УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ РАМЫ И БОКОВОЙ СТЕНЫ ПОЛУВАГОНА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и предназначена для использования в конструкции железнодорожного грузового вагона, в частности полувагона с разгрузочными люками в полу.
Известен узел соединения рамы и боковой стены люкового полувагона, содержащий поперечную балку рамы, нижнюю обвязку боковой стены и компенсирующую накладку, выполненную с горизонтальной верхней полкой и боковыми стенками, в поперечном сечении повторяющую форму поперечной балки рамы, при этом накладка выполнена с двойным скосом на торце для улучшения сварочного соединения с верхней полкой поперечной балки и противоположным торцом прилегает к нижней обвязке боковой стены для выполнения сварочного соединения (см. RU 129066 U1, опубл. 20.06.2013).
Известен узел соединения рамы и боковой стены люкового полувагона, принятый в качестве прототипа, содержащий поперечную балку рамы, нижнюю обвязку боковой стены и компенсирующую накладку, выполненную с верхней полкой и боковыми стенками со скруглениями или скосами между ними и имеющую в плане форму трапеции с малым и большим основаниями, которыми компенсирующая накладка приваривается к поперечной балке рамы грузового вагона и к нижней обвязке боковой стены, соответственно, при этом компенсирующая накладка может быть выполнена в форме части усеченной пирамиды, усеченного конуса или любой усеченной фигуры, составленной из нескольких граней, ребра между которыми могут быть скруглены или скошены (см. RU 171520 U1, опубл. 05.06.2015).
Техническая проблема, которая не решается известными техническими решениями, заключается в пониженной прочности узла соединения рамы с боковой стеной грузового полувагона в месте ее нижней обвязки, в отсутствии возможности обеспечить качественное соединение, например, посредством сварки, в связи с чем при эксплуатации полувагона возникают повышенные напряжения в указанном месте соединения.
Технический результат заключается в снижении напряжений и повышении прочности узла соединения рамы и боковой стены полувагона.
Указанный технический результат достигается тем, что в узле соединения рамы и боковой стены полувагона, содержащем поперечную балку рамы, нижнюю обвязку боковой стены и компенсирующую накладку, выполненную с верхней полкой и боковыми стенками со скруглениями между ними и имеющую в плане форму трапеции с малым и большим основаниями для соединения с поперечной балкой рамы и с нижней обвязкой боковой стены, соответственно, предлагается выполнять скругления со стороны малого основания компенсирующей накладки с радиусом R1 в диапазоне от 5 мм до 200 мм, а соотношение радиуса R1 с радиусом R2 скруглений со стороны большого основания компенсирующей накладки выполнять в диапазоне 0,01<R1/R2<1.
В предлагаемой конструкции компенсирующей накладки предусмотрено увеличение по высоте в сторону ее большого основания за счет выполнения переменного радиуса скруглений при значении радиуса R1 в диапазоне от 5 мм до 200 мм и соотношения по формуле 0,01<R1/R2<1, вследствие чего в месте сопряжения накладки с нижней обвязкой боковой стены уменьшается концентрация напряжений, что способствует повышению прочности предлагаемого узла соединения. При выполнении значения радиуса R1 менее 5 мм в месте скругления компенсирующей накладки возрастают внутренние напряжения; при превышении значения 200 мм неоправданно возрастает размер и, соответственно, металлоемкость накладки. При соотношении радиусов R1/R2>1 в месте соединения компенсирующей накладки с нижней обвязкой боковой стены возникают напряжения, превышающие допустимые значения, а при соотношении радиусов R1/R2<0,01 не обеспечивается надежное соединение компенсирующей накладки с нижней обвязкой и поперечной балкой.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическими изображениями:
на фигуре 1 - кузов люкового полувагона, вид сверху;
на фигуре 2 - местный вид А на фиг. 1;
на фигуре 3 - компенсирующая накладка, вид спереди;
на фигуре 4 - компенсирующая накладка, аксонометрическая проекция.
Узел соединения рамы и боковой стены полувагона содержит (фиг. 1, 2) поперечную балку 1 рамы кузова полувагона, нижнюю обвязку 2.1 боковой стены 2, компенсирующую накладку 3.
Компенсирующая накладка 3 (фиг. 3, 4) представляет собой штампованную из листового металла деталь и выполнена с верхней полкой 3.1 и боковыми стенками 3.2 со скруглениями 3.3 между ними. В плане компенсирующая накладка 3 имеет форму трапеции с малым 3.4 и большим 3.5 основаниями для соединения указанными основаниями, соответственно, с поперечной балкой 1 рамы и с нижней обвязкой 2.1 боковой стены 2 кузова полувагона. Скругления 3.3 со стороны малого основания 3.4 выполнены с радиусом R1 в диапазоне от 5 до 200 мм. Скругления 3.3 со стороны большого основания 3.5 выполнены с радиусом R2. Между значениями радиусов R1 и R2 выдержано соотношение 0,01<R1/R2<1.
Работает полезная модель следующим образом.
При сборке узла соединения рамы и боковой стены полувагона компенсирующую накладку 3 закрепляют, например, посредством сварки, со стороны рамы на верхней полке 1.1 поперечной балки 1, а со стороны боковой стены 2 - на нижней обвязке 2.1. За счет выполнения компенсирующей накладки 3 с переменными радиусами R1, R2 скруглений 3.3 компенсирующая накладка 3 оптимально увеличивается по высоте в сторону большого основания 3.4, обеспечивая плотное сопряжение малого основания 3.4 с верхней полкой 1.1 поперечной балки 1 рамы, с одной стороны, и большого основания 3.5 с нижней обвязкой 2.1 боковой стены 2, с другой стороны.