САМОРАЗГРУЖАЮЩИЙСЯ ВАГОН ТИПА ДУМПКАР
SELF-DUMPING BOXCAR

Изобретение относится к вагоностроению, конкретно к саморазгружающимся вагонам-самосвалам типа думпкар.
Известен думпкар с пневматическими металлическими цилиндрами разгрузки, расположенными по обеим сторонам относительно продольной оси думпкара (SU 135902, МПК B61D 9/10, опубл. БИ №4, 1961). Ось поворота кузова совмещена с осью крепления штоков цилиндров с кузовом. Количество цилиндров на думпкаре зависит от грузоподъемности думпкара.
Использование пневматических металлических цилиндров разгрузки является недостаточно надежным средством и повышает общую массу думпкара.
За ближайший аналог принят саморазгружающийся вагон типа думпкар (RU 2397894, МПК B61D 9/00, опубл. 27.08.2010 г.), включающий кузов, нижнюю раму, пневмоцилиндры разгрузки, расположенные по обеим сторонам относительно продольной оси вагона. На кузове и нижней раме по продольной оси вагона установлены кронштейны, каждый из которых имеет в сечении Г-образную форму, ограничивающие перед загрузкой подъем кузова одновременно всеми пневмоцилиндрами разгрузки на заданную высоту, соответствующую расстоянию между кронштейнами по вертикали, и не препятствующие повороту кузова в обе стороны при разгрузке. В разгрузочные цилиндры перед загрузкой подается сжатый воздух для амортизации силы удара при загрузке крупными кусками груза.
К недостаткам описанного вагона-думпкара можно отнести то, что пневматические цилиндры имеют относительно большую массу - 570 кг, составляющую 6% от общей массы думпкара. Вторым недостатком является невысокая надежность манжет поршня цилиндра, особенно при работе думпкара в условиях севера.
Изобретение решает задачу снижения массы вагона-думпкара и повышения надежности его пневмосредств для разгрузки за счет использования пневматических подъемных резино-кордовых подушек.
Для получения необходимого технического результата в саморазгружающемся вагоне типа думпкар, включающем кузов, верхнюю раму, нижнюю раму с хребтовой балкой, пневматические средства подъема кузова при загрузке, поворота кузова при разгрузке и его возврата в исходное положение, предлагается вагон оснастить пневматическими средствами, включающими резинокордовые подушки, причем подушки, обеспечивающие подъем кузова и его поворот, шарнирно закрепить на хребтовой балке и жестко соединить с верхней рамой, а подушки, обеспечивающие начальный этап поворота кузова и возврат его в исходное положение, разместить в подъемниках, которые предлагается установить на кронштейнах нижней рамы и расположить по обе стороны от хребтовой балки. Каждый подъемник включает вертикально ориентированную раму, установленную в кронштейне с возможностью вертикального перемещения, а на верхней и нижней частях рамы закреплены опорные плиты, между которыми размещены подушки, на верхней части рамы - для обеспечения начального этапа поворота кузова, а на нижней части рамы - для возврата кузова в исходное положение. Кроме того, на подвижной раме подъемника предлагается закрепить блок для троса, соединяющего кронштейн нижней рамы с серединой верхней рамы кузова.
Заявляемое изобретение предлагает использовать в качестве пневматических средств для подъема, поворота и возврата в исходное положение кузова резинокордовые подушки, например, могут быть использованы изделия фирмы «Savatech» (Словения) или ее партнера на территории РФ ООО «ЭКО САВА Проект». Целесообразно, как показывают расчеты, подтвержденные проведенными испытаниями, использовать резинокордовые подушки, имеющие начальную подъемную силу до 70 т с высотой подъема 500 мм, собственной массой 25 кг, толщиной 30 мм и ресурсом 74000 циклов.
С целью уменьшения массы думпкара и повышения надежности работы пневмосредств на хребтовой балке думпкара закрепляют резинокордовые подушки с подъемной силой вдвое большей, чем подъемная сила существующих разгрузочных цилиндров (в ближайшем аналоге), но вдвое меньшей высотой подъема. На кронштейнах нижней рамы с обеих сторон хребтовой балки размещено по одному подъемнику. Каждый подъемник оснащен подушкой для обеспечения начального этапа поворота кузова (на 13°) и подушкой, обеспечивающей возврат кузова в исходное положение после разгрузки.
Установка резинокордовых подушек вместо шести разгрузочных цилиндров (в ближайшем аналоге) позволяет уменьшить массу шестиосного думпкара на 3000 кг. Кроме этого уменьшается количество кронштейнов для установки цилиндров массой по 50 кг.
На прилагаемых к описанию чертежах изображено:
фиг.1 - предлагаемый вагон, вид спереди, ½ вида в разрезе;
фиг.2 - подъемник в момент завершения начального этапа поворота кузова, в рабочем состоянии находится верхняя подушка;
фиг.3 - подъемник в момент возврата кузова в исходное положение после разгрузки, в рабочем состоянии находится нижняя подушка.
На чертежах приняты следующие обозначения:
1 - хребтовая балка; 2 - нижняя рама; 3 - резинокордовая подушка; 4 - плита; 5 - шарнир; 6 - кронштейн; 7 - плита; 8 - верхняя рама; 9 - кронштейн; 10, 11 - резинокордовые подушки; 12, 13 - опорные плиты; 14 - подвижная рама; 15 - блок; 16 - трос; 17 - середина верхней рамы - место крепления троса.
На хребтовой балке 1 нижней рамы 2 установлены на консолях резинокордовые подушки 3, опирающиеся на плиту 4, которая шарниром 5 кронштейна 6 крепится на хребтовой балке 1. Плита 7 закреплена на верхней раме 8 и опирается на подушку 3 в транспортном положении. С обеих сторон хребтовой балки 1 установлены на кронштейнах 9 нижней рамы 2 подъемники. Каждый подъемник включает подвижную в вертикальной плоскости относительно кронштейна раму 14 с закрепленными на ней двумя парами опорных плит 12 и 13, между которыми размещены резинокордовые подушки 10 и 11. Подушка 10 обеспечивает начальный этап поворота кузова, а подушка 11 - возврат кузова в исходное положение после разгрузки. На подвижной раме 14 закреплен блок 15 для троса 16, соединяющего кронштейн 9 нижней рамы с серединой 17 верхней рамы кузова.
Описание работы предлагаемого вагона-думпкара при разгрузке.
Для разгрузки думпкара воздух подается в резинокордовую подушку 10, расположенную в подъемнике с противоположной стороны выгрузки (фиг.2), обеспечивающую начальный поворот кузова на 13°, и в резинокордовую подушку 3 на хребтовой балке 1, которая обеспечивает дальнейший поворот кузова до угла 45°. Подушка 10 давит на плиту 12 и перемещает вверх раму 14, которая давит на верхнюю раму 8 и создает дополнительный вращающий момент в сторону выгрузки груза.
Возвращение кузова в исходное поездное положение производится в следующей последовательности: выпускается воздух из подушек 3 и 10 и подается воздух под давлением в подушку 11, расположенную на подъемнике на стороне противоположной выгрузки. При давлении подушки 11 на плиту 13, подвижная рама 14 вместе с блоком 15 перемещается вниз, натягивая трос 16. Ход подушки 11 выбран из расчета достаточности перемещения троса 16 для поворота кузова в поездное положение.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает, по сравнению с ближайшим аналогом, уменьшение веса вагона и повышает надежность пневмосредств разгрузки вагона, благодаря большому запасу прочности (ресурс 74000 циклов), что превосходит надежность пневмоцилиндров.