УДАРОСТОЙКОЕ УВЯЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО, СТЕНА КУЗОВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОЛУВАГОНА, КУЗОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОЛУВАГОНА И ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПОЛУВАГОН
SHOCKPROOF BINDER DEVICE, FREIGHT GONDOLA CAR BODY WALL, GONDOLA CAR BODY AND RAILWAY GONDOLA CAR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к увязочным устройствам, предпочтительно для открытых универсальных железнодорожных полувагонов, приспособленных для бестарной перевозки твердых сыпучих грузов.
СВЕДЕНИЯ О ПРЕДШЕСТВУЮЩЕМ УРОВНЕ ТЕХНИКИ
При транспортировке груза в транспортном средстве необходимо обеспечить сохранность самого груза и транспортного средства, а также безопасность движения транспортного средства. Как правило, после погрузки производится крепление груза, или поверхность груза укрывается защитным укрытием.
Для крепления грузов в вагонах применяются растяжки, обвязки, стяжки, увязки, деревянные стойки, бруски и щиты, упорные башмаки, кассеты, пирамиды, ложементы, турникетные устройства и другие приспособления. Средства крепления могут быть одноразового и многоразового использования. При установке элементов крепления и крепежных устройств в качестве крепежных изделий используются болты, шпильки, строительные скобы и другие изделия (Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах. // - М.: Юридическая фирма «Юртранс», 2003. - 544 с.).
Рассмотрим для каких целей используются растяжки, обвязки, стяжки и увязки. Растяжка - средство крепления, закрепляемое одним концом за увязочное устройство на грузе, другим - за специально предназначенное для этого увязочное устройство на кузове вагона. Обвязка- средство крепления, охватывающее груз и закрепляемое обоими концами за увязочные устройства на кузове вагона. Стяжка - средство крепления, предназначенное для соединения между собой и натяжения других средств крепления (как правило, растяжек, обвязок, стоек). Увязка - средство крепления, предназначенное для объединения отдельных единиц груза в одно грузовое место.
Для изготовления растяжек, обвязок, стяжек, увязок используют следующие материалы: стальная проволока по ГОСТ 3282 в термообработанном (отжиг) состоянии круглого сечения (ГОСТ 2590), квадратного сечения (ГОСТ 2591); прокат или полоса стали (ГОСТ 103); стальные цепи, тросы. Применение для изготовления растяжек, обвязок, стяжек, увязок иных материалов допускается по согласованию с ОАО «РЖД» при условии подтверждения их надежности в порядке, предусмотренном для разработки ТУ.
2
Диаметр сечения круглого проката должен быть не менее 5 мм; площадь поперечного сечения некруглого проката должна быть не менее 20 мм. На поверхности проката не должно быть механических повреждений, трещин, перекруток, расслоений, задиров.
Для крепления растяжек и обвязок, а также для крепления укрытий в полувагонах обычно используют нижние увязочные устройства в виде металлических косынок, средние увязочные устройства в виде металлических петель, находящихся на стойках боковых стен на высоте 1100-1200 мм от пола, верхние увязочные устройства в виде скоб внутри и снаружи верхней обвязки кузова (Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах. // - М.: Юридическая фирма «Юртранс», 2003. - 544 с.). Типичные увязочные устройства универсального полувагона (УПВ) показаны на фиг.1.
В универсальных полувагонах перевозят комовую и гранулированную серу. Для предотвращения возгорания и пожаров комовой и гранулированной серы при ее транспортировке насыпью в открытых железнодорожных полувагонах от внешних источников зажигания используют защитные негорючие или трудногорючие укрытия поверхности серы в полувагоне. Защитные укрытия изготавливают из трудногорючих полимерных материалов (Щеглов П.П. и др. Пожарная опасность перевозочного процесса серы и возможные пути ее снижения. // Вестник ВНИИЖТ, 2004, №1). Применение укрытий серы в полувагонах предусмотрено ежегодно подтверждаемым соглашением между ОАО «РЖД» и грузоотправителем об особых условиях перевозки опасного груза серы (http://docs.cntd.ru/document/901974956 «Устанавливаются для всех грузоотправителей особые условия на перевозки серы комовой и серы гранулированной со станций Российских железных дорог сроком до отмены»).
