Устройство кузова вагона-хоппера

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к конструкции бункерных вагонов типа хоппер, и может быть использована для перевозки сыпучих грузов, преимущественно для перевозки зерна и минеральных удобрений
Известно устройство кузова вагона-хоппера, содержащее раму с хребтовой и поперечными балками, крышу с загрузочными люками, боковые стены с ребрами жесткости, выполненные с наклоном торцевые стены с ребрами жесткости и с опорными стойками, днище с бункерами и разгрузочными люками, причем каркас крыши кузова выполнен из шпангоутов таврового сечения, а обвязка крыши выполнена из уголка, стойки боковых стен установлены внутри кузова и выполнены также из шпангоутов таврового сечения, средние стойки боковых стен кузова, жестко связанные с поперечными коньками, выполнены из шпангоутов таврового сечения с переменным радиусом кривизны, при этом обвязка боковых и торцевых стен выполнена посредством пластины, а крыша и боковые стены жестко соединены между собой через упомянутые уголок и пластину, при этом шпангоуты крыши и боковых стен замкнуты по контуру в поперечном сечении кузова, в консольную часть рамы вагона введены две средние продольные балки, соединяющие, соответственно, лобовую, шкворневую и поперечную балки (см. патент на полезную модель №62877 по МПК B61D 7/00, опубл. 10.05.2007 г.).
Недостатками известного устройства кузова вагона-хоппера являются: сложность конструктивного исполнения и нетехнологичность его изготовления, что обусловлено криволинейной формой стоек боковых стен, изготовление их из сварного тавра, сочленение шпангоутов крыши со стойками боковых стен в поперечном сечении кузова, а также недостаточная надежность и долговечность крыши.
Наиболее близким по технической сущности является устройство кузова вагона-хоппера, содержащее раму с хребтовой и поперечными балками, крышу с загрузочными люками, боковые стены с ребрами жесткости, выполненные с наклонными частями торцевые стены с ребрами жесткости, с опорными раскосами продольной плоскости и опорными раскосами поперечной плоскости, днище с бункерами и разгрузочными люками, верхние переходные помосты, причем каркас крыши кузова выполнен из шпангоутов гнутого U-образного сечения, стойки боковых стен из горячекатаного швеллера установлены внутри кузова не симметрично относительно вертикальных ребер промежуточных балок рамы, в раму введены четыре раскоса между концами шкворневых балок и хребтовой балкой в зоне соединения ее с торцевой стеной кузова, а косынки, установленные между хребтовой и шкворневой балками по направлению к кузову, выполнены из уголкового профиля, причем одна из его полок направлена вниз (см. патент на полезную модель №93761 по МПК B61D 7/00, опубл. 10.05.2010 г.).
К недостаткам известного устройства кузова вагона-хоппера можно отнести наличие избыточных поперечных помостов на крыше, боковую обшивку из профильного листа, которая в совокупности с внутренними стойками создает труднодоступные паразитные объемы, предрасположенные к залежалости груза, которые могут служить очагами распространения порчи грузов. Профильный лист наклонных стенок крыши препятствует свободному стоку воды, что создает тенденции к застою жидкости, вызывающему микротрещины покрытия и окисление металла. Профильный лист также, снижает полезный объем в условиях регламентированных габаритов. Большое количество стоек торцевой стены загромождает проход и снижает монтажную доступность. Недостатком известной конструкции также является недостаточная надежность и долговечность крыши, что обусловлено низкой устойчивостью крыши к деформации.
Технический результат заключается в повышении технологичности конструкции при одновременном повышении ее прочности и надежности.
