содержит рессорный комплект, содержащий фрикционные клинья. Боковые стены кузова известного полувагона упрочнены промежуточными вертикальными стойками, расположенными вдоль боковых стенок на одинаковом расстоянии друг от друга, и горизонтальной обвязкой, проходящей вдоль боковых стен с опорой на указанные вертикальные стойки. Торцевые стены кузова известного полувагона упрочнены дополнительными продольными балками и горизонтальной обвязкой, проходящими вдоль торцевых стен.
Недостатком известного полувагона является низкая надежность узла крепления шкворневых балок к хребтовой балке. Кроме того, в процессе эксплуатации детали известного полувагона подвержены воздействию ударных нагрузок вследствие недостаточного гашения колебаний рессорными комплектами грузовых тележек.
Раскрытие полезной модели
Задачей настоящей полезной модели является создание полувагона с улучшенными прочностными характеристиками и увеличенным сроком службы.
Указанная задача решена путем изготовления железнодорожного полувагона, описанного в настоящей полезной модели.
Согласно одному из вариантов реализации, предлагаемый полувагон состоит из кузова и ходовой части, причем кузов включает раму, которая содержит хребтовую балку и шкворневые балки, шкворневые балки рамы содержат нижние шкворневые листы, каждый из которых имеет крепежную площадку, посредством которой шкворневая балка соединена с хребтовой балкой, а ходовая часть содержит грузовую тележку с рессорным комплектом, содержащим фрикционные клинья. Предлагаемый полувагон отличается тем, что ширина указанной крепежной площадки заключена в диапазоне от 656 миллиметров до 686 миллиметров, ее длина заключена в диапазоне от 735 миллиметров до 835 миллиметров, а на рабочих поверхностях фрикционных клиньев рессорного комплекта грузовой тележки расположены антифрикционные полиуретановые накладки.
Такое конструктивное решение обеспечивает технический результат в виде повышения надежности шкворневого узла (места крепления шкворневых балок к хребтовой балке) за счет использования крепежной площадки с заявленными размерами, а также за счет повышения коэффициента трения между фрикционным клином и надрессорной балкой, что приводит к уменьшению динамических нагрузок, действующих на шкворневый узел.
Согласно одному из частных вариантов реализации, места соединения хребтовой балки и шкворневых балок усилены упрочняющими пластинами, которые приварены продольно хребтовой балке к ее нижней полке встык с нижним листом шкворневой балки. Такое конструктивное решение позволяет дополнительно усилить шкворневый узел.
Согласно еще одному частному варианту реализации, полувагон включает торсионный механизм для открытия крышек разгрузочных люков, который содержит торсионный стержень диаметром 23 мм. Увеличение диаметра торсионного стержня позволяет облегчить открытие крышек разгрузочных люков и обеспечить возможность выполнения этой операции усилиями одного человека.
Согласно еще одному частному варианту реализации, высота боковых стенок и торцевых стенок предлагаемого полувагона составляет от 2420 до 2430 мм. Таким образом может быть увеличен объем кузова полувагона и повышена экономическая эффективность перевозок.
Согласно еще одному частному варианту реализации, по меньшей мере детали рамы, и стены кузова полувагона выполнены из стали марки 09Г2С, 09Г2Д, или 10ХДП, что обеспечивает возможность надежной эксплуатации полувагона в климатических зонах с температурным режимом от +60°С до -60°С.
Краткое описание чертежей
Конструктивные особенности предлагаемого железнодорожного полувагона станут более очевидными из нижеследующего описания предпочтительного варианта его реализации, приведенного со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг.1 показывает общий вид и вид с торца предлагаемого железнодорожного полувагона согласно предпочтительному варианту реализации;
фиг.2 показывает вид сбоку и вид с торца кузова полувагона, показанного на фиг.1;
фиг.3 показывает вид сбоку и вид сверху рамы полувагона, показанного на фиг.1;
фиг.4 показывает вид в перспективе шкворневой балки, на котором для наглядности нижний шкворневый лист отделен от балки;
фиг.5 показывает вид снизу нижнего шкворневого листа шкворневой балки рамы полувагона, показанного на фиг.4;
фиг.6 показывает сечение рессорного комплекта грузовой тележки полувагона, показанного на фиг.1.
Осуществление полезной модели
На фиг.1 показан общий вид предлагаемого железнодорожного полувагона 1 согласно предпочтительному варианту реализации. Указанный полувагон 1 включает кузов 2, ходовую часть 3, на которой установлен кузов 2, и ударно-тяговое автосцепное устройство 4, соединенное с кузовом 2.
