Полувагон

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к полувагонам, используемым для их разгрузки в вагоноопрокидывателях.
Известен полувагон, содержащий ходовую часть, несущую установленный на раму полувагона кузов, включающий боковые стенки со стойками и обшивкой, патент России №159577, B61D 3/00, B61D 17/00, опубл. 10.02.2016.
Известен также полувагон, содержащий ходовую часть, несущую установленный на раму полувагона кузов, включающий боковые стенки со стойками и обшивкой, стойки, размещенные в пятниковом поперечном сечении полувагона усилены дополнительными стойками, патент России №2279362, B61D 03/00, B61D 17/04, опубл. 10.07.2006 (прототип).
Общей технической проблемой, присущей данным устройствам, является недостаточная прочность боковых стенок кузова, подвергающихся воздействию от опорных балок вагоноопрокидывателей при разгрузке полувагонов.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является увеличение прочности и жесткости боковых стенок кузова полувагона для сохранения их формы при разгрузке полувагона с использованием вагоноопрокидывателя.
Указанный технический результат обеспечивается полувагоном, содержащим ходовую часть, несущую установленный на раму полувагона кузов, включающий боковые стенки со стойками и обшивкой, пятниковые стойки, размещенные в пятниковом поперечном сечении полувагона усилены дополнительными стойками, дополнительные стойки закреплены вертикально и размещены в диапазоне отношений базы «А» полувагона к размеру «В», измеренному между дополнительными вертикальными стойками, выдержанному от 1,05 до 1,3, на концевых участках боковых стенок кузова полувагона на расстоянии «h» от пятникового поперечного сечения полувагона закреплены усиливающие концевые элементы, при этом указанные усиливающие концевые элементы размещены в пределах диапазона отношений «h/H», выдержанного в пределах от 0,4 до 0,8, где размер «Н» - расстояние от пятникового сечения полувагона до концов боковых стенок кузова полувагона; база «А» полувагона может быть выполнена величиной, равной 8650 мм, размер «В» между дополнительными вертикальными стойками может быть выполнен равным 7750 мм; размер «Н» может быть выполнен величиной, равной 2245 мм, размер «h» может быть выполнен величиной, равной 862 мм; усиливающие концевые элементы могут быть выполнены из швеллера; усиливающие концевые элементы могут быть выполнены в виде единой стойки; усиливающие концевые элементы могут быть выполнены из нескольких частей, размещенных с интервалом, преимущественно на одной вертикальной оси; усиливающие концевые элементы могут быть закреплены на обшивке боковой стены полувагона; дополнительные стойки могут быть выполнены длиной «S», равной расстоянию от верхней обвязки боковой стены до нижней боковой балки рамы полувагона.
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что дополнительные стойки закреплены вертикально и размещены в диапазоне отношений базы «А» полувагона к размеру «В», измеренному между дополнительными вертикальными стойками, выдержанному от 1,05 до 1,3, на концевых участках боковых стенок кузова полувагона на расстоянии «h» от пятникового поперечного сечения полувагона закреплены усиливающие концевые элементы, при этом указанные усиливающие концевые элементы размещены в пределах диапазона отношений «h/Н», выдержанного в пределах от 0,4 до 0,8, где размер «Н» - расстояние от пятникового сечения полувагона до концов боковых стенок кузова полувагона; база «А» полувагона выполнена величиной, равной 8650 мм, размер «В» между дополнительными вертикальными стойками выполнен равным 7750 мм; размер «Н» выполнен величиной, равной 2245 мм, размер «h» - 862 мм; усиливающие концевые элементы выполнены из швеллера; усиливающие концевые элементы выполнены в виде единой стойки; усиливающие концевые элементы выполнены из нескольких частей, размещенных с интервалом, преимущественно на одной вертикальной оси; усиливающие концевые элементы закреплены на обшивке боковой стены полувагона; дополнительные стойки выполнены длиной «S», равной расстоянию от верхней обвязки боковой стены до нижней боковой балки рамы полувагона.
Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Заявляемая полезная модель проиллюстрирована изображениями, где на фиг. 1 представлен полувагон, главный вид; на фиг. 2 - полувагон, вид сбоку на фиг. 1 с иллюстрацией размещения опорных балок вагоноопрокидывателя; на фиг. 3 - схема взаимодействия опорных балок вагоноопрокидывателя с боковой стенкой кузова полувагона; на фиг. 4 - вариант выполнения усиливающих концевых элементов, вид сбоку на полувагон, местный вид.
Полувагон содержит ходовую часть в виде ходовых тележек 1 (Фиг. 1, 2), несущих установленный на раму 2 полувагона кузов 3. Кузов 3 содержит боковые стенки 3.1 со стойками: 3.2, 3.2.3; пятниковыми стойками 3.2.1. В районе пятниковых стоек 3.2.1 закреплены симметрично относительно базы полувагона «А» и на взаимном расстоянии «В» дополнительные вертикальные стойки 3.2.2 (Фиг. 3). Размер «В» между дополнительными вертикальными стойками 3.2.2 выдержан в диапазоне отношений «А/В» от 1,05 до 1,3, и выполнен, например, величиной, равной 7750 мм, при выполнении базы «А» полувагона, равной 8650 мм. При этом размер «В» обеспечивает гарантированный контакт вертикальных стоек 3.2, 3.2.3 и дополнительных вертикальных стоек 3.2.2 с опорными балками 5 - заштрихованная область «N» вагоноопрокидывателя 6.
1
1
Наличие на боковых стенках 3.1 дополнительных вертикальных стоек 3.2.2 позволяет увеличить длину опирания опорных балок 5 вагоноопрокидывателя 6 на боковые стенки 3.1 с размера «B» до размера «В». В случае выполнения размера «В» равным 7750 мм, а размера «B» - 5130 мм, такое увеличение составит более 50%, уменьшив, таким образом, на аналогичную величину удельное воздействие опорных балок 5 вагоноопрокидывателя 6 на боковую стенку 3.1 полувагона.
