САМОРАЗГРУЖАЮЩИЙСЯ ВАГОН-САМОСВАЛ

Полезная модель относится к оборудованию карьерного железнодорожного транспорта, а именно к думпкарам, и может быть использовано при транспортировании из карьера на обогатительную фабрику сильно увлажненной и налипающей на днища кузовов думпкаров горной массы.
Известен думпкар (Васильев М.В. и др. Эксплуатация и ремонт думпкаров, М., Недра, 1972, с. 12-13, рис. 1), содержащий поворотный кузов с днищем, закрепленными на нем лобовыми стенками и поворотными относительно днища бортами с рычажными механизмами их открывания и закрывания, действующими от пневматических цилиндров.
Однако недостатком известного думпкара является налипание на днище кузова сильно увлажненной горной массы, что приводит к тому, что до 50% от объема горной массы остается в кузове после его опрокидывания.
Известен комплекс для зачистки думпкаров после их разгрузки (патент РФ №2380254, опубл. 27.01.2010 г.), содержащий приемный бункер, железнодорожный путь с возможностью передвижения по нему состава из думпкаров вдоль фронта их разгрузки в приемный бункер. Над приемным бункером размещены горизонтально ориентированные направляющие двутаврового профиля с обращенными навстречу друг другу полками с возможностью перемещения по ним колес тележки, на которой снизу с помощью переходной рамы треугольного профиля установлено устройство для зачистки кузова думпкара после его разгрузки, выполненное в виде закрепленного на переходной раме приводного блока с кинематически связанным с ним поворотным баровым рабочим органом с кулачковой цепью. При этом длина барового рабочего органа выбрана с учетом полного перекрытия им днища кузова думпкара по его ширине, а профиль переходной рамы выбран из условия размещения нижней стороны барового рабочего органа в плоскости днища кузова думпкара при его разгрузке. На верхней части корпуса барового рабочего органа закреплены упоры с возможностью их взаимодействия с внутренними поверхностями борта и торцевых стенок кузова думпкара и с возможностью перекрытия в плане выступающих элементов кулачковой цепи. Тележка снабжена установленными по обе ее стороны горизонтально ориентированными роликами с возможностью их обкатывания по вертикальным стенкам направляющих двутаврового профиля, при этом тележка кинематически связана с помощью вертикально замкнутого цепного тягового органа с приводной и натяжной звездочками с возможностью размещения верхней ветви тягового органа над тележкой и его опирания на установленные на тележке на горизонтальных осях ролики. Длина направляющих для тележки принята с учетом возможности перемещения барового рабочего органа по всей длине кузова думпкара, а тележка снабжена противовесом, размещенным со стороны, противоположной расположению барового рабочего органа при зачистке кузова.
Недостатком приемного комплекса является неполное опорожнение кузовов думпкаров при транспортировании сильно намерзающих и налипающих грузов, особенно при отрицательных температурах, например при транспортировании из карьера на обогатительную фабрику сильно увлажненной горной массы. В кузовах думпкаров после их опрокидывания может оставаться до 40% от находящегося в каждом кузове объема горной массы. Зачистка кузовов думпкаров на практике часто производится после возврата состава в карьер с помощью экскаватора, после чего удаленная часть горной массы вместе с новой снова грузится в думпкары, что существенно снижает производительность карьерного транспорта, увеличивает его трудоемкость и энергоемкость транспортирования горной массы из карьера.
Известен думпкар (патент РФ №2287693, опубл. 20.11.2006 г.,), содержащий поворотный кузов, включающий днище, закрепленные на днище лобовые стенки и поворотные относительно днища борта с рычажными механизмами их открывания и закрывания, действующими от пневматических цилиндров, согласно изобретению, на днище кузова с примыканием к его лобовым стенкам закреплены направляющие прямоугольного поперечного сечения с продольными и ориентированными навстречу друг другу щелевыми вырезами с размещенными в направляющих с возможностью смещения штангами, на которых закреплены свободные концы стальных проволочных канатов, размещенных между штангами и ориентированных вдоль кузова и параллельно друг другу, при этом срезы направляющих и штанг удалены от открывающегося борта кузова на расстояние, равное шагу размещения канатов по ширине кузова, а срезы штанг посредством шатунов шарнирно соединены с верхними кромками открывающегося борта, при этом шарниры шатунов на этом борту закреплены с помощью кронштейнов, обращенных внутрь кузова думпкара.