Как видно из фиг.2 кузов 2 включает раму 7, две боковые стены 8, две торцевые стены 9 и пол 10. Пол 10 образован четырнадцатью крышками разгрузочных люков 12 для разгрузки сыпучих грузов гравитационным способом. Крышки люков 12 открываются и закрываются с использованием торсионного механизма 13, закрепленного на раме 7 и соединенного с указанной крышкой. Торсионный механизм 13 содержит торсионный стержень, соединенный с крышкой люка, который при открывании крышки люка закручивается вокруг своей оси на угол от 25° до 35°. Торсионный стержень имеет увеличенный диаметр, который составляет 23 мм, что позволяет облегчить открытие крышки люка 12 и обеспечить возможность выполнения этой операции усилиями одного человека. На верхней кромке стены 8 закреплена верхняя обвязка 15, а вдоль нижней кромки стены 8 закреплена нижняя обвязка 16. Жесткость стенам 8 придают промежуточные вертикальные стойки 17, выполненные из омегообразного профиля и усиленные пластинами в местах примыкания к нижней обвязке. Усиливающие пластины (не показаны) установлены встык с полкой нижней обвязки 16 и кромкой стойки 17. Каждой стойке 17 соответствует две усиливающих пластины, расположенные по бокам от нее. Внутри профиля стоек 17 дополнительно вварены планки, повышающие сопротивление указанных стоек изгибу. Торцевые стены 9 усилены продольными балками 18. Верхняя обвязка 15 выполнена из незамкнутого профиля коробчатого сечения, что позволяет повысить сопротивление деформации при разгрузке на вагоноопрокидывателях.
Как видно из фиг.3, рама 7 кузова имеет хребтовую балку 18, состоящую из двух сваренных между собой продольным швом Z-образных профилей. Рама 7 также включает две концевые балки 19, две шкворневые балки 20 и четыре промежуточные балки 21, расположенные поперек хребтовой балки 18 и неподвижно установленные на ней. Шкворневая балка 20 предназначена для передачи нагрузки от кузова на грузовую тележку, вследствие чего место соединения шкворневой балки 20 с хребтовой балкой 18 (шкворневый узел) подвержено интенсивному износу.
Как видно из фиг.4, шкворневая балка 20 имеет коробчатое сечение, которое содержит два продольных вертикальных листа 24, и два поперечных вертикальных листа (не показаны), расположенные поперечно между листами 24, а также верхний шкворневый лист 25 и нижний шкворневый лист 26.
Шкворневая балка 20 соединена с хребтовой балкой 18 посредством нижнего шкворневого листа 26, показанного на фиг.4 и 5. Нижний шкворневый лист 26 в месте пересечения с хребтовой балкой имеет крепежную площадку 27 и два отогнутых участка 28, отходящих продольно в обе стороны от крепежной площадки 27 и образующих сгибы на границе между крепежной площадкой 27 и отогнутой частью 28. Для обеспечения прочности узла соединения хребтовой и шкворневой балок площадка 27 имеет ширину между местами сгиба от 656 до 686 мм, и длину между кромками от 735 до 835 мм. Кроме того, в месте соединения шкворневой балки 20 и хребтовой балки 18 продольно последней размещены упрочняющие пластины, каждая из которых встык соединена с нижним листом шкворневой балки 20 и приварена к нижней полке Z-образного профиля хребтовой балки 18, что позволяет дополнительно увеличить прочность рамы 7.
Ходовая часть 2 полувагона включает грузовую тележку, оборудованную рессорным комплектом для гашения колебаний полувагона при его эксплуатации. Как видно из фиг.6, рессорный комплект включает надрессорную балку 30, которая имеет наклонные поверхности взаимодействия, два фрикционных клина 31, каждый из которых имеет наклонную рабочую поверхность, установленную во взаимодействии с соответствующей наклонной поверхностью надрессорной балки 30. Рессорный комплект также включает набор пружин, состоящий из внутренних пружин 32 и наружных пружин 33, которые упираются в основание рамы грузовой тележки, в которой установлен рессорный комплект, и поддерживают балку 30 и клинья 31. Клинья 31 с одной стороны взаимодействуют с балкой 30 по рабочей поверхности, а с другой стороны опираются на стенки 34 рамы грузовой тележки, в которой установлен рессорный комплект. Для улучшения гашения колебаний, которым подвержен полувагон в процессе эксплуатации, на рабочих поверхностях клиньев 31 расположены антифрикционные полиуретановые накладки 35. При вертикальных колебаниях между клиньями 31 и накладками 35 возникают силы трения, создающие сопротивление колебательному движению надрессорной балки 30, таким образом улучшается гашение колебаний, передаваемых от грузовой тележки к раме полувагона. Указанные накладки 35 могут крепиться подходящими крепежными средствами, например болтами.
Ходовая часть 2 также включает тормозную систему (на чертежах не показана). Указанная тормозная система включает два тормозных цилиндра, каждый из которых взаимодействует с одной из грузовых тележек. Выходные штоки указанных тормозных цилиндров посредством системы рычагов прижимают к поверхностям катания колес грузовых тележек тормозные колодки. Каждому цилиндру соответствует регулятор тормозных рычажных передач, который регулирует величину хода штока тормозного цилиндра и поддерживает таким образом постоянную величину зазора между поверхностью катания колес и тормозными колодками по мере их износа.
3
Улучшение амортизационных характеристик рессорного комплекта, а также повышение прочности шкворневого узла позволяет повысить грузоподъемность полувагона и увеличить объем кузова до 90 м путем увеличения высоты стен 8 и 9 до 2420-2430 мм. Таким образом может быть повышена экономическая эффективность грузоперевозок с использованием полувагонов. Балки 18, 19, 20, 21, а также стенки 8, 9 выполняются из стали марок 09Г2С, 09Г2Д, 10ХНДП, что обеспечивает надежность полувагона в климатических зонах с температурным режимом от +60°С до -60°С.