ПРОДОЛЬНЫЙ БОРТ ВАГОНА-САМОСВАЛА ТЯЖЕЛОГО ТИПА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к тяжелым 6-осным вагонам-самосвалам (думпкарам), предназначенным для эксплуатации в карьерах и открытых горных разработках, и касается конструктивного исполнения продольных бортов таких вагонов-самосвалов. Предлагаемая полезная модель продольного борта может быть использована при промышленном выпуске вагонов-самосвалов тяжелого типа, как 6-осных, так и 4-осных, а также при изготовлении продольных бортов в качестве запасных частей к вагонам-самосвалам.
В странах СНГ получили распространение и широко известны из уровня техники 6-осные вагоны самосвалы (думпкары) тяжелого типа [1] и типа 2ВС-105 или модели 33-9035 [2], которые промышленно выпускаются машиностроительными предприятиями, в т.ч. ОАО «Дизельный завод», отдельными партиями. В состав думпкара [2] входят два продольных борта, шарнирно установленные на опрокидывающемся кузове, конструкция которых аналогична известному продольному борту [3] четырехосного вагона-самосвала.
Известная конструкция продольного борта [2 и 3] вагонов-самосвалов (думпкаров) содержит сварную металлоконструкцию, выполненную в виде внутреннего листа-обшивки, функциональным назначением которой является удержание груза в кузове и его ссыпание при выгрузке, петель для шарнирных соединений с кузовом и с механизмом открывания борта, двух продольных обвязок, верхняя из которых оборудована по всей длине усиливающим элементом (козырьком). Продольные обвязки выполнены из гнутого швеллера 160×160 с толщиной материала 5 мм или из стыкованных штамповок из листа толщиной 6 мм, сваренных с листовой функциональной обшивкой. Продольные обвязки, верхние и нижние, сварены между собой торцевыми стенками-стойками и соединительными промежуточными стойками. Усиливающий козырек выполнен штампованным из листового материала в виде отдельных свариваемых между собой частей.
Недостатком известной конструкции продольного борта является недостаточная прочность и долговечность его составляющих элементов при интенсивной эксплуатации думпкаров в режиме максимальной загрузки перевозимым крупнокусковым грузом. Штампованный, полый после приварки, усиливающий козырек повреждается от ударов крупных кусков груза при погрузке, при этом общая прочность и жесткость металлоконструкции борта нарушается, борт изгибается под действием выгружаемого груза, постепенно деформируется и требует ремонта или замены. Недостаточную жесткость для тяжелого режима работы вагона-самосвала имеют и продольные обвязки борта, выполненные из гнутого швеллера недостаточной прочности или аналогичных стыкованных листовых штамповок, как правило, из 4-х частей. Кроме этого, известные конструкции продольных бортов [2] требуют применения значительного количества штампованных деталей, что для мелкосерийного производства не выгодно, так как требуется специальная технологическая оснастка.
Задачей предлагаемой полезной модели является конструктивное упрощение и упрочнение продольных бортов для вагонов-самосвалов тяжелого типа с улучшением технологичности их изготовления при выпуске небольших партий продольных бортов.
Технический результат заявляемой полезной модели - повышение прочности и долговечности продольных бортов вагонов-самосвалов в условиях интенсивной эксплуатации в карьерах и открытых горных разработках, уменьшение их деформации, как при сборке и сварке продольного борта, так и в процессе эксплуатации, а также снижение трудоемкости изготовления деталей и его сборки-сварки.
Для достижения технического результата, в предлагаемой конструкции продольного борта вагона-самосвала, содержащей сварную металлоконструкцию, выполненную в виде функциональной внутренней обшивки, петель для шарнирных соединений с кузовом и с механизмом открывания борта, нескольких продольных обвязок, верхняя из которых усилена продольным элементом, соединенных между собой торцевыми стенками-стойками и промежуточными стойками, по меньшей мере, верхняя продольная обвязка, выполнена из квадратной трубы с поперечным сечением 160×160×6 мм или из замкнутого гнутого прокатного профиля с аналогичным или близким к последнему поперечным сечением, и ее усиливающий продольный элемент выполнен двухскатным в виде угольника, наложенного своими полками на верхнюю сторону или на две верхние смежные стороны квадратной трубы или замкнутого гнутого прокатного профиля. При этом промежуточные стойки выполнены из нижних и верхних частей, петли для шарнирных соединений с кузовом выполнены совместно с утолщенными нижними частями промежуточных стоек, и последние соединены между собой и с торцевыми стенками-стойками продольными вставками, которые образуют нижнюю продольную обвязку сварной металлоконструкции.
В предлагаемой конструкции верхняя продольная обвязка наложена на функциональную внутреннюю обшивку одной из сторон квадратной трубы с поперечным сечением 160×160×6 мм или замкнутого гнутого прокатного профиля аналогичного сечения, и полости между элементами сварной металлоконструкции, с наружной стороны борта, перекрыты листовыми панелями, которые примыкают к верхней и нижней продольным обвязкам, а также к нижним утолщенным частям промежуточных стоек, При этом верхние части промежуточных стоек выполнены в виде ребер с горизонтальными опорными полками для установки и приварки листовых наружных панелей.
