ВАГОН-ХОППЕР

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожной техники, а именно к вагонам-хопперам.
Известен специализированный вагон-хоппер модели 19-752 для перевозки зерна [Лукин В.В., Анисимов П.С., Федосеев Ю.П. Вагоны. Общий курс: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / Под ред. В.В. Лукина. - М.: Маршрут, 2004. - 424 с., с. 148, рис. 4.10 и Альбом справочник 002И-2006 ПКБ ЦВ «Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм» / Утв. Департаментом вагонного хозяйства ОАО "РЖД", 2006 г., стр. 57], который включает в себя ходовые части, два автосцепных устройства, тормозное оборудование, цельнометаллический кузов, состоящий из рамы, боковых и торцевых стен, бункеров с разгрузочными люками и крыши с загрузочными люками и крышками, при этом крыша кузова сварена из металлических, а именно стальных, листов, в поперечном сечении расположенных под углом друг к другу и образующих нежесткие плоскости. Крепление крыши на кузове вагона-хоппера выполнено посредством сварного соединения.
Недостатками известной конструкции вагона-хоппера является недостаточная надежность и долговечность его крыши, обусловленная низкой коррозионной стойкостью ее стальной конструкции и низкой устойчивостью крыши к деформации вследствие наличия нежестких плоскостей, а также значительная масса стальной конструкции крыши. Недостаточная надежность и долговечность крыши известного вагона-хоппера приводят к длительному простою и значительным затратам на ремонт вагона-хоппера. Значительная масса стальной конструкции крыши увеличивает массу тары вагона-хоппера и понижает его грузоподъемность, а также повышает его центр тяжести, что, в свою очередь, ухудшает динамические характеристики вагона-хоппера и устойчивость его к опрокидыванию, особенно при вписывании в кривые участки пути.
Известен вагон-хоппер для перевозки цемента модели 19-9812 [http://www.nvc-vagon.ru/services/new/service4_9.html], который включает в себя ходовые части, два автосцепных устройства, тормозное оборудование, кузов, состоящий из рамы, боковых и торцевых стен, бункеров с разгрузочными люками и крыши с загрузочными люками и крышками, при этом крыша кузова съемная, изготовлена из стальных элементов, в поперечном сечении имеет выпуклую криволинейную форму. Крыша соединяется с боковыми и торцевыми стенами вагона-хоппера болтами.
Благодаря выполнению крыши известного вагона-хоппера выпуклой криволинейной формы обеспечивается хорошая ее устойчивость к деформации, что повышает надежность крыши. Выполнение крепления крыши к боковым и торцевым стенкам кузова с помощью крепежных элементов позволяет более оперативно производить демонтаж-монтаж крыши кузова вагона-хоппера в случае необходимости ее ремонта или замены, что позволяет сократить простой вагона-хоппера в ремонте.
Недостатками данного вагона-хоппера является недостаточная долговечность его крыши, обусловленная низкой коррозионной стойкостью ее стальной конструкции, недостаточная надежность крепления съемной крыши на кузове посредством болтового соединения, когда возникающая в процессе эксплуатации вибрация приводит к ослаблению болтового соединения и нарушению герметичности кузова, а также значительная масса стальной конструкции крыши, что увеличивает тару и понижает грузоподъемность вагона-хоппера, а также повышает его центр тяжести, что, в свою очередь, ухудшает динамические характеристики вагона-хоппера и устойчивость его к опрокидыванию, особенно при вписывании в кривые участки пути.
Известен специализированный вагон-хоппер модели 19-5153-01 для перевозки минеральных удобрений [http://www.uvz.ru/], который включает в себя ходовые части, два автосцепных устройства, тормозное оборудование, кузов, состоящий из рамы, боковых и торцевых стен, бункеров с разгрузочными люками и крыши с загрузочными люками и крышками, при этом крыша кузова изготовлена из композиционных материалов, в поперечном сечении имеет выпуклую эллиптическую форму и выполнена съемной.
Изготовление крыши вагона-хоппера из композиционных материалов обеспечивает некоторое уменьшение ее массы, хорошую коррозионную стойкость, выпуклая эллиптическая форма обеспечивает хорошую устойчивость к деформации, а выполнение крыши съемной позволяет сократить простой вагона-хоппера в ремонте в случае необходимости ремонта или замены крыши.
Данная конструкция вагона-хоппера является наиболее близкой заявляемому решению и выбрана прототипом.
