ТОРЦЕВАЯ СТЕНА ПОЛУВАГОНА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции торцевых стен полувагонов.
Известны конструкции торцевых стен полувагонов, в которых предусмотрены подкрепления различной конструкции, предназначенные для обеспечения прочности и устойчивости от воздействия эксплуатационных нагрузок (см. альбом-справочник 002И-97 ПКБ ЦВ «Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм», 1998г., стр.54, 56, 57, 59, 61, 69, 71; патенты UA №48224, B61D 17/00, B61F 1/00, 21.09.2009; RU №54079, 12-03, 13.11.2002; RU №50484, 12-03, 12.03.2001; RU №67943, B61D 17/06, B61D 3/08, 02.03.2007; RU №109715, B61D 3/00, 17.06.2011; RU №2391239 C1, B61F 1/00, B61D 3/08, 21.05.2009). Для обеспечения требуемой прочности при воздействии на полувагон продольных усилий торцевые стены усилены в основном горизонтальными подкрепляющими элементами, которые в известных конструкциях отличаются количеством и применяемым профилем. В нижней части торцевые стены усилены вертикальными подкрепляющими элементами, расположенными симметрично относительно вертикальной оси симметрии каждой стены.
Недостатками этих технических решений является недостаточная прочность и нерациональное расположение подкрепляющих элементов, в частности, в верхней половине торцевой стены. В результате воздействия продольных сил на полувагон верхние слои перевозимого груза перемещаются и оказывают давление на торцевую стену, вызывая в ней большие напряжения и остаточные деформации.
В известной торцевой стене полувагона (см. RU №110044 U1, B61D 3/00, 16.06.2011 - принят за прототип) предпринята попытка усиления верхней половины торцевой стены. Для этого в ее конструкции предусмотрен вертикальный подкрепляющий элемент с увеличенным моментом сопротивления. Он установлен на вертикальной оси симметрии торцевой стены и состоит из трех частей, расположенных последовательно между горизонтальными подкрепляющими элементами, один из которых в верхней части соединен с верхней обвязкой. В нижней части торцевая стена подкреплена двумя вертикальными подкрепляющими элементами, симметрично расположенными относительно оси симметрии торцевой стены, соединенными одним концом с нижним горизонтальным подкрепляющим элементом, другим концом - с лобовым листом рамы полувагона.
Недостатком этой конструкции является ее низкая прочность. Она вызвана высокими напряжениями, которые возникают в обшивке торцевой стены в местах, ограниченных вертикальным подкрепляющим элементом, расположенным на оси симметрии торцевой стены, угловыми стойками и горизонтальными подкрепляющими элементами. Кроме того, вертикальный подкрепляющий элемент, имея большой момент сопротивления, не обеспечивает необходимой прочности, так как изготовлен из частей, соединенных с горизонтальными подкрепляющими элементами, имеющими более низкий момент сопротивления. Это приводит к деформации всей торцевой стены.
Техническим результатом, на который направлено данное техническое решение, является повышение прочности торцевой стены и увеличение срока ее службы.
Указанный технический результат достигается тем, что в торцевой стене полувагона, включающей связанную с угловыми стойками верхнюю и нижнюю обвязки, жестко соединенные с листовой обшивкой, усиленной горизонтальными подкрепляющими элементами, а также вертикальными подкрепляющими элементами, симметрично расположенными относительно вертикальной оси симметрии торцевой стены, каждый вертикальный подкрепляющий элемент выполнен цельным по всей высоте торцевой стены и соединен с листовой обшивкой, верхней и нижней обвязками, а горизонтальные подкрепляющие элементы выполнены из частей и соединены с вертикальными подкрепляющими элементами, листовой обшивкой и угловыми стойками. При этом моменты сопротивления сечений верхней обвязки и вертикальных подкрепляющих элементов больше момента сопротивления сечения горизонтальных подкрепляющих элементов.
Вертикальные подкрепляющие элементы торцевой стены выполнены из профиля двутаврового сечения, горизонтальные подкрепляющие элементы и угловые стойки - из швеллера, а верхняя обвязка - из замкнутого профиля коробчатого сечения.
Сравнение предлагаемого технического решения с приведенными аналогами позволило установить наличие отличительных от них признаков, следовательно, данное техническое решение соответствует критерию «новизна».
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид торцевой стены, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1, на фиг.4 - выносной элемент на фиг.3.
Торцевая стена полувагона содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 обвязки, связанные с угловыми стойками 3. Верхняя 1 обвязка выполнена из замкнутого профиля коробчатого сечения, в частности из сваренных между собой швеллеров. Стойки 3 выполнены из швеллера, а нижняя 2 обвязка - из уголкового профиля. К обвязкам приварена обшивка 4 из листового проката. Обшивка усилена двумя вертикальными подкрепляющими элементами 5 из профиля двутаврового сечения. Каждый вертикальный подкрепляющий элемент имеет большой момент сопротивления, выполнен цельной деталью, установленной симметрично относительно вертикальной оси симметрии торцевой стены, и приварен к обшивке 4 и обвязкам 1, 2. К вертикальным подкрепляющим элементам, а также к обшивке и угловым стойкам 3 приварены три горизонтальных подкрепляющих элемента 6 из швеллера. Каждый из этих элементов выполнен из частей, при этом момент сопротивления их сечения меньше моментов сопротивления сечений верхней обвязки и вертикальных подкрепляющих элементов.
При воздействии на полувагон эксплуатационных нагрузок торцевые стены воспринимают продольные силы, удерживая перемещаемый груз. Мощные вертикальные подкрепляющие элементы 5, соединенные с мощной верхней обвязкой 1, к которым приварены три горизонтальных подкрепляющих элемента 6, образуют мощную конструкцию, препятствующую появлению высоких напряжений, вызывающих деформацию торцевой стены. Увеличивается межремонтный срок и общий срок службы данной конструкции.
В настоящее время успешно завершены испытания полувагона с заявляемой торцевой стеной и начата подготовка к серийному производству.