КУЗОВ ГРУЗОВОГО ВАГОНА БУНКЕРНОГО ТИПА

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к грузовым вагонам бункерного типа, и касается конструкции кузова грузового вагона бункерного типа.
В вагоностроении известны конструкции кузовов грузовых вагонов бункерного типа, включающие боковые и торцевые стенки, которые в нижней части вместе с полом образуют два разгрузочных люка, при этом пол включает две наклонные плоскости (Быков Б.В., Куликов В.Ф. Конструкция механической части вагонов: учеб. пособие. - М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2016, с. 173-174).
Известен кузов грузового вагона бункерного типа и его торцевая стенка (патент CN 209833622, B61D 17/06, B61D 17/00, опубл. 24.12.2019). Каждая торцевая стенка включает верхний наклонный лист обшивки и нижний лист обшивки в виде многоугольника.
Известен кузов грузового вагона бункерного типа, включающий наклонные боковые и торцевые стенки, которые нижней своей частью образуют бункер (патент WO 2016086254, B61D 7/0, B61D 7/24, B61D 7/18, опубл. 09.06.2016, прототип), при этом каждая торцевая стенка включает верхние наклонные листы обшивки и нижний вертикальный лист обшивки в виде многоугольника.
В данных технических решениях профиль конструкции торцевой стенки способствует увеличению общей скорости нагнетаемого потока груза вблизи зоны бункера. Однако конфигурация нижнего листа обшивки торцевой стенки приводит к снижению технологичности как сборки торцевой стенки, так и ее монтажа с наклонной боковой стенкой и снижает прочность данного соединения и кузова грузового вагона бункерного типа в целом.
Технической проблемой, присущей данным устройствам, является сложная технология сборки кузова грузового вагона бункерного типа из-за конструктивного выполнения его торцевых стенок.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение технологичности конструкции кузова грузового вагона бункерного типа при одновременном повышении его прочности.
Технический результат обеспечивается кузовом грузового вагона бункерного типа, включающим боковые и торцевые стенки с нижними листами обшивки, образующими бункер, при этом нижний лист обшивки каждой торцевой стенки выполнен в виде многоугольника. В отличие от прототипа указанный многоугольник в проекции на поперечную плоскость вагона сформирован семью кромками, где верхняя кромка выполнена длиной А в диапазоне размеров от 1200 мм до 3250 мм, боковые верхние кромки выполнены длиной Б в диапазоне размеров от 450 мм до 590 мм, боковые нижние кромки выполнены длиной В в диапазоне размеров от 85 мм до 205 мм, нижние кромки выполнены длиной Г в диапазоне размеров от 500 мм до 1625 мм; при этом нижний лист обшивки каждой торцевой стенки выполнен с верхним и нижним перегибами в поперечном сечении с образованием трех участков, где верхний участок выполнен длиной Д в диапазоне размеров от 30 мм до 200 мм, угол α наклона среднего участка составляет от 30° до 70° к горизонту, а нижний участок выполнен вертикальным переменной высоты Е в диапазоне размеров от 50 мм до 1000 мм.
В вариантах исполнения полезной модели верхняя кромка может быть выполнена длиной А предпочтительно в диапазоне размеров от 1814 мм до 1854 мм, боковые верхние кромки могут быть выполнены длиной Б предпочтительно в диапазоне размеров от 470 мм до 570 мм, боковые нижние кромки могут быть выполнены длиной В предпочтительно в диапазоне размеров от 115 мм до 185 мм, нижние кромки могут быть выполнены длиной Г предпочтительно в диапазоне размеров от 612 мм до 752 мм.
В вариантах исполнения полезной модели верхний участок может быть выполнен длиной Д предпочтительно в диапазоне размеров от 30 мм до 140 мм, а нижний участок может быть выполнен вертикальным переменной высоты Е предпочтительно в диапазоне размеров от 50 мм до 303 мм. Угол α наклона среднего участка предпочтительно может составлять от 50° до 60° к горизонту.