К недостаткам следует отнести то, что крупногабаритная система опрокидывания кузова на 45° исключает возможность повысить грузоподъемность вагона-самосвала типа думпкар.
Известно устройство для выгрузки сыпучего груза из полувагонов (прототип) (Харламов В.Н. Механизация выгрузки сыпучих грузов из железнодорожных вагонов за рубежом. НИИИнформТяжМаш, 6-69-1, М., 1969, с. 27-29, рис. 6), содержащее размещенный над железнодорожным путем неподвижный портал с установленной на его верхней ферме элеваторно-ковшовой стрелой с канатно-лебедочным приводом ее поворота вокруг оси верхней звездочки и двумя подгребающими шнеками на валу нижней звездочки, перекрывающими кузов вагона по его ширине, передаточный и магистральный конвейеры для транспортирования сыпучего груза на прирельсовый склад, маневровое приспособление для передвижения разгружаемого полувагона в составе.
Известна машина для выгрузки сыпучего груза из полувагонов (патент РФ №2280003, опубл. 20.07.2006 г.), содержит оснащенный подгребающими шнеками с возможностью перекрытия кузова полувагона по ширине. Заборный рабочий орган и приспособление для транспортирования сыпучего груза на прирельсовый склад выполнены в виде пневмопровода Г-образной формы. Изобретение повышает производительность и расширяет возможности использования машины.
Недостатками являются сложность конструкции и необходимость строительства капитальных сооружений на железнодорожных путях с обеспечением нормативных габаритов приближения строений, необходимость трехкратной перегрузки сыпучего груза (с элеватора на передаточный, а с него на магистральный конвейеры), необходимость подъема разгружаемого из полувагонов сыпучего груза на значительную высоту для выводы стрелы за пределы габарита приближения подвижного состава, неполное опорожнение кузова полувагона из-за наклонного положения стрелы при разгрузке полувагона, использование при разгрузке полувагонов маневрового приспособления, передвигающего полувагон вместе со всем составом, т.к. разгрузка полувагона осуществляется его надвигом на ковшовое заборное приспособление при неподвижной стреле, технические и организационные трудности при реализации технического решения в условиях реконструкции действующего предприятия, снижение эффективности работы устройства при разгрузке смерзшегося сыпучего груза, ограниченная производительность устройства по разгружаемому грузу, т.к. одновременно возможна разгрузка лишь одного полувагона в составе.
Известен вагон самосвал (патент РФ №2009924, опубл. 30.03.1994 г.), верхняя рама которого для восприятия ударных нагрузок имеет 4-х слойный пол с верхним листом, шарнирно соединенным с каркасом рамы.
Недостатками являются: сложность конструкции верхней рамы, высокая трудоемкость изготовления, недостаточная ремонтопригодность.
Известен саморазгружающийся вагон-самосвал (патент РФ №2428336, опубл. 12.03.2010 г.), принятый за прототип, включающий верхнюю раму с осями поворота кузова, состоящую из поперечных балок, соединенных с продольными балками, и верхнего и нижнего листов, между которыми закреплены деревянные брусья, нижнюю раму, содержащую хребтовую балку с разгрузочными цилиндрами, расположенными по обеим ее сторонам, верхняя рама, ширина которой равна расстоянию между осями поворота кузова, оперта нижним листом непосредственно на хребтовую балку нижней рамы.
Недостатками являются: недостаточный объем для перевозимых насыпных грузов, соответственно, и грузоподъемность, большая нагрузка на консольную часть рамы вагона, недостаточная прочность конструкции в узле сочленения хребтовой и шкворневой балок и большая металлоемкость и масса тара вагон-самосвала.
Техническим результатом является повышение эффективности зачистки кузовов думпкаров при их разгрузке в приемный бункер при транспортировании в думпкарах сильно налипающих и намерзающих насыпных грузов.
