Стена торцевая крытого грузового вагона

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции стены торцевой крытого железнодорожного грузового вагона.
Известна конструкция стены торцевой кузова железнодорожного крытого вагона модели 11-217 [И.Ф. Пастухов, В.В. Лукин «Вагоны», М., Транспорт 1988 г., стр. 148, 153], содержащая металлический каркас, наружную металлическую обшивку и внутреннюю деревянную обшивку, обрамленную по полу и по углам уголковыми профилями. Каркас торцевой стены состоит из двух угловых и двух промежуточных стоек, связанных верхней обвязкой. Наружная металлическая обшивка выполнена из гофрированных листов толщиной 3 мм снизу и 2,5 мм сверху, а внутренняя обшивка – из влагостойкой фанеры толщиной 10 мм. Нижней обвязкой торцевой стены является концевая балка.
Недостатком данной конструкции является использование в качестве обшивки гофрированных листов, являющихся более металлоемкими и трудоемкими в изготовлении, чем плоский листовой прокат, а также, отсутствие на торцевой стене приспособлений для крепления груза внутри кузова или мест для их установки, ограничивающее функциональность вагона в целом.
Также известна конструкция стены торцевой железнодорожного полувагона [Патент РФ 173628 опубликован 04.09.2017г.], состоящей из листа обшивки и каркаса из крайних стоек, верхней обвязки и поясов, выполненных из чередующихся прямоугольных и квадратных профилей в поперечном сечении.
Также из уровня техники известна стена торцевая железнодорожного полувагона [Патент РФ 2566829 опубликован 27.10.2015 г.], содержащая лист обшивки и каркас из крайних стоек, средних стоек, верхней обвязки и поясов, при этом пояса и крайние стойки с одной стороны установлены на одной плоскости, с другой стороны по крайней мере один пояс, выполненный составным из основных профилей и соединительных элементов, выступает фронтальными поверхностями основных профилей за фронтальные поверхности крайних стоек.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
Недостатком данных конструкций является использование в качестве обшивки одного сплошного листа, перекрывающего горизонтальные и вертикальные элементы каркаса, что приводит к излишней металлоемкости торцевой стены и снижению грузоподъемности вагона.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание конструкции торцевой стены крытого грузового вагона, обеспечивающей снижение массы, при сохранении требуемой прочности, и возможность закрепления перевозимого груза к элементам торцевой стены без уменьшения внутреннего полезного объема кузова крытого вагона.
Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемая конструкция торцевой стены крытого грузового вагона содержит горизонтальные пояса каркаса, выполненные из балок омегообразного профиля, к нижним полкам которых, не перекрывая внутреннюю полость, приварены листы обшивы, при этом элементы крепления груза установлены во внутренних полостях омегообразных балок и не выходят за плоскость обшивки.
Использование в предлагаемой конструкции торцевой стены горизонтальных поясов из балок, имеющих омегообразный профиль с внутренней полостью, а также закрепление обшивки на его нижних полках без перекрытия внутренней полости, позволяет использовать имеющееся в полостях балок пространство для размещения элементов фиксации груза в вагоне. Так как в предлагаемой конструкции внутренние полости балок не заходят за внутреннюю поверхность обшивы, то установка в них фиксирующих элементов, также не выступающих внутрь кузова вагона, позволяет максимально использовать внутреннее пространство кузова для размещения груза, а также исключить вероятность получения травм при проведении погрузочно-разгрузочных работ. Кроме того, закрепление листов обшивки на нижних полках омегообразных балок горизонтальных поясов, без перекрытия их внутренней полости, обусловлено способностью профиля балок обеспечить требуемую жесткости конструкции и позволяет, за счет использования меньшего количества обшивки, снизить массу торцевой стены и повысить грузоподъемность вагона. Также представленная конструкция позволяет отказаться от выполнения работ по вырезу отверстий в листах обшивы для установки элементов крепления груза во внутреннюю полость балок каркаса, что существенно снижает трудоемкость изготовления.
Выполнение верхнего листа обшивы толщиной меньше толщин остальных листов также способствует снижению массы торцевой стены и обусловлено меньшей величиной распорных нагрузок действующих на обшивку и соответственно меньшими требования к прочности.
