КУЗОВ ПОЛУВАГОНА

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкциям кузовов грузовых железнодорожных полувагонов.
Из уровня техники известен полувагон, включающий раму, выполненную в виде балочного каркаса, содержащего продольную хребтовую, а также поперечные промежуточные, шкворневые и концевые балки, боковые и торцевые стены, установленные на раме (см. RU 54345, МПК B61D3/00, опубл. 27.06.2016).
Технической проблемой, присущей приведенному аналогу, является избыточная металлоемкость конструкции. Обусловлена данная техническая проблема тем, что хребтовая балка рамы кузова полувагона выполнена из двух сваренных между собой Z-образных профилей, образующих омегообразный профиль. Выполнение хребтовой балки рамы кузова из сваренных между собой Z-образных профилей, образующих омегообразный профиль, позволяет достичь необходимой прочности конструкции, но в тоже время необходимой прочности конструкции кузова можно достичь при применении хребтовой балки меньшей массы.
Технический результат, заявляемой полезной модели, – снижение массы конструкции кузова полувагона, при обеспечении прочности.
Достигается указанный технический результат кузовом полувагона, включающим раму, выполненную в виде балочного каркаса, содержащего продольную хребтовую, а также поперечные промежуточные, шкворневые и концевые балки, боковые и торцевые стены, установленные на раме, при этом продольная хребтовая балка рамы выполнена составной и включает среднюю часть, выполненную из профиля замкнутого сечения, включающего верхнюю, нижнюю и боковые стенки, а также две крайние части, соединенные со средней частью и выполненные из профилей омегообразного сечения, каждый из которых содержит верхнюю и нижнюю полки, а также вертикальную стенку.
За счет того, что продольная хребтовая балка рамы выполнена составной и включает среднюю часть, выполненную из профиля замкнутого сечения, включающего верхнюю, нижнюю и боковые стенки, а также две крайние части, соединенные со средней частью и выполненные из омегообразных профилей, каждый из которых содержит верхнюю и нижнюю полки, а также вертикальную стенку, масса хребтовой балки рамы становится меньше, чем у хребтовой балки, выполненной из двух сваренных между собой Z-образных профилей, образующих омегообразный профиль.
Заявляемая полезная модель отличается от аналога тем, что продольная хребтовая балка рамы выполнена составной и включает среднюю часть, выполненную из профиля замкнутого сечения, включающего верхнюю, нижнюю и боковые стенки, а также две крайние части, соединенные со средней частью и выполненные из омегообразных профилей, каждый из которых содержит верхнюю и нижнюю полки, а также вертикальную стенку, тем самым обеспечивается соответствие заявляемой полезной модели критерию «новизна».
Применение составной хребтовой балки, вместо хребтовой балки, выполненной из двух сваренных между собой Z-образных профилей, образующих омегообразный профиль, позволяет достичь снижения массы хребтовой балки, а, следовательно, и массы кузова вагона, без существенной потери прочности. Эффект снижения массы достигается за счет того, что при выполнении средней части хребтовой балки из профиля замкнутого сечения, например, прямоугольного, можно уменьшить толщину стенок средней части хребтовой балки, при этом за счет применения профиля замкнутого сечения прочность конструкции существенно не уменьшится. Также при изготовлении составной хребтовой балки важным вопросом является обеспечение прочности соединения частей хребтовой балки между собой. Для этой цели концы средней части хребтовой балки размещены внутри крайних частей хребтовой балки, между вертикальными стенками омегообразных профилей, при этом в указанных вертикальных стенках омегообразных профилей выполнены вырезы для увеличения площади сварных швов. В верхней стенке средней части хребтовой балки выполнены вырезы, которые позволяют устанавливать и сваривать встык верхние стенки омегообразных профилей крайних частей хребтовой балки с верхней стенкой средней части хребтовой балки, при этом за счет расположения боковых и нижней стенок средней части хребтовой балки внутри крайних частей хребтовой балки, между вертикальными стенками омегообразных профилей, обеспечивается возможность сваривать их между собой нахлесточным сварным швом, и тем самым еще больше увеличить прочность конструкции. Омегообразные профиля концевых частей балок могут быть выполнены из двух сваренных между собой Z-образных профилей, образующих вместе омегообразный профиль, что обеспечит большую прочность конструкции, либо из цельного гнутого омегообразного профиля, что позволит уменьшить массу конструкции.