Как вариант, верхняя продольная обвязка выполнена наложенной на функциональную внутреннюю обшивку углом соединения двух смежных сторон квадратной трубы или замкнутого гнутого прокатного профиля, и полости между элементами сварной металлоконструкции, с наружной стороны борта, выполнены открытыми. При этом средняя продольная обвязка выполнена также из квадратной трубы с поперечным сечением 160×160×6 мм или аналогичного замкнутого гнутого прокатного профиля, и вставки, которые образуют нижнюю продольную обвязку, выполнены в виде прокатного угольника, усиливающего нижнюю часть функциональной внутренней обшивки.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - общий вид продольного борта вагона-самосвала тяжелого типа. Показано общее конструктивное устройство сварной металлоконструкции с внутренней функциональной обшивкой и наружными листовыми панелями. Половина продольного борта показана без наружных листовых панелей.
Фиг.2 - поперечный разрез продольного борта по А-А на фиг.1. Показано конструктивное устройство сварной металлоконструкции при исполнении продольного борта с наружными панелями.
Фиг.3 - поперечный разрез продольного борта по А-А (вариант) на фиг.1. Показано конструктивное устройство сварной металлоконструкции при варианте исполнения продольного борта без наружных панелей и с наклонным вариантом расположения верхней продольной обвязки.
Фиг.4 - местный продольный разрез борта по Б-Б на фиг.1. Показаны сварочные соединения внутренней листовой обшивки и промежуточных стоек, в т.ч. на петлях для шарнирных соединений с кузовом. Штрихпунктирной линией показаны устанавливаемые по требованию заказчика наружные листовые панели.
Осуществление полезной модели
(устройство и принцип действия)
Продольный борт вагона-самосвала тяжелого типа, фиг.1, в зависимости от требований эксплуатации предложен в двух вариантах - с наружной обшивкой (разрез А-А на фиг.2) и без наружной обшивки (разрез А-А на фиг.3). Продольный борт, фиг.1, 2, 3, содержит сварную металлоконструкцию, которая состоит из функциональной внутренней листовой обшивки 1, петель 2 для шарнирных соединений с кузовом, выполненных совместно с нижними частями соединительных стоек 3, верхней продольной обвязки 4, образованной квадратной трубой с поперечным сечением 160×160×6 мм или замкнутым гнутым прокатным профилем аналогичного сечения, средней продольной обвязки 5 (фиг.2), выполненной из швеллера №16, или средней продольной обвязки 6 (фиг.3), выполненной, как и верхняя продольная обвязка 4, из квадратной трубы сечением 160×160×6 мм. Дополнительную нижнюю продольную обвязку образуют продольные вставки 7, соединяющие утолщенные нижние части соединительных стоек 3, выполненные совместно с петлями 2. Продольные вставки 7 выполнены также из швеллера №16 и усилены рядом ребер 8. На верхней продольной обвязке 4 установлен продольный усиливающий двухскатный элемент 9, выполненный из прокатного уголка, наложенного своими полками верхнюю сторону «А» (фиг.2) или на две смежные стороны «А» (фиг.3) элемента квадратного поперечного сечения, который образует продольную обвязку 4. Продольные обвязки 4 и 5 (или 6) наложены своими сторонами «А» на внутреннюю листовую обшивку 1 и соединены между собой торцевыми стенками-стойками 10, несущими кронштейны с петлями для рычагов механизмов открывания борта, верхними частями промежуточных стоек 11 и промежуточными стойками 12, унифицированными по конструкции и размерам с верхними частями промежуточных стоек 11 - в виде ребер с горизонтальными опорными полками 13, которые используются для установки и приварки наружных листовых панелей 14 при варианте изготовления продольного борта с наружными листовыми панелями.
Верхняя продольная обвязка 4, как вариант ее исполнения (фиг.3), наложена на функциональную внутреннюю обшивку 1 углом сопряжения двух смежных сторон «А» элемента квадратного поперечного сечения, и полости «Б» между елементами сварной металоконструкции с наружной стороны выполнены открытыми, при этом средняя продольная обвязка 6 выполнена также из квадратной трубы с поперечным сечением 160×160×6 мм. Продольные вставки, образующие нижнюю продольную обвязку, виполнены из прокатних уголков 15, которые усиливают своей полкой «В» внутреннюю листовую обшивку 1, при этом ряд усиливающих ребер не устанавливается.
Предприятием-заявителем, с учетом эксплуатационных требований заказчиков и для обеспечения конкурентоспособности изделия «Вагон-самосвал (думпкар) 2ВС-105» и его основных частей, разработаны рабочие чертежи продольного борта по предложенной полезной модели, проведена технологическая подготовка производства и в 4 кв. 2010 года изготовлена промышленная партия вагонов-самосвалов (думпкаров) с усовершенствованными усиленными продольными бортами.
Источники информации
1. ГОСТ 5973-91 «Вагоны-самосвалы (думпкары) колеи 1520 мм. Общие технические требования».
2. Компленты рабочих чертежей 6-осного вагона-самосвала типа 904V Вагонзавода в г.Зеленая Гура (Польша), 1988 г., или его аналогов типа 2ВС-105 или модели 33-9035, имеющиеся на машиностроительных заводах стран СНГ, в т.ч. ОАО «Дизельный завод», http://www.mz_uralec.ru, http://www.transmash.com.ua/ru.
3. Монография «Вагоностроительные конструкции. Изготовление, модернизация, ремонт» под редакцией кандидата технический наук Б.Г.Цыгана, издательство «Кременчуг», 2005 г., стр.272, рис.2-136, УДК 625.23/24.002:621.791.