ПОЛУВАГОН С РАЗГРУЗОЧНЫМИ ЛЮКАМИ

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и предназначена для использования в конструкции железнодорожных грузовых полувагонов с разгрузочными люками.
Известен полувагон с разгрузочными люками, содержащий кузов, раму с хребтовой балкой, шкворневыми, поперечными балками, днище кузова с листами, разгрузочными люками в межтележечном пространстве и концевыми разгрузочными люками над ходовыми тележками, все разгрузочные люки снабжены крышками и упорами для крышек в их открытом положении, см. RU 172605, B61D 3/00, B61F 1/02, опубл. 14.07.2017 (прототип).
Технической проблемой, присущей данному полувагону с разгрузочными люками, является низкая прочность и низкая эксплуатационная эффективность, вызванные ограниченностью длины проемов концевых разгрузочных люков в продольном направлении, затрудняющей скорость разгрузки кузова полувагона. Недостаточная прочность днища кузова полувагона обусловлена наличием в районе концевых разгрузочных люков прямых углов переходов между кромками проемов в днище, служащих местами концентрации внутренних напряжений.
Техническим результатом полезной модели является увеличение эксплуатационной эффективности полувагона с разгрузочными люками.
Указанный технический результат обеспечивается полувагоном с разгрузочными люками, содержащим кузов, раму с хребтовой балкой, шкворневыми, поперечными балками, днище кузова с листами, разгрузочными люками в межтележечном пространстве и концевыми разгрузочными люками над ходовыми тележками, все разгрузочные люки снабжены крышками и упорами для крышек в их открытом положении, верхние полки шкворневых балок выполнены как часть днища кузова, при этом проемы в днище кузова для концевых разгрузочных люков выполнены с заходом на верхние полки шкворневых балок, проемы для концевых разгрузочных люков выполнены длиной L от 1000 мм до 1800 мм, шириной Н от 500 мм до 1000 мм, при этом средние упоры для крышек концевых разгрузочных люков, расположенные между концевыми разгрузочными люками, закреплены непосредственно на шкворневых балках, разгрузочные люки в межтележечном пространстве размещены между поперечными балками, при этом их крышки шарнирно подвешены на боковых стенках хребтовой балки, проемы разгрузочных люков в межтележечном пространстве выполнены длиной М от 1000 мм до 1800 мм, шириной N от 1000 мм до 1300 мм, проемы концевых разгрузочных люков выполнены с закруглениями в углах по радиусу R от 20 мм до 300 мм;
- верхние полки шкворневых балок своей средней частью могут быть закреплены на верхней полке хребтовой балки;
- верхние полки шкворневых балок в своей средней части могут быть выполнены с центральными вырезами для увеличения длины сварочных швов с целью получения более прочного соединения верхних полок шкворневых балок с верхней полкой хребтовой балки;
- крышки концевых разгрузочных люков могут быть шарнирно установлены на несущих продольных балках, закрепленных между шкворневыми балками и дополнительными поперечными балками.
Полезная модель отличается от прототипа тем, что верхние полки шкворневых балок выполнены как часть днища кузова, при этом проемы в днище кузова для концевых разгрузочных люков выполнены с заходом на верхние полки шкворневых балок, проемы для концевых разгрузочных люков выполнены длиной L от 1000 мм до 1800 мм, шириной Н от 500 мм до 1000 мм, при этом средние упоры для крышек концевых разгрузочных люков, расположенные между концевыми разгрузочными люками, закреплены непосредственно на шкворневых балках, разгрузочные люки в межтележечном пространстве размещены между поперечными балками, при этом их крышки шарнирно подвешены на боковых стенках хребтовой балки, проемы разгрузочных люков в межтележечном пространстве выполнены длиной М от 1000 мм до 1800 мм, шириной N от 1000 мм до 1300 мм, проемы концевых разгрузочных люков выполнены с закруглениями в углах по радиусу R от 20 мм до 300 мм;
- верхние полки шкворневых балок своей средней частью закреплены на верхней полке хребтовой балки;
- верхние полки шкворневых балок в своей средней части выполнены с центральными вырезами для увеличения длины сварочных швов с целью получения более прочного соединения верхних полок шкворневых балок с верхней полкой хребтовой балки;
- крышки концевых разгрузочных люков шарнирно установлены на несущих продольных балках, закрепленных между шкворневыми балками и дополнительными поперечными балками.
Такие отличия дают основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Полезная модель представлена на чертежах, где:
- на фиг. 1 - изображен полувагон с разгрузочными люками, общий вид;
- на фиг. 2 - то же самое, вид сверху;
- на фиг. 3 - проемы в днище кузова для концевых разгрузочных люков без крышек, вид снизу, местный вид, остальные детали условно не показаны;
- на фиг. 4 - концевая часть рамы кузова, остальные детали условно не показаны, вид сверху;
- на фиг. 5 - рама кузова полувагона, остальные детали условно не показаны, изометрическая проекция;
- на фиг 6 - концевая часть кузова, остальные детали условно не показаны, вид снизу, изометрическая проекция.
