УЗЕЛ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ВЕРХНИХ ОБВЯЗОК БОКОВОЙ И ТОРЦЕВОЙ СТЕН КУЗОВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Предлагаемая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и предназначена для использования в конструкции железнодорожного грузового вагона, в частности полувагона.
Из альбома-справочника «Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм», изд. ПКБ, 1998 г., с.61 известен узел для соединения верхней обвязки торцевой стены кузова универсального грузового четырехосного полувагона модели 12-132 с верхней обвязкой боковой стены этого кузова с использованием одной накладки, приваренной к обеим обвязкам. Узел аналогичной конструкции применяется в большинстве полувагонов, производящихся в России.
К недостаткам известного соединительного узла относится его высокая повреждаемость и недостаточная надежность при нагрузках, имеющих место при эксплуатации. К ним можно отнести распорную нагрузку на боковую и торцевую стены, ударную нагрузку и силы инерции груза, направленные в торцевую стену, силы, возникающие в процессе разгрузки вагона на вагоноопрокидывателях. Вследствие жесткого сварного соединения накладками обеих верхних обвязок указанные нагрузки приводят к возникновению силовых моментов в соединительном узле, накоплению в нем усталостных повреждений и его разрушению.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемой полезной модели является известный из RU 2325294 («Уралвагонзавод», 11 сентября 2006 г.) узел для соединения верхней обвязки торцевой стены кузова железнодорожного полувагона с верхней обвязкой боковой стены этого кузова с использованием двух накладок, верхняя из которых жестко закреплена на лежащих в одной плоскости верхних поверхностях обеих обвязок на их концах, а нижняя проходит перпендикулярно верхней накладке и жестко закреплена на обеих обвязках с внешней боковой стороны кузова.
Недостатки этого соединительного узла совпадают с недостатками известного соединительного узла, указанного первым, а использование двух перпендикулярных друг другу накладок приводит к большей жесткости конструкции узла и ускоренному накоплению в нем усталостных повреждений.
Задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков путем создания соединительного узла для нежесткого, а именно шарнирного соединения верхних обвязок боковой и торцевой стен. Предлагаемый узел для соединения верхней обвязки боковой стены кузова железнодорожного грузового вагона с верхней обвязкой торцевой стены этого кузова содержит верхнюю накладку и нижнюю накладку, жестко закрепленные на одном конце верхней обвязки боковой стены и выступающие за торец верхней обвязки боковой стены, причем верхняя накладка закреплена на верхней поверхности верхней обвязки боковой стены. Нижняя накладка в предлагаемом узле закреплена на нижней поверхности верхней обвязки боковой стены и выступает за торец верхней обвязки боковой стены на величину выступающей части верхней накладки. В выступающей части каждой накладки выполнено отверстие, а между выступающими частями обеих накладок размещен конец верхней обвязки торцевой стены, в котором выполнено сквозное отверстие, через которое проходит стержень, одновременно проходящий через отверстия в накладках. Стержень, снабженный на одном конце головкой, обеспечивает подвижность соединения в шарнире.
В одном варианте реализации предлагаемого соединительного узла стержень, вставленный сверху в отверстия, выполненные в двух накладках и верхней обвязке торцевой стены, со стороны верхней накладки накрыт предохранительной скобой или изогнутой пластиной, прикрепленной сверху к верхней поверхности верхней обвязки боковой стены. Таким образом стержень защищен от выпадения. Накладки, жестко приваренные сверху и снизу к верхней обвязке боковой стены, размещены параллельно друг к другу или обращены друг к другу и служат для передачи усилий от нее на верхнюю обвязку торцевой стены через стержень,
Еще в одном варианте реализации полезной модели предлагаемый узел содержит верхний угловой участок боковой стены кузова, примыкающий к ее верхней обвязке и верхний угловой участок торцевой стены кузова, примыкающий к ее верхней обвязке; причем вершина верхнего углового участка боковой стены кузова, примыкающей к ее верхней обвязке, и вершина верхнего углового участка торцевой стены кузова, примыкающей к ее верхней обвязке, выполнены с вырезами. Вырезы служат для снижения концентрации напряжений на концах сварных швов, соединяющих обшивки боковой и торцевой стен, вблизи заявляемого шарнирного соединения и обеспечивают податливость данного узла с целью свободного взаимного перемещения верхней обвязки боковой стены и верхней обвязки торцевой стены. Изнутри кузова вырезы закрыты угловой накладкой, которая имеет по сравнению с обшивкой стен меньшую толщину и приваривается к обшивке боковой и торцевой стен.
Еще в одном варианте реализации предлагаемого соединительного узла накладки крепятся к концу верхней обвязки не боковой, а торцевой стены. Таким образом, в этом случае предлагаемый узел для соединения верхней обвязки боковой стены кузова железнодорожного грузового вагона с верхней обвязкой торцевой стены этого кузова содержит верхнюю накладку и нижнюю накладку, жестко закрепленные на одном конце верхней обвязки торцевой стены и выступающие за торец верхней обвязки торцевой стены, причем верхняя накладка закреплена на верхней поверхности верхней обвязки торцевой стены. Нижняя накладка закреплена на нижней поверхности верхней обвязки торцевой стены и выступает за торец верхней обвязки торцевой стены на величину выступающей части верхней накладки. В выступающей части каждой накладки выполнено отверстие, а между выступающими частями обеих накладок размещен конец верхней обвязки боковой стены, в котором выполнено сквозное отверстие, через которое проходит стержень, одновременно проходящий через отверстия в накладках.