Недостатком известной конструкции вагона-хоппера, несмотря на некоторое уменьшение массы, тем не менее является значительная масса крыши, обусловленная использованием композиционных материалов, что увеличивает массу тары вагона-хоппера и понижает его грузоподъемность, а также повышает его центр тяжести, что, в свою очередь, ухудшает динамические характеристики вагона-хоппера и устойчивость его к опрокидыванию, особенно при вписывании в кривые участки пути.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является совершенствование конструкции вагона-хоппера за счет повышения надежности и долговечности его крыши с одновременным уменьшением ее массы. Дополнительно достигается сокращение простоя вагона-хоппера в ремонте в случае необходимости ремонта или замены крыши, а также повышение надежности соединения крыши и кузова.
Указанный технический результат достигается тем, что вагон-хоппер содержит ходовые части, два автосцепных устройства, тормозное оборудование, кузов, состоящий из рамы, боковых и торцевых стен, бункеров с разгрузочными люками и крыши с загрузочными люками и крышками, при этом крыша кузова изготовлена из алюминиевого сплава, в поперечном сечении имеет выпуклую криволинейную форму с кривизной переменного или постоянного радиуса в интервале от 1100 до 2900 мм, например эллиптическую или цилиндрическую, при этом крыша выполнена съемной, а крепление крыши по периметру к кузову осуществлено с помощью зажимных болтов и обжимных втулок или с помощью болтового (резьбовых болтов и гаек) или клепанного (заклепок) соединения. Листы обшивки крыши при этом соединены с подкрепляющими их поперечными оси вагона элементами посредством сварного соединения. Также продольные края крыши могут быть выполнены формой, обеспечивающей преимущественно плавное ее сопряжение с боковыми стенами.
Изготовление крыши из алюминиевого сплава позволяет обеспечить хорошую ее коррозионную стойкость, что повышает долговечность крыши, значительно уменьшить ее массу, что уменьшает массу тары вагона-хоппера и увеличивает его грузоподъемность, понизить центр тяжести вагона-хоппера, что улучшает его динамические характеристики и устойчивость к опрокидыванию, исключить необходимость окрашивания крыши, что позволяет уменьшить потребное количество лакокрасочных материалов и сократить время на их нанесение при постройке и ремонте вагона-хоппера. Выпуклая криволинейная в поперечном сечении форма крыши, выполненная кривизной по постоянному или переменному радиусу в интервале от 1100 до 2900 мм, обеспечивает хорошую устойчивость к деформации, что повышает надежность крыши вагона-хоппера. Выполнение крыши съемной, то есть с возможностью отделения крыши от кузова с сохранением целостности крыши и кузова, например, за счет соединения крыши и кузова посредством зажимных болтов и обжимных втулок или с помощью резьбовых болтов и гаек или с помощью заклепок, позволяет сократить простой вагона-хоппера в ремонте в случае необходимости ремонта или замены крыши, а также продлить период эксплуатации крыши в случае износа кузова за счет ее перестановки на исправный кузов, что повышает ремонтопригодность вагона-хоппера. Как дополнительный эффект, крепление крыши к кузову с помощью зажимных болтов и обжимных втулок обеспечивает повышенную надежность соединения крыши и кузова, что обусловлено отсутствием резьбы на зажимном болте и обжимной втулке и исключает снижение усталостной прочности соединения. Кроме того, данный вид соединения обладает низкой способностью к ослаблению. Соединение листов обшивки крыши с подкрепляющими их поперечными оси вагона элементами посредством сварного соединения позволяет повысить герметичность крыши и исключить использование подкрепляющих элементов сложного сечения. Выполнение продольных краев крыши формой, обеспечивающей преимущественно плавное ее сопряжение с боковыми стенами, повышает жесткость конструкции крыши без применения массивных подкрепляющих элементов.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 показан главный вид вагона-хоппера; на фиг. 2 - вид вагона-хоппера с торца.
Вагон-хоппер (фиг. 1) включает в себя ходовые части 1, два автосцепных устройства 2 и тормозное оборудование 3, кузов 4, состоящий из рамы 5, боковых 6 и торцевых 7 стен, бункеров 8 с разгрузочными люками 9 и крыши 10 с загрузочными люками 11 и крышками 12, при этом крыша 10 кузова 4 (фиг. 2) изготовлена из алюминиевого сплава, в поперечном сечении имеет выпуклую криволинейную форму, и выполнена съемной за счет крепления крыши 10 к кузову 4 с помощью зажимных болтов и обжимных втулок или с помощью резьбовых болтов и гаек или с помощью заклепок (не показано).