Крыша вагона-хоппера

Полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к элементам кузова вагонов-хопперов, предназначенных для перевозки сыпучих продуктов, и может быть использована при изготовлении крыши.
Известна крыша вагона-хоппера, выполненная в виде выпуклого вверх желоба с торцевыми стенками (патент РФ на полезную модель № 149133, опубл. 20.12.2014, бюл. № 35). Верхняя часть крыши выполнена плоской и снабжена прямоугольными отверстиями с откидными крышками для загрузочных люков. С внутренней стороны крыши на заранее заданных расстояниях один от другого и от торцевых стенок установлены поперечные силовые шпангоуты. Все поперечные силовые шпангоуты замкнуты в нижней части крыши на нижний силовой обвязывающий пояс, выполненный по нижнему краю крыши.  Каждая из торцевых стенок снабжена двумя или более торцевыми ребрами, замкнутыми в нижней части желоба на обвязывающий пояс. Нижний силовой обвязывающий пояс имеет перевернутую U-образную форму для исключения попадания дождевых осадков и снега внутрь вагона. При установке крыши на кузов за счет формы силового обвязывающего пояса плотно садится на обвязку кузова, который выполнен в виде трубы прямоугольного сечения. На концах каждого шпангоута имеются удлинения, которые при установке крыши на кузов вагона-хоппера входит в кронштейны, закрепленные внутренней стороне боковых стенок на кузове, и фиксируются шплинтами или болтами с гайками.
При изготовлении крыши используются инфузионные технологии, разные композиционные материалы, армирующие наполнители, многослойные обработки и покрытия поверхностей самой крыши и ее компонентов.
Недостатком известной крыши является сложность конструкции крыши вагона-хоппера, технологии изготовления ее компонентов, а также высокая трудоемкость монтажа крыши.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции крыши вагона-хоппера, снижение трудоемкости её изготовления за счет сокращения числа конструктивных элементов и технологических операций с одновременным обеспечением повышенных прочностных характеристик.
Для достижения этого технического результата предложена крыша вагона-хоппера, содержащая обшивку и соединенные с ней подкрепляющие поперечные элементы, состоящие из плоской средней части и дугообразных боковых частей. Новым является то, что между нижними концами подкрепляющих поперечных элементов закреплены усиливающие стержни, а по краям средней части подкрепляющих поперечных элементов посредством сквозных прорезей установлены вертикальные косынки, выполненные с пазами в основаниях для охвата усиливающих стержней. Нижние кромки дугообразных боковых частей подкрепляющих поперечных элементов усилены прутками, а в нижних частях вертикальных косынок установлены ребра жёсткости. Верхняя кромка подкрепляющих поперечных элементов выполнена с углублениями для обеспечения прерывистого сварного шва. Соединения всех элементов крыши вагона-хоппера укреплены сварными швами.
На фиг. 1 представлен общий вид крыши вагона-хоппера, 3D модель; на фиг. 2 – общий вид крыши вагона хоппера, вид сверху; на фиг. 3 – поперечный разрез крыши вагона-хоппера, 3D модель; на фиг. 4 – поперечный разрез крыши вагона-хоппера; на фиг. 5 – вертикальная косынка; на фиг. 6 – узел соединения нижнего основания вертикальной косынки и нижнего прутка, 3D модель.
Крыша вагона-хоппера содержит обшивку 1 и подкрепляющие поперечные элементы 2, состоящие из плоской средней части 2.1 и дугообразных боковых частей 2.2, усиленных прутками 3 по нижним кромкам. Между нижними концами поперечных элементов 2 закреплены усиливающие стержни 4. В крайних точках средней части 2.1 подкрепляющих поперечных элементов 2 установлены вертикальные косынки 5 сложной формы с отверстиями в основаниях для охвата усиливающих стержней 4.
Вертикальные косынки 5 в верхней части снабжены сквозной прорезью 6, в которой расположен и закреплен сварным швом подкрепляющий поперечный элемент 2. Боковые стороны 7 вертикальных косынок выполнены вогнутыми и сужены к нижнему основанию 8 профиль, которого соответствует контуру сечения усиливающего стержня 4. В представленном примере исполнения косынок 5 их нижнее основание 8 выполнено с радиусным вырезом.
Нижняя часть вертикальных косынок 5 укреплена плоскими симметричными ребрами 9, снабженными угловыми фасками 10 для исключения пересечений с катетами сварных швов.
Все соединения элементов крыши вагона-хоппера укреплены сварными швами. Внешняя поверхность верхней дуги выполнена с углублениями 11 и соединена с обшивкой вагона-хоппера прерывистым сварным швом с целью уменьшения сварочных деформаций, а также сокращения времени и повышения качества монтажа.
Подкрепляющие поперечные элементы 2 с прутками 3, усиливающие стержни 4, вертикальные косынки 5 образуют фермы, которые расположены на заданных расстояниях одна от другой и подкрепляют снизу обшивку 1 крыши, а также передают и распределяют вертикальные и горизонтальные нагрузки в крыше вагона-хоппера.
Предложенная полезная модель позволит упростить конструкцию крыши вагона-хоппера за счет сокращения количества конструктивных элементов, снизить трудоемкость изготовления за счет сокращения технологических операций, в частности сокращения общей длины сварных швов, и при этом обеспечить высокие прочностные характеристики.