УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКРЫВАНИЯ И ЗАКРЫВАНИЯ КРЫШЕК ЛЮКОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА-ХОППЕРА
DEVICE FOR OPENING AND CLOSE HATCH COVERS OF RAILWAY HOPPER CAR

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается вагонов-хопперов, в частности, конструкций механизмов для открывания и закрывания крышек разгрузочных люков.
Известна конструкция устройства для открывания и закрывания крышек люков саморазгружающегося вагона бункерного типа [Патент СССР SU №372099 от 09.09.1970], которая содержит привод, механизм блокировки и вал с жестко закрепленными храповиком и двуплечими рычагами, связанными посредством тяг с крышками люков. Привод включает силовой цилиндр, шток поршня которого соединен с валом через маятниковый и промежуточный рычаги, при этом маятниковый рычаг одним концом шарнирно закреплен на хребтовой балке рамы вагона, а вторым концом с промежуточным рычагом, который в свою очередь вторым концом шарнирно связан с храповиком. Механизм блокировки имеет защелку, взаимодействующую с храповиком. Защелка шарнирно закреплена на маятниковом рычаге и связана с промежуточным рычагом при помощи подпружиненной относительно защелки тяги. Кроме того, шток на конце имеет овальное продольное отверстие, а защелка снабжена регулировочным винтом, взаимодействующим со штоком поршня силового цилиндра.
Эта конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемого изобретения
Недостатком данной конструкции является то, что механизм блокировки расположен в межбункерном пространстве рамы вагона, что ухудшает доступ к его обслуживанию и ремонту, при этом в конструкции защелки использована пружина, при изломе которой механизм блокировки перестает работать и выполнять свою функцию. Также в конструкции устройства для открывания и закрывания крышек люков саморазгружающегося вагона бункерного типа отсутствует дублирующая система блокирования вала от поворота, что повышает риск несанкционированного прокручивания вала при поломке механизма блокировки. Кроме того, в конструкции устройства отсутствует механизм, позволяющий разгружать вагон-хоппер без подачи сжатого воздуха в силовой цилиндр, то есть вагон-хоппер обязательно должен быть подсоединен к воздушной магистрали, в которую локомотив должен нагнетать необходимое давление воздуха, только при этом условии произойдет выгрузка груза из вагона. При неисправной пневматической системе вагона, многократно возрастает трудоемкость разгрузки, а устранение неисправности пневмосистемы потребует поднятия груженого вагона на домкратах для выкатки тележек из-под кузова и обеспечения доступа к неисправным элементам, что также ведет к увеличению трудоемкости ремонта и дополнительному износу цехового оборудования.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание конструкции устройства для открывания и закрывания крышек люков железнодорожного вагона-хоппера, обеспечивающей повышение эксплуатационной надежности в сочетании с уменьшением трудозатрат при выгрузке вагона-хоппера, в том числе и ручным способом, а также уменьшение трудозатрат при изготовлении и ремонте вагона-хоппера.
Поставленная задача в заявляемом изобретении решается за счет того, что возле опоры, на каждую концевую часть вала установлен составной рычаг, состоящий из жестко соединенных между собой и ориентированных относительно вала, первого одноплечего рычага, двуплечего рычага и зеркально противоположного относительно вертикальной оси составного рычага, второго одноплечего рычага, при этом на внешней стороне второго одноплечего рычага жестко закреплены упоры, расположенные вокруг отверстия под вал, также составной рычаг посредством тяг шарнирно связан с крышками люков кузова вагона-хоппера, после составного рычага на валу жестко закреплен кулачок, у которого со стороны составного рычага жестко закреплен упор, вступающий при вращении вала в кинематическую связь с упорами составного рычага, вместе с этим, в районе упоров составного рычага, к раме кузова вагона-хоппера шарнирно закреплен фиксатор, имеющий ступенчатый упорный элемент, с которым при закрытых крышках люков взаимодействует один из упоров составного рычага, при этом фиксатор имеет плоский элемент, с которым при вращении вала взаимодействует кулачок вала.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что устройство для открывания и закрывания крышек люков железнодорожного вагона-хоппера содержит привод, включающий силовой цилиндр, шток которого шарнирно связан со средней частью маятникового рычага, шарнирно закрепленного одним концом с рамой кузова вагона-хоппера, имеющей хребтовую балку, а другим концом с промежуточным рычагом, который, в свою очередь, вторым концом шарнирно связан с одноплечим рычагом, жестко закрепленным в средней части вала, установленного посредством опор, на раму кузова вагона-хоппера, при этом возле опоры, на каждую концевую часть вала установлен составной рычаг, состоящий из жестко соединенных между собой и ориентированных относительно вала, первого одноплечего рычага, двуплечего рычага и зеркально противоположного относительно вертикальной оси составного рычага, второго одноплечего рычага, вместе с этим, на внешней стороне второго одноплечего рычага, жестко закреплены упоры, расположенные вокруг отверстия под вал, также составной рычаг посредством тяг шарнирно связан с крышками люков кузова вагона-хоппера, после составного рычага на валу жестко закреплен кулачок, у которого со стороны составного рычага жестко закреплен упор, вступающий при вращении вала в кинематическую связь с упорами составного рычага, кроме того, в районе упоров составного рычага, к раме кузова вагона-хоппера шарнирно закреплен фиксатор, имеющий ступенчатый упорный элемент, с которым при закрытых крышках люков взаимодействует один из упоров составного рычага, при этом фиксатор имеет плоский элемент, с которым при вращении вала взаимодействует кулачок вала.