Заявляемая полезная модель поясняется иллюстративным материалом, где: на фиг. 1 схематично представлен общий вид кузова полувагона; на фиг. 2 представлен вид снизу кузова полувагона, иллюстрирующий раму кузова; на фиг. 3 представлен вид, иллюстрирующий хребтовую балку рамы кузова; на фиг. 4 представлен разрез, иллюстрирующий сечение средней части хребтовой балки рамы кузова полувагона; на фиг. 5 представлен вид снизу хребтовой балки рамы кузова полувагона; на фиг. 6 представлен разрез, иллюстрирующий крайнюю часть хребтовой балки рамы кузова полувагона; на фиг. 7 изображено место соединения средней и крайней частей хребтовой балки рамы кузова полувагона; на фиг. 8 представлен вид, иллюстрирующий вырез в средней части хребтовой балки рамы кузова полувагона; на фиг. 9 представлен разрез, иллюстрирующий место соединения средней и крайней частей хребтовой балки рамы кузова полувагона.
Кузов полувагона 1 (Фиг. 1) включает раму 2, выполненную в виде балочного каркаса, содержащего продольную хребтовую 3, а также поперечные промежуточные 4, шкворневые 5 и концевые балки 6, боковые 7 и торцевые стены 8, установленные на раме 2. Продольная хребтовая балка 3 рамы 2 выполнена составной и включает среднюю часть 3.1 (Фиг. 2), выполненную из профиля замкнутого сечения, включающего верхнюю 3.1.1 (Фиг. 3), нижнюю 3.1.2 (Фиг. 4) и боковые 3.1.3 стенки, а также две крайние части 3.2 (Фиг. 5), соединенные со средней частью и выполненные из омегообразных профилей, каждый из которых содержит верхнюю 3.2.1 и нижнюю 3.2.2 полки, а также вертикальную 3.2.3 стенку (Фиг. 6). Для обеспечения надежного соединения частей хребтовой балки между собой, концы средней части 3.1 размещены между вертикальными стенками 3.2.3 омегообразных профилями крайних частей хребтовой балки, при этом в вертикальных стенках 3.2.3 омегообразных профилей крайних частей выполнены вырезы 3.2.4 (Фиг. 7) для увеличения площади сварного шва, а в верхней стенке 3.1.1 средней части 3.1 выполнены вырезы 3.1.4 (Фиг 8), которые позволяют соединить встык верхние полки 3.2.1 крайних частей хребтовой балки с верхней стенкой 3.1.1 средней части хребтовой балки (Фиг. 9), а также соединить внахлест с помощью сварки боковые 3.1.3 и нижние стенки 3.1.2 средней части хребтовой балки с вертикальными 3.2.3 и нижними полками 3.2.2 крайних частей хребтовой балки. Соединение внахлест позволит дополнительно увеличить площадь сварного шва и обеспечить необходимую прочность составной хребтовой балки.
Заявляемая полезная модель реализуется следующим образом. При изготовлении кузова полувагона используется составная хребтовая балка, включающая среднюю часть, выполненную из профиля замкнутого сечения, и крайние части, выполненные из омегообразных профилей, соединенные со средней частью. Применение хребтовой балки указанной конфигурации позволяет снизить массу конструкции без существенного снижения прочности конструкции.
В настоящее время на кузов полувагона с составной хребтовой балкой разработаны рабочие чертежи, изготовлен опытный образец, проведен комплекс его всесторонних испытаний с положительными результатами и ведется подготовка для внедрения его в производство.