В частности, не допускается наличие на поверхности груза незакрытых участков и разрывов полотна. Вся поверхность груза серы должна быть укрыта полотном из трудногорючего материала с надежным закреплением его на внутренних увязочных устройствах полувагона с помощью крепящих лент (тесьмы, шнуров, веревок). Кроме того, производится перекрестная обвязка укрытия прочной лентой по поверхности тента с целью исключения парусности.
Для увязки и крепления укрытий внутри кузова боковые стены оборудованы средними увязочными устройствами в виде металлических петель, находящихся на стойках боковых стен на высоте 1100÷1200 мм от пола (позиция 3 на фиг.1).
Средние увязочные устройства (СУУ) в виде металлических петель, находящихся на стойках боковых стен на высоте 1100÷1200 мм от пола указанного укрытия, имеют следующие недостатки:
(1) Большие расстояния между СУУ - около 1,8 м. Это не позволяет крепить, увязывать укрытие серы к стене вагона с необходимой частотой - расстояние между люверсами укрытия 0,8-0,95 м.
3
3
3
(2) Все СУУ расположены на одном уровне. В то же время, для того чтобы укрытие комовой и гранулированной серы плотно прилегало к поверхности груза необходимо, чтобы высота расположения увязочных устройств над уровнем пола была различной. Это связано с тем, что плотность груза серы может изменяться в широких пределах - от 1,1 до 1,4 т/м (плотность серы комовой 1,4 т/м, плотность серы гранулированной 1,1-1,3 т/м).
(3) СУУ, изготовленные в виде скоб, часто повреждаются при проведении погрузочно-разгрузочных работ. Например, вес контейнера, используемого для погрузки серы, достигает 30 тонн. И при опускании контейнера внутрь вагона, чтобы избежать пыления серы, скобы СУУ повреждаются. Скобы СУУ повреждаются также при разгрузке серы из вагонов с помощью грейферов. Для повышения производительности разгрузки грейферами за счет более полного заполнения ковша грейфер бросают на груз. Часто это происходит, когда поворот стрелы крана еще не завершен и поэтому часто сопровождается ударами раскрытого грейфера о верхнюю обвязку полувагона или об обшивку. При разгрузке нижней части груза в кузове при смыкании челюстей часто происходит повреждение горизонтальных полок поперечных балок («Повреждаемость и ремонт кузовов полувагонов» - http://www.vagonnik.net.ru/index.php? name=Pages&op=page&pid=98, см. также http://scbist.com/novosti-na-seti-dorog/4621-na-protyazhenii-yanvarya-gruzopoluchateli-povredili-bolee-10-tys-vagonov.html)
В качестве среднего увязочного устройства предлагается использовать сквозные отверстия, ранее просверленные в бортах полувагона. Эти отверстия предлагаются для крепления укрытия для перевозки насыпных химических грузов в кузове транспортного средства, содержащего полотнище прямоугольной формы из гибкого ламинированного полипропиленового материала, по периметру которого закреплены круглые скобы, через которые пропущен гибкий элемент в виде полипропиленовой ленты для прикрепления полотнища к бортам кузова транспортного средства над уровнем расположения груза путем зацепления гибкого элемента в виде кусков обвязочной полипропиленовой ленты, которая петлеобразно выводится на наружную поверхность полувагона через сквозные отверстия, ранее просверленные в бортах полувагона для плотного натяжения полотнища к внутренним бортам кузова полувагона (патент РФ на полезную модель 74879).
