ДЕРЖАВКА ПЕТЛИ КРЫШКИ ЛЮКА ПОЛУВАГОНА

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к механизмам крепления крышек разгрузочных люков полувагонов.
Известна державка петли крышки люка полувагона [Патент РФ на полезную модель №197285, приоритет от 13.09.2019 г.], имеющая контактное основание и два ребра, в которых выполнены отверстия для установки в них оси шарнирного соединения с петлей крышки люка, при этом в контактном основании выполнены три отверстия для установки элементов крепления, расположенные в его верхней, средней и нижней частях, при этом высота контактного основания составляет от 100 до 120 мм, отверстия в контактном основании выполнены диаметром от 14 до 20 мм, расстояния между центрами отверстий в контактном основании находятся в диапазоне от 35 мм до 45 мм, ширина державки составляет от 70 мм до 84 мм, а ее толщина от 10 мм до 14 мм.
Недостатком вышеуказанных конструкций является расположение отверстий крепления в центральной зоне державки, выстроенные в один вертикальный ряд, что является зоной наибольшей силовой нагрузки. Также недостатком указанной конструкции является большая высота державки, что не позволяет использовать в конструкции рамы хребтовую балку уменьшенной высоты и, как следствие, увеличить объем кузова полувагона за счет понижения уровня пола полувагона.
Известна державка петли крышки люка полувагона [Патент РФ на полезную модель №111083, приоритет от 27.04.2011 г.], выполненная в виде соединенных между собой двух скругленных по контуру ребер, с отверстиями для оси шарнирного соединения, и имеющая контактную поверхность для жесткого закрепления к несущему элементу полувагона так, что контактная поверхность образована кромками оснований скругленных ребер, и соединение последних между собой выполнено посредством наклонной перемычки, верхний край которой расположен в плоскости кромок оснований скругленных ребер и составляет с ними общий контактный контур для жесткого закрепления сваркой к несущему элементу полувагона, при этом скругленные ребра и соединяющая их наклонная перемычка выполнены совместно, в виде цельнолитой детали, или раздельно, в виде отдельных вырезанных элементов, сваренных между собой.
Присоединение державки петли крышки люка с помощью сварки имеет следующие недостатки: возможно возникновение остаточных напряжений в элементах конструкции хребтовой балки, при этом малая площадь контакта державки с элементом хребтовой балкой увеличивает нагрузку на хребтовую балку, передаваемую от крышек люков полувагона.
Также известна державка петли крышки люка полувагона [Отраслевой стандарт «Петля и державка петли крышки люка полувагона», ОСТ 24.151.10-77, раздел «Державка петли крышки люка полувагона» ОСТ 24.151.02-77, черт. 2], выполненная штампованной в виде пластины-основания с двумя скругленными ребрами, в которых имеются отверстия для оси шарнирного соединения с петлей крышки люка. В свободной от скругленных ребрах части плиты-основания, выполнены три отверстия, расположенные в виде треугольника, для закрепления державки к стенке хребтовой балки, посредством заклепок.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
Недостатком указанной конструкции является большая высота державки, что не позволяет использовать ее для установки на хребтовую балку уменьшенной высоты и, как следствие, использовать ее в конструкции полувагона с увеличенным объемом кузова, а также расположение скругленных ребер, в которых имеются отверстия для оси шарнирного соединения с петлей крышки люка относительно отверстий для закрепления державки к стенке хребтовой балки, что увеличивает нагрузки воспринимаемые державкой и увеличивает её массу.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание конструкции державки петли крышки люка полувагона, позволяющей повысить прочностные характеристики державки, увеличить назначенный срок службы державки и надежное закрепление державки на стенке хребтовой балки, а также обеспечить увеличение объема кузова полувагона за счет внутреннего пространства кузова, при применении хребтовой балки уменьшенной высоты, при сохранении первоначальной внутренней ширины и длины кузова и обеспечить улучшение динамических характеристик вагона, за счет снижения центр масс полувагона.
