КУЗОВ ПОЛУВАГОНА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции рамы кузова железнодорожного полувагона и его конструктивных элементов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны различные технические решения в рассматриваемой области.
Так, известен патент РФ на полезную модель № 170397 (МПК B61F1/02, опубл. 24.04.2017). Рама кузова полувагона состоит из хребтовой балки с закреплёнными поперечными концевыми, промежуточными, шкворневыми балками. В зоне соединения шкворневой и хребтовой балок установлены усиливающие элементы и косынки. Усиливающие элементы выполнены в виде пластин, ориентированных параллельно оси хребтовой балки и каждая из которых соединена встык с нижним листом шкворневой балки. Косынки соединены со шкворневой балкой и с усиливающими элементами. Между каждой косынкой и соответствующим усиливающим элементом образован плавный переход.
Известен также патент РФ на полезную модель №174414 (МПК B61D3/00, опубл. 12.10.2017), который принят за прототип. Кузов полувагона с разгрузочными люками включает в себя боковые и торцевые стены с нижними обвязками, раму, которая содержит продольные элементы рамы и поперечные балки, между которыми выполнены проёмы разгрузочных люков. Углы проёмов разгрузочных люков имеют скругления, которые выполнены путём установки в места соединения поперечных балок с продольными элементами рамы косынок или накладок, одна сторона которых выполнена по радиусу.
Недостатки известных конструкций заключаются в применении косынок в соединении продольной балки рамы с вертикальным листом поперечной балки (или в зоне соединения шкворневой и хребтовой балок), что увеличивает количество деталей, а, следовательно, повышается трудоёмкость изготовления конструкции и ее вес. Кроме того, возникает повышенное напряжение в пересечении вертикальных, горизонтальных швов приварки косынок и перпендикулярного им сварного шва приварки вертикального листа поперечной балки, за счёт чего снижается прочность известных конструкций.
Таким образом, технической проблемой, существующей в настоящее время, является проблема, связанная с низкими техническими характеристиками известных конструкций кузовов полувагонов, а именно со значительной трудоёмкостью их изготовления и низкой прочностью. Создание предлагаемого технического решения направлено на решение данной технической проблемы, а именно на создание конструкции кузова полувагона, в которой исключено пересечение трёх сварных швов в одной точке, что позволяет увеличить усталостную прочность, а, следовательно, и общую прочность конструкции, а также позволяет оптимизировать массу вагона и повысить технологичность его изготовления за счёт уменьшения количества деталей.
Технический результат заключается в улучшении технических характеристик кузова полувагона, а именно в повышении технологичности с одновременным улучшением прочности конструкции и оптимизации её веса.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Достигается технический результат за счёт того, что в кузове полувагона, включающем боковые и торцевые стены, которые установлены на раму, содержащую хребтовую, продольные и поперечные балки, причём соединение продольной и поперечной балок обеспечено посредством переходного элемента, согласно настоящей полезной модели переходной элемент выполнен из швеллера, привариваемого к нижнему листу продольной балки стенкой швеллера швом внахлёст, а к вертикальному листу поперечной балки полками швеллера тавровым швом.
Дополнительными отличиями заявленной полезной модели является то, что переходной элемент может быть выполнен из горячекатаного швеллера или холоднокатаного гнутого швеллера, а также то, что полки швеллера выполнены с фасками и имеют вид треугольных косынок.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется следующими графическими материалами:
фиг.1, на которой представлен общий вид кузова полувагона;
фиг.2, на которой представлена рама полувагона (вид А);
фиг.3, на которой представлено сечение по линии Б-Б;
фиг. 4, на которой представлено сечение по линии В-В;
фиг. 5, на которой представлен общий вид узла соединения поперечной балки с продольной балкой через швеллер (аксонометрическая проекция), на которых обозначены:
1 – рама;
2 – переходной элемент (швеллер);
3 – продольная балка;
4 – поперечная балка.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Кузов полувагона включает в себя боковые и торцевые стены, раму 1, которая содержит поперечные (шкворневые или промежуточные) балки 4, а также продольные балки 3, расположенные на расстоянии от хребтовой балки и параллельно ей, между которыми предусмотрены проёмы для разгрузочных люков. Продольные балки 3 своим торцом подходят к поперечной балке 4 и крепятся посредством швеллеров 2, которые компенсируют разность допусков длины продольных балок 3 и расстояний между поперечными балками 4. Также через швеллеры 2 передаётся нагрузка от продольной балки 3 на перпендикулярный ей вертикальный лист поперечной балки 4 рамы.
Швеллер 2 устанавливается под продольную балку 3, приваривается к нижнему листу продольной балки внахлёст своей стенкой, причем стенка швеллера также приваривается своим торцом к вертикальному листу поперечной 4 балки тавровым швом. Полки швеллера 2 с фасками имеют вид треугольных косынок и привариваются торцом к вертикальному листу поперечной 4 балки тавровым швом.
В предлагаемой конструкции кузова полувагона нет косынок, приваривающихся по бокам к продольной балке внахлёст и доходящих до верха боковой полки продольной балки, таким образом, что в одной точке не сходятся вертикальный и горизонтальный сварные швы приварки косынок и перпендикулярный им сварной шов приварки вертикального листа поперечной балки (как в известных решениях), что позволяет исключить возникновение повышенного напряжения и повышает прочность всей конструкции.
Таким образом, предлагаемый кузов полувагона имеет повышенную технологичность и прочность конструкции, обладает улучшенными техническими характеристиками, а также позволяет оптимизировать массу вагона и повысить технологичность его изготовления за счёт уменьшения количества деталей по сравнению с известными конструкциями, благодаря чему устраняются недостатки аналогов.