Недостатки данного увязочного устройства в виде сквозных отверстий в стенах (бортах) полувагона следующие: имеет место разгерметизация вагона, и опасный груз, например гранулированная сера, или пыль серы, могут высыпаться из полувагона во время движения; особенно это будет наблюдаться при наличии нескольких рядов отверстий по высоте. Это противоречит соглашению об особых условиях перевозки опасного груза серы, заключаемого между железной дорогой и грузовладельцем.
Указанных недостатков лишены увязочные устройства, выполненные в виде гребенки (патент РФ на полезную модель №133475). Известные гребенки можно располагать по периметру вагона на заданных расстояниях, в каждой гребенке имеется множество увязочных отверстий (7 штук), расположенных на различных высотах, кроме того гребенка увязочного устройства является стойкой при ударах сбоку и сверху за счет применения равнополочных перфорированных уголков, имеющих также скосы в нижней и верхней части гребенки. Указанные гребенки являются стойкими против ударов при погрузочно-разгрузочных работах в том случае, если в полувагоне использована гладкая обшивка стен.
В то же время, многие из моделей вагонов имеют цельнометаллические боковые стены толщиной 4-5 мм, у которых металлическая обшивка не является гладкой, а выполнена из листов гнутого профиля с продольно расположенными гофрами (Лукин В., Федосеев Ю., Анисимов П. Вагоны. Общий курс. Учебник для ВУЗов. // «Маршрут», 2004 г. ISBN: 5-89035-106-0). Продольно расположенные корытообразные гофры глубиной до 40 мм придают необходимую жесткость стенам вагонов (http://jelesnodorojnik.ru/index.php/2012-10-09-03-46-57/68-9-/259-92-). В этом случае применение увязочного устройства в виде длинной гребенки нежелательно вследствие того, что та часть гребенки (вертикальное крепление гребенки), которая находится в области корытообразного гофра, не будет закреплена к стенам вагона и во время погрузочно-разгрузочных работ гребенка может быть оторвана от стенок вагона, например, зубьями грейфера.
КРАТКОЕ РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к средним увязочным устройствам (УУ) в железнодорожных полувагонах при бестарной перевозке твердых сыпучих грузов. Средние УУ полувагонов, выполненные в виде скоб, подвержены ударам и повреждениям во время погрузочно-разгрузочных работ. Для сохранения целостности средних УУ предлагается использовать ударостойкое УУ, корпус которого выполнен в форме правильного конуса, а основание конуса обращено к упругой стене вагона. Ударостойкость УУ обеспечивается за счет использования эффекта косого упругого удара.
Для увязки и обвязки укрытия сыпучего груза, конус имеет отверстие, которое расположено между основанием и вершиной конуса, а ось отверстия параллельна плоскости основания конуса. Крепление УУ к стене вагона осуществляется с помощью хвостовика основания конуса, который вставляется в высверленное отверстие в стене вагона и крепится снаружи вагона по одному из трех вариантов - крепление УУ с помощью хвостовика с резьбой и гайки, крепление УУ с помощью сварки, крепление УУ с помощью заклепки, выполненной из хвостовика. Ударостойкие увязочные устройства (УУУ) крепятся по периметру вагона в один ряд, или в 2-3 ряда по высоте.
3
В частности, изобретение может быть использовано для увязки и обвязки гибких укрытий в полувагонах, предназначенных для перевозки гранулированной и комовой серы, насыпная плотность которых может изменяться в широких пределах от 1,1 до 1,4 т/м.
ПОДРОБНОЕ РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение направлено на разработку конструкции увязочного устройства (УУ), удовлетворяющей следующим требованиям:
- возможность установки УУ на боковые и торцевые стены вагонов с гладким и гнутым профилем;
- возможность размещения УУ на различной высоте от уровня пола.
