ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, в частности, к железнодорожному транспортному средству, имеющему запасной резервуар в составе тормозного оборудования.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Для обеспечения исправности технического состояния железнодорожных грузовых вагонов необходимо как можно детальнее прорабатывать их конструкцию. Особое внимание стоить уделить тормозному оборудованию железнодорожных грузовых вагонов с разгрузочными люками, так как правильное проектирование установки тормозного оборудования позволит избежать внеплановых ремонтов вагона.
Известен полувагон габарита Тпр (RU 97687), содержащий автоматический тормоз, тормоз стояночный, раму и закрепленный на последней кузов с разгрузочными люками, выполненными с возможностью в закрытом состоянии образовывать пол полувагона. Кузов полувагона содержит двенадцать крышек разгрузочных люков, выполненных из листа с гофрами и обвязки. Полувагон, в котором система торможения может состоять из двух тормозных цилиндров, двух авторегуляторов, воздухораспределителя и запасного резервуара, который расположен сбоку от хребтовой балки.
Также известна модель полувагона 12-1304-01 производства Концерна «Тракторные заводы» [1], в котором крепление кронштейнов, удерживающих воздушный резервуар, осуществляется к боковине хребтовой балки. При этом воздушный резервуар располагается сбоку от хребтовой балки.
В известных полувагонах запасной резервуар и удерживающее его крепление кронштейнов расположены сбоку от хребтовой балки. Такое расположение воздушного резервуара имеет ряд недостатков. Одним из них является возможность задевания воздушного запасного резервуара люком полувагона, предназначенным для выгрузки груза, в случае отрыва кронштейнов для крышек люка от вертикальных листов боковых балок, что может привести к повреждению резервуара и, как следствие, тормозной системы в целом, что отрицательно влияет на безопасность при эксплуатации вагона.
Также известна рама кузова полувагона (RU 2325295), состоящая из хребтовой балки с закрепленными поперечными балками, при этом каждая из поперечных балок снабжена упорами крышек люков. Причем упоры крышек люков обеспечивают открывание крышек люков в надтележечных частях рамы до 19-20°, а в средней части до 32°. Кроме этого, упоры крышек люков снабжены ограничителями, жестко закрепленными на упорах крышек люков, выполненными из швеллерообразного профиля с возможностью дополнительной установки компенсаторов. При этом ограничители на упорах крышек люков выполнены в виде корпуса, внутрь которого установлен упругий элемент.
Предложенное решение снижает ударные нагрузки в момент контакта крышки люка с упорами и исключает необходимость выставления более точных углов упоров. Однако данное решение не исключает возможности обрыва петель крепления крышек люков, также существует вероятность срыва упоров крышек люков, что в момент поломки упоров может привести к удару крышки люка в кронштейн запасного резервуара или в сам резервуар, что может привести к повреждению тормозного оборудования.
Таким образом, в известных из уровня техники конструкциях железнодорожных транспортных средств существует вероятность повреждения тормозного оборудования механическим путем, что введет к небезопасной эксплуатации вагона, и имеется необходимость создания железнодорожного транспортного средства, в котором обеспечена высокая надежность при эксплуатации тормозного оборудования, а именно, запасного резервуара в составе тормозного оборудования.
Таким образом, задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение безопасности запасного резервуара, в частности, защита его от повреждений во время эксплуатации железнодорожного транспортного средства.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Поставленная задача решается благодаря тому, что предложено железнодорожное транспортное средство, содержащее раму с продольной хребтовой балкой, и запасной резервуар, закрепленный под хребтовой балкой посредством крепежного устройства.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение надежности и долговечности тормозного оборудования, а также оптимизация технического обслуживания железнодорожного транспортного средства.
Технический результат достигается благодаря тому, что запасной резервуар и крепежное устройство расположены под хребтовой балкой так, что не выходят за ее габарит по ширине.
Расположение запасного резервуара и крепежного устройства, присоединяющего указанный резервуар, под хребтовой балкой и не выступающих за ее границы в поперечном сечении, позволяет минимизировать механические воздействия на указанный узел. В частности, в случае отрыва или обрыва петель крепления крышек люков от вертикальных листов боковых балок исключается возможность удара крышки люка о запасной резервуар и его крепежного устройства. Это обеспечивается за счет того, что при указанном отрыве или обрыве удар произойдет в край хребтовой балки, при этом, не задевая запасной резервуар и крепежное устройство.
Согласно одному из вариантов реализации, продольная ось запасного резервуара расположена параллельно продольной оси хребтовой балки, таким образом, обеспечивая технологичность крепления конструкции.
Согласно еще одному из вариантов реализации, продольная ось запасного резервуара расположена под углом к продольной оси хребтовой балки. При этом резервуар не должен выходить за края хребтовой балки. Такое расположение резервуара увеличивает скорость его установки, не затрачивая время на определение параллельности осей.