Поставленная задача решается путём того, что каждый кронштейн державки выполнен в виде гнутого под прямым углом уголка. В одной полке кронштейна выполнено отверстие для крепления оси крышки люка, а в другой полке выполнено не менее двух отверстий для крепления кронштейна к стенке хребтовой балки кузова полувагона. Полки кронштейнов с отверстиями для крепления оси крышки люка расположены напротив друг друга таким образом, что отверстия для крепления оси крышки люка каждого из кронштейнов расположены соосно, а полки кронштейнов с отверстиями для крепления к стенке хребтовой балке кузова развернуты в противоположные стороны. У каждого кронштейна в полке с отверстиями для крепления оси крышки люка, в нижней части державки, выполнена скошенная нижняя грань. Нижние грани кронштейнов выравнены относительно одной плоскости, вместе с этим, перемычка жестко соединена с нижними гранями каждого кронштейна.
Сущность полезной модели заключается в том, что державка петли крышки люка полувагона, включает два кронштейна, жестко соединенные перемычкой, отличающаяся тем, что каждый кронштейн державки выполнен в виде уголка, в одной полке которого выполнено отверстие для крепления оси крышки люка, а в другой полке выполнено не менее двух отверстий для крепления кронштейна к стенке хребтовой балки кузова полувагона, при этом полки кронштейнов с отверстиями для крепления оси крышки люка расположены напротив друг друга таким образом, что отверстия для крепления оси крышки люка каждого кронштейна соосны между собой, а полки кронштейнов с отверстиями для крепления к стенке хребтовой балки кузова полувагона развернуты в противоположные стороны, также у каждого кронштейна в полке с отверстиями для крепления оси крышки люка, в нижней части державки, выполнена скошенная нижняя грань, причем нижние грани кронштейнов выравнены относительно одной плоскости.
Перемычка, соединяющая кронштейны между собой и выполненная в виде пластины жестко соединена с нижними гранями каждого кронштейна.
Полки кронштейнов с отверстиями для крепления оси крышки люка расположены параллельно друг другу.
Полки кронштейнов с отверстиями для крепления к стенке хребтовой балки кузова полувагона выполнены в форме прямоугольной трапеции.
Отверстия в полках кронштейнов для крепления к стенке хребтовой балки кузова полувагона выполнены диаметром не менее 16 мм.
Отверстия в полках кронштейнов для крепления кронштейна к стенке хребтовой балки кузова полувагона расположены от наклонных боковых сторон каждой из полок кронштейнов на расстоянии не менее 24 мм до центра отверстий.
Перемычка соединена с кронштейнами посредством сварки.
Допуск соосности отверстий для крепления оси крышки люка в державке составляет 1 мм.
Высота державки составляет не менее 50 мм и не более 110 мм.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:
Фиг. 1 - Державка петли крышки люка полувагона (общий вид);
Фиг. 2 - Державка петли крышки люка полувагона (вид слева);
Фиг. 3 - Державка петли крышки люка полувагона (изометрия).
Державка петли крышки люка полувагона включает два кронштейна 1, жестко соединенные перемычкой 2. Каждый кронштейн 1 державки выполнен в виде уголка (гнутого под прямым углом), в одной полке 3 которого выполнено отверстие 4 для крепления оси крышки люка, а в другой полке 5 выполнено не менее двух отверстий 6 для крепления кронштейна к стенке хребтовой балке кузова полувагона. Полки 3 кронштейнов 1 с отверстиями 4 для крепления оси крышки люка расположены напротив друг друга таким образом, что отверстия 4 для крепления оси крышки люка каждого из кронштейнов 1 расположены соосно, а полки 5 кронштейнов 1 с отверстиями 6 для крепления кронштейна к стенке хребтовой балки кузова полувагона развернуты в противоположные стороны. У каждого кронштейна 1 в полке с отверстиями 4 для крепления оси крышки люка, в нижней части державки, выполнена скошенная нижняя грань 7. Нижние грани 7 кронштейнов 1 выравнены относительно одной плоскости. Перемычка 2 жестко соединена с нижними гранями 7 каждого кронштейна 1.
Перемычка 2, соединяющая кронштейны 1 между собой, выполнена в виде пластины.
Полки 3 кронштейнов 1 с отверстиями 4 для крепления оси крышки люка расположены параллельно друг другу.
Полки 5 с отверстиями 6 для крепления кронштейна к стенке хребтовой балки кузова полувагона выполнены в форме прямоугольной трапеции.
