Рама кузова грузового вагона

Предложенное техническое решение относится к железнодорожному транспорту, в частности к грузовым вагонам, и касается конструкции рамы кузова.
Известен полувагон модели 12-132 [ТУ 43-577-89], который содержит кузов, состоящий из торцевых и боковых стен, опирающийся через раму на ходовые тележки. Рама кузова состоит из хребтовой балки с закрепленными на ней поперечными концевыми, промежуточными, шкворневыми балками и пятниками. Шкворневая балка включает вертикальные стенки, верхний лист, нижний лист и закрепленные на нем боковые опоры. Нижний лист шкворневой балки имеет изогнутую форму, а расстояние от пятника до нижнего листа шкворневой балки на второй половине длины (после боковой опоры) равно 310 мм.
Известная шкворневая балка рамы кузова полувагона выбрана в качестве прототипа. Однако недостатком данной конструкции является низкая прочность нижнего листа шкворневой балки из-за его крутого изгиба и завышенного центра тяжести порожнего полувагона (для модели 12-132 – 1,21 м), что повышает вероятность возникновения трещин.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение объема кузова грузового вагона при повышении прочности рамы кузова.
Указанный технический результат достигается тем, что рама кузова грузового вагона состоит из хребтовой балки с закрепленными на ней поперечными концевыми, промежуточными, шкворневыми балками и пятниками, при этом нижний лист шкворневой балки с каждой стороны от хребтовой балки имеет горизонтальный участок, расположенный в концевой части шкворневой балки, и наклонный участок с закрепленными на нем боковыми опорами, а опорная поверхность пятника отстоит от горизонтального участка нижнего листа на расстояние от 90 до 250 мм, измеренное по вертикали.
Увеличение объема кузова вагона при увеличении прочности рамы достигается за счет того, что опорная поверхность пятника отстоит от горизонтального участка нижнего листа на расстояние от 90 до 250 мм, измеренное по вертикали. При значении этого расстояния, близкого к 90 мм, возможно исключение кронштейнов, через которые боковые опоры крепятся к нижнему листу шкворневой балки, благодаря чему возникает возможность опустить уровень пола и за счет этого увеличить внутренний объем кузова вагона. При этом выбор этого расстояния, близкого к 90 мм, положительно скажется на технологичности вагона (сократится количество сварных швов), а, следовательно, увеличит прочность рамы кузова вагона. Таким образом, при занижении уровня пола увеличивается объем кузова, а конструкция шкворневой балки позволяет повысить прочностные характеристики рамы кузова. Поэтому данный диапазон является оптимальным, поскольку при значении этого расстояния менее 90 мм и сохранении уровня верхнего листа шкворневой балки увеличится высота вертикального листа шкворневой балки, и, как следствие – поднимется уровень пола и уменьшится высота внутреннего пространства вагона. Кроме того, при расстоянии менее 90 мм прочность рамы уменьшается, что обусловлено увеличением вероятности возникновения трещин на нижнем листе шкворневой балки рамы за счет благодаря повышения центра тяжести вагона. При значении этого расстояния, близкого к 250 мм, увеличится объем кузова вагона и увеличится прочность рамы также за счет исключения кронштейнов, через которые боковые опоры обычно крепятся к нижнему листу шкворневой балки, при этом обеспечивается возможность понизить уровень пола и сократить количество сварных швов, повышающее прочность рамы кузова. При значении этого расстояния более 250 мм и сохранении уровня верхнего листа шкворневой балки уменьшится прочность и надежность конструкции, поскольку увеличится высота вертикального листа шкворневой балки, и возникнет крутой изгиб нижнего листа шкворневой балки при переходе от хребтовой балки к нижней обвязке боковой стены, что увеличит вероятность возникновения трещин в нижнем листе шкворневой балки. При этом возникает необходимость установки кронштейнов, через которые боковые опоры обычно крепятся к нижнему листу шкворневой балки, что увеличит количество сварных швов и уменьшит прочность балки и, следовательно, рамы кузова. Кроме того, при расстоянии более 250 мм значительно уменьшится объем кузова вагона за счет подъема уровня пола.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом, где на фигуре показан общий вид шкворневой балки рамы кузова грузового вагона.
Рама кузова грузового вагона состоит из хребтовой балки 1 с закрепленными на ней поперечными концевыми (на чертеже не показано), промежуточными (на чертеже не показано), шкворневыми балками и пятниками 2. Шкворневая балка включает вертикальные стенки 3, верхний лист 4, нижний лист 5. Верхний лист 4 и нижний лист 5 перекрывают вертикальные стенки 3 попарно и хребтовую балку 1 рамы. Нижний лист 5 шкворневой балки имеет изогнутую форму и с каждой стороны от хребтовой балки 1 состоит из горизонтального участка, расположенного в концевой части шкворневой балки, и наклонного участка с закрепленными на нем боковыми опорами 6. Опорная поверхность пятника 2 отстоит от горизонтального участка нижнего листа 5 на расстояние Х (Фиг.), находящееся в диапазоне от 90 до 250 мм, измеренное по вертикали. Каждый пятник 2 установлен в месте соединения хребтовой балки 1 и шкворневой балки и представляет собой опору между рамой кузова и колесной тележкой (на чертеже не показано).
Выбор данного расстояния в диапазоне от 90 до 250 мм позволяет увеличить объем кузова вагона, при этом повысив прочность конструкции шкворневой балки и рамы в целом кузова грузового вагона. При данном диапазоне понижается уровень пола и увеличится внутренний объем кузова вагона. При выборе данного диапазона расстояния опорной поверхности пятника 2 от горизонтального участка нижнего листа 5, измеренного по вертикали, обеспечивается повышение прочности рамы за счет повышения прочности конструкции шкворневой балки кузова грузового вагона, обусловленного снижением вероятности возникновения трещин на ее нижнем листе 5. Увеличение прочности рамы обусловлено снижением вероятности возникновения трещин на нижнем листе 5 шкворневой балки благодаря снижению центра тяжести вагона. Данный диапазон является оптимальным, т.к. если нижняя опорная поверхность пятника 2 отстоит от горизонтального участка нижнего листа 5 на расстояние, находящееся в диапазоне от 90 до 250мм, измеренное по вертикали, то возможно исключение кронштейнов, через которые боковые опоры 6 обычно крепятся к нижнему листу 5 шкворневой балки.
Таким образом, с помощью заявляемой полезной модели достигается технический результат, заключающийся в увеличении объема кузова грузового вагона при повышении прочности рамы кузова.