Согласно еще одному из вариантов реализации, крепежное устройство содержит один кронштейн. Кронштейн, посредством которого осуществляется крепление запасного резервуара к хребтовой балке, должен быть выполнен протяженной формы, обеспечивающей надежную фиксацию.
Согласно еще одному из вариантов реализации, крепежное устройство содержит два кронштейна. Предложенное количество кронштейнов достаточно для того, чтобы обеспечить надежную фиксацию. Осуществление крепления более чем двумя кронштейнами утяжелит конструкцию и усложнит процесс установки запасного резервуара.
Согласно еще одному из вариантов реализации, кронштейны расположены вдоль поперечной оси хребтовой балки. Данное расположение кронштейнов является оптимальным и обеспечивает надежное соединение с хребтовой балкой. Также возможно расположение кронштейнов вдоль продольной оси хребтовой балки, при котором каждый из кронштейнов установлен под основанием хребтовой балки напротив и параллельно друг другу. Такое расположение также обеспечивает надежное соединение с хребтовой балкой, за счет увеличения площади крепления кронштейна с хребтовой балкой.
Согласно еще одному из вариантов реализации, длина кронштейна составляет по большей мере 610 мм. Выбор данного значения обоснован тем, что ширина стандартной хребтовой балки составляет 610 мм, таким образом, после установки кронштейна под хребтовой балкой на ее основание кронштейн не будет выходить за габарит хребтовой балки. Такое решение обеспечивает защиту кронштейна от удара крышки разгрузочного люка в случае обрыва удерживающих ее петель, так как удар придется на край хребтовой балки.
Согласно еще одному из вариантов реализации крепежное устройство крепится к основанию хребтовой балки с помощью сварного соединения. Данное решение обеспечивает надежное крепление, что обеспечивает долговечность узла крепления.
Согласно еще одному из вариантов реализации, запасной резервуар расположен посередине основания хребтовой балки, вдоль ее центральной продольной оси, таким образом, минимизируются механические воздействия на запасной резервуар и его узел крепления. Также возможно расположение запасного резервуара со смещением относительно центральной продольной оси хребтовой балки, что позволяет учитывать особенности конструкции любого железнодорожного транспортного средства, таким образом, обеспечивая безопасность его эксплуатации и повышение долговечности тормозного оборудования.
Согласно еще одному из вариантов реализации, запасной резервуар прикреплен к крепежному устройству при помощи хомутов. Учитывая цилиндрическую форму запасного резервуара, хомут позволяет надежно затянуть его между двумя противоположными кронштейнами, что обеспечивает надежное крепление.
Согласно еще одному из вариантов реализации, хребтовая балка имеет омегообразное поперечное сечение. Такое сечение позволяет установить под хребтовой балкой крепежное устройство, которое крепит запасной резервуар к основанию хребтовой балки, при этом, не выходя за ее границы по ширине. Также отогнутые наружу нижние полки хребтовой балки омегообразного поперечного сечения принимают на себя удар крышки разгрузочного люка в случае ее срыва с петель, тем самым сохраняя целостность крепежного устройства и запасного резервуара.
Согласно еще одному из вариантов реализации, хребтовая балка состоит из двух зетобразных профилей, что позволяет установить под хребтовой балкой крепежное устройство, которое крепит запасной резервуар к основанию хребтовой балки, при этом, не выходя за ее границы по ширине. Кроме этого, отогнутые наружу нижние полки зетобразных профилей принимают на себя удар крышки разгрузочного люка в случае ее срыва с петель, тем самым сохраняя целостность крепежного устройства и запасного резервуара.
Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет снизить вероятность внепланового ремонта железнодорожного транспортного средства за счет обеспечения прочности и долговечности конструкции, получаемой благодаря повышению надежности крепления тормозного оборудования, а именно за счет расположения запасного резервуара и крепежного устройства под хребтовой балкой и не выходящими за ее пределы по ширине.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сущность полезной модели более подробно поясняется со ссылкой на прилагаемые чертежи:
фиг. 1 – общий вид на узел крепления запасного резервуара к хребтовой балке рамы железнодорожного транспортного средства, согласно одному из вариантов реализации настоящей полезной модели;
фиг. 2 – то же, торцевой вид.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Предлагаемое железнодорожное транспортное средство представляет собой железнодорожный грузовой вагон с разгрузочными люками, в котором в составе тормозного оборудования имеется запасной резервуар.
Настоящая полезная модель далее более подробно описана на примере железнодорожного грузового вагона в виде полувагона. Объем защиты при этом не ограничивается приведенным вариантом реализации и может распространяться на любые другие железнодорожные транспортные средства, известные специалисту в области техники, в том числе крытые вагоны, полувагоны, платформы, вагоны бункерного типа.
