Вагон-хоппер сочлененного типа

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, а именно к конструкции вагонов сочлененного типа, предназначенных для бестарной перевозки грузов.
Известен сочлененный вагон-хоппер (патент России №149541, МПК B61D 7/00, опубл. 10.01.2015), ближайший по технической сущности к заявляемому устройству и принятый за прототип, содержащий ходовую часть и кузов, который установлен на ходовой части и который содержит по меньшей мере две последовательно расположенные секции для приема груза, а ходовая часть содержит по меньшей мере три тележки, причем каждая секция кузова опирается на две тележки, а смежные секции кузова опираются непосредственно или опосредованно на общую тележку.
Недостатками известного вагона являются:
- низкая грузоподъемность, не позволяющая в полной мере использовать объем кузовов при перевозке грузов с высокой насыпной плотностью. Погрузочно-разгрузочные работы вагонов производятся, как правило, на эстакадах, предусматривающих одновременную погрузку/разгрузку нескольких вагонов. В связи с этим, данный тип вагонов имеет типовую длину по осям сцепления автосцепок. Для исключения необходимости выполнения дополнительных операций по расформированию и формированию состава вагонов при выполнении погрузки/разгрузки вагон сочлененного типа должен иметь длину по осям сцепления автосцепок кратную типовой. При этом в связи с исполнением вагона в виде вагона сочлененного типа данный вагон будет иметь меньшее количество тележек по сравнению с несколькими четырехосными вагонами, объединенными в состав той же длины. Таким образом, при использовании однотипных тележек грузоподъемность вагона сочлененного типа будет ниже суммарной грузоподъемности нескольких четырехосных вагонов, объединенных в состав той же длины. Данное снижение грузоподъемности допустимо при перевозке грузов с низкой насыпной плотностью, при перевозке которых в четырехосных вагонах грузоподъемность используется не полностью при полном использовании объема кузова. Однако, при осуществлении перевозки грузов с высокой насыпной плотностью масса груза, перевозимого в вагоне сочлененного типа, будет меньше суммарной массы груза, перевозимого в нескольких четырехосных вагонах, объединенных в состав той же длины. При этом объем кузовов вагона сочлененного типа будет использован не полностью.
- несимметричность внутреннего объема кузова секции относительно вертикальной плоскости перпендикулярной продольной оси вагона и равноудаленной от внутренних поверхностей листов обшивки торцевых стен кузова секции. Известные четырехосные вагоны имеют, как правило, внутренний объем кузова (ограниченный обращенными внутрь кузова поверхностями силовых элементов и листов обшивки кузова и крышек люков), симметричный относительно вертикальной продольной и вертикальной поперечной плоскостей вагона. При этом бункеры кузова с разгрузочными люками располагаются в пространстве между ходовыми тележками вагона. В указанном выше вагоне сочлененного типа предусмотрено размещение по меньшей мере одного разгрузочного бункера в консольной части крайней секции. Расположение бункера в консольной части секции принято для повышения равномерности распределения нагрузки на тележки вагона. Однако при такой конструкции кузова крайней секции внутренний объем кузова данной секции несимметричен относительно вертикальной плоскости перпендикулярной продольной оси вагона и равноудаленной от внутренних поверхностей листов обшивки торцевых стен кузова. Стоит отметить, что известные вагоны предназначены для перевозки широкой номенклатуры насыпных грузов. Насыпная плотность различных грузов отличается между собой и лежит в широком диапазоне. Соответственно объем, занимаемый в кузове вагона, различными грузами при полном использовании грузоподъемности вагона (т.е. при одинаковой массе перевозимого груза) будет также отличаться и лежать в некотором диапазоне. При этом центр тяжести грузов с различной насыпной плотностью, размещенных в кузове крайней секции, будет располагаться в различных точках. Указанные точки будут расположены на некотором расстоянии друг от друга в вертикальном направлении в следствии различного уровня загрузки кузова, а также в направлении продольной оси вагона в следствии несимметричности кузова секции. Стоит отметить, что в связи с неизменностью расстояния между крайней и средней тележками вагона равенство вертикальных нагрузок, действующих на пятники тележек со стороны загруженных секций вагона, будет обеспечено только в случаях, когда центр тяжести груза расположен на плоскости перпендикулярной продольной оси вагона; при этом положение указанной плоскости вдоль продольной оси вагона зависит от конструкции вагона и для каждой модели сочлененного вагона строго определено и неизменно. Таким образом, в следствии несимметричности внутреннего объема кузова при перевозке различных грузов (особенно с высокой насыпной плотностью) возможны случаи неравномерного распределения вертикальной нагрузки, действующей на пятники тележек со стороны загруженных секций вагона. Так как превышение расчетной статической осевой нагрузки тележек в эксплуатации не допускается, одним из следствий неравномерного распределения указанной вертикальной нагрузки является недоиспользование грузоподъемности вагона. Кроме того, неравномерное распределение данной вертикальной нагрузки ведет к ухудшению динамических показателей вагона.