В качестве развития полезной модели нижний перегиб нижнего листа обшивки каждой торцевой стенки выполнен в зоне его боковых нижних кромок.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый кузов грузового вагона бункерного типа отличается от прототипа тем, что указанный многоугольник в проекции на поперечную плоскость вагона сформирован семью кромками, где верхняя кромка выполнена длиной А в диапазоне размеров от 1200 мм до 3250 мм, боковые верхние кромки выполнены длиной Б в диапазоне размеров от 450 мм до 590 мм, боковые нижние кромки выполнены длиной В в диапазоне размеров от 85 мм до 205 мм, нижние кромки выполнены длиной Г в диапазоне размеров от 500 мм до 1625 мм; при этом нижний лист обшивки каждой торцевой стенки выполнен с верхним и нижним перегибами в поперечном сечении с образованием трех участков, где верхний участок выполнен длиной Д в диапазоне размеров от 30 мм до 200 мм, угол α наклона среднего участка составляет от 30° до 70° к горизонту, а нижний участок выполнен вертикальным переменной высоты Е в диапазоне размеров от 50 мм до 1000 мм; верхняя кромка может быть выполнена длиной А предпочтительно в диапазоне размеров от 1814 мм до 1854 мм, боковые верхние кромки могут быть выполнены длиной Б предпочтительно в диапазоне размеров от 470 мм до 570 мм, боковые нижние кромки могут быть выполнены длиной В предпочтительно в диапазоне размеров от 115 мм до 185 мм, нижние кромки могут быть выполнены длиной Г предпочтительно в диапазоне размеров от 612 мм до 752 мм; верхний участок может быть выполнен длиной Д предпочтительно в диапазоне размеров от 30 мм до 140 мм, а нижний участок может быть выполнен вертикальным переменной высоты Е предпочтительно в диапазоне размеров от 50 мм до 303 мм. Угол α наклона среднего участка предпочтительно может составлять от 50° до 60° к горизонту; нижний перегиб нижнего листа обшивки каждой торцевой стенки может быть выполнен в зоне его боковых нижних кромок. Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 показан общий вид кузова грузового вагона бункерного типа; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - нижний лист обшивки торцевой стенки, изометрическая проекция; на фиг. 4 - общий вид нижнего листа обшивки торцевой стенки; на фиг. 5 - нижний лист обшивки торцевой стенки, вид сбоку; на фиг. 6 - фрагмент кузова грузового вагона бункерного типа, иллюстрирующий сборку торцевой стенки и боковой стенки.
Кузов грузового вагона бункерного типа (фиг. 1 и 2) включает установленные на раме 1 боковые стенки 2, торцевые стенки 3 и двускатный пол 4. Нижние листы 5 обшивки торцевых стенок 3 и нижние листы 6 обшивки боковых стенок 2 образуют бункер 7. Нижний лист 5 обшивки каждой торцевой стенки 3 выполнен в виде многоугольника.
Технический результат, который заключается в повышении технологичности конструкции кузова грузового вагона бункерного типа при одновременном повышении его прочности, достигается следующим образом.
Нижний лист 5 обшивки каждой торцевой стенки 3 (фиг. 3-5) выполнен в виде многоугольника, в проекции на поперечную плоскость вагона сформированного семью кромками: верхней кромкой 8, боковыми верхними кромками 9, боковыми нижними кромками 10 и нижними кромками 11, и выполнен с верхним перегибом 12 и нижним перегибом 13 в поперечном сечении с образованием трех участков: верхнего участка 14, среднего участка 15 и нижнего участка 16. При этом верхняя кромка 8 выполнена длиной А в диапазоне размеров от 1200 мм до 3250 мм, боковые верхние кромки 9 выполнены длиной Б в диапазоне размеров от 450 мм до 590 мм, боковые нижние кромки 10 выполнены длиной В в диапазоне размеров от 85 мм до 205 мм, нижние кромки 11 выполнены длиной Г в диапазоне размеров от 500 мм до 1625 мм. А верхний участок 14 выполнен длиной Д в диапазоне размеров от 30 мм до 200 мм, угол α наклона среднего участка 15 составляет от 30° до 70° к горизонту, а нижний участок 16 выполнен вертикальным переменной высоты Е в диапазоне размеров от 50 мм до 1000 мм.
Такая конфигурация нижнего листа 5 обшивки каждой торцевой стенки 3 обеспечивает простоту сборки самой торцевой стенки 3, ее монтажа на раме 1, состыковки с каждой боковой стенкой 2 и монтажа двускатного пола 4 и оборудования (не показано позицией) для открывания/закрывания бункера 7, что способствует увеличению технологичности конструкции кузова грузового вагона бункерного типа, а также способствует увеличению прочности кузова грузового вагона бункерного типа в целом. Выполнение нижнего листа 5 обшивки каждой торцевой стенки 3 в виде многоугольника, в проекции на поперечную плоскость вагона сформированного семью кромками и с верхним перегибом 12 в поперечном сечении, образовывает верхний участок 14, предназначенный для жесткого соединения с рамой 1 для обеспечения последовательности монтажа кузова грузового вагона бункерного типа. Конфигурация многоугольника с семью кромками и наличие среднего участка 15 с углом α наклона, который составляет от 30° до 70°, и нижнего участка 16, который выполнен вертикальным, обеспечивают перекрытие друг с другом нижнего листа 5 обшивки торцевой стенки 3 в зоне нижнего участка 12 и нижнего листа 6 обшивки боковой стенки 2, что значительно упрощает установку боковой стены 2 и монтаж двускатного пола 4 и оборудования (позицией не показано) для открывания/закрывания бункера 7. Угол α наклона среднего участка 15 составляет от 30° до 70° к горизонту для обеспечения высокой скорости разгрузки груза без установки дополнительных элементов кузова, что негативно отразится на технологичности заявляемого кузова грузового вагона бункерного типа. Значение угла α наклона среднего участка 15 менее 30° приведет к установке дополнительных элементов кузова, обеспечивающих скорость разгрузки, а превышение угла α наклона среднего участка 15 более 70° приведет к уменьшению объема кузова. Все это не позволит получить нужные технические характеристики кузова грузового вагона бункерного типа и увеличить его технологичность.
