КУЗОВ ПОЛУВАГОНА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к подвижному составу для перевозки грузов, не требующих укрытий от атмосферных осадков, а именно к конструкции кузова полувагона.
Известен железнодорожный полувагон, содержащий ходовые части, раму и установленный на ней кузов с боковыми и торцевыми стенами, каркасы которых имеют боковые и угловые стойки. Боковая стойка выполнена в виде попарно расположенных пластин, имеющих форму прямоугольных трапеций, вертикальные стороны которых соединены между собой элементами жесткости, а наклонные стороны в нижней части снабжены уступами с переходом последних в выступающие элементы, конгруэнтные закругленной части кузова. Пластины по вертикальным сторонам соединены между собой, (см. патент РФ №2137637, МПК B61D 17/04, опубл. 1999.09.20)
К недостаткам такой конструкции можно отнести недостаточную грузоподъемность, сложность конструктивного исполнения и изготовления.
Известен железнодорожный полувагон, который содержит ходовые части, раму и установленный на ней кузов с торцевыми и боковыми стенками, имеющими верхние обвязки, выполненные из корытообразного профиля, полки которого ориентированы в горизонтальной плоскости. На верхней обвязке приварена со смещением внутрь и наклоном относительно верхней полки профиля пластина, задающий угол наклона обшив боковых и торцевых стенок кузова относительно вертикальной оси полувагона, (см. патент РФ №2137638, МПК B61D 17/04, опубл. 1999.09.20)
К недостаткам известной конструкции железнодорожного полувагона также можно отнести недостаточную грузоподъемность, сложность конструктивного исполнения и нетехнологичность.
Известен железнодорожный полувагон, содержащий ходовые части, на которые опирается рама с жестко закрепленным кузовом, состоящим из боковых и торцевых стен, связанных между собой верхней и нижней обвязками. Рама включает в себя хребтовую балку, на которой установлены шкворневые и промежуточные балки, состоящие из вертикальных, верхнего и нижнего листов, образующих замкнутый контур. Шкворневые и промежуточные балки соединяются с помощью нижней обвязки со стойками боковых стен. Стойки боковых стен выполнены из швеллерообразного профиля, во внутреннюю полость которых вварены пластины. На пластинах, в местах соединения стоек с промежуточными шкворневыми балками установлены усиливающие элементы жесткости. Усиливающие элементы жесткости выполнены из уголкового профиля швеллера, трубного сегмента, выполненного из разрезанной по продольной оси на две части трубы. Концевые части вертикальных листов шкворневых балок загнуты во внутреннюю сторону балки так, что расстояние между краями вертикальных листов меньше ширины стойки боковой стены, (см. патент РФ №2194640, MПK B61D 3/00, опубл. 2002.12.20)
К недостаткам известного кузова железнодорожного полувагона можно отнести сложность конструктивного исполнения, нетехнологичность, трудоемкость изготовления и недостаточную грузоподъемность.
Известен кузов грузового вагона, содержащий раму, боковые и торцевые стены, съемную крышу, состоящую из секций. Направляющие закреплены на верхней обвязке боковых стен и выполнены в виде скоб, а в боковых обвязках секций выполнены пазы под указанные направляющие. Запорные устройства установлены на боковых стенах, выполнены с поворотными Г-образными прихватами и связаны с механизмами управления и механизмами блокировки самопроизвольного поворота прихватов.
Каждый поворотный прихват размещен внутри скобы. Механизм управления смонтирован на нижней обвязке боковой стены и состоит из двух параллельных опорных планок с коническими отверстиями, гайки размещенной между планками в этих отверстиях, и винта. Механизм блокировки самопроизвольного поворота прихвата выполнен в виде двух взаимно перпендикулярных горизонтальных упоров, которые смонтированы на прихвате, и двух вертикальных планок, закрепленных на боковой стене.(см. патент РФ №2054359, МПК B61D 39/00, опубл. 1996.02.20)
К недостаткам известных кузовов железнодорожных грузовых вагонов можно отнести сложность конструктивного исполнения, металлоемкость, нетехнологичность, наличием специализированных профилей, а также недостаточную грузоподъемность и эксплуатационную надежность, так как наиболее повреждаемая в процессе эксплуатации является торцевая стена от продольных перемещений грузов.
Наиболее близким техническим решением к предложенной конструкции кузова полувагона является кузов железнодорожного полувагона, содержащий две тележки, автотормоз, тормоз стояночный, раму, две установки автосцепки, кузов с установкой крышек люков закрепленный на раме и включающий две боковые стены и две торцевые стены, которые выполнены в виде сварных конструкций, каждая из которых содержит обвязку верхнюю, обвязку нижнюю, две стойки угловых, панель, два пояса, две стойки, пояс верхний и пояс нижний выполняются из Ω-образного профиля и при приварке его к панели создается замкнутый контур на всю ширину торцевой стены, а каждая из стоек выполнена из П-образного профиля и состоит из двух частей - стойки средней и стойки нижней, которые сваркой крепятся к поясу верхнему, панели колец нижнему, обвязке нижней, образуя замкнутый профиль на всей длине крепления, (см. патент РФ №74610, МПК B61D 17/06, опубл. 10.07.2008 г.)