Кроме того, тяги выполнены регулируемыми по длине.
Вместе с этим, на одной концевой части вала, после кулачка вала, установлен ручной механический привод для ручного открывания крышек люков, при этом ручной механический привод включает составной рычаг, из двух разнесенных одноплечих рычагов, жестко закрепленный одним концом на валу, притом на другом конце составного рычага ручного привода установлена ось соединяющая вторые концы одноплечих рычагов, также ручной привод содержит тягу, состоящую из двух рычажных узлов, закрепленных по противоположным бокам рамы кузова, от которых к валу проходят продольные полутяги соединенные с вертикальной пластиной, имеющей ступенчатый паз, взаимодействующий при открывании крышек люков с осью составного рычага, кроме того, каждый рычажный узел тяги ручного привода, состоящий из двух одноплечих рычагов, жестко закрепленных на соединительной оси, шарнирно закреплен в кронштейнах, жестко закрепленных к раме кузова вагона-хоппера, при этом между одноплечими рычагами шарнирно закреплена полутяга, а в средней части соединительной оси выполнено поперечное сквозное отверстие.
Возможно исполнение, что маятниковый рычаг выполнен из двух плоских разнесенных пластин, соединенных между собой, при этом каждая пластина имеет зетобразную форму, вместе с этим, маятниковый рычаг на раме кузова вагона-хоппера закреплен внутри хребтовой балки.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами:
Фиг. 1 - общий вид рамы кузова с устройством для открывания и закрывания крышек люков железнодорожного вагона-хоппера (вид снизу);
Фиг. 2 - общий вид рамы кузова с устройством для открывания и закрывания крышек люков железнодорожного вагона-хоппера (вид снизу, изометрия);
Фиг. 3 - разрез А-А фиг. 1;
Фиг. 4 - разрез Б-Б фиг. 1;
Фиг. 5 - вид В фиг. 1;
Фиг. 6 - разрез Г-Г фиг. 1;
Фиг. 7 - выносной элемент Д фиг. 2 (вид снизу, изометрия).
Устройство для открывания и закрывания крышек люков железнодорожного вагона-хоппера содержит основной пневматический привод 1, включающий силовой цилиндр 2, шток 3 которого шарнирно связан со средней частью маятникового рычага 4, шарнирно закрепленного одним концом 5 с рамой 6 кузова вагона-хоппера, имеющей хребтовую балку 7, а другим концом 8 с промежуточным рычагом 9, который, в свою очередь, вторым концом 10 шарнирно связан с одноплечим рычагом 11, жестко закрепленным в средней части вала 12, установленного посредством опор 13, на раму 6 кузова вагона-хоппера. Рядом с опорой 13, на каждую концевую часть вала 12 установлен составной рычаг 14, состоящий из жестко соединенных между собой и ориентированных (выставленных) относительно вала 12, первого одноплечего рычага 15, двуплечего рычага 16 и зеркально противоположного относительно вертикальной оси 17 составного рычага 14, второго одноплечего рычага 18. На внешней стороне 19 второго одноплечего рычага 18, жестко закреплены упоры 20 и 21, расположенные вокруг отверстия 22 под вал 12. Составной рычаг 14 посредством тяг 23 шарнирно связан с крышками люков 24 кузова вагона-хоппера. После составного рычага 14 на валу 12 жестко закреплен кулачок 25, у которого со стороны составного рычага 14 жестко закреплен упор 26, вступающий при вращении вала 12 в кинематическую связь с упорами 20 и 21 составного рычага 14. В районе упоров 20 и 21 составного рычага 14, к раме 6 кузова вагона-хоппера шарнирно закреплен фиксатор 27, имеющий ступенчатый упорный элемент 28, с которым при закрытых крышках люков 24 взаимодействует один из упоров 20, 21 составного рычага 14. Фиксатор 27 имеет плоский элемент 29, с которым при вращении вала 12 взаимодействует кулачок 25 вала 12. Тяги 23 выполнены регулируемыми по длине.