Рама 1 кузова полувагона (фиг. 1) содержит продольную хребтовую балку 2 омегообразного сечения (фиг. 2), запасной резервуар 3 для накопления запаса сжатого воздуха, расходуемого на заполнение тормозного цилиндра при торможении, крепящийся хомутами 4 к крепежному устройству. Крепежное устройство может иметь любой вид, понятный для специалиста в данной области техники, например, оно может содержать любое необходимое количество кронштейнов. В данном примере рассматривается крепление запасного резервуара 3 посредством двух кронштейнов 5, которые жестко прикреплены к основанию хребтовой балки 2. Запасной резервуар 3 крепится прочно к кронштейнам 5 через приваренные прокладки хомутами, стопорными шайбами, гайками или корончатыми гайками с фиксацией их шплинтами, входящими в прорези гаек. Запасной резервуар 3 и кронштейны 5 расположены таким образом, что они не выступают за края 6 хребтовой балки 2, т.е. ширина запасного резервуара 3 и длина кронштейнов 5 меньше ширины хребтовой балки 2, таким образом, они не выступают за габарит по ширине хребтовой балки, измеренный между ее краями 6.
На раме кузова полувагона крепятся крышки разгрузочных люков 7 (фиг. 2), которые в открытом положении 8 удерживаются упорами 9. При обрыве упора 9 разгрузочного люка крышка 7 становится в максимально возможное открытое положение 10.
При очередных плановых ремонтах запасных резервуаров подвижного состава чаще всего выявляются неисправности в виде механических и коррозионных повреждений, полученные в процессе эксплуатации. К таким неисправностям можно отнести ослабление крепления запасного резервуара, вмятины корпуса, ведущие к уменьшению объема запасного резервуара, протертости, пробоины, трещины и утечки воздуха и др. С данными неисправностями запрещается постановка вагонов в организованные поезда.
Технический результат в виде повышения надежности и долговечности тормозного оборудования, а также оптимизации технического обслуживания железнодорожного транспортного средства достигается благодаря тому, что запасной резервуар и крепежное устройство расположены под хребтовой балкой так, что не выходят за ее габарит по ширине.
Расположение запасного резервуара 3 под хребтовой балкой 2 не выступающим за ее края 6, позволяет минимизировать механические воздействия на резервуар 3. В частности, исключается возможность удара крышки разгрузочного люка 7 о запасной резервуар 3 в случае обрыва петель крепления крышек люков 7 или упоров 9 от вертикальных листов боковых балок. Исключение удара крышки люка 7 о запасной резервуар 3 обеспечивается за счет того, что удар произойдет в край 6 хребтовой балки 2 и не заденет запасной резервуар 3. Такая конструкция обеспечивает долговечность тормозного оборудования и позволяет как можно дольше обходиться без внеплановых ремонтов.
Также прочность и надежность конструкции обеспечивается за счет того, что кронштейны 5, на которые крепится запасной резервуар 3, установлены под основанием хребтовой балки 2. При такой установке увеличивается площадь крепления кронштейнов 5 с хребтовой балкой 2 (по сравнению с аналогами, в которых крепление кронштейнов осуществляется одним их концом к боковине хребтовой балки), таким образом, данный узел обеспечивает надежное соединение кронштейнами 5 запасного резервуара 3 с хребтовой балкой 2, посредством чего повышается долговечность конструкции.
Кроме этого, благодаря тому, что кронштейн 5 устанавливается под основанием хребтовой балки 2 и его длина не превышает ширины хребтовой балки 2, исключается возможность удара крышки разгрузочного люка 7 об указанные кронштейны 5, так как удар произойдет в край 6 хребтовой балки 2. Такое решение позволяет избежать повреждения кронштейна 5, и как следствие, обеспечивает прочность и долговечность узла крепления запасного резервуара 3 к хребтовой балке 2. Закрепления запасного резервуара к двум кронштейнам 5 при помощи хомутов 4 обеспечивает надежность и простоту установки запасного резервуара.
Продольная ось запасного резервуара 3 параллельна продольной оси хребтовой балки 2, благодаря чему обеспечивается технологичность крепления. Также возможно расположение запасного резервуара 3, при котором его продольная ось находится под углом относительно продольной оси хребтовой балки 2, в параллельной ей плоскости (также возможно нахождение продольной оси запасного резервуара 3 под углом относительно продольной оси хребтовой балки 2 и в плоскости, не параллельной плоскости продольной оси хребтовой балки 2). Такое расположение резервуара 3 увеличивает скорость его установки, не затрачивая время на определение параллельности осей.
Кронштейны 5 крепятся к хребтовой балке 2 с помощью сварного соединения. Данное решение обеспечивает надежное крепление, что обеспечивает долговечность узла крепления. Расположение кронштейнов 5 вдоль поперечной оси хребтовой балки 2 является оптимальным и обеспечивает надежное соединение с хребтовой балкой 2.
