Боковая стена кузова полувагона

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкции кузова полувагона.
Из уровня техники известна боковая стена кузова полувагона (Патент России на полезную модель №105241, опубл. 10.06.2011), содержащая каркас, состоящий из верхней обвязки, двух угловых стоек, двух шкворневых стоек, четырех промежуточных стоек и нижней обвязки. Боковые стены снабжены дополнительными верхними листами обшивки, которые закреплены к верхним листам обшивки боковых стен и их каркасам, при этом с дополнительными верхними листами обшивки боковых стен жестко соединены верхние обвязки боковых стен кузова, причем верхние обвязки боковых стен выполнены коробчатой конструкции, шкворневые стойки дополнительно усилены пластинами, размещенными на нижних планках стоек.
Известна боковая стена кузова полувагона (Патент России на изобретение №2566799, опубл. 27.10.2015), состоящая из листов обшивки и металлического каркаса, включающего в себя, стойки и верхние обвязки. Верхние обвязки состоят из одного или нескольких продольных элементов, а на нижнюю поверхность верхней обвязки боковой стены установлен элемент жесткости, при этом на верхнюю и внешнюю боковые поверхности верхней обвязки боковой стены установлен соединительный элемент в форме уголка.
Известна боковая стена кузова полувагона (Вагоны: учебник для вузов ж.-д. трансп. / Л.А. Шадур, И.И. Челноков, Л.Н. Никольский, Е.Н. Никольский и др. – 3-е изд., М.: Транспорт, 1980. С. 311), принятая за прототип, содержащая обшивку, стойки, нижнюю обвязку и верхнюю обвязку, выполненную из прямоугольного профиля коробчатого сечения, включающего в себя внутреннюю и наружную стенки.
К недостатку известных решений, в том числе прототипа, следует отнести то, что в конструкции боковых стен кузова полувагона используется верхняя обвязка, выполненная из цельного профиля, при этом достигается равномерное соотношение жёсткости верхней обвязки к воспринимаемым нагрузкам, приводящее к необходимости дополнительно усиливать отдельные участки боковых стен кузова полувагона.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая проблема низкой жёсткости наиболее напряжённых участков верхней обвязки боковых стен кузова полувагона.
Технический результат заключается в повышении жёсткости наиболее напряжённых участков верхней обвязки боковых стен с сохранением технологичности изготовления боковой стены кузова полувагона.
Технический результат достигается тем, что боковая стена кузова полувагона содержит обшивку, стойки, нижнюю обвязку и верхнюю обвязку, выполненную из прямоугольного профиля коробчатого сечения, включающего в себя внутреннюю и наружную стенки, при этом верхняя обвязка содержит сегменты, в каждом из которых часть стенки прямоугольного профиля заменена на усиливающую накладку.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что часть наружной стенки прямоугольного профиля верхней обвязки заменена на усиливающую накладку.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что часть внутренней стенки прямоугольного профиля верхней обвязки заменена на усиливающую накладку.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что на усиливающие накладки заменены концевые части прямоугольного профиля верхней обвязки.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что толщина усиливающей накладки задана из диапазона от 1,1 до 2,5 толщины стенки прямоугольного профиля верхней обвязки.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что длина усиливающей накладки задана из диапазона от 0,03 до 0,25 длины прямоугольного профиля верхней обвязки.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что усиливающие накладки закреплены на верхней обвязке посредством сварки.
Полезная модель поясняется чертежами: на Фиг. 1 – общий вид боковой стены кузова полувагона, на Фиг. 2 – вид А на фиг. 1, на Фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 2, на Фиг. 4 – разрез В-В на фиг. 2, на Фиг. 5 – боковая стена кузова полувагона.
Боковая стена кузова полувагона содержит обшивку 1, стойки 2, нижнюю обвязку 3 и верхнюю обвязку 4, выполненную из прямоугольного профиля коробчатого сечения, включающего в себя внутреннюю 5 и наружную 6 стенки. В наиболее напряженных участках верхней обвязки 4, находящихся в местах сопряжения верхней обвязки 4 боковых стен кузова полувагона с верхней обвязкой торцевых стен кузова полувагона, а именно  в концевых частях прямоугольного профиля коробчатого сечения, верхняя обвязка 4 содержит сегменты, в которых срезана часть внутренней 5 или наружной 6 стенки прямоугольного профиля и перекрыта усиливающей накладкой 7. Толщина (s) внутренней стенки 5 равны толщине (s) наружной стенки 6 прямоугольного профиля коробчатого сечения. Толщина (S) усиливающей накладки 7 задана из диапазона от 1,1 до 2,5 толщины (s) внутренней 5 или наружной 6 стенок прямоугольного профиля верхней обвязки 4. Длина (L) усиливающей накладки 7 задана из диапазона от 0,03 до 0,25 длины прямоугольного профиля верхней обвязки 4. Усиливающие накладки 7 закреплены на верхней обвязке 4 посредством сварки.
Замена части внутренней 5 или наружной 6 стенки прямоугольного профиля верхней обвязки 4 на усиливающую накладку 7 позволяет повысить жёсткость наиболее напряжённых участков верхней обвязки 4 боковых стен кузова полувагона. Толщина (S) усиливающей накладки 7, заданная из диапазона от 1,1 до 2,5 толщины (s) внутренней 5 или наружной 6 стенок прямоугольного профиля верхней обвязки 4, и длина усиливающей накладки 7, заданная из диапазона от 0,03 до 0,25 длины прямоугольного профиля верхней обвязки 4, обеспечивают повышение жёсткости наиболее напряжённых участков верхней обвязки 4 боковых стен кузова полувагона. При толщине (S) усиливающей накладки 7, заданной менее 1,1 толщины (s) внутренней 5 или наружной 6 стенок прямоугольного профиля верхней обвязки 4, а также при длине усиливающей накладки 7, заданной менее 0,03 длины прямоугольного профиля верхней обвязки 4, не достигается требуемая жёсткость в наиболее напряжённых участках верхней обвязки 4 боковых стен кузова полувагона. При толщине (S) усиливающей накладки 7, заданной более 2,5 толщины (s) внутренней 5 или наружной 6 стенок прямоугольного профиля верхней обвязки 4, и длине усиливающей накладки 7, заданной более 0,25 длины прямоугольного профиля верхней обвязки 4, значительно повышается металлоёмкость боковых стен кузова полувагона, что отрицательно сказывается на грузоподъёмности полувагона
Таким образом, как показано в вышеприведённом описании полезной модели, достигается технический результат, заключающийся в повышении жёсткости наиболее напряжённых участков верхней обвязки боковых стен с сохранением технологичности изготовления боковой стены кузова полувагона.
Предложенное техническое решение может быть использовано в известных из уровня техники полувагонах.