Кузов полувагона

Полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к железнодорожным полувагонам.
Известен полувагон с глухим кузовом [Патент РФ № 162696, опубл. 27.06.2016], содержащий ходовые части, кузов, состоящий из рамы, торцевых и боковых стен, включающих обшивку, верхнюю и нижнюю обвязки, стойки, выполненные одинакового сечения по высоте. На наружных поверхностях стоек в нижней части приварены усиливающие пластины, снизу к стойкам приварены торцевые пластины, к боковой стене и к боковым поверхностям стоек приварены боковые усиливающие пластины, расположенные на противоположных поверхностях стоек.
Технической проблемой, присущей данному устройству, является низкая прочность кузова из-за низкой прочности стоек боковых стенок кузова, обусловленной использованием коротких усиливающих накладок, приваренных к наружным поверхностям стоек.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение прочности кузова за счет повышение прочности конструкции боковых стен благодаря упрочнению каждой стойки боковой стены, достаточному для сохранения формы стойки при действии распирающей нагрузки в наиболее нагруженной зоне, что способствует применению менее массивных стоек боковой стены и, следовательно, уменьшению металлоемкости всего кузова.
Указанный технический результат достигается тем, что кузов полувагона включает раму и закрепленные на ней торцевые и боковые стены, каждая боковая стена состоит из верхней и нижней обвязки, стоек и обшивки, в нижней части каждой стойки на наружной ее поверхности установлена усиливающая пластина, высота которой составляет 0,2…0,5 высоты стойки.
Возможны варианты, когда:
– высота усиливающей пластины находится в диапазоне 500–1250 мм;
– толщина усиливающей пластины составляет 0,4…2,0 толщины листа стойки;
– толщина усиливающей пластины составляет 0,08…0,12 высоты профиля стойки;
– усиливающая пластина закреплена на поверхности стойки, обращенной наружу кузова.
Таким образом, благодаря предлагаемой конструкции повышается прочность кузова полувагона за счет повышения прочности конструкции стоек и обеих боковых стен кузова, поскольку для упрочнения каждой стойки боковой стены в наиболее нагруженной зоне (в нижней части стойки) применены усиливающие пластины, высота которых составляет 0,2…0,5 высоты стойки, что является достаточным для сохранения формы стойки при действии распирающей нагрузки. Одновременно с этим становится возможным применение менее массивных стоек боковой стены и, следовательно, уменьшается металлоемкость конструкции. При этом при высоте усиливающей пластины, составляющей менее 0,2 высоты стойки, не достигается достаточного упрочнения стойки, а при высоте усиливающей пластины, составляющей более 0,5 достигается излишнее упрочнение стойки, увеличивается ее масса и металлоемкость.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 показан главный вид полувагона; на фиг. 2 – вид на боковую стену полувагона.
Полувагон (фиг. 1) содержит кузов, установленный на две ходовые тележки 1, автосцепные устройства 2 и тормозное оборудование 3. Кузов включает раму 4, боковые стены 5 и торцевые стены 6, основания которых закреплены на раме 4, и пол 7, в котором могут быть расположены разгрузочные люки (на чертеже не показано).
Боковые стены 5 включают стойки 8, перекрытые обшивкой 9 и соединенные с верхней обвязкой 10 и с нижней обвязкой 11 (фиг. 2).
На наружной поверхности каждой стойки 8 в нижней ее части, т.е. в наиболее нагруженной зоне, установлена, например, с помощью сварки или крепежных элементов (на чертеже не показано), усиливающая пластина 12, высота которой составляет 0,2…0,5 высоты стойки 8. Ширина усиливающей пластины 12 может быть выбрана меньше или равной ширине наружной поверхности стойки 8. При этом углы усиливающей пластины 12 могут быть скошены (на чертеже не показано) или скруглены (на чертеже показано условно). Высота усиливающей пластины 12 может быть выбрана из диапазона 500 – 1250 мм.
Толщина усиливающей пластины 12 составляет 0,4…2,0 толщины листа стойки 8. Причем толщина усиливающей пластины 12 определяется расчетным способом в зависимости от действующих нагрузок на стойку 8 и момента сопротивления профиля самой стойки 8 в каждом частном случае (на одном вагоне могут быть одинаковые стойки 8 с различными по толщине усиливающими пластинами 12). Выбор усиливающей пластины 12 толщиной менее 0,4 толщины листа стойки 8 не является технологичным и экономически выгодным. Верхнее отношение толщины усиливающей пластины 12 и толщины листа стойки 8 ограничено тем, что усиливающая пластина 12 перекрывает только часть стойки 8, поэтому существует предельная нагрузка, когда начинается деформация элементов вокруг усиливающей пластины 12 независимо от ее толщины, в этом случае уже увеличивается толщина листа стойки 8. Т.е. при большой разнице толщины усиливающей пластины 12 и толщины листа стойки 8 будет два варианта: либо деформация стойки 8 в других зонах, либо лишний неработающий металл усиливающей пластины 12. При этом толщина усиливающей пластины 12 составляет 0,08…0,12 высоты профиля стойки 8. Предложен оптимальный диапазон соотношения толщины усиливающей пластины 12 к толщине листа и высоте профиля стойки 8.
Таким образом, с помощью заявляемой полезной модели достигается повышение прочности конструкции боковой стены кузова за счет упрочнения каждой стойки боковой стены, достаточного для сохранения формы стойки при действии распирающей нагрузки в наиболее нагруженной зоне, что способствует применению менее массивных стоек боковой стены и, следовательно, уменьшению металлоемкости.