Длина кронштейна 5 может составлять по большей мере 610 мм. Выбор данного значения обоснован тем, что ширина универсальной хребтовой балки 2 составляет 610 мм, таким образом, после установки кронштейна 5 под хребтовой балкой 2 на ее основание кронштейн не будет выходить за края 6 хребтовой балки 2. Такое решение обеспечивает защиту кронштейна 5 от удара крышки разгрузочного люка 7 в случае обрыва удерживающих ее петель, так как удар придется на край 6 хребтовой балки 2. Например, в полувагонах модели 12-9548-01, 12-9761 ширина хребтовой балки составляет 610 мм, в таком случае оптимальная длина кронштейна, привариваемого к основанию хребтовой балки и расположенного вдоль ее поперечной оси, будет составлять 450 мм. Данное соединение обеспечит надежное соединение запасного резервуара с хребтовой балкой, при этом, за счет того, что кронштейн не выступает за край хребтовой балки, обеспечивается защита узла крепления от удара.
Также возможно расположение кронштейнов вдоль продольной оси хребтовой балки, при котором каждый из кронштейнов установлен под основанием хребтовой балки напротив и параллельно друг другу, при этом крепление запасного резервуара будет осуществляться путем затягивания хомутов между противоположными кронштейнами. Такое расположение также обеспечивает надежное соединение с хребтовой балкой, путем увеличения площади крепления кронштейна с хребтовой балкой. Длина кронштейна в этом случае не ограничена 610 мм.
Также допускается исполнение хребтовой балки 2 с омегообразным поперечным сечением. Такое сечение позволяет установить под хребтовой балкой 2 кронштейн 5, который крепит запасной резервуар 3, не выходя за край 6 хребтовой балки 2. Отогнутые наружу нижние полки хребтовой балки омегообразного поперечного сечения принимают на себя удар крышки разгрузочного люка в случае ее срыва с петель, тем самым сохраняя целостность кронштейна 5 и запасного резервуара 3. Также хребтовая балка 2 может состоять из двух зетобразных профилей, что позволяет установить под хребтовой балкой 2 кронштейн 5, который крепит запасной резервуар, при этом, не выходя за ее границы по ширине. Кроме этого, отогнутые наружу нижние полки зетобразных профилей принимают на себя удар крышки разгрузочного люка в случае ее срыва с петель, тем самым сохраняя целостность кронштейна 5 и запасного резервуара 3.
Для того, чтобы обеспечить защиту запасного резервуара и его узла крепления от повреждений во время эксплуатации железнодорожного транспортного средства, расположение запасного резервуара осуществляется посередине основания хребтовой балки, вдоль ее центральной продольной  оси. Также возможно расположение запасного резервуара со смещением относительно центральной продольной оси хребтовой балки, т.е. со смещением от середины основания хребтовой балки. Данное решение позволяет учитывать особенности конструкции любого железнодорожного транспортного средства, таким образом, обеспечивая безопасность его эксплуатации и повышения долговечности тормозного оборудования. В качестве примера можно привести резервуары различных объемов, например, на 4-осных вагонах устанавливается запасной резервуар модели Р7-78, а на 8-осных и на некоторых новых моделях 4-осных вагонов - модели Р7-135. Данные модели запасных резервуаров могут быть установлены под хребтовой балкой, не выходя за ее приделы, что делает их менее подверженными механическим воздействиям, тем самым сохраняя прочность запасных резервуаров и повышая долговечность тормозного оборудования.
Таким образом, настоящая полезная модель позволяет повысить безопасность эксплуатации железнодорожных транспортных средств посредством расположения запасного резервуара и его крепежного устройства таким образом, что исключается возможность контакта запасного резервуара и его крепежного устройства с крышкой разгрузочного люка. Также происходит оптимизация технического обслуживания, заключающаяся в том, что резервуар крепится не консольно, а под основанием хребтовой балки, что обеспечивает доступность обслуживания с любой стороны вагона. Кроме этого, предлагаемая конструкция позволяет избежать внепланового ремонта железнодорожного транспортного средства за счет обеспечения прочности конструкции, получаемой благодаря повышению надежности крепления тормозного оборудования.
Настоящая полезная модель не ограничена конкретными вариантами реализации, раскрытыми в описании в иллюстративных целях, и охватывает все возможные модификации и альтернативы, входящие в объем настоящей полезной модели, определенный формулой полезной модели.
Список литературы:
1. «Концерн «Тракторные заводы» [Электронный ресурс]: новости: «Концерн «Тракторные заводы» на ЭКСПО-1520  URL: http://tplants.com/pressroom/releases/3263/ (дата обращения: 20.12.2016).