ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ГРУЗОВОЙ ВАГОН

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу и касается конструкций рам кузовов железнодорожных грузовых вагонов с хребтовыми балками и вынесенными наружу кузова торцевыми стенами.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известен полувагон с разгрузочными люками (RU 157920), кузов которого образован закрепленными на раме боковыми и торцевыми стенами. Рама содержит хребтовую балку, имеющую омегообразное поперечное сечение, с закрепленными на ней шкворневыми и лобовыми балками. При этом в данном полувагоне конструкция хребтовой балки не содержит верхний профиль в виде двутавра, за счет чего обеспечена возможность увеличения объема кузова.
Однако обеспечение некоторого увеличения объема кузова известного полувагона с разгрузочными люками является недостаточным с точки зрения полного использования осевой нагрузки, так как отсутствует вынос торцевой стены, который бы способствовал увеличению объема кузова.
Также известен полувагон (RU 159868), содержащий кузов, образованный закрепленными на раме боковыми и торцевыми стенами. Рама содержит хребтовую и лобовые балки, при этом каждая торцевая стена закреплена на лобовой балке и выполнена плоской формы. Соответствующая лобовая балка состоит из пяти участков, два из которых, боковые, равноудалены от продольной оси полувагона в боковом направлении и отдалены наружу кузова на расстояние от 130 мм до 300 мм вдоль продольной оси полувагона от третьего, центрального участка, на котором расположена ударная розетка, а боковые участки соединены с центральным участком с помощью расположенных под углом к их плоскостям участков, симметрично разнесенных относительно продольной оси полувагона.
Недостатком данного полувагона является наличие выреза в нижней части торцевой стены, перекрытого с внутренней стороны кузова кожухом в виде листовой конструкции, выполненного для обеспечения возможности перемещения полувагона вагонопозиционером, рабочий орган которого упирается в ударную розетку, а также обслуживания автосцепного устройства, в частности для обеспечения возможности установки и замены маятниковых подвесок. Такое исполнение имеет сложную конструкцию и, как следствие, уменьшает технологичность изготовления. Кроме этого, наличие кожуха с внутренней стороны кузова затрудняет разгрузку такого полувагона грейфером.
Известен кузов полувагона повышенной вместимости и грузоподъемности (RU 123384, наиболее близкий аналог), содержащий раму с закрепленными на ней торцевыми и боковыми стенами. Рама полувагона содержит хребтовую балку и закрепленные на ней две лобовые балки. Лобовая балка сварной конструкции, установленная на хребтовой балке рамы, содержит верхнюю горизонтальную полку с вертикальной отгибкой вверх и нижние полки с концентричными отверстиями. Лобовой лист лобовой балки состоит из пяти участков, два из которых, боковые, равноудалены от продольной оси вагона в боковом направлении и отдалены на расстояние ΔL вдоль продольной оси вагона от третьего, центрального участка, к которому крепится розетка переднего упора автосцепки. Боковые участки соединены с центральным участком с помощью расположенных под углом к их плоскостям участков, симметрично разнесенных относительно продольной оси вагона. В известном кузове хребтовая балка имеет верхний профиль в виде двутавра, а лобовой лист имеет высоту, перекрывающую полную высоту хребтовой балки. Таким образом, лобовой лист значительно продлен вверх над ударной розеткой, что создает условия как для замены подвесок, так и для перемещения полувагона позиционером.
Недостаток данного полувагона состоит в том, что в нем невозможно опустить пол из-за наличия в составе хребтовой балки верхнего профиля в виде двутавра. По этой причине полувагон имеет относительно малый объем, недостаточный с точки зрения полного использования осевой нагрузки 25 тс и более при перевозке грузов с малой насыпной плотностью, например кускового каменного угля. Кроме того, наличие двутавра усложняет конструкцию хребтовой балки.