Полувагон с разгрузочными люками содержит кузов 1 (фиг. 1, 2) раму с хребтовой балкой 2, шкворневыми балками 3, поперечными балками 4, днище 5 кузова 1 с листами, разгрузочными люками 6 в межтележечном пространстве и концевыми разгрузочными люками 7 над ходовыми тележками 8. Разгрузочные люки 6, 7 снабжены крышками 6.1, 7.1 и соответствующими упорами 6.2, 7.2 для крышек 6.1, 7.1 в их открытом положении (фиг. 3-6). Верхние полки 3.1 шкворневых балок 3 выполнены как часть днища 5 кузова 1, при этом проемы в днище 5 кузова 1 для концевых разгрузочных люков 7 выполнены с заходом на верхние полки 3.1 шкворневых балок 3. Проемы 7.3 для концевых разгрузочных люков 7 выполнены длиной L от 1000 мм до 1800 мм, шириной Н от 500 мм до 1000 мм. Средние упоры 7.2.1 для крышек 7.1 концевых разгрузочных люков 7, расположенные между концевыми разгрузочными люками 7, закреплены непосредственно на шкворневых балках 3. Разгрузочные люки 6 в межтележечном пространстве размещены между поперечными балками 4, при этом их крышки 6.1 шарнирно подвешены на боковых стенках 2.1 хребтовой балки 2. Проемы 6.3 разгрузочных люков 6 в межтележечном пространстве выполнены длиной М от 1000 мм до 1800 мм, шириной N от 1000 мм до 1300 мм. Проемы 7.3 концевых разгрузочных люков 7 выполнены с закруглениями в углах по радиусу R от 20 мм до 300 мм;
Верхние полки 3.1 шкворневых балок 3 своей средней частью 3.2 могут быть закреплены на верхней полке 2.2 хребтовой балки 2.
Верхние полки 3.1 шкворневых балок 3 своей средней части 3.2 могут быть выполнены с центральными вырезами 3.3 для увеличения длины сварочных швов с целью получения более прочного соединения верхней полки 3.1 шкворневой балки 3 с верхней полкой 2.2 хребтовой балки 2.
Крышки 7.1 концевых разгрузочных люков 7 могут быть шарнирно установлены на несущих продольных балках 9, закрепленных между шкворневыми балками 3 и дополнительными поперечными балками 10.
Технический результат, заключающийся в увеличении эксплуатационной эффективности, обеспечивается следующим образом.
Выполнение верхних полок 3.1 шкворневых балок 3 как части поверхности днища 5 кузова 1 обеспечивает увеличение прочности и жесткости днища 5 в области шкворневых балок 3, поскольку верхние полки 3.1 выполнены из более толстого металла.
Выполнение в верхних полках 3.1 шкворневых балок 3 вырезов 7.4 позволяет увеличить длину L проемов 7.3, которая выполнена от 1000 мм до 1800 мм, без существенного снижения прочности верхней полки 3.1 шкворневых балок 3. При этом, выполнение проемов 7.3 менее 1000 мм снижает скорость разгрузки кузова 1 от сыпучего груза, при выполнении проема 7.3 более 1800 мм существенно вырастает нагрузка на крышки 7.1 разгрузочных люков 7 за счет увеличения их длины, кроме того увеличивается вес крышек 7.1, что затрудняет их использование. Выполнение ширины Н проемов 7.3 в поперечном направлении менее 500 мм не обеспечивает необходимой скорости истечения из кузова 1 сыпучего груза, при выполнении ширины Н проемов 7.3 более 1000 мм уменьшается угол скатывания сыпучего груза, что приводит к увеличению затрат времени на разгрузку кузова 1. Закрепление средних упоров 7.2.1, расположенных между концевыми разгрузочными люками 7, непосредственно на шкворневых балках 3 без использования дополнительных кронштейнов или промежуточных пластин, увеличивает жесткость средних упоров 7.2.1 и прочность их связи с рамой кузова 1.
Разгрузочные люки 6 размещены между поперечными балками 4 и шарнирно подвешены на боковых стенках 2.1 хребтовой балки 2. Проемы 6.3 выполнены длиной М в продольном направлении от 1000 мм до 1800 мм, и шириной N в поперечном направлении от 1000 мм до 1300 мм. Выполнение длины М менее 1000 мм не обеспечивает эффективной разгрузки кузова 1, при выполнении более 1800 мм существенно увеличивается вес крышек 6.1, что затрудняет их ручное использование. Выполнение ширины N менее 1000 мм также снижает скорость разгрузки, а при выполнении более 1300 мм существенно вырастает нагрузка на крышки 6.1 от груза и на соответствующие упоры 6.2, кроме того, увеличивается вес крышек 6.1, что также затрудняет их использование.
Выполнение переходов от поперечных кромок к продольным кромкам в проемах 7.3 по радиусу R, выдержанному в диапазоне от 20 мм до 300 мм, значительно снижает, за счет создания плавного сопряжения указанных кромок, концентрацию внутренних механических напряжений в углах проемов разгрузочных люков 7, причем, выполнение радиуса R менее 20 мм приводит к появлению места концентрации внутренних механических напряжений, при выполнении более 300 мм уменьшаются просветы проемов 7.3.
Для увеличения прочности связи между хребтовой балкой 2 и верхней полкой 3.1 шкворневой балки 3 верхняя полка 3.1 может быть выполнена единой, на всю длину шкворневой балки 3, и своей средней частью 3.2 может быть закреплена на верхней полке 2.2 хребтовой балки 2, при этом верхние полки 3.1 в своей средней части 3.2 могут быть выполнены с центральными вырезами 3.3 для увеличения длины сварочных монтажных швов с целью получения более прочного соединения верхних полок 3.1 с верхней полкой 2.2 хребтовой балки 2.
Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает увеличение эксплуатационной эффективности полувагона с разгрузочными люками.