ПОЛУВАГОН

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может применяться в грузовых вагонах в конструкции торцевой стены кузова.
Известен универсальный полувагон с разгрузочными люками модели 12-132 (альбом-справочник «Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм», 2006 г, стр. 87), который включает в себя кузов, содержащий боковые и торцевые стены, закрепленный на раме, установленной на ходовые тележки, каждая торцевая стена кузова полувагона содержит каркас, верхнюю и нижнюю обвязки и закрепленную на нем обшивку.
Из уровня техники известен полувагон (RU 158582 U1, опубликованный 10.01.2016, МПК B61D 17/06, B61D 3/00), включающий в себя ходовые тележки, автосцепные устройства, тормозное оборудование и кузов, который состоит из основания в виде балочного каркаса (рама полувагона), содержащего хребтовую, две шкворневые и две концевые балки, соединенные с основанием боковых и торцевых стен. Каждая торцевая стена состоит из каркаса и обшивки и включает в себя верхнюю часть и нижнюю часть, при этом верхняя часть расположена вертикально и выполнена плоской формы, а нижняя часть расположена наклонно и соединяет верхнюю часть с концевой балкой.
Общей технической проблемой, присущей указанным решениям, является недостаточная прочность сопряжения торцевой стены и концевой балки рамы, особенно в случае вынесенной торцевой стены, что приводит к возникновению трещин в месте сопряжения торцевой стены, настила пола и рамы полувагона при воздействии внешних нагрузок на торцевую стену полувагона, например от лап толкателя при разгрузке полувагона.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение прочности полувагона за счет повышения прочности места сопряжения торцевой стены кузова и концевой балки рамы полувагона.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в полувагоне, содержащем кузов с боковыми и торцевыми стенами, закрепленный на раме, установленной на ходовые тележки, в котором каждая торцевая стена кузова содержит каркас, включающий основные стойки и пояса, верхнюю и нижнюю обвязки и обшивку, каждая торцевая стена в нижней своей части снабжена дополнительными подкрепляющими элементами, закрепленными на обшивке торцевой стены, при этом верхние концы дополнительных подкрепляющих элементов состыкованы с нижними поясами каркасов и нижние концы соединены с соответствующими концевыми балками рамы полувагона, согласно настоящей полезной модели, дополнительные подкрепляющие элементы выполнены с высотой H профиля от 50 до 200 мм и с шириной W профиля от 50 до 250 мм. Дополнительные подкрепляющие элементы могут быть размещены под основными стойками каркаса торцевой стены и на их продольной оси. Дополнительные подкрепляющие элементы могут быть размещены со смещением относительно продольной оси вагона. Дополнительные подкрепляющие элементы могут быть выполнены с изгибом, повторяющим форму нижней части обшивки торцевой стены. Дополнительные подкрепляющие элементы могут быть размещены со смещением относительно основных стоек каркаса торцевой стены. Дополнительные подкрепляющие элементы в своем поперечном сечении могут быть выполнены из П-образного профиля.
Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что дополнительные подкрепляющие элементы выполнены с высотой H профиля от 50 до 200 мм и с шириной W профиля от 50 до 250 мм и могут быть размещены под основными стойками каркаса торцевой стены и на их продольной оси, или могут быть размещены со смещением относительно продольной оси вагона, также дополнительные подкрепляющие элементы могут быть выполнены с изгибом, повторяющим форму нижней части обшивки торцевой стены. Такое отличие от ближайших аналогов дает основание утверждать о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 – полувагон, общий вид, на фиг. 2 – полувагон, вид с торцевой стены,на фиг 3 - торцевая стена кузова полувагона с подкрепляющим элементом, вид сбоку, на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3.
Полувагон, представленный на фиг. 1 и 2, содержит кузов 1 с боковыми 2 и торцевыми 3 стенами, закрепленный на раме 4, установленной на ходовые тележки 5. Торцевая стена 3 кузова 1 содержит обшивку 6, закрепленную на каркасе, включающем основные стойки 7, пояса 8, верхнюю обвязку 9 и нижнюю обвязку 10.
Каждая торцевая стена 3 в нижней своей части снабжена дополнительными подкрепляющими элементами 11, закрепленными на обшивке 6 торцевой стены 3 и, в представленном варианте, размещенными под основными стойками 7 каркаса торцевой стены 3 и на их продольной оси. Верхние концы дополнительных подкрепляющих элементов 11 состыкованы с нижним поясом 8 каркаса торцевой стены 3 и нижние концы соединены с концевой балкой 4.1 рамы 4 полувагона.