Таким образом, раскрытые признаки вариантов реализации предлагаемого узла позволяют уменьшить жесткость его конструкции, силовые моменты при действии возникающих в процессе эксплуатации нагрузок, что позволит замедлить накопление в нем усталостных повреждений.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, на которых схематично показаны
на фиг.1 - вид сверху кузова железнодорожного грузового полувагона;
на фиг.2 - увеличенный вид фрагмента А, отмеченный на фиг.1;
на фиг.3 - разрез по линии Б-Б, показанной на фиг.2;
на фиг.4 - разрез по линии В-В, показанной на фиг.1;
на фиг.5 - вид в направлении стрелки Г, показанной на фиг.4.
Как показано на фиг.1, предлагаемый узел для соединения верхней обвязки 1 боковой стены кузова железнодорожного грузового вагона с верхней обвязкой 4 торцевой стены этого вагона размещается в каждой вершине прямоугольника, образованного двумя параллельными верхними обвязками 1 боковых стен и двумя параллельными верхними обвязками 4 торцевых стен. Предлагаемый соединительный узел содержит верхнюю накладку 3.1 и нижнюю накладку 3.2, приваренные сварными швами 2 или иным образом прикрепленные посредством связующего сверху и снизу к концу верхней обвязки 1 боковой стены, так что часть, например одна треть, одной из накладок выступает за торец верхней обвязки 1 и обращена к выступающей части противоположной накладки. Форма верхней накладки 3.1 обеспечивает плотное прилегание одной ее стороны к верхней поверхности верхней обвязки 1 боковой стены, а форма нижней накладки 3.2 обеспечивает плотное прилегание одной ее стороны к нижней поверхности верхней обвязки 1 боковой стены.
В каждой из выступающих частей накладок 3.1 и 3.2 выполнено по отверстию, предпочтительно одного диаметра, например от 30 до 100 мм.
Между выступающими частями обеих накладок 3.1 и 3.2 свободно располагается конец верхней обвязки 4 торцевой стены, в котором выполнено сквозное отверстие, диаметр и ось которого совпадают соответственно с диаметром и осью отверстий в каждой из накладок 3.1 и 3.2.
Сверху в указанные отверстия накладок 3.1 и 3.2 и верхней обвязки 4 торцевой стены вставлен соединительный элемент, выполненный в виде стержня 5, нижний конец которого выступает из отверстия нижней накладки 3.2.
Стержень 5, вставленный в указанные отверстия, взаимодействует одновременно с верхней накладкой 3.1, верхней обвязкой 4 торцевой стены и нижней накладкой 3.2, а через обе накладки 3.1 и 3.2 с верхней обвязкой 1 боковой стены, благодаря чему обвязки 1 и 4 шарнирно соединены друг с другом. Стержень 5 на одном конце снабжен головкой.
В одном варианте реализации полезной модели между стержнем 5 и стенками отверстий в верхней накладке 3.1, верхней обвязке 4 торцевой стены и нижней накладке 3.2 размещены прокладочные средства, например резиновая трубка для демпфирования нагрузок, возникающих в указанном шарнире, и/или металлическая трубка из относительно мягкого материала по сравнению с материалом обвязок и/или накладок для снижения трения между элементами шарнира.
Стержень 5, вставленный в отверстия, со стороны верхней накладки 3.1 накрыт предохранительной скобой 7, приваренной сварными швами 6 или иным образом прикрепленной посредством связующего сверху к верхней поверхности верхней обвязки 1 боковой стены или верхней накладки 3.1.
В другом варианте реализации полезной модели предохранительная скоба 7 прикреплена к верхней поверхности верхней обвязки 1 боковой стены или верхней накладки 3.1 с возможностью раскрепления, например, прикручена болтами. Предохранительная скоба 7 таким образом удерживает стержень 5 в отверстиях в обеих накладках 3.1 и 3.2, верхней обвязки 4 торцевой стены и исключает выпадение стержня 5.
Вершина верхнего углового участка боковой стены кузова, примыкающей к ее верхней обвязке 1, и вершина верхнего углового участка торцевой стены кузова, примыкающей к ее верхней обвязке 4, выполнены с вырезами 10. Вырезы 10 обеспечивают податливость данного узла с целью свободного взаимного перемещения верхней обвязки 1 боковой стены и верхней обвязки 4 торцевой стены.
Изнутри кузова к обшивкам торцевой и боковой стен сварными швами 9 приварены по угловой накладке 8, которые закрывают вырезы 10 соответственно в верхнем угловом участке торцевой стены кузова, примыкающем к ее верхней обвязке 4, и в верхнем угловом участке боковой стены кузова, примыкающем к ее верхней обвязке 1.
СПИСОК ПОЗИЦИОННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 - верхняя обвязка боковой стены;
2 - сварные швы для приварки каждой из накладок к верхней обвязке боковой стены;
3.1 - верхняя накладка;
3.2 - нижняя накладка;
4 - верхняя обвязка торцевой стены;
5 - стержень;
6 - сварные швы для приварки предохранительной скобы к накладке;
7 - предохранительная скоба;
8 - угловая накладка;
9 - сварные швы для приварки угловой накладки к обшивкам торцевой и боковой стен;
10 - вырезы в стенах кузова вагона