Конкретным примером реализации полезной модели является кузов грузового вагона бункерного типа, нижний лист 5 обшивки каждой торцевой стенки 3 которого выполнен в виде многоугольника, в проекции на поперечную плоскость вагона сформированного семью кромками, где верхняя кромка 8 выполнена длиной А предпочтительно в диапазоне размеров от 1200 мм до 3250 мм, боковые верхние кромки 9 выполнены длиной Б предпочтительно в диапазоне размеров от 470 мм до 570 мм, боковые нижние кромки 10 выполнены длиной В предпочтительно в диапазоне размеров от 115 мм до 185 мм, а нижние кромки 11 выполнены длиной Г предпочтительно в диапазоне размеров от 612 мм до 752 мм. Выполнение верхней кромки 8, боковых верхних кромок 9, боковых нижних кромок 10 и нижних кромок 11 с превышением верхних границ указанных диапазонов размеров нецелесообразно, т.к. не обеспечит большего увеличения технологичности конструкции кузова грузового вагона бункерного типа и приведет к уменьшению его полезного объема. Выполнение верхней кромки 8, боковых верхних кромок 9, боковых нижних кромок 10 и нижних кромок 11 с уменьшением нижних границ указанных диапазонов размеров нецелесообразно, т.к. не обеспечит оптимальной стыковки торцевых стенок 3 и боковых стенок 2 и значительно снизит технологичность заявляемого кузова грузового вагона бункерного типа из-за установки дополнительных элементов кузова для обеспечения его прочности.
При этом нижний лист 5 обшивки каждой торцевой стенки 3 выполнен с верхним перегибом 12 и нижним перегибом 13 в поперечном сечении с образованием трех участков, где верхний участок 14 выполнен длиной Д предпочтительно в диапазоне размеров от 30 мм до 140 мм, угол α наклона среднего участка 15 предпочтительно составляет от 50° до 60° к горизонту, а нижний участок 16 выполнен вертикальным переменной высоты Е предпочтительно в диапазоне размеров от 50 мм до 303 мм. Выполнение верхнего участка 14 длиной Д и нижнего участка 16 вертикальным переменной высоты Е с превышением указанных верхних границ диапазонов размеров не обеспечит большего увеличения технологичности конструкции кузова грузового вагона бункерного типа и приведет к увеличению его массы тары. Выполнение верхнего участка 14 длиной Д и нижнего участка 16 вертикальным переменной высоты Е с уменьшением указанных нижних границ диапазонов размеров не обеспечит большего увеличения технологичности конструкции кузова грузового вагона бункерного типа и приведет к снижению его прочности.
Нижний перегиб 13 нижнего листа 5 обшивки каждой торцевой стенки 3 выполнен в зоне его боковых нижних кромок 10, что положительно влияет на стыковку нижних листов 5 обшивки торцевой стенки 3 и нижних листов 6 обшивки боковой стенки 2, что влияет на улучшение технологичности кузова грузового вагона бункерного типа.
Полезная модель работает следующим образом.
Нижний лист 5 обшивки каждой торцевой стенки 3 (фиг. 6) выполняют в виде многоугольника, в проекции на поперечную плоскость вагона сформированного семью кромками, где верхнюю кромку 8 выполняют длиной А в диапазоне размеров от 1200 мм до 3250 мм, боковые верхние кромки 9 выполняют длиной Б в диапазоне размеров от 450 мм до 590 мм, боковые нижние кромки 10 выполняют длиной В в диапазоне размеров от 85 мм до 205 мм, нижние кромки 11 выполняют длиной Г в диапазоне размеров от 500 мм до 1625 мм; и с верхним перегибом 12 и нижним перегибом 13 в поперечном сечении с образованием трех участков: верхнего участка 14, среднего участка 15 и нижнего участка 16, где верхний участок 14 выполняют длиной Д в диапазоне размеров от 30 мм до 200 мм, угол α наклона среднего участка 15 выполняют от 30° до 70° к горизонту, а нижний участок 16 выполняют вертикальным переменной высоты Е в диапазоне размеров от 50 мм до 1000 мм.
Монтаж боковых стенок 2 и торцевых стенок 3 производят после установки нижнего листа 5 обшивки торцевой стенки 3. Для этого нижний лист 5 обшивки торцевой стенки 3 его верхним участком жестко устанавливают на раме 1. Затем к нижнему листу 5 обшивки торцевой стенки 3 сбоку пристыковывают нижний лист 4 обшивки боковой стенки 2, образовывая их перекрытие в зоне нижнего участка 16 нижнего листа 5 обшивки торцевой стенки 3, и жестко соединяют в месте их стыковки, а в зоне боковых нижних кромок 11 жестко устанавливают торец усиливающего пояса 17 боковой стенки 2, выполненного, например, из уголка. Далее к нижнему листу 5 обшивки внахлест жестко прикрепляют верхний лист 18 обшивки торцевой стенки 3.
Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает достижение технического результата - повышение технологичности конструкции кузова грузового вагона бункерного типа при одновременном повышении его прочности.