Технический результат состоит в том, что при использовании увязочного устройства, удовлетворяющего вышеуказанным требованиям, обеспечивается его ударостойкость при проведении погрузочно-разгрузочных работ.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается увязочное устройство для крепления укрытий к вертикальным стенам (1) кузова транспортных средств со сквозными отверстиями, имеющее:
выступающую часть с лицевой поверхностью, имеющей фронтальную и боковые зоны;
основание с тыльной поверхностью, выполненной с возможностью плотного примыкания к упомянутым стенам;
сквозное отверстие (10), выполненное в упомянутой выступающей части;
крепежный элемент, размещенный на тыльной поверхности, выполненный с возможностью фиксации на упомянутых стенах посредством упомянутых отверстий;
- в котором угол наклона между касательной плоскостью к боковым зонам лицевой поверхности, достижимым для ударного воздействия, и плоскостью фиксации на упомянутой стене кузова составляет 60 градусов и менее.
В целях ясности необходимо уточнить, что размещение крепежного элемента на тыльной поверхности, о котором говорится выше, означает, что крепежный элемент может быть выполнен как в виде самостоятельной детали, соединенной с остальными деталями устройства любым подходящим способом, так и в виде условной части устройства, то есть за одно целое с остальными деталями устройства.
Под «касательной плоскостью» следует понимать не только плоскость, соприкасающуюся с какой-либо поверхностью только в одной точке, но и плоскость, которая может быть параллельна какой-либо плоской зоне на лицевой поверхности.
Под «фронтальной зоной» понимается наиболее отдаленный от тыльной поверхности участок лицевой поверхности устройства, геометрия которого, как правило, отличается от геометрии боковых сторон, либо угол наклона касательной плоскости к данному участку намного меньше, чем таковой у боковых зон лицевой поверхности устройства.
Под «боковыми зонами» понимаются зоны лицевой поверхности, расположенные между фронтальной зоной и основанием устройства.
Указание на «достижимость для удара» следует понимать с учетом геометрии и размеров агрегата (например, ковша), который может оказать такое воздействие на устройство, закрепленное в рабочем положении на стене кузова. В частности, может оказаться, что зоны боковой поверхности, непосредственно прилегающие к основанию, ни при каких условиях не могут соприкасаться с агрегатом, оказывающим ударное воздействие; в этом случае угол наклона касательной плоскости в такой зоне не имеет принципиального значения и может быть любым.
Номера позиций в настоящем разделе и в формуле изобретения приводятся исключительно для наглядности и соответствуют, в частности, элементам конкретной формы выполнения устройства, изображенной на фигуре 1 чертежа, и описанной в разделе «ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ», при этом вовсе не имеется в виду, что объем испрашиваемой охраны ограничивается только этой конкретной формой выполнения изобретения.
Если из настоящего текста не следует иное, термины и выражения употребляются в значениях, которые известны из специальной литературы, в особенности из нормативно-технических документов Таможенного Союза, РФ и СССР и из нормативно-технических документов ОАО «РЖД» и его правопредшественников.
Как будет понятно специалисту, ударостойкость УУ при проведении погрузочно-разгрузочных работ увеличивается за счет выполнения лицевой поверхности УУ со скошенной, по направлению к удару, поверхностью, точнее - с поверхностью, имеющей наклон касательной плоскости менее 60 градусов. Во время погрузочно-разгрузочных работ удары по УУ могут наноситься сверху, снизу и с боков. В связи с этим, угол наклона менее 60 градусов должен соблюдаться в отношении всей боковой поверхности, доступной для ударного воздействия. При этом форма фронтальной зоны лицевой поверхности и угол наклона касательной плоскости к фронтальной зоне лицевой поверхности не имеет принципиального значения, поскольку трение при скользящем ударе по фронтальной поверхности создает недостаточное усилие для среза или отрыва УУ, так же как и прямой удар в фронтальную зону.
Возможность крепления УУ на боковые и торцевые стены вагонов как с гладким так и с гнутым профилем, а также размещение УУ на различной высоте от уровня пола обеспечивается благодаря тому, что УУ имеет только один элемент крепления. УУ можно закрепить на стене вагона, используя отверстие в стене вагона и крепежный элемент (хвостовик).
Вышеупомянутый крепежный элемент служит для фиксации устройства в отверстиях на стене кузова.
