ВАГОН-ХОППЕР

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к конструкции вагонов-хопперов.
Известен 4-осный крытый вагон-хоппер для цемента модели 11-715 (см. Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм Альбом-справочник 002И-97 ПКБ ЦВ 1998 г., с. 77), содержащий ходовые тележки, хребтовую балку, раму, шкворневые балки, кузов, включающий боковые стены, торцевые стены, крышу, люки, бункера, переходные площадки, раскосы, передающие усилия от стен кузова на раму, в качестве раскосов используются балки, расположенные под углом к горизонтальной поверхности.
Недостатком известного 4-осного крытого вагона-хоппера модели 11-715 является то, что раскос в виде балки соединен непосредственно с торцевой стеной с помощью сварных швов и не выходит из пересечения обвязок торцевой и боковой стены, поэтому в месте стыка раскоса с торцевой стеной возникает локальная концентрация напряжений, в связи с чем при эксплуатации вагона-хоппера в груженом состоянии возникает риск превышения допустимых напряжений.
Известен вагон-хоппер для зерна модели 19-9549-01 (см., например, интернет-ресурс «Центр экспертизы и Производства (ГК «Инженерный Центр вагоностроения»)» https://wagon-cargo.ru/news/novyy-vagon-khopper-modeli-19-9549-01//, опубл. 12.04.2018), содержащий ходовые тележки, раму, хребтовую балку, раму, шкворневые балки, кузов, включающий боковые стены, торцевые стены, крышу, люки, бункера, раскосы торцевых стен, передающие усилия от торцевых и боковых стен кузова на раму, в качестве раскоса используется наклонный лист, расположенный под углом к горизонтальной поверхности, при этом раскос соединен с торцевой стеной и рамой.
Недостатком известного вагона-хоппера для зерна модели 19-9549-01 является то, что раскос не сопрягается верхней частью с пересечением верхних обвязок торцевой и боковой стены, а соединен внутренней кромкой с торцевой стеной, при этом в месте стыка раскоса с торцевой стеной возникает локальная концентрация напряжений, в связи с чем при эксплуатации вагона-хоппера в груженом состоянии возникает риск превышения допустимых напряжений.
Решаемой технической проблемой является недостаточная прочность соединения стен кузова вагона-хоппера с рамой, в связи с возникновением локальной концентрации напряжений в местах стыка верхних и нижних частей раскосов с торцевой стеной, вызывающей риск превышения допустимых напряжений при эксплуатации вагона-хоппера в груженом состоянии.
Из уровня техники известен вагон-хоппер, принятый в качестве наиболее близкого аналога, содержащий раму с хребтовой балкой, ходовые тележки, кузов, содержащий боковые стены, торцевые стены с горизонтальными балками и раскосами, верхние обвязки боковых и торцевых стен, разгрузочные бункеры, раскосы торцевых стен, содержащие наклонные листы, соединенные с торцевыми стенами кузова и рамой, в котором раскосы торцевых стен выполнены с усилениями наклонных листов в виде балок замкнутого профиля, расположенных на наружных кромках наклонных листов (см. CN 204150045 U, 11.02.2015).
Недостатком известного вагона-хоппера является отсутствие усиления раскосов торцевых стен кузова в верхних и нижних частях раскосов, вследствие чего в указанных местах при ударных воздействиях и статическом нагружении концентрация усилий может превысить допустимые значения.
