ПОЛУВАГОН

Полезная модель относится к области железнодорожной техники, а именно к грузовым железнодорожным полувагонам.
Известен универсальный полувагон с разгрузочными люками модели 12-132 [1], конструкция которого включает в себя ходовые тележки, автосцепные устройства с автосцепкой, ударной розеткой, поглощающим аппаратом [2] и тормозное оборудование, кузов, состоящий из рамы, представляющей собой основание в виде балочного каркаса с хребтовой балкой, концевыми, шкворневыми и промежуточными поперечными балками, боковых и торцевых стен, установленных на раме. Торцевая стена состоит из силового каркаса, включающего в себя горизонтальные балки и вертикальные стойки, и закрепленной на нем обшивки, имеет плоскую форму и закреплена на концевой балке рамы, в том числе, с помощью двух вертикальных коротких стоек. Крепление торцевой стены на концевой балке с помощью двух вертикальных коротких стоек говорит о том, что обшивка торцевой стены и наружная торцевая поверхность концевой балки расположены на одной вертикали.
Недостатком известной конструкции полувагона является недостаточный погрузочный объем с точки зрения полного использования статической осевой нагрузки 25 тс и более при перевозке грузов с малой насыпной плотностью, например, кускового каменного угля.
Известен кузов полувагона, включающий боковые и торцевые стены в виде каркасов, перекрытых листами обшивки, и раму, представляющую собой основание в виде балочного каркаса с хребтовой балкой, концевыми, шкворневыми и промежуточными поперечными балками, настилом пола и продольными поддерживающими настил пола балками, при этом торцовые стены имеют цилиндрическую или призматическую форму выпуклостью в сторону межвагонного пространства и днище, свисающее над корпусом автосцепки [3]. Благодаря выполнению торцевой стены кузова полувагона цилиндрической или призматической формы выпуклостью в сторону межвагонного пространства достигается увеличение погрузочного объема.
Недостатком данной конструкции кузова полувагона является ее не технологичность и, как следствие, не пригодность для серийного производства.
Известен кузов полувагона [4], содержащий раму с закрепленными на ней торцевыми и боковыми стенами, состоящими из панелей обшивки и каркасов, которые состоят из стоек, поясов и обвязок, имеющих замкнутое сечение. Рама кузова полувагона представляет собой основание в виде балочного каркаса и состоит из хребтовой балки, двух концевых балок, двух шкворневых и четырех промежуточных балок. Концевая балка сварной конструкции установлена на хребтовой балке рамы и содержит верхнюю горизонтальную с вертикальной отгибкой вверх полку и нижние полки, а также переднюю вертикальную стенку. Передняя вертикальная стенка концевой балки состоит из пяти сегментов, два из которых, боковые, равноудалены от продольной оси вагона в боковом направлении и отдалены на величину ΔL вдоль продольной оси полувагона от третьего, центрального сегмента, к которому крепится розетка переднего упора автосцепки. Боковые сегменты сопряжены с центральным сегментом с помощью расположенных под углом к их плоскостям сегментов, симметрично разнесенных относительно продольной оси полувагона. Вертикальный отгиб верхней горизонтальной полки концевой балки совместно с наклонным листом на длине центрального сегмента и двух сегментов, расположенных под углом к его плоскости, образует замкнутый трехгранный профиль, нависающий над розеткой переднего упора автосцепки. Высота наклонной грани замкнутого трехгранного профиля на длине, соответствующей максимальной длине стандартной трубы большого диаметра, меньше толщины подкладок, на которые производится погрузка нижнего яруса труб. Полувагон с таким кузовом выбран в качестве прототипа.
Выполнение передней вертикальной стенки концевой балки рамы данного кузова полувагона из пяти сегментов, два из которых, боковые, равноудалены от продольной оси вагона в боковом направлении и отдалены на величину ΔL вдоль продольной оси вагона от третьего, центрального сегмента, к которому крепится розетка переднего упора автосцепки, позволило сместить торцевые стены вдоль продольной оси вагона наружу кузова в соответствии со смещением боковых сегментов концевых балок рамы, и тем самым увеличить погрузочный объем кузова полувагона.