Крепежный элемент может представлять собой, без ограничения:
- стержень с резьбой (11) для гайки (13);
- стержень для заклепывания;
- стержень, выполненный с возможностью приваривания к краям вышеупомянутых сквозных отверстий (10) в стене (1).
В случае, когда крепежный элемент представляет собой стержень с резьбой, предпочтительно, чтобы конец вышеупомянутого стержня был раздвоен или разделен на большее количество частей или снабжен продольным отверстием, дабы упростить кернение с целью исключить самопроизвольное отвинчивание гайки.
Вышеупомянутое сквозное отверстие (10) служит для продевания сквозь него такелажных элементов, к которым крепится гибкое укрытие.
Канал сквозного отверстия (10) может быть ориентирован под разными углами к упомянутой тыльной поверхности, предпочтительно, сквозное отверстие выполнено по существу параллельно или под углом 30 и менее градусов к упомянутой тыльной поверхности.
Зоны перехода между вышеупомянутыми боковыми зонами и внутренней поверхностью вышеупомянутых сквозных отверстий (10) предпочтительно (но не обязательно) выполняют с округлениями и, предпочтительно, полируют или иным образов устраняют неровности для уменьшения износа такелажных элементов.
Вышеупомянутый угол наклона касательной плоскости составляет менее 60 градусов и может составлять:
- в частности от 25 до 60 градусов; или
- предпочтительно от 30 до 50 градусов;
- особенно предпочтительно, от 30 до 45 градусов;
- еще более предпочтительно от 30 до 40 градусов;
- даже еще более предпочтительно от 30 до 35 градусов. Форма лицевой поверхности устройства может быть любой, если при этом соблюдаются условия в отношении угла наклона между касательной плоскостью и плоскостью фиксации, в частности, вышеупомянутая выступающая часть может иметь:
- форму пирамиды, по меньшей мере, с четырьмя гранями, предпочтительно, со скошенной вершиной;
- полусферическую или полуовальную форму.
Форма боковой поверхности устройства может быть любой, если при этом соблюдаются условия в отношении угла наклона между касательной плоскостью и плоскостью фиксации, в частности, вышеупомянутая боковая зона может иметь:
- коническую форму;
- оживальную форму.
В одной из предпочтительных форм выполнения вышеупомянутая фронтальная поверхность имеет плоскую форму, при этом плоскость, предпочтительно, выполнена параллельной по отношению к вышеупомянутому основанию.
Основание устройства может быть выполнено, без ограничения, круглым или овальным в плане, либо в форме многоугольника, по меньшей мере, с четырьмя сторонами.
В предпочтительной форме выполнения устройства вышеупомянутая тыльная поверхность является по существу плоской.
2
В другой предпочтительной форме выполнения вышеупомянутая выступающая часть имеет габариты ширина:длина:высота (в миллиметрах): 20÷30:20÷30:20÷30, максимальный коэффициент соотношения ширина:длина не более 2,0, минимальный коэффициент соотношения площадь основания:высота (в миллиметрах/миллиметр) - от 20,0 миллиметров.
В случаях когда устройство выполнено из намагничиваемого материала, оно может быть (но не обязательно) намагничено для удобства крепления к вышеупомянутой стене (1).
Предпочтительно, когда устройство в целом выполнено из того же материала, из которого выполнена вышеупомянутая стена (1), для крепления к которой оно предназначено. Это позволяет исключить возникновение электрохимической пары и усиленную коррозию в зоне контакта устройства со стеной кузова.
Вышеописанное устройство может состоять из нескольких деталей, соединенных между собой подходящими способами, либо оно может быть выполнено в виде единой детали; в последнем случае его надежность и долговечность повышается.
В еще одной предпочтительной форме выполнения устройство выполнено посредством литья, фрезерной обработки и/или токарной обработки.