На каждой полке 5 с отверстиями 6 для крепления кронштейна к стенке хребтовой балки кузова полувагона выполнено два отверстия 6 диаметром d равным не менее 16 мм.
Отверстия 6 для крепления к хребтовой балке выполнены параллельно наклонной боковой стороне 8 каждой из полок 5 кронштейнов 1 на расстоянии А не менее 24 мм до центра отверстий 6.
Кроме того, перемычка 2 соединена с кронштейнами 1 посредством сварки.
Допуск соосности отверстий 4 для крепления оси крышки люка составляет 1 мм.
Высота Н державки составляет не менее 50 мм и не более 110 мм.
Технический результат от заявляемой полезной модели заключается в том, что выполнение каждого кронштейна державки в виде уголка, в одной полке которого выполнено отверстие для крепления оси крышки люка, а в другой полке выполнено не менее двух отверстий для крепления кронштейна к стенке хребтовой балки кузова полувагона, при этом полки кронштейнов с отверстиями для крепления оси крышки люка расположены напротив друг друга таким образом, что отверстия для крепления оси крышки люка каждого кронштейна соосны между собой, а полки кронштейнов с отверстиями для крепления к стенке хребтовой балки кузова полувагона развернуты в противоположные стороны, также у каждого кронштейна в полке с отверстиями для крепления оси крышки люка, в нижней части державки, выполнена скошенная нижняя грань, причем нижние грани кронштейнов выравнены относительно одной плоскости, вместе с этим, перемычка жестко соединена с нижними гранями каждого кронштейна, что обеспечивает увеличение площади опирания державки на стенку хребтовой балки, что позволяет повысить прочность и надежность крепления державки петли крышки люка полувагона к стенке хребтовой балки и уменьшить напряжения, возникающие в державке во время открывания крышки люка и, как следствие, снизить вероятность появления трещин и изломов в гарантийный эксплуатационный период и увеличить назначенный срок службы, при этом происходит снижение материальных затрат в рамках рекламационной деятельности.
Также обеспечивается возможность изготовления державки петли крышки люка меньшей высоты, что позволяет увеличить объем кузова полувагона путем понижения уровня пола за счет применения в конструкции полувагона хребтовой балки меньшей высоты. При этом достигается понижение высоты центра масс, тем самым улучшая динамические характеристики полувагона и обеспечивая устойчивость полувагона на железнодорожных путях в процессе движения.
Выполнение полки с отверстиями для крепления к хребтовой балки полувагона в форме прямоугольной трапеции обеспечивает улучшенное распределение нагрузки, передаваемой от крышки люка за счет увеличения площади опирания в нижней части державки в наиболее нагруженной зоне.
Выполнение на каждой полке с отверстиями для крепления к хребтовой балке полувагона двух отверстий диаметром не менее 16 мм обеспечивает надежное закрепление державки к стенке хребтовой балки кузова полувагона.
Выполнение отверстий для крепления к стенке хребтовой балки параллельно наклонной боковой стороне каждой из полок кронштейнов на расстоянии не менее 24 мм до центра отверстий, позволяет разместить крепление державки петли крышки люка полувагона в виде треугольника с основанием в зоне наибольшего воздействия нагрузки от крышки люка, тем самым усиливая крепление державки к стенке хребтовой балки.
Выполнение перемычки в виде пластины, а также соединение перемычки с кронштейнами посредством сварки позволяет упростить процесс изготовления державки и снизить её стоимость.
Выполнение полок кронштейнов с отверстиями для крепления оси крышки люка параллельно друг другу, а также допуск соосности отверстий для крепления крышки люка, равный 1 мм, гарантирует качественное закрепление крышки люка посредством трех державок, что улучшает условия разгрузки полувагона.
Выполнение державки петли крышки люка полувагона высотой не более 110 мм и не менее 50 мм обеспечивает установку державки на хребтовую балку малой высоты. Например: при высоте державки 50 мм на стенку двутавра высотой 70 мм, соответственно, при высоте державки 110 мм на стенку двутавра высотой 130 мм.
Использование предлагаемого технического решения позволяет при сохранении первоначальной внутренней ширины и длины кузова увеличить внутренний объем кузова полувагона за счет увеличения высоты внутреннего пространства кузова.
В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и ведутся всесторонние испытания опытных образцов.