КУЗОВ ПОЛУВАГОНА С РАЗГРУЗОЧНЫМИ ЛЮКАМИ

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и предназначена для использования в конструкции железнодорожных грузовых полувагонов с разгрузочными люками в полу кузова.
Известен кузов полувагона с разгрузочными люками, содержащий боковые и торцевые стены и пол, образованный рамой с хребтовой балкой, включающей в себя верхнюю балку из двутавра и нижнюю балку омегообразного профиля со стенками и полками, и крышками разгрузочных люков, шарнирно соединёнными петлями со стенками двутавра хребтовой балки и оборудованными торсионными механизмами, содержащими торсионы, одним концом прикреплённые к крышкам разгрузочных люков, а другим – к рычагам, шарнирно соединённым петлями со стенками нижней балки хребтовой балки, при этом петли крышек и петли рычагов торсионных механизмов жёстко прикреплены к хребтовой балке (см. Вагоны. Конструкция, теория и расчёт. Под ред. Л.А. Шадура, Москва: Транспорт, 1980, с. 311-312. Рис. XI.16).
В известном кузове полувагона, принятом за прототип, при работе торсионного механизма в процессе поднятия крышек разгрузочных люков после разгрузки кузова полувагона сварные швы и заклёпки в местах крепления петель рычагов торсионных механизмов к вертикально расположенным стенкам хребтовой балки испытывают значительные усилия на срез, вследствие чего в стенках хребтовой балки возникают внутренние напряжения, снижающие прочность конструкции.
Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является повышение прочности кузова полувагона с разгрузочными люками.
Достигается технический результат за счёт того, что в кузове полувагона с разгрузочными люками, содержащем боковые и торцевые стены и пол, образованный рамой, выполненной с хребтовой балкой омегообразного профиля, имеющей стенки и полки, и крышками разгрузочных люков, шарнирно соединёнными с петлями, закреплёнными на стенках хребтовой балки, при этом крышки разгрузочных люков оборудованы торсионными механизмами, содержащими торсионы, одним концом прикреплённые к крышкам разгрузочных люков, а другим концом – к рычагам, шарнирно соединённым петлями с хребтовой балкой, предлагается петли рычагов торсионных механизмов закреплять на нижних полках хребтовой балки.
В предпочтительной форме реализации полезной модели петля рычага каждого торсионного механизма выполнена в виде кронштейна с опорной частью, закреплённой на нижней полке хребтовой балки, и с торцевой частью, закреплённой на стенке хребтовой балки.
В предпочтительной форме реализации полезной модели опорная часть кронштейна выполнена длиной не менее ширины плоской части нижней полки хребтовой балки.
Полезная модель представлена на чертежах, где изображены:
на фиг. 1 – кузов полувагона с разгрузочными люками, общий вид,
на фиг. 2 – то же самое, вид А снизу;
на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 2;
на фиг. 4 – местный вид В на фиг.3;
на фиг. 5 – торсионный механизм предлагаемого кузова полувагона, аксонометрическая проекция.
Кузов полувагона содержит (фиг. 1, 2) боковые стены 1, торцевые стены 2, образующие пол кузова раму 3 с хребтовой балкой 4 и крышки 5 разгрузочных люков, запорные механизмы 6.
Хребтовая балка 4 (фиг. 3) имеет омегообразный профиль с двумя стенками 4.1, соединёнными верхней полкой, и двумя нижними полками 4.2. Омегообразный профиль хребтовой балки 4 может быть образован из единого гнутого листа, либо составлен из двух Z-образных профилей, соединённых между собой при помощи сварки.
На стенках 4.1 хребтовой балки 4 жёстко закреплены петли 7 для шарнирного соединения с крышками 5 разгрузочных люков. В качестве петель 7 могут быть использованы стандартные державки крышек. Закрепление петель 7 может быть осуществлено сварным, либо заклёпочным соединением.
Каждая крышка 5 разгрузочного люка оснащена торсионным механизмом (фиг. 2). Торсионный механизм (фиг. 3, 5) включает в себя два торсиона 8, выполненные в виде симметрично расположенных стержней, и шарнирно соединённые между собой рычаг 9 и петлю, выполненную в виде кронштейна 10. Торсионы 8 наружными концами соединены с крышкой 5 разгрузочного люка через опоры 11 и внутренними концами 8.1 шарнирно соединены с рычагом 9, расположенным в центральной части крышки 5 разгрузочного люка.
Кронштейн 10 имеет опорную часть 10.1 и торцевую часть 10.2 (фиг. 4). Опорной частью 10.1 кронштейн 10 прилегает к нижней полке 4.2 хребтовой балки и жёстко соединён с ней, например, при помощи сварки. Опорная часть 10.1 кронштейна 10 выполнена длиной L, имеющей величину не менее ширины нижней полки в её плоской части, от кромки до начала радиусного перехода в стенку омегообразного профиля. Торцевой частью 10.2 кронштейн 10 крепится к стенке 4.1 хребтовой балки 4, например, при помощи сварки.
Закрепление петель рычагов торсионных механизмов на нижних полках хребтовой балки, которые в процессе эксплуатации располагаются практически горизонтально, позволяет распределить нагрузку по поверхности нижних полок, исключив воздействие усилий на срез, даёт возможность увеличить длину сварных швов за счёт закрепления опорной и торцевой частей петель, выполненных в виде кронштейнов, соответственно, на нижних полках и стенках хребтовой балки омегообразного профиля. Такое конструктивное решение повышает прочность кузова полувагона.
В примере выполнения кузова, представленном на фиг. 3, 4, кронштейны 10 превышают по общей длине ширину нижней полки 4.2 хребтовой балки 4 таким образом, что шарнирное соединение кронштейна 10 и рычага 9 вынесено за кромку нижней полки 4.2. Это позволяет сместить расположение торсионного механизма и опор 11 в направлении наружной стороны крышки 5 разгрузочного люка от её шарнирного соединения с петлями 7 и, тем самым, обеспечить более плавное поднятие крышки 5, что улучшает удобство эксплуатации.
При разгрузке полувагона открывают запорные механизмы 6, в результате чего под действием силы тяжести груза крышки 5 разгрузочных люков опускаются своей наружной стороной, шарнирно поворачиваясь в петлях 7. Торсионы 8 закручиваются под действием силы, приложенной к рычагам 9 опускающимися крышками 5, и приобретают упругую деформацию кручения. По мере увеличения угла закручивания торсионов 8 на их внутренних концах 8.1, шарнирно соединённых с рычагом 9, возрастает крутящий момент, который после завершения выгрузки груза облегчает поворот крышек 5 в обратном направлении в закрытое положение.