В другой предпочтительной форме устройство снабжено покрытием, уменьшающим трение и/или уменьшающим образование искр.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предлагается стена кузова железнодорожного полувагона со сквозными отверстиями, которая характеризуется тем, что на ней установлены любые из вышеописанных увязочных устройств.
Вышеупомянутые сквозные отверстия в стене могут быть расположены рядами на нескольких разных уровнях.
Предпочтительно, когда вышеупомянутые отверстия расположены, по меньшей мере, на двух различных уровнях.
Еще более предпочтительно, когда вышеупомянутые отверстия расположены, по меньшей мере, на трех различных уровнях.
Способы фиксации увязочных устройств на стене могут быть различными, возможны, в частности, следующие варианты:
- вышеупомянутый крепежный элемент представляет собой стержень с резьбой, при этом фиксацию вышеупомянутых увязочных устройств осуществляют посредством гаек;
- вышеупомянутый крепежный элемент представляет собой стержень, при этом фиксацию осуществляют посредством приваривания его (стержня) конца к краям вышеупомянутых сквозных отверстий;
- вышеупомянутый крепежный элемент представляет собой стержень, а его фиксацию осуществляют посредством приваривания или припаивания стопорного элемента к его (стержня) концу;
- вышеупомянутый крепежный элемент представляет собой стержень, а его фиксацию осуществляют посредством расплющивания конца стержня (т.е. посредством заклепывания).
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, также предлагается кузов железнодорожного полувагона, характеризующийся тем, что он содержит в себе вышеописанные стены.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, также предлагается железнодорожный полувагон, характеризующийся тем, что он содержит в себе вышеописанный кузов.
Изобретение может быть использовано в частности, для увязки гибких укрытий гранулированной и комовой серы, перевозимой железнодорожным транспортом в открытых железнодорожных полувагонах.
Некоторые признаки, не упомянутые выше в явной форме, но присущие вышеописанным устройствам и отдельным деталям, могут очевидным образом следовать для специалиста из общих требований, которые обычно предъявляются к устройствам или деталям такого рода и/или их разновидностям. В частности, такие признаки могут следовать из нормативно-технических документов, устанавливающих обязательные требования, которым должны соответствовать устройства определенного назначения и без выполнения которых его эксплуатация не допускается.
Если какой-либо из частных вариантов, описанный в настоящем тексте, прямо не заявлен в формуле изобретения, его следует рассматривать в качестве эквивалента ближайшей заявленной по формуле форме реализации изобретения; не следует рассматривать такую ситуацию в качестве добровольного отказа от притязаний.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1. Увязочные устройства универсального полувагона (верхнее внутренне увязочное устройство, расположенное над лесной скобой 4 не показано).
Фиг.2. Ударостойкое увязочное устройство, прикрепленное к стене вагона с помощью заклепки.
Фиг.3. Крепление ударостойкого увязочного устройства к стене вагона с помощью винтового хвостовика и гайки.
Фиг.4. Крепление ударостойкого увязочного устройства к стене вагона с помощью хвостовика и гайки.
Фиг.5. Универсальный полувагон с тремя рядами ударостойких увязочных устройств.
На чертежах приняты следующие обозначения агрегатов, деталей и их частей:
1 - стена вагона,
2 - нижнее увязочное устройство,
3 - среднее увязочное устройство,
4 - лесная скоба,
5 - нижняя обвязка,
6 - верхняя обвязка,
7 - верхнее увязочное устройство (наружное),
8 - корпус ударостойкого увязочного устройства,
9 - заклепка,
10 - отверстие,
11 - хвостовик с резьбой,
12 - шайба,
13 - гайка.
