Вагон-хоппер

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и предназначена для использования в вагонах-хопперах для перевозки сыпучих грузов.
Известен вагон-хоппер (патент РФ № 194884), содержащий раму, кузов, состоящий из боковых и торцевых стен со стойками, бункеров и крыши с люками с применением электроизолирующего прокладочного материала, при этом все детали кузова сопряжены зажимными болтами и обжимными втулками, а поверхности стальных и алюминиевых листов кузова по всей площади их соприкосновения покрыты электроизолирующим покрытием, при этом толщина нанесения электроизолирующего покрытия находится в интервале от 80 мкм до 200 мкм.
Наиболее близким техническим аналогом является вагон-хоппер модели 19-1244 для перевозки минеральных удобрений, содержащий раму, боковые и торцевые стены, бункеры, крышу с люками. Кузов изготовлен с применением алюминиевого сплава (http://rmrail.ru/new_developments/).
Крепление бункеров в известных конструкциях осуществляется при помощи шток-соединений, непосредственно к поперечным балкам рамы, для этого требуется установка дополнительного крепежа и выполнение отверстий в бункерах, что может привести к преждевременному износу бункеров из-за электрохимической коррозии вследствие дополнительного коррозионного воздействия груза/продукта на места контакта между элементами крепежа и стенками бункера ввиду разнородности металлов, а также из-за возможных деформаций отверстий в бункере под крепеж при динамических нагрузках, что соответственно, также приводит к снижению срока эксплуатации вагона.
Техническая проблема, решаемая заявляемой полезной моделью – повышение срока эксплуатации вагона-хоппера.
Технический результат, достигаемый заявляемой полезной моделью – увеличение срока эксплуатации вагона-хоппера.
Заявленный технический результат достигается тем, что в вагоне-хоппере, содержащем кузов, изготовленный из алюминиевого сплава, в нижней части кузова расположены разгрузочные бункеры, сообщающиеся с внутренней полостью кузова, раму прямоугольной формы, изготовленную из стального сплава, кузов установлен на раму, согласно полезной модели рама содержит две противолежащие продольные боковые балки и две противолежащие крайние поперечные балки, при этом рама содержит хребтовую балку, закрепленную посередине рамы и ориентированную вдоль продольной оси рамы, промежуточные поперечные балки, расположенные последовательно параллельно крайним поперечным балкам и соединяющие продольные боковые балки с хребтовой балкой, опоры бункеров, размещенные и закрепленные с одной стороны на боковых вертикальных поверхностях хребтовой балки, а с другой стороны опоры бункеров размещены и закреплены на внутренних вертикальных поверхностях продольных боковых балок рамы, при этом бункеры расположены между балками рамы и установлены на опоры бункеров с возможностью упора на соответствующую промежуточную поперечную балку, боковые поверхности которой выполнены параллельными сужающейся к низу стенке бункера, геометрия опор бункеров выбрана с учетом обеспечения плоского контакта между поверхностью указанных опор со стенками бункеров.
Промежуточная поперечная балка, контактирующая со стенкой бункера, может быть выполнена в поперечном разрезе треугольной.
При установке кузова на раму разгрузочные бункеры будут опираться на опоры бункеров, а также на боковую поверхность промежуточной поперечной балки рамы.
Размещение бункеров на опорах позволяет исключить использование крепежных элементов, соединяющих бункера с балками рамы, что снижает вероятность возникновения электрохимической коррозии, обусловленной  коррозионным воздействием груза/продукта на места контакта разнородных металлов при наличии таких соединений, поскольку стенки бункера изготовлены из алюминиевого сплава, а крепеж, как правило, изготовлен из стального сплава. Также будет исключена возможность деформации геометрии бункера (в местах расположения крепежа, в соответствующих отверстиях), возникающей из-за динамических нагрузок на бункера.
Для надежной установки бункера на опоры, геометрию опор, а также геометрию боковых поверхностей поперечных балок рамы выбирают исходя из обеспечения плоского контакта между стенкой бункера и поверхностью соответствующей опоры, в том числе боковой поверхностью промежуточной поперечной балки рамы.
Плоский контакт обусловлен необходимостью снижения нагрузки на опоры, в том числе на боковые поверхности промежуточных поперечных балок, по сравнению с точечным контактом.
Таким образом, в заявляемой полезной модели бункера своими стенками ложатся на опоры, и не требуется установка дополнительного крепежа и выполнения отверстий в бункерах.
На крайние поперечные балки рамы опирается кузов вагона-хоппера, что обеспечивает надлежащую надежность положения крайних бункеров, жестко соединенных с кузовом вагона в случае отсутствия дополнительной опоры под стенкой бункера, наиболее близкой к крайней поперечной балке рамы.
На фиг. 1 изображена рама вагона-хоппера.
На фиг. 2 изображена опора бункера, закрепленная на боковой вертикальной поверхности хребтовой балки.
На фиг. 3 изображена опора бункера, закрепленная на боковой вертикальной стороне боковой балки рамы.
На фиг. 4 показан общий вид вагона-хоппера, установленного на раму.
Позиции на фигурах
1 – хребтовая балка рамы;
2 – шкворневая балка рамы;
3 – лобовые балки рамы;
4 – продольные боковые балки рамы;
5 – крайние поперечные балки рамы;
6 – промежуточные поперечные балки рамы, контактирующие с бункером;
7 – продольные коньки хребтовой балки;
8 – опоры бункеров, закрепленные на боковой вертикальной поверхности хребтовой балки;
9  - опоры бункеров, закрепленные на внутренней вертикальной поверхности продольной боковой балки.
Вагон-хоппер (фиг. 4) содержит кузов, изготовленный из алюминиевого сплава; в нижней части кузова расположены разгрузочные бункеры, сообщающиеся с внутренней полостью кузова; раму прямоугольной формы, изготовленную из стального сплава; кузов установлен на раму. Рама (фиг. 1, 4) содержит лобовые балки 3, шкворневые балки 2, две противолежащие продольные боковые балки 4 и две противолежащие крайние поперечные балки 5. Рама содержит хребтовую балку 1, закрепленную посередине рамы и ориентированную вдоль продольной оси рамы; промежуточные поперечные балки 6, расположенные последовательно параллельно крайним поперечным балкам 5 и соединяющие продольные боковые балки 4 с хребтовой балкой 1; продольные коньки 7 хребтовой балки 1, размещенные последовательно вдоль хребтовой балки 1 и закрепленные сверху на горизонтальной поверхности хребтовой балки 1. Опоры 8 бункеров, размещенные и закрепленные с одной стороны на боковых вертикальных поверхностях хребтовой балки 1, а с другой стороны опоры 9 бункеров размещены и закреплены на внутренних вертикальных поверхностях продольных боковых балок 4 рамы (фиг. 2-3). Бункеры расположены между балками 1, 4, 5, 6 рамы и установлены на опоры 8, 9 бункеров с возможностью упора на соответствующую промежуточную поперечную балку 6, боковые поверхности которой выполнены параллельными сужающейся к низу стенки бункера. Геометрия опор 8, 9 бункеров выбрана с учетом обеспечения плоского контакта между поверхностью указанных опор со стенками бункеров. Промежуточная поперечная балка 6, контактирующая со стенкой бункера, выполнена в поперечном разрезе треугольной.