Однако увеличение погрузочного объема кузова ограничено величиной ΔL, которую можно определить исходя из очевидного необходимого условия исключения возможности контакта торцевой стены с автосцепкой. Так как высота наклонной грани замкнутого трехгранного профиля, расположенного над автосцепкой, меньше толщины подкладок, на которые производится погрузка нижнего яруса труб, которая может составлять от 40 мм до 100 мм [5], то данная конструкция, например, в случае сжатия поглощающего аппарата и прохождения вагоном, сцепленным с другим вагоном или локомотивом, углубления вертикального профиля пути, обеспечит исключение контакта торцевой стены с автосцепкой только при условии, что отдаление ΔL боковых сегментов концевой балки вдоль продольной оси вагона от центрального сегмента, к которому крепится розетка переднего упора автосцепки, находится в пределах расстояния от центрального сегмента концевой балки до торцевой ударной поверхности розетки, измеренного вдоль продольной оси вагона и составляющего 130 мм для эксплуатируемых в настоящее время полувагонов.
Исходя из этого, недостатком известной конструкции является недостаточный погрузочный объем кузова полувагона с точки зрения полного использования статической осевой нагрузки 25 тс и более при перевозке грузов с малой насыпной плотностью, например, кускового каменного угля, обусловленный невозможностью дальнейшего смещения торцевых стен наружу кузова для увеличения его длины из-за возможного контакта торцевой стены с автосцепкой.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение объема кузова полувагона с сохранением технологичности его изготовления.
Указанный технический результат достигается тем, что полувагон включает в себя, по меньшей мере, один кузов, который опирается на ходовые тележки, содержит автосцепное устройство и тормозное оборудование и состоит из основания в виде силового балочного каркаса, содержащего хребтовую балку, на которой закреплены, по меньшей мере, одна концевая балка, одна шкворневая балка, соединенных с основанием боковых и торцевых стен, при этом каждая торцевая стена, расположенная над автосцепным устройством, непосредственно или опосредованно закреплена на концевой балке и состоит из каркаса, перекрытого обшивкой, расположена вертикально и выполнена плоской формы, а соответствующая концевая балка состоит из пяти сегментов, два из которых, боковые, равноудалены от продольной оси полувагона в боковом направлении и отдалены наружу кузова на величину от 130 мм до 300 мм вдоль продольной оси полувагона от третьего, центрального сегмента, на котором расположена ударная розетка переднего упора автосцепки, а боковые сегменты сопряжены с центральным сегментом с помощью расположенных под углом к их плоскостям сегментов, симметрично разнесенных относительно продольной оси полувагона, при этом каждая торцевая стена, расположенная над автосцепным устройством, для исключения возможности контакта торцевой стены с автосцепкой в своей нижней части имеет вырез, например, прямоугольной или трапециевидной формы, шириной нижнего основания в интервале от 300 мм до 1200 мм и высотой не менее 100 мм, перекрытый с внутренней стороны кузова листовой конструкцией, представляющей собой кожух, образованный, по меньшей мере, тремя гранями, при этом торцевая стена расположена на расстоянии от 130 мм до 300 мм от центрального сегмента концевой балки, измеренном по горизонтали от обшивки торцевой стены. В варианте исполнения листовая конструкция может быть образована четырьмя гранями, две из которых расположены перпендикулярно плоскости боковой стены, а две другие расположены под углом к первым двум.