Одним из основных недостатков известных конструкций кузовов полувагона является недостаточная грузоподъемность и объем кузова.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача по усовершенствованию конструкции кузова полувагона путем увеличения его объема при условии вписывания грузового вагона в габарит 1-Т, повышения грузоподъемности, а также эксплуатационной надежности за счет увеличения прочности шкворневых балок, торцевых и боковых стенок кузова.
Для достижения указанного технического результата в кузове полувагона, содержащем раму, на которой смонтированы боковые и торцевые стены с верхними и нижними листами обшивки, каркас боковой стены состоит из верхней обвязки, двух угловых стоек, двух шкворневых стоек, четырех промежуточных стоек, нижней обвязки, торцевая стена выполнена из каркаса, верхней обвязки, двух боковых стоек, усиливающих стоек, нижней обвязки, горизонтальных поясов, боковые стены снабжены дополнительными верхними листами обшивки, которые закреплены к их каркасам и верхним листам обшивки боковых стен, при этом по всему периметру дополнительных верхних листов обшивки боковых стен жестко соединены верхние обвязки боковых стен кузова, причем верхние обвязки боковой и торцевой стены выполнены коробчатой конструкции, а одна из вертикальных внутренних стенок верхней обвязки торцевых стен увеличена пропорционально высоте дополнительного верхнего листа обшивки боковой стены, при этом высота всех упомянутых стоек выполнена с учетом вписывания в габарит 1-Т и высоты дополнительного верхнего листа обшивки боковой стены, а средняя часть торцевой стены усилена тремя горизонтальными поясами, которые расположены параллельно верхней и нижней обвязкам по всей ширине стены, с усиливающими стойками, предназначенными для распределения нагрузки между верхними горизонтальными поясами, а боковые стойки торцевой стены выполнены из швеллера, обеспечивающие соединение торцевой стены с угловой стойкой боковой стены, шкворневые стойки дополнительно усилены пластинами, размещенными на нижних планках стоек.
В кузове полувагона дополнительные верхние листы обшивки боковых стен и одна из вертикальных внутренних стенок верхней обвязки торцевых стен, две угловые, две шкворневые, четыре промежуточные стойки выполнены соразмерно высоте дополнительного верхнего листа обшивки боковой стены, размером не более 200 мм и с учетом вписывания в габарит 1-Т, а обшивка боковых и торцевых стен кузова полувагона может быть выполнена из гофрированного профиля или гладкого листа.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется чертежами, где на представленных фигурах изображено:
- фиг.1 - общий вид кузова полувагона;
- фиг.2 - боковая стена кузова полувагона;
- фиг.3 - торцевая стена кузова полувагона.
Кузов полувагона содержит раму 1, на которой смонтированы боковые 2 и торцевые 3 стены с верхними 4 и нижними 5 листами обшивки 6. Каркас 7 боковой стены 2 состоит из верхней обвязки 8, двух угловых 9 стоек, двух шкворневых 10 стоек, четырех промежуточных 11 стоек, нижней обвязки 12.
Торцевая стена 3 выполнена из каркаса 13, верхней обвязки 14, двух боковых стоек 15, усиливающих стоек 16, нижней обвязки 17, горизонтальных поясов 18.
Боковые стены 2 снабжены дополнительными верхними листами 19 обшивки, которые закреплены к каркасам 7 и верхним листам 4 обшивки боковых стен 2. Одна из вертикальных внутренних стенок 20 верхней обвязки 14 торцевых стен 3 увеличена пропорционально высоте дополнительного верхнего листа 19 обшивки боковой стены 2.
Высота всех упомянутых стоек 9, 10, 11, 15 выполнена с учетом высоты дополнительного верхнего 19 листа обшивки боковых стен 2.
По всему периметру дополнительных верхних листов 19 обшивки 6 боковых стен 2 жестко соединена, соответственно, верхняя обвязка 8 боковых стен 2 кузова.
Верхние обвязки 8, 14 боковой 2 и торцевой 3 стен выполнены коробчатой конструкции с целью увеличения прочности конструкции кузова.
Средняя часть торцевой стены 3 усилена тремя горизонтальными поясами 18, которые расположены параллельно верхней 14 и нижней 17 обвязкам по всей ширине стены.
Боковые стойки 15 торцевой стены 3 выполнены из швеллера, обеспечивающие соединение торцевой стены 3 с угловой стойкой 9 боковой стены 2.
Шкворневые стойки 10 дополнительно усилены пластинами 21, размещенными на нижних планках стоек 10.
Дополнительные верхние листы 19 обшивки 6 боковых стен 2, вертикальная внутренняя стенка 20 верхней обвязки 14 торцевых 3 стен, две угловые 9, две шкворневые 10, четыре промежуточные 11 стойки выполнены соразмерно высоте дополнительного верхнего листа 19 обшивки 6, размером не более 200 мм, и с возможностью вписывания в габарит 1-Т.
Обшивка 6 боковых 2 и торцевых 3 стен кузова полувагона может быть выполнена из гофрированного профиля или гладкого листа.