Технический результат достигается тем, что в устройстве кузова вагона-хоппера, содержащем раму с хребтовой и поперечными балками, крышу с загрузочными люками, боковые стены с ребрами жесткости, выполненные с наклонными частями торцевые стены с ребрами жесткости, с опорными раскосами продольной плоскости и опорными раскосами поперечной плоскости, днище с бункерами и разгрузочными люками, верхние переходные помосты, согласно полезной модели поперечное сечение крыши выполнено по ломаной линии в виде пяти отрезков многоугольника, крыша дополнительно снабжена поперечными ребрами жесткости, поочередно приваренными к листам обшивки крыши, ребра жесткости боковых стен расположены снаружи, опорные раскосы продольной и опорные раскосы поперечной плоскости выполнены на всю высоту торцевых стен, обшивка крыши, боковых и торцевых стен выполнена из гладкого листа толщиной 3-4 мм, верхние переходные помосты выполнены с двух сторон загрузочных люков и состоят из раздельных частей. Опорные раскосы продольной плоскости выполнены под углом 111-113 градусов к горизонту, а опорные раскосы поперечной плоскости под углом 62-64 градуса к горизонту. Углы наклона наклонных частей торцевых стен и углы наклона наклонных частей стенок бункеров составляют 49-51 градус к горизонту. Ребра жесткости боковых стен выполнены в виде двутаврового профиля, а поперечные ребра жесткости крыши выполнены из уголка.
Сущность полезной модели поясняется схематичными чертежами.
На фиг. 1 изображена боковая проекция вагона-хоппера с предлагаемым кузовом; на фиг. 2 изображена боковая проекция кузова; на фиг. 3 изображен вид на разгрузочный люк; на фиг. 4 изображен вид на торец кузова; на фиг. 5 изображено поперечное сечение крыши.
Устройство кузова вагона-хоппера содержит раму, установленную на двухосные тележки вагона-хоппера 1, хребтовую 2 и поперечные балки 3, крышу 4 с загрузочными люками 5, боковые стены 6 с ребрами жесткости 7 и торцевые стены 8 с ребрами жесткости 9, с раскосами продольной плоскости 10 и раскосами поперечной плоскости 11, днище с бункерами 12 и разгрузочными люками 13, верхние переходные помосты 14. Поперечное сечение крыши 4 выполнено по ломаной линии в виде пяти отрезков многоугольника. Крыша 4 дополнительно снабжена поперечными ребрами жесткости 15 из уголкового профиля, поочередно приваренными к листам обшивки крыши 4. Ребра жесткости 7 боковых стен 6 расположены снаружи. Обшивка крыши 4, боковых 6 и торцевых 8 стен выполнена из гладкого листа. Раскосы продольной плоскости выполнены под углом 111-113 градусов к горизонту, а раскосы поперечной плоскости под углом 62-64 градуса к горизонту. Углы наклона наклонных частей торцевых стен и стен бункеров равные и составляют 49-51 градус.
Указанный диапазон углов является оптимальным, так как при этом обеспечивается необходимая прочность конструкции кузова вагона-хоппера.
Выполнение крыши 4 с поперечным сечением по ломаной линии в виде пяти отрезков многоугольника проще в изготовлении, обеспечивается хорошая ее устойчивость к деформации, что повышает прочность и надежность крыши 4.
Для обшивки кузова применен гладкий лист с учетом технологичности сборки составных частей.
Ребра жесткости 7 боковых стен 6 изготовлены из двутаврового профиля, привариваемого к боковым стенам 6, что дает защиту от распора при эксплуатации.
Торцевые стены 8 выполнены из гладкого листа толщиной 4 мм, боковые стены 6 нависающей части кузова выполнены из гладкого листа толщиной 4 мм, боковые стены 6 вертикальной части кузова выполнены из гладкого листа толщиной 3 мм.
Использование предлагаемого устройства кузова осуществляется аналогично с известными кузовами для вагона-хоппера.
Загрузка кузова вагона-хоппера осуществляется обычным способом через загрузочные люки 5, а разгрузка осуществляется через разгрузочные люки 13 бункеров 12.
В процессе эксплуатации кузова вагона-хоппера боковая стена 6 кузова испытывает разнообразные знакопеременные как продольные так вертикальные нагрузки.
Предлагаемое устройство кузова вагона-хоппера позволяет оптимизировать передачу нагрузок и снизить уровень напряжений, позволяет обеспечить необходимую прочность и надежность, уменьшить металлоемкость, улучшить условия обслуживания, повысить эксплуатационную надежность, увеличить полезный объем и грузоподъемность, а также оптимизировать технологичность изготовления вагона и снизить трудоемкость.