Использование в обшивке торцевой стены листов толщиной в диапазонеот 2,5 мм до 4 мм обусловлено тем, что листы толщиной менее 2,5 мм не обеспечивают требуемых показателей прочности конструкции, в то время как применение листов толщиной более 4 мм приводит к излишней металлоемкости конструкции.
Выполнение элемента крепления груза П-образной формы, закрепленных ветвями на противоположных стенках внутренней полости омегообразных балок, либо посредством оси закрепленной торцами на противоположных стенках внутренней полости омегообразных балок, обеспечивает простоту изготовления, монтажа и эксплуатации.
Установка между горизонтальными поясами из балок омегообразного профиля подкрепляющих горизонтальных балок, исключает деформацию листов обшивки под действием распорных нагрузок от перевозимого груза, повышая тем самым прочность и надежность конструкции торцевой стены. Кроме того, использование подкрепляющих балок позволяет использовать в качестве обшивки листы меньшей толщины, имеющие меньшую массу.
Расположение элементов крепления симметрично относительно вертикальной оси торцевой стены способствует более равномерному распределению нагрузок от закрепляемого груза по элементам каркаса торцевой стены.
Техническим результатом от применения предлагаемой полезной модели является снижение массы стены торцевой, позволяющее перевозить большее количество груза, а также повышение удобства закрепления груза без уменьшения внутреннего объема кузова крытого вагона.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что стена торцевая крытого грузового вагона, состоящая из металлического свариваемого каркаса, содержащего крайние стойки, центральные стойки, верхнюю обвязку и горизонтальные пояса, состоящие из закрепленных между стойками балок, обшивы из плоских листов, закрепленных с внутренней стороны торцевой стены, элементов крепления груза, кроме того, пояса и стойки со стороны закрепления обшивы установлены на одной плоскости, также содержит горизонтальные пояса выполненные из балок омегообразного профиля к нижним полкам которых, не перекрывая внутреннюю полость, приварены листы обшивы, при этом элементы крепления груза установлены во внутренних полостях омегообразных балок и не выходят за плоскость обшивки.
Листы обшивы выполнены толщиной в диапазоне от 2,5 мм до 4 мм, при этом толщина верхнего листа обшивы меньше толщин остальных листов.
Между горизонтальными поясами из балок омегообразного профиля установлены промежуточные подкрепляющие горизонтальные балки.
Элементы крепления груза расположены симметрично относительно вертикальной оси торцевой стены.
Элементы крепления могут быть реализованы П-образной формой и закреплены ветвями на противоположных стенках внутренней полости омегообразных балок, либо выполнены посредством оси закрепленной торцами на противоположных стенках внутренней полости омегообразных балок.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется иллюстрациями:
Фиг. 1 – Стена торцевая крытого грузового вагона (наружная сторона);
Фиг. 2 – Стена торцевая крытого грузового вагона (внутренняя сторона);
Фиг. 3 – Стена торцевая крытого грузового вагона (сечение А-А).
Примером реализации представленного технического может быть стена торцевая крытого грузового вагона, изображенная на Фиг. 1 – 3.
Стена торцевая состоит из сваренного металлического каркаса, обшивы из четырех плоских листов 8, закрепленных с внутренней стороны стены торцевой, и элементов крепления груза 7. Каркас содержит крайние стойки 1, две центральные стойки 2, верхнюю обвязку 3 и горизонтальных поясов 4 и 6, состоящие из закрепленных между стойками балок. Пояса 4, 6 и стойки 1, 2 со стороны закрепления листов 8 обшивы установлены на одной плоскости. Три горизонтальных пояса 4 состоят из балок 5, имеющих омегообразный профиль. К нижним полкам 9 балок 5 приварены листы 8 обшивы. Листы 8 обшивы не перекрывают внутреннюю полость 10 балок 5 горизонтальных поясов 4. Элементы крепления груза 7 представляют собой ось, закрепленную своими торцами на противоположных стенках 11 внутренней полости 10 балок 5. Элементы крепления груза7 не выступают за внутреннюю плоскость 12 листов 8 обшивы.
Закрепление груза в крытом вагоне, с использованием представленной конструкции торцевой стены, может осуществляться различными стальными тросами, проволокой, полосами, цепями и другими типовыми устройствами, используемыми в эксплуатации при проведении погрузочно-разгрузочных работ.
В настоящее время по заявляемому техническому решению разработана конструкторская документация и проведены всесторонние испытания опытных образцов в составе вагона.