КУЗОВ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Область техники, к которой относится полезная модель
[0001] Предложенное техническое решение относится к кузовам грузовых вагонов. Уровень техники
[0002] Из уровня техники известно техническое решение, раскрытое в патенте России №93761 на полезную модель, опубл. 10.05.2010, принятое в качестве наиболее близкого аналога и содержащее раму, торцевую стенку, стойку и ребра, соединенные со с рамой и со стойкой.
[0003] Недостатками известного технического решения являются повышенная масса стойки и расположение ребер в плоскости, поперечной к оси кузова. Такое расположение ребер позволяет распределять вертикальную нагрузку от давления груза, но при продольном ударе (в результате соударения вагонов с установленными на них кузовами) такие ребра не оптимальны т.к. расположены поперек к действующей силе, что снижает прочность и надежность известного технического решения.
[0004] Технической проблемой является создание технического решения, в котором устранены недостатки наиболее близкого аналога.
Раскрытие сущности полезной модели
[0005] Техническим результатом является снижение массы кузова грузового вагона при сохранении заданной надежности.
[0006] Технический результат достигается за счет того, что кузов грузового вагона содержит раму, торцевую стенку, стойку и ребра, соединенные с рамой и стойкой, при этом стойка включает в себя швеллер, полки которого соединены с торцевой стенкой, и стенку, соединенную с полками швеллера.
[0007] В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что стенка выступает за полки швеллера.
[0008] В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что стенка выступает за полки швеллера до 20 своих толщин с каждой стороны швеллера.
[0009] В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что ребра ориентированы вдоль продольной оси кузова.
Краткое описание чертежей
[0010] Вариант осуществления предложенного технического решения характеризуется чертежами, где на:
[0011] - Фиг. 1 представлен его общий вид,
[0012] - Фиг. 2 представлен общий вид основания одной из опор,
[0013] - Фиг. 3 представлен вид спереди на основание опоры, представленной на Фиг. 2,
[0014] - Фиг. 4 представлен вид сбоку на основание опоры, представленной на Фиг. 2,
[0015] - Фиг. 5 представлено сечение А-А, отмеченное на Фиг. 4,
[0016] - Фиг. 6 представлено сечение Б-Б, отмеченное на Фиг. 4,
[0017] - Фиг. 7 представлено сечение В-В, отмеченное на Фиг. 4.
Осуществление полезной модели
[0018] На Фиг. 1 представлен съемный кузов 1 грузового вагона. Кузов 1 включает в себя раму 2, торцевую стенку 3, стойку 4 и два ребра 5.
[0019] На Фиг. 2 представлен узел соединения стойки 4 с рамой 2. Торцевая стенка 3 включает в себя обшивку 6, а стойка 4 включает в себя стенку 7 и швеллер 8, полки которого соединены с обшивкой 6 торцевой стенки 3 и со стенкой 7 посредством по меньшей мере одной известной из уровня техники сборочной операции, например, сваркой.
[0020] Со ссылкой Фиг. 3, 7, ребра 5 ориентированы вдоль продольной оси кузова 1, расположены у основания стойки 4 и соединены с рамой 2 и со стойкой 4 посредством по меньшей мере одной известной из уровня техники сборочной операции, например, сваркой.
[0021] Со ссылкой на Фиг. 3, стенка 7 расположена симметрично относительно продольной оси стойки 4 и выступает за полки швеллера 8 предпочтительно до 20 своих толщин с каждой стороны швеллера 8.
[0022] Со ссылкой на Фиг. 1-7, стенка 7 также расположена в пространстве между обшивкой 6 торцевой стенки 3 и швеллером 8 стойки 4 по всей высоте упомянутого пространства. В результате соединения полок швеллера 8 стойки 4 с обшивкой 6 торцевой стенки 3 и со стенкой 7 стойки 4 по всей длине стойки 4 сформировано коробчатое замкнутое сечение (замкнутый профиль). Упомянутое пространство представляет собой пространство, в котором стойка 4 не соединена с торцевой стенкой 3.
[0023] Решение технической проблемы и достижение технического результата продемонстрированы на варианте осуществления предложенного технического решения со ссылкой на соответствующие чертежи. Специалисту в данной области техники очевидны иные варианты осуществления тех или иных признаков предложенного технического решения с использованием известных из уровня техники материально-технических средств. Ниже представлены примеры выполнения некоторых признаков предложенного технического решения.
[0024] Предложенное техническое решение может представлять собой известный из уровня техники кузов грузового вагона и может быть выполнено съемным или несъемным.