В состав кузова полувагона входят разгрузочные люки 22 с механизмами подъема 23 и запирания 24.
Боковые 2 стены воспринимают вертикальные, распорные и динамические нагрузки, действующие на грузовой полувагон в процессе эксплуатации.
Боковая стена 2 имеет стоечно-сварную конструкцию, состоящую из каркаса 7 и металлической обшивки 6.
Каркас 7 боковой стены состоит из верхней обвязки 8, двух угловых 9 стоек, двух шкворневых 10 стоек, четырех промежуточных стоек 11, нижней обвязки 12. Верхняя обвязка 8 выполнена из трубы прямоугольного профиля для обеспечения жесткой коробчатой конструкции.
Угловая стойка 9 выполнена из листа и предназначена для соединения боковых 2 и торцевых 3 стен между собой и рамой 1.
Шкворневые 10 и промежуточные 11 стойки предназначены для восприятия распорных усилий, соединения боковой стены 2 с рамой 1 полувагона и выполнены из омегообразного профиля. Внутри профиля вварены планки 25, а снаружи в зоне соединений стоек 10 с нижней обвязкой 12 - усиливающие накладки 21.
Нижние обвязки 12, 17 боковой 2 и торцевой 3 стен выполнены из горячекатаного уголка и предназначены для соединения боковой стены 2 с рамой 1, соединения промежуточных 11 и шкворневых 10 стоек с балками рамы 1 и размещения запорных устройств 24 крышек люков 26.
Обшивка 6 боковой стены 2 выполнена из гофрированного профиля, причем листы обшивки 6 соединены между собой внахлестку по высоте.
На наружной стороне боковых стен 2 кузова на угловой стойке 9 установлен поручень 27 составителя. На нижней обвязке 12 боковых стен 2 вблизи угловых стоек 9 установлены кронштейны 28 для подтягивания полувагона.
Стена торцевая 3 воспринимает распорные нагрузки от действия груза, а также продольные инерционные, действующие на грузовой полувагон в процессе эксплуатации.
Торцевая стена 3 состоит из верхней обвязки 14, трех горизонтальных поясов 18, двух боковых стоек 15, усиливающих стоек 16, нижней обвязки 17, листов обшивки 6.
Верхняя обвязка 14 торцевой стены 3 выполнена прямоугольного профиля для создания жесткой коробчатой конструкции, при этом одна из вертикальных внутренних стенок 20 верхней обвязки торцевых 3 стен увеличена соразмерно высоте дополнительного верхнего листа 19 обшивки боковой стены 2.
Повышение прочности верхних обвязок 8, 14 боковых 2 и торцевых 3 стен позволяет уменьшить возможность развала боковых стен кузова.
В средней части торцевая стена 3, для обеспечения необходимой прочности и жесткости конструкции, усилена тремя горизонтальными поясами 18, которые выполнены из холодногнутого швеллера. Пояса расположены параллельно верхней 14 и нижней 17 обвязкам по всей ширине торцевой стены 3.
Боковые стойки 15 торцевой стены 3 выполнены из горячекатаного швеллера и обеспечивают соединение торцевой стены 3 с угловой стойкой 9 боковой стены 2.
Усиливающие стойки 16, предназначены для распределения нагрузки между верхними поясами 18. Нижняя обвязка 17 выполнена из уголка и предназначена для соединения торцевой стены 3 с рамой 1.
Обшивка 6 торцевой стены 3 выполнена из гофрированного профиля, листы которой соединены между собой внахлестку.
Рама 1 грузового полувагона является одной из ответственных частей полувагона, служит основанием кузова и воспринимает вертикальную нагрузку от груза, собственного веса и веса кузова, а также продольные усилия (растягивающие и сжимающие).
На раме 1 устанавливаются: автосцепные устройства, стояночный и автоматический тормоза, крепятся шарнирно крышки 26 разгрузочных люков 22 с механизмами подъема 23.
Рама 1 полувагона состоит из хребтовой балки, двух концевых балок, двух шкворневых балок, четырех промежуточных балок.
Кузов полувагона предназначен для перевозки различных сыпучих промышленных грузов, не требующих защиты от воздействия атмосферы, загрузка кузова полувагона осуществляется открытым способом. Груз статически воздействует на все элементы кузова, в т.ч. на боковые, торцевые стены, крышки люков, а при движении нагрузки возрастают за счет динамических воздействий на все элементы кузова. При выгрузке железнодорожного полувагона через крышки люков или на вагоноопрокидывателе эти нагрузки также возрастают за счет технологических нагрузок на элементы кузова при погрузке - выгрузке. Однако, предлагаемая конструкция кузова железнодорожного полувагона при повышенной грузоподъемности и объеме обеспечивает все эти операции без разрушений, деформаций, и с учетом вписывания в габарит 1-Т.
Предлагаемая конструкция кузова грузового вагона позволяет исключить недостатки серийно-выпускаемых железнодорожных грузовых полувагонов, повысить грузоподъемность за счет увеличения объема кузова при условии вписывания в габарит 1-Т, эксплуатационную надежность за счет увеличения прочности торцевых, боковых стен кузова.