В представленном варианте дополнительные подкрепляющие элементы 11 выполнены с изгибом, повторяющим форму нижней части обшивки 6 торцевой стены 3 для сопряжения торцевой стены 3 кузова и концевой балки 4.1 рамы 4 полувагона.
Дополнительные подкрепляющие элементы в представленном варианте (фиг. 4) в поперечном сечении выполнены в виде сварных усиленных стоек 11.1, закрытых металлическим листом 11.2, которые образуют П-образный профиль шириной W и высотой Н.
Технический результат заявляемой полезной модели, заключающийся в повышении прочности полувагона за счет повышения прочности места сопряжения торцевой стены кузова и концевой балки рамы полувагона, достигается следующим образом.
Выполнение торцевой стены в нижней части с дополнительными подкрепляющими элементами для сопряжения торцевой стены кузова с концевой балкой рамы полувагона обеспечивает повышение прочности сопряжения торцевой стены кузова с рамой полувагона за счет повышения устойчивости торцевой стены к распирающей нагрузке от груза, действующей с внутренней стороны торцевой стены, и устойчивости к восприятию ударных нагрузок от лапы толкателя, используемой при разгрузке полувагона на опрокидывателях. Кроме того, дополнительные подкрепляющие элементы для сопряжения торцевой стены кузова полувагона с рамой полувагона обеспечивают действие внешних нагрузок и распределение давления на элементы каркаса торцевой стены (стойки и пояса), а не на обшивку, что также обеспечивает повышение прочности полувагона.
Выполнение дополнительных подкрепляющих элементов с высотой H профиля от 50 до 200 мм и с шириной W профиля от 50 до 250 мм позволяют обеспечить наибольшее усиление каркаса и наилучшее поглощение и передачу действующих внешних нагрузок. Дополнительные подкрепляющие элементы, выполненные с высотой Н и с шириной W профиля менее чем 50 мм, не могут обеспечивать полную передачу и поглощение всех действующих внешних нагрузок, в том числе нагрузка от лап толкателя, что может привести к возникновению изгиба и замене подкрепляющего элемента. Выполнение дополнительных подкрепляющих элементов с высотой H профиля 200 мм и с шириной W профиля 250 мм обеспечивают максимальное повышение прочности, так как при увеличении значений высоты H профиля «и ширины W профиля прочность конструкции меняется незначительно, но значительно повышается металлоемкость, что влияет на конструкцию в целом, увеличивая вес.
Дополнительные подкрепляющие элементы, закрепленные на обшивке торцевой стены и состыкованные с соответствующим нижним поясом каркаса и нижние концы соединены с соответствующей концевой балкой рамы полувагона, размещенные под основными стойками каркаса торцевой стены, или смещенные относительно основных стоек каркаса, или смещенные относительно продольной оси полувагона, обеспечивают увеличение площади распределения действующих нагрузок и прямую передачу нагрузок на раму полувагона, что также повышает прочность полувагона. Однако расположение дополнительных подкрепляющих элементов под основными стойками каркаса торцевой стены обеспечивает максимальное повышение прочности полувагона за счет усиления каркаса торцевой стены подкрепляющими элементами и обеспечения прямой передачи действующих внешних нагрузок с каркаса на подкрепляющие элементы, а не посредством обшивки торцевой стены.
Выполнение подкрепляющих элементов с изгибом, повторяющим форму нижней части обшивки торцевой стены, обеспечивает прямую передачу действующих нагрузок, а также снижение риска возникновения изгибающих нагрузок в случае выполнения вынесенной торцевой стены.
Дополнительные подкрепляющие элементы, выполненные из П-образного профиля, позволяют обеспечить наибольшее повышение прочности сопряжения торцевой стены кузова и концевой балки рамы полувагона за счет увеличения площади распределения нагрузки. Выполнение дополнительных подкрепляющих элементов в виде таврового или двутаврового профиля не обеспечивает наибольшего повышения прочности, так как действие внешней нагрузки на подкрепляющие элементы может привести к возникновению изгибов или трещин.
Таким образом, заявляемая полезная модель всей своей совокупностью существенных признаков позволяет повысить прочность полувагона за счет повышения прочности места сопряжения торцевой стены кузова и концевой балки рамы полувагона.