Таким образом, в известных из уровня техники конструкциях железнодорожных грузовых вагонов существуют недостатки в виде недостаточного объема кузова, сопровождающегося пониженной технологичностью, а также не все аналоги учитывают проблему обслуживания узла автосцепки железнодорожного грузового вагона с вынесенной за лобовой лист торцевой стеной.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является реализация выноса торцевой стены железнодорожного грузового вагона, в котором хребтовая балка не содержит верхнего дополнительного профиля, без существенного усложнения конструкции.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Указанная задача решена благодаря железнодорожному грузовому вагону, содержащему раму, содержащую продольную хребтовую балку и закрепленные на ее концах лобовые балки, каждая из которых содержит лобовой лист с центральным участком и с боковыми участками, вынесенными относительно центрального участка наружу по направлению продольной оси хребтовой балки, кузов, образованный закрепленными на раме двумя боковыми и двумя торцевыми стенами. При этом на хребтовой балке закреплена ударная розетка, которая проходит через сквозное отверстие центрального участка лобового листа. При этом ударная розетка имеет отверстия, в которых своими верхними головками установлены маятниковые подвески. Верхняя поверхность хребтовой балки расположена не выше уровня верхней поверхности ударной розетки. Указанный лобовой лист удлинен над ударной розеткой от самой верхней кромки отверстия ударной розетки на расстояние, равное по меньшей мере 1,2 высоты верхней головки маятниковой подвески.
Предлагаемая конструкция позволяет достичь технического результата в виде увеличения объема кузова и упрощения производства торцевой стены, при этом обеспечивается улучшенная конструкция железнодорожного грузового вагона, обладающая повышенной технологичностью, а также упрощение проведения различных манипуляций с автосцепным устройством. Кроме того, предлагаемая полезная модель обеспечивает расширение арсенала конструкций для грузовых железнодорожных транспортных средств.
Железнодорожные грузовые вагоны предназначены для перевозки различных грузов. Вагоны, в которых торцевая стена вынесена наружу кузова над ударной розеткой, как следствие имеют увеличенную внутреннею длину кузова, благодаря чему увеличивается погрузочный объем кузова вагона. Но данные конструкции железнодорожных грузовых вагонов не полностью используют возможность увеличения объема кузова, так как в их составе хребтовая балка содержит дополнительный верхний профиль в виде, например, двутавра, который не позволяет опустить пол вагона на высоту дополнительного профиля и тем самым увеличить погрузочный объем кузова вагона. Также наличие верхнего дополнительного профиля усложняет конструкцию хребтовой балки. Кроме этого не все конструкции вагонов, известные из уровня техники, учитывают проблему обслуживания узла автосцепки железнодорожного грузового вагона с вынесенной торцевой стеной наружу кузова над ударной розеткой.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что, согласно предлагаемой полезной модели, предложен железнодорожный грузовой вагон, в котором верхняя поверхность хребтовой балки расположена не выше уровня верхней поверхности ударной розетки, а указанный лобовой лист удлинен над ударной розеткой от самой верхней кромки отверстия ударной розетки на расстояние, равное по меньшей мере 1,2 высоты верхней головки маятниковой подвески. Таким образом, хребтовая балка в предлагаемой конструкции не содержит дополнительного верхнего профиля (верхняя поверхность хребтовой балки расположена не выше уровня верхней поверхности ударной розетки), и торцевая стена вынесена наружу кузова благодаря удлинению лобового листа.
Такая конструкция хребтовой балки, которая не содержит верхнего дополнительного профиля, увеличивающего общую высоту хребтовой балки, позволяет опустить пол кузова с увеличением таким образом погрузочного объема.
Также в заявляемой полезной модели обеспечен вынос торцевой стены наружу кузова над ударной розеткой. Это достигается благодаря тому, что лобовой лист лобовой балки, на которую установлена торцевая стена, состоит из центрального участка и боковых участков, вынесенных относительно центрального участка наружу по направлению продольной оси хребтовой балки. Таким образом обеспечивается увеличение внутренней длины кузова, а, соответственно, и увеличение погрузочного объема железнодорожного грузового вагона для полного использования статической осевой нагрузки 25 тс и более при перевозке грузов с малой насыпной плотностью, например, кускового каменного угля.
Кроме этого вынос торцевой стены над ударной розеткой наружу кузова железнодорожного грузового вагона, в котором верхняя поверхность хребтовой балки расположена не выше уровня верхней поверхности ударной розетки, необходимо выполнить так, чтобы компенсировать расстояние между верхней поверхностью ударной розетки автосцепного устройства и нижним краем торцевой стены, в наиболее близком аналоге получаемое за счет верхнего дополнительного профиля в составе хребтовой балки. Это расстояние необходимо для беспрепятственного обслуживания узла автосцепки.