На одной концевой части вала 12, после кулачка 25 вала 12, установлен ручной механический привод 30 для ручного открывания крышек люков 24. Ручной механический привод 30 включает составной рычаг 31, из двух разнесенных одноплечих рычагов 32 и 33, жестко закрепленный одним концом на валу 12. На другом конце составного рычага 31 ручного привода 30 установлена ось 34 соединяющая вторые концы одноплечих рычагов 32, 33. Ручной привод 30 содержит тягу 35, состоящую из двух рычажных узлов 36 и 37, закрепленных по противоположным бокам рамы 6 кузова. От рычажных узлов 36, 37 к валу 12 проходят продольные полутяги 38 и 39, соединенные с вертикальной пластиной 40, имеющей ступенчатый паз 41, взаимодействующий при открывании крышек люков с осью 34 составного рычага 31. Каждый рычажный узел 36 (37) тяги 35 ручного привода 30, состоящий из двух одноплечих рычагов 42 и 43, жестко закрепленных на соединительной оси 44, шарнирно закреплен в кронштейнах 45, жестко закрепленных к раме 6 кузова вагона-хоппера. Между одноплечими рычагами 42, 43 шарнирно закреплена полутяга 38 (39), а в средней части соединительной оси 44 выполнено поперечное сквозное отверстие 46.
Маятниковый рычаг 4 основного привода выполнен из двух плоских разнесенных пластин 47 и 48, соединенных между собой, при этом каждая пластина 47 (48) имеет зетобразную форму. Маятниковый рычаг 4 на раме 6 кузова вагона-хоппера закреплен внутри хребтовой балки 7.
Технический результат от заявляемого изобретения, заключается в том, что при установке возле опоры, на каждую концевую часть вала составного рычага, состоящего из жестко соединенных между собой и ориентированных относительно вала, первого одноплечего рычага, двуплечего рычага и зеркально противоположного относительно вертикальной оси составного рычага, второго одноплечего рычага, при этом на внешней стороне второго одноплечего рычага, жестко закреплены упоры, расположенные вокруг отверстия под вал, также составной рычаг посредством тяг шарнирно связан с крышками люков кузова вагона-хоппера, после составного рычага на валу жестко закреплен кулачок, у которого со стороны составного рычага жестко закреплен упор, вступающий при вращении вала в кинематическую связь с упорами составного рычага, вместе с этим, в районе упоров составного рычага, к раме кузова вагона-хоппера шарнирно закреплен фиксатор, имеющий ступенчатый упорный элемент, с которым при закрытых крышках люков взаимодействует один из упоров составного рычага, при этом фиксатор имеет плоский элемент, с которым при вращении вала взаимодействует кулачок вала, обеспечивает повышение эксплуатационной надежности. Предложенная конструкция устройства для открывания и закрывания крышек люков железнодорожного вагона-хоппера, позволяет минимизировать воздействие на устройство не симметричных нагрузок в процессе открывания и закрывания крышек люков, таким образом уменьшены нагрузки приводящие к перекосу устройства, что повышает стабильность работы устройства, также увеличивается межремонтный период для устройства, а это приводит к уменьшению затрат (трудозатрат) на ремонт и обслуживание устройства для открывания и закрывания крышек люков железнодорожного вагона-хоппера.
Выполнение тяг регулируемыми по длине, обеспечивают подтягивание крышек люков к проему люка, что позволяет уменьшить потери перевозимого груза за счет уменьшения зазора между крышкой люка и самим люком в раме вагона-хоппера.
Установка на одной концевой части вала, после кулачка вала, ручного механического привода для ручного открывания крышек люков, включающего составной рычаг, из двух разнесенных одноплечих рычагов, жестко закрепленных одним концом на валу, притом на другом конце составного рычага ручного привода установлена ось соединяющая вторые концы одноплечих рычагов, также ручной привод содержит тягу, состоящую из двух рычажных узлов, закрепленных по противоположным бокам рамы кузова, от которых к валу проходят продольные полутяги соединенные с вертикальной пластиной, имеющей ступенчатый паз, взаимодействующий при открывании крышек люков с осью составного рычага, кроме того, каждый рычажный узел тяги ручного привода, состоящий из двух одноплечих рычагов, жестко закрепленных на соединительной оси, шарнирно закреплен в кронштейнах, жестко закрепленных к раме кузова вагона-хоппера, при этом между одноплечими рычагами шарнирно закреплена полутяга, а в средней части соединительной оси выполнено поперечное сквозное отверстие, обеспечивает открывание и закрывание устройства посредством приложения на него физического воздействия одного человека. Таким образом выгрузка вагона-хоппера оборудованного данным устройством возможна и без источника сжатого воздуха.
Выполнение маятникового рычага основного привода из двух плоских разнесенных пластин, соединенных между собой, каждая из которых имеет зетобразную форму и закрепление маятникового рычага на раме кузова вагона-хоппера внутри хребтовой балки, обеспечивает повышение прочности маятникового рычага, что способствует к повышению надежности устройства в целом.
В настоящее время на заявляемую конструкцию устройства для открывания и закрывания крышек люков железнодорожного вагона-хоппера, разработана конструкторская документация и проводятся всесторонние испытания опытных образцов.