Технический результат достигается тем, что на двух продольных бортах болтовым соединением установлены секции устройства типа жалюзи с закрепленными на них и приводимыми в действие пружинами ламелями, которые обеспечивают дополнительное отжатие материала при разгрузке,
благодаря распрямлению пружин при опорожнении основной массы материала при наклоне кузова думпкара.
Саморазгружающийся вагон-самосвал поясняется следующими фигурами:
фиг. 1 - вид сбоку поездной режим;
фиг. 2 - вид сбоку свободный режим, где:
1, 7 - направляющие
2 - сдвоенные кронштейны крепления
3 - одинарные кронштейны крепления
4 - ламели
5 - пружина
6 - пластина
8 - стенка вагона
Саморазгружающийся вагон-самосвал содержит металлические направляющие 1, 7 (фиг. 1), закрепляемые на стенке вагона 8 болтовым соединением. К этим направляющим сварным соединением присоединены сдвоенные кронштейны крепления 2. В них входят одинарные кронштейны крепления 3, приваренные к ламели 4. С другой стороны к ламели сварным соединением прикреплена пружина 5. К пружине приварена металлическая пластина 6 с отверстиями для болтового крепления к стенке вагона 8. Длина металлической направляющей 1, 7 (фиг. 1) соответствует внутренней высоте стенки 8 вагона-думпакара он верхней кромки до основания днища. Она секция устройства типа жалюзи для очистки кузовов думпкаров содержит две таких направляющих, расположенных по краям ламелей 4. Предусмотренная установка четырех параллельно расположенных горизонтальных ламелей 4 на направляющих 1, 7 (фиг. 1) каждой секции устройства типа жалюзи для очистки кузовов думпкаров. Число ламелей может варьироваться при пропорциональном увеличении их размера. Предполагаемое число пружин 5, устанавливаемых на каждой ламели 4 равно пяти. Предлагаемое устройство устанавливают вдоль стенки 8 вагона таким образом, что бы оно образовывало в поездном режиме поверхность, ему параллельную, с зазором около 10 см. Исходя из типоразмера вагона определяют количество необходимых секций установки, для обеспечения полного перекрытия внутренней поверхности вагона. Аналогичным образом происходит установка других секций установки на другие стенки вагона.
Саморазгружающийся вагон-самосвал имеет два положения и действует следующим образом.
Свободный режим:
В пустом вагоне, ожидающем загрузки горной породы, ламели 4 находятся в свободном положении (фиг. 2). Это означает, что на ламели не действует давление породы, и пружины 5 полностью распрямлены, ламели открыты и отклонены от стенки на угол в 30 градусов. Когда порода постепенно загружается в вагон, ламели под собственной массой породы прижимаются к стенке вагона и закрываются, оказываясь параллельными стенкам вагона. Положение, в котором пружины полностью сжаты, и ламели параллельны стенке вагона, называется поездным.
Поездной режим:
Добравшись до обогатительной фабрики вагон готов разгружаться. Процесс разгрузки подразумевает наклон вагона пневмоцилиндрами на раме и откидывание стенки. Часть горной массы под собственным весом отправляется в приемный бункер. В этот момент давление на ламели 4 уменьшается и система снова переходит в свободный режим. Пружины 5 разжимаются, и ламели начинают поворачиваться и отклоняться от горизонтали. Профиль поверхности стенки изменяется, и ламели скалывают всю намерзшую на образованный ими профиль стенки породу.
Отличительными признаками полезной модели является обеспечение полного опорожнения саморазгружающийся вагона-самосвала при транспортировании сильно налипающих грузов непосредственно в приемный бункер без дополнительных транспортных и перегрузочных операций за пределами обогатительной фабрики путем зачистки кузова после разгрузки основного объема горной массы.
Полезная модель позволяет повысить эффективность разгрузки вагона-самосвала, за счет использования ламелей на внутренней поверхности вагона, обеспечивающих дополнительное отжатие транспортируемого материала от стенок при разгрузке, тем самым уменьшая время необходимое на проведение разгрузочных операций, а также повысить надежность эксплуатации за счет увеличения прочности конструкции.