Технической проблемой, решаемой созданием полезной модели, является недостаточная грузоподъемность вагонов сочлененного типа.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в увеличении грузоподъемности вагона-хоппера сочлененного типа.
Предложен вагон-хоппер сочлененного типа, состоящий из последовательно расположенных секций вагона, содержащих кузов для размещения груза и разгрузочный бункер для его разгрузки, и соединенных друг с другом шарнирным узлом сочленения, и содержащий общую ходовую часть, образованную крайними тележками и промежуточной тележкой, причем каждая секция опирается на крайнюю двухосную тележку, а секции вагона в зоне шарнирного узла сочленения опираются на одну промежуточную тележку.
Промежуточная тележка представляет собой трехосную тележку.
При этом вагон-хоппер содержит разгрузочный бункер в каждой секции вагона, расположенный в пространстве между крайней и промежуточной тележками, на которые опирается секция вагона.
Увеличение грузоподъемности вагона-хоппера сочлененного типа достигается за счет применения в качестве общей (промежуточной) тележки трехосной тележки и разгрузочного бункера в каждой секции вагона.
Таким образом, использование в качестве общей (промежуточной) тележки трехосной тележки обеспечивает полное использование несущей способности всех тележек вагона, каждая крайняя секция которого имеет кузов, симметричный относительно плоскости, перпендикулярной продольной оси вагона.
Также достигается:
а) улучшение динамических качеств груженного вагона сочлененного типа при перевозке грузов с высокой плотностью;
б) обеспечение полного использования грузоподъемности вагона при перевозке грузов всего диапазона насыпных плотностей, включая грузы с высокой плотностью;
в) повышение экономической эффективности перевозки грузов с высокой плотностью.
Заявляемое устройство поясняется на фигуре, на которой показан общий вид вагона сочлененного типа, в качестве примера показан общий вид вагона-хоппера.
Заявляемое устройство состоит из следующих элементов:
1 - крайние двухосные тележки;
2 - промежуточная трехосная тележка;
3 - секция вагона;
4 - кузов;
5 - шарнирный узел сочленения.
Вагон содержит ходовую часть вагона, которая образована двумя крайними двухосными тележками 1 и одной промежуточной трехосной тележкой 2, а также содержит две последовательно расположенные секции вагона.
Кроме того, вагон содержит две секции 3 вагона, каждая из которых имеет кузов 4, предназначенный для размещения перевозимого груза.
Каждая секция 3 вагона соединена с соседней секцией шарнирным узлом 5 сочленения.
Каждая секция 3 вагона одним своим концом опирается на соответствующую крайнюю двухосную тележку 1.
Причем пара соседних секций 3 вагона в зоне узла 5 сочленения опирается непосредственно или опосредованно на одну общую трехосную промежуточную тележку 2.
Каждая из указанных секций 3 вагона установлена на две тележки, имеет кузов для размещения груза и соединена с соседней секцией 3 шарнирным узлом 5 сочленения.
При этом каждая секция 3 вагона опирается на одну крайнюю двухосную тележку 1, а каждая пара соседних секций 3 вагона в зоне шарнирного узла 5 сочленения опирается непосредственно или опосредовано на одну общую промежуточную трехосную тележку 2. При этом кузов 4 каждой секции 3 вагона имеет в нижней части по меньшей мере один разгрузочный бункер с люком для разгрузки перевозимого груза из кузова 4. При этом каждый бункер для разгрузки перевозимого груза из кузова 4 каждой секции 3 вагона расположен в пространстве между крайней двухосной 1 и промежуточной трехосной 2 тележками, на которые опирается указанная секция 3 вагона.
Кузов 4 каждой секции 3 вагона, в предпочтительном варианте исполнения, имеет внутренний объем (ограниченный обращенными внутрь кузова 4 поверхностями силовых элементов и/или листов обшивки кузова 4 и крышек люков), при этом кузов выполнен симметричным относительно плоскости, перпендикулярной продольной оси вагона.
Использование бункеров позволяет увеличить объем кузова 4 вагона и, соответственно, грузоподъемность вагона-хоппера сочлененного типа.
При этом достигается снижение эксплуатационных, временных, материалозатрат и трудовых затрат.
Указанные положительные эффекты благоприятно сказываются в целом на эксплуатационных характеристиках вагона.