Технический результат заключается в увеличении равномерности распределения нагрузки от торцевых и боковых стен кузова вагона-хоппера на раму и, как следствие, в увеличении прочности конструкции вагона-хоппера.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в вагоне-хоппер, содержащем раму с хребтовой балкой, ходовые тележки, кузов, содержащий боковые стены, торцевые стены с горизонтальными поясами и раскосами, верхние обвязки боковых и торцевых стен, разгрузочные бункеры, раскосы торцевых стен, содержащие соединенные с торцевыми стенами кузова и рамой наклонные листы и выполненные с усилениями наклонных листов в виде балок замкнутого профиля, расположенных на наружных кромках наклонных листов, согласно полезной модели, в местах соединения внутренних кромок наклонных листов раскосов торцевых стен с горизонтальными поясами торцевых стен установлены компенсаторы, раскосы торцевых стен выполнены в их верхних частях с усилениями в виде соединения верхних частей наклонных листов и верхних частей балок замкнутого профиля с верхними обвязками боковых и торцевых стен кузова в местах пересечения указанных верхних обвязок, а также с усилениями в виде верхних накладок, соединяющих балки замкнутого профиля раскосов с верхними обвязками боковых стен, при этом внутри каждой балки замкнутого профиля в месте установки накладки установлена диафрагма. Раскосы торцевых стен могут быть выполнены с усилениями наклонных листов в виде угловых листов, установленных в верхних частях наклонных листов в месте соединения с верхними обвязками боковых и торцевых стен. Раскосы торцевых стен могут быть выполнены с усилениями в их нижних частях в виде нижних накладок, соединяющих раскосы между собой и с рамой.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом:
На фигуре 1 показан общий вид кузова вагона-хоппера, на фигуре 2 показан фронтальный вид концевой части кузова вагона-хоппера; на фигуре 3 показан вид с торца кузова вагона-хоппера, на фигуре 4 показан местный вид А фигуры 3, на фигуре 5 показан разрез Б-Б фигуры 4, на фигуре 6 показан разрез В-В фигуры 4.
Вагон-хоппер содержит ходовые тележки (не показаны), раму 1 с хребтовой балкой 2 и шкворневыми балками 3, кузов, включающий боковые стены 4 с верхними обвязками 5, торцевые стены 6 с верхними обвязками 7 и горизонтальными поясами 8, разгрузочные бункеры, раскосы торцевых стен 6. Каждый раскос торцевой стены 6 содержит наклонный лист 9, а также усиление наклонного листа 9 по его наружной и внутренней кромкам, усиление верхней части раскоса и усиление нижней части раскоса. Наклонный лист 9 раскоса соединен внутренней кромкой с торцевой стеной 6, в нижней части с хребтовой балкой 2 и шкворневыми балками 3 рамы 2.
Усиление наклонного листа 9 каждого раскоса торцевых стен выполнено в виде балки 10 замкнутого профиля, расположенной на наружной кромке наклонного листа 9, а также в виде углового листа 11, установленного на поверхности верхней части наклонного листа 9 в месте соединения с верхними обвязками 5 и 7 боковых 4 и торцевых 6 стен кузова вагона-хоппера.
Усиление в верхней части каждого раскосов торцевых стен выполнено в виде соединения верхних частей наклонных листов 9 и верхних частей балок 10 замкнутого профиля с верхними обвязками 5 и 7 боковых 4 и торцевых 6 стен кузова в местах пересечения верхних обвязок 5 и 7. Для равномерного распределения усилий установлена верхняя накладка 12, соединяющая балку 10 замкнутого профиля раскосов с верхней обвязкой 5 боковой стены 4. Внутри каждой балки 10 замкнутого профиля установлена диафрагма 13, расположенная в месте установки верхней накладки 12 таким образом, чтобы нижняя кромка диафрагмы 13 располагалась на уровне верхней накладки 12.
Усиление в нижней части раскосов торцевых стен выполнено в виде нижней накладки 14, соединяющей два раскоса каждой торцевой стены между собой и с рамой 1 в месте хребтовой балки 2, либо шкворневой балки 3.
В местах соединения наклонных листов 9 раскосов торцевых стен внутренними кромками с горизонтальными поясами 8 торцевых стен 6 в наклонных листах 9 выполнены ответные вырезы, в которых установлены компенсаторы 15, изготовленные из швеллеров или уголков.
Задача раскосов торцевых стен заключается в передаче усилий от торцевых стен 6 и боковых стен 4 кузова вагона-хоппера на раму 1. Концентрация усилий при ударных воздействиях и статическом нагружении происходит в верхних и нижних частях раскосов. Для снижения концентрации напряжений места соединения верхних и нижних частей раскосов, а также наружные и внутренние кромки наклонных листов раскосов усилены путем оснащения конструкции вагона-хоппера балками 10 замкнутого сечения, угловыми листами 11, верхними накладками 12, диафрагмами 13, нижними накладками 14, компенсаторами 15.
Таким образом достигается технический результат, заключающийся в увеличении равномерности распределения нагрузки от торцевой и боковой стены на раму, и как следствие в увеличении прочности конструкции вагона-хоппера.