[0025] В других вариантах осуществления предложенного технического решения форма, размеры и конструкция устройств предложенного технического решения может отличаться от раскрытых на соответствующих чертежах.
[0026] В других вариантах выполнения предложенного технического решения по меньшей мере одна или каждая стойка 4 может быть соединена с по меньшей мере одним устройством торцевой стенки 3, например, с ее обшивкой 6 и по меньшей мере одной балкой.
[0027] В других вариантах выполнения предложенного технического решения стенка 7 стойки 4 может выступать на любую заданную величину. Упомянутый ранее диапазон размера выступающей части до 20 толщин стенки 7 является предпочтительным, поскольку при дальнейшем увеличении выступающей части стенки 7 стойки 4 будет происходить потеря устойчивости ее выступающей части, что негативно скажется на надежности предложенного технического решения. В других вариантах выполнения предложенного технического решения стенка 7 стойки 4 может быть выполнена переменной ширины за счет упомянутой выступающей части предпочтительно в пределах до 20 толщин стенки 7 стойки 4.
[0028] Стойка 4 (являющаяся с точки зрения сопромата балкой с жесткой заделкой) под действием ударных нагрузок от распределенного груза имеет неравномерные напряжения по своей длине. Составная конструкция стойки 4 позволяет использовать основу - швеллер - меньших размеров, достаточных для сопротивления напряжениям в наименее нагруженных местах (что позволяет сократить материалоемкость и массу и сохранить заданную надежность предложенному техническому решению), при этом за счет применения в конструкции стойки 4 элементов переменного сечения (стенка 7 и ребра 5) в наиболее нагруженных участках стойка 4 увеличивает сечение/момент сопротивления. При продольных динамических нагрузках стойка 4 испытывает изгибающие нагрузки (кроме сжимающих от веса груза), передающиеся от торцевой стенки 3. Моделирование и расчет показывают, что максимальная сила, действующая на стойку 4, будет у ее основания. Следовательно, для противодействия этой силе основание стойки 4 должно иметь наибольший момент сопротивления, что достигается увеличением площади и линейных размеров в рассматриваемом сечении и обеспечивается упомянутой стенкой 7 стойки 4, выступающей за полки швеллера 8 на заданную величину. В сравнении со стойкой, выполненной из трубы с одинаковым сечением по всей своей длине и при одинаковой длине и моментах инерции, которые характеризуют сопротивляемость стойки 4 внешним нагрузкам, стойка 4 в предложенном техническом решении обладает меньшей массой.
[0029] Профили замкнутого сечения оптимальны с точки зрения соотношения массы и прочности и надежности. В предложенном техническом решении это сечение сохранено по всей длине стойки 4 и в одном случае образовано стенкой 7 стойки 4 и швеллером 8 стойки 4, а в другом - в качестве стенки, замыкающей швеллер 8, использована обшивка 6 торцевой стенки 3. По сравнению со стойкой, выполненной из трубы коробчатого замкнутого сечения, в раскрытой ранее стойке 4 достигнуто снижение массы и материалоемкости при сохранении заданной надежности за счет использования элемента с меньшим количеством стенок - швеллера 8. Кроме того, такая конструкция стойки 4 позволяет варьировать толщины стенок 7 и швеллера 8 в зависимости от сил, действующих на конструкцию.
[0030] В других вариантах выполнения предложенного технического решения оно может содержать по меньшей мере два ребра 5, расположенные у основания стойки 4 для распределения сжимающих вертикальных усилий в месте опирания стойки 4 на вертикальный лист рамы 2 и по меньшей мере два из которых ориентированы вдоль продольной оси предложенного технического решения. Ребра 5 позволяют добиться необходимого момента сопротивления сечения в наиболее нагруженном сечении без увеличения размеров сечения на всей длине стойки 4. В отсутствии ребер 5 для достижения заданной прочности и надежности необходимо увеличивать сечение стойки 4, а значит материалоемкость и массу. Расположение ребер 5 вдоль продольной оси предложенного технического решения важно, поскольку оно позволяет воспринимать изгибающий момент, возникающий при продольных нагрузках на торцевые стенки 3 предложенного технического решения от груза при трогании и торможении вагона с предложенным техническим решением. Если располагать ребра 5 под углом к продольной оси, придется делать массивнее стойки 4, что увеличивает массу и материалоемкость предложенному техническому решению, либо снижает его надежность.
[0031] Позиции на чертежах:
1 - кузов
2 - рама
3 - торцевая стенка кузова 1
4 - стойка
5 - ребро
6 - обшивка торцевой стенки 3
7 - стенка стойки 4
8 - швеллер стойки 4