Таким образом в заявляемом железнодорожном грузовом вагоне удлинен лобовой лист лобовой балки над ударной розеткой от самой верхней кромки отверстия ударной розетки на расстояние, равное по меньшей мере 1,2 высоты верхней головки маятниковой подвески. Это приводит к соответствующему смещению торцевой стены вверх, вследствие чего обеспечивается достаточное пространство для обслуживания автосцепного устройства и возможность перемещения железнодорожного полувагона вагонопозиционером в случае реализации предлагаемого решения на полувагоне. При этом, в отличие от конструкции известных аналогов, исключена необходимость выполнения выреза и установки перекрывающего его кожуха в конструкции торцевой стены, что существенно повышает технологичность конструкции. Также необходимо отметить, что благодаря удлинению лобового листа по меньшей мере на 1,2 высоты верхней головки маятниковой подвески, увеличивается объем кузова в связи с появлением возможности выноса торцевой стены над ударной розеткой, так как увеличивается расстояние между верхней поверхностью ударной розетки автосцепного устройства и нижним краем торцевой стены.
Согласно одному из вариантов реализации, лобовой лист удлинен над ударной розеткой от самой верхней кромки отверстия ударной розетки по меньшей мере на 30 мм. Указанный признак способствует выносу торцевой стены наружу кузова, благодаря этому увеличивается объем, при этом сохраняются условия беспрепятственной установки и замены маятниковых подвесок на ударной розетке вагона, а также возможность перемещения вагона вагонопозиционером в случае реализации предлагаемого решения на полувагоне, что невозможно при меньшем удлинении лобового листа.
Согласно одному из вариантов реализации боковые участки лобового листа вынесены относительно центрального участка наружу по направлению продольной оси хребтовой балки на расстояние от 130 мм до 300 мм, которое позволяет произвести вынос торцевой стены наружу кузова, при этом увеличивается его объем и сохраняется достаточное расстояние с кузовом соседнего сцепленного с ним вагона.
Согласно одному из вариантов реализации, высота хребтовой балки не превышает 320 мм. Такое значение позволяет сохранить надежность конструкции рамы и одновременно создает возможность для увеличения объема кузова.
Согласно еще одному варианту реализации, хребтовая балка выполнена из единого гнутого листа и имеет омегообразное поперечное сечение или состоит из двух прокатных зетов, соединенных по существу на одном горизонтальном уровне друг с другом. Еще в одном варианте реализации хребтовая балка имеет коробчатое поперечное сечение и состоит из двух двутавров или из двух швеллеров, сведенных торцами полок, соединенных по существу на одном горизонтальном уровне друг с другом. Хребтовая балка также может иметь сложное поперечное сечение и состоять из двух швеллеров, обращенных друг к другу вертикальными стенками, соединенных по существу на одном горизонтальном уровне друг с другом и перекрытых сверху накладным листом. Хребтовая балка также может иметь омегообразное или коробчатое поперечное сечение и состоять из элементов, соединенных по существу на одном горизонтальном уровне друг с другом. Кроме того, хребтовая балка может иметь сложное поперечное сечение и состоять из элементов, соединенных по существу на одном горизонтальном уровне друг с другом и перекрытых сверху накладным листом. За счет того, что в указанных вариантах предлагаемой полезной модели хребтовая балка не содержит дополнительного верхнего профиля в виде, например, двутавра, увеличивающего общую высоту хребтовой балки, обеспечивается возможность увеличения объема кузова за счет понижения пола.
Таким образом, в предлагаемой конструкции железнодорожного грузового вагона, за счет того, что верхняя поверхность хребтовой балки расположена не выше уровня верхней поверхности ударной розетки и произведен вынос торцевой стены над ударной розеткой, реализуемый благодаря удлинению лобового листа, увеличивается объем кузова с обеспечением при этом возможности обслуживания узла автосцепки и отсутствием необходимости в дополнительных конструктивных элементах (например, кожухе). Указанные признаки полезной модели позволяют обеспечить улучшенную конструкцию вагона, характеризующуюся не только большим объемом, но и повышенной технологичностью и легкостью проведения различных манипуляций с