Дополнительные вертикальные стойки 3.2.2 могут быть выполнены длиной «S», равной расстоянию от верхней обвязки 3.3 боковой стены 3.1 до нижней боковой балки 2.1 рамы 2 полувагона, без выхода нижнего конца дополнительных вертикальных стоек 3.2.2 под боковую балку 2.1 рамы 2 полувагона, что позволяет не увеличивать металлоемкость дополнительных вертикальных стоек 3.2.2, сохраняя при этом их функцию как дополнительных элементов жесткости для боковой стены 3.1.
Выполнение отношения «А/В» менее 1,05 приводит к размещению дополнительных вертикальных стоек 3.2.2 непосредственно у пятниковых стоек 3.2.1, что может привезти к непопаданию дополнительных вертикальных стоек 3.2.2 на опорные балки 5 вагоноопрокидывателя 6. Выполнение отношения «А/В» более 1,3 перемещает дополнительные вертикальные стойки 3.2.2 от пятниковых стоек 3.2.1 ближе к соответствующим стойкам 3.2.3, ослабляя при этом концевые участки боковых стенок 3.1 кузова 3 полувагона.
На концевых участках боковых стенок 3.1 на расстоянии «h» от пятникового поперечного сечения полувагона (О-О) могут быть закреплены усиливающие концевые элементы 4. Усиливающие концевые элементы 4 размещены в пределах диапазона отношений «h/Н», выдержанного в пределах от 0,4 до 0,8. Размер «Н» может быть выполнен величиной, равной 2245 мм, размер «h» - 862 мм, усиливающие концевые элементы могут быть выполнены из швеллера, усиливающие концевые элементы могут быть выполнены из нескольких частей 4.1 (Фиг. 4), размещенных с интервалом, преимущественно на одной вертикальной оси.
Выполнение отношения «h/Н» менее 0,4 приводит к размещению усиливающих концевых элементов 4 у пятниковых стоек 3.2.1 - пятникового поперечного сечения полувагона (О-О), что не обеспечивает жесткость участков, заключенных между усиливающими концевыми элементами стойками 4 и стойками-ребрами 7.
При размещении усиливающих концевых элементов 4 более, чем на отношение 0,8 усиливающие концевые элементы 4 размещаются у стоек-ребер 7, не обеспечивая при этом жесткость участков, заключенных между концевыми элементами 3.2.1 и усиливающими концевыми элементами 4.
Полувагон используют следующим образом.
Для разгрузки груженого полувагона его закатывают в вагоноопрокидыватель 6, позиционирую вертикальные стойки 3.2, концевые стойки 3.2.1 и дополнительные вертикальные стойки 3.2.2 напротив опорных балок 5, выполненных длиной «L», равной, как правило, 8000 мм. Наличие на боковых стенках 3.1 дополнительных вертикальных стоек 3.2.2, закрепленных симметрично относительно базы полувагона «А» и на взаимном расстоянии «В», обеспечивает равномерное распределение воздействие от веса полувагона и груза, находящегося в кузове 3, на все указанные стойки, снижая при этом удельные значения такого воздействия на стойки, вследствие наличия вертикально установленных дополнительных стоек 3.2.2, воспринимающих воздействие от опорных балок 5. Кроме этого, при опрокидывании полувагона концевые участки боковых стенок 3.1 также испытывают значительные воздействия от груза, находящегося в кузове 3. Опорные балки 5 вагоноопрокидывателя 6, ввиду своей укороченной длины, не взаимодействуют с концевыми стойками-ребрами 7 кузова 3 полувагона, при этом наиболее нагруженная зона концевых участков боковых стенок 3.1 находится в поперечном сечении, расположенным в пределах от 0,4 до 0,8 длины «Н» - расстояние от пятникового сечения (О-О) до конца боковых стенок 3.1 кузова 3 полувагона. Истинное положение наиболее загруженного поперечного сечения зависит от конкретных конструкций полувагонов. Для усиления наиболее нагруженного поперечного сечения концевых участков боковых стенок 3.1 указанные участки усилены концевыми элементами 4. В зависимости от конструкции боковой стены полувагона, технологических требования и условий при производстве и эксплуатации полувагона усиливающие концевые элементы 4 могут быть выполнены из нескольких частей 4.1, закрепленных с взаимным интервалом, преимущественно на одной вертикальной оси и размещенных в пределах диапазона отношений «h/Н», выдержанного в пределах от 0,4 до 0,8.
Таким образом, наличие на боковых стенках 3.1 кузова 3 полувагона дополнительных вертикальных стоек 3.2.2, обеспечивает увеличение прочности и жесткости боковых стенок 3.1 как при перевозке грузов в полувагоне, так и при разгрузке полувагона с помощью вагоноопрокидывателя 6, с использованием дополнительных вертикальных стоек 3.2.2 в качестве дополнительных опорных элементов, которые позволяют перераспределить воздействие от опорных балок 5 на все вертикальные стойки: 3.2, 3.2.1 и 3.2.2, снизив, удельное воздействие на каждую из указанных стоек. Обеспечение концевых участков боковых стенок 3.1 кузова 3 дополнительными усиливающими концевыми элементами 4, размещенных в пределах диапазона отношений «h/Н», выдержанного в пределах от 0,4 до 0,8, и выполненным, например, из швеллеров, либо в виде нескольких частей 4.1, размещенных с интервалом, преимущественно на одной вертикальной оси, также способствует увеличению прочности и жесткости боковых стенок 3.1 кузова 3 полувагона.