14 - хвостовик (стержень со стороны основания),
15 - сварка,
16 - верхнее увязочное устройство (внутреннее),
17 - ударостойкое увязочное устройство,
1
2
3
h, h и h - высота расположения УУУ от пола полувагона,
α - угол между плоскостью стены вагона и образующей конуса.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как показано на фиг.2-4, ударостойкое увязочное устройство для крепления укрытий к вертикальным стенам (1) кузова транспортных средств со сквозными отверстиями имеет:
выступающую часть с лицевой поверхностью, имеющей фронтальную и боковые зоны;
основание с тыльной поверхностью, выполненной с возможностью плотного примыкания к упомянутым стенам;
сквозное отверстие (10), выполненное в упомянутой выступающей части;
крепежный элемент, размещенный на тыльной поверхности, выполненный с возможностью фиксации на упомянутых стенах посредством упомянутых отверстий;
- в котором, угол наклона между касательной плоскостью к боковым зонам лицевой поверхности, достижимым для ударного воздействия, и плоскостью фиксации на упомянутой стене кузова составляет 60 градусов и менее.
cp
На фиг.2 показано УУУ, прикрепленное с стене вагона с помощью заклепки. Боковая зона лицевой поверхности УУУ выполнена конической (8) с одним отверстием 10 и крепежным элементом, из которого сформирована заклепка (9). С помощью заклепки УУУ крепится к стене вагона 1. Значение угла α между плоскостью стены вагона и образующей конуса определяет величину ослабления силы удара F, направленного параллельно гладкой стене. Силу среза F увязочного устройства при упругом ударе можно определить из уравнения 1:
При углах 30, 35, 40, 45, 50 и 55° значение sin α соответственно равно 0,5; 0,5736. 0,6429; 0,7071; 0,7660 и 0,8191.
cp
cp
На фиг.2 показано УУУ с углом α равным 45°. В этом случае F=0,7071 F, то есть сила удара ослабляется практически на 30%. При угле α равном 30° F=0,5 F, то есть сила удара ослабляется в два раза.
На фиг.3 показано крепление УУУ к стене вагона с помощью крепежного элемента в виде стержня с резьбой и гайки. Боковая зона лицевой поверхности УУУ выполнена конической, стержень (11) снабжен резьбой для крепления к стене вагона (1) с помощью шайбы (12) и гайки (11). После установки гайки (11) на стержень с резьбой производится кернение резьбы. Удар керном наносится в зоне резьбы непосредственно возле гайки. Кернение резьбы не допускает самоотвинчивание гайки при движении вагона.
На фиг.4 показано крепление УУУ к стене вагона с помощью сварки. Боковая зона лицевой поверхности УУУ выполнена конической, УУУ имеет крепежный элемент (14) в виде стержня для крепления к стене вагона (1) с помощью электросварки или дуговой сварки (15). Сварку производят после прижима корпуса ударостойкого увязочного устройства (8) к стене вагона (1).
Во всех конструкциях (фиг.2, 3 и 4) допускается наличие цилиндрической зоны лицевой поверхности (между стеной вагона и поверхностью конического корпуса) длиной 1-5 мм. Цилиндрическая зона может быть использована для облегчения технологии изготовления УУУ.
Края отверстия 10 УУУ во всех конструкциях (фиг.2, 3, 4) скруглены с радиусом 1-2 мм для исключения случаев перетирания крепящей или увязочной ленты. Для укрытия серы от возгорания в полувагонах рекомендуется УУУ с диаметром отверстия (поз.10) равным 8-12 мм.
Для изготовления УУУ желательно использовать такую же низколегированную сталь 09Г2С повышенной прочности, как и при изготовлении стен вагонов.
1
2
3
1
2
3
На фиг.5 показан универсальный полувагон с тремя рядами ударостойких увязочных устройств (УУУ), расположенных по периметру вагона на различной высоте h от поверхности пола (h, h, h). Расстояние между УУУ в одном ряду задается при их установке. Высоты расположения рядов УУУ h, h и h над уровнем пола также задаются при их установке.
1
2
3
3
Расположение УУУ на трех уровнях h, h и h от высоты пола полувагона позволяет производить качественное укрытие груза серы (с минимальными зазорами между поверхностью груза серы и укрытием), которая может иметь различную плотность (1,1-1,3 т/м) в зависимости от типа серы (комовая, гранулированная).