Выполнение торцевой стены плоской формы обеспечивает технологичность ее изготовления, а смещение торцевой стены вдоль продольной оси полувагона наружу на расстояние от 130 мм до 300 мм от центрального сегмента концевой балки рамы в месте установки ударной розетки обеспечивает увеличение внутренней длины кузова, а, соответственно, и увеличение погрузочного объема полувагона для полного использования статической осевой нагрузки 25 тс и более при перевозке грузов с малой насыпной плотностью, например, кускового каменного угля. Смещение торцевой стены на расстояние менее 130 мм не обеспечивает достаточного для полного использования статической осевой нагрузки 25 тс увеличения погрузочного объема кузова, а смещение торцевой стены на расстояние более 300 мм может в эксплуатации привести к ее контакту с кузовом соседнего сцепленного с ним вагона. Выполнение в нижней части торцевой стены выреза высотой менее 100 мм приведет к возможности контакта торцевой стены с автосцепкой в случае сжатия поглощающего аппарата и прохождения вагоном, сцепленным с другим вагоном или локомотивом, углубления вертикального профиля пути, при этом выполнение выреза шириной нижнего основания менее 300 мм не обеспечит гарантированного исключения контакта торцевой стены с автосцепкой при прохождении кривых участков пути малого радиуса, а выполнение выреза более 1200 мм приведет к снижению погрузочного объема кузова из-за изготовления внутри кузова перекрывающего вырез кожуха значительных размеров, что не позволит полностью использовать статическую осевую нагрузку 25 тс и более при перевозке грузов с малой насыпной плотностью, например, кускового каменного угля.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 показан главный вид полувагона; на фиг. 2 - вид на торцевую стену полувагона; на фиг. 3 - рама полувагона (фрагмент); на фиг. 4 - разрез торцевой стены полувагона, установленной на концевой балке (разрез А-А с фиг. 2); на фиг. 5 - вид на вырез торцевой стены, установленной на концевой балке (вариант исполнения листовой конструкции кожуха).
Полувагон (фиг. 1 и 2) включает в себя, по меньшей мере, один кузов 1, который опирается на ходовые тележки 2, содержит автосцепное устройство 3 и тормозное оборудование 4 и состоит из основания 5 в виде силового балочного каркаса (фиг. 3 и 4), содержащего хребтовую балку 6, на которой закреплены, по меньшей мере, одна концевая балка 7, одна шкворневая балка 8, соединенных с основанием боковых 9 и торцевых 10 стен, при этом каждая торцевая стена 10, расположенная над автосцепным устройством 3, непосредственно или опосредованно закреплена на концевой балке 7 и состоит из каркаса 10.1, перекрытого обшивкой 10.2, расположена вертикально и выполнена плоской формы, а соответствующая концевая балка 7 состоит из пяти сегментов, два из которых, боковые 7.1, равноудалены от продольной оси 11 полувагона в боковом направлении и отдалены наружу кузова на величину от 130 мм до 300 мм вдоль продольной оси 11 полувагона от третьего, центрального сегмента 7.2, на котором расположена ударная розетка 12 переднего упора 13 автосцепного устройства 3, а боковые сегменты 7.1 сопряжены с центральным сегментом 7.2 с помощью расположенных под углом к их плоскостям сегментов 7.3, симметрично разнесенных относительно продольной оси 11 полувагона, при этом каждая торцевая стена 10, расположенная над автосцепным устройством 3, в своей нижней части имеет вырез 14, например, прямоугольной или трапециевидной формы, шириной нижнего основания в интервале от 300 мм до 1200 мм и высотой не менее 100 мм, перекрытый с внутренней стороны кузова листовой конструкцией 15, представляющей собой кожух, образованный, по меньшей мере, тремя гранями, при этом торцевая стена 10 расположена на расстоянии от 130 мм до 300 мм от центрального сегмента 7.2 концевой балки 7, измеренном по горизонтали от обшивки 10.2 торцевой стены 10. В варианте исполнения (фиг. 5) листовая конструкция 15 может быть образована четырьмя гранями, две 15.1 из которых расположены перпендикулярно плоскости боковой стены 9, а две другие 15.2 расположены под углом к первым двум 15.1.
Источники информации:
1. Альбом справочник 002И-2006 ПКБ ЦВ «Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм» / Утв. Департаментом вагонного хозяйства ОАО "РЖД", 2006 г., стр. 87.
2. Лукин В.В., Анисимов П.С., Федосеев Ю.П. Вагоны. Общий курс: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / Под ред. В.В. Лукина. - М.: Маршрут, 2004. - 424 с., С. 113-114, рис. 3.47.
3. Патент РФ №100037, опубл. 10.12.2010.
4. Патент РФ №123384, опубл. 27.12.2012.
5. Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах. - М.: Юридическая фирма «Юртранс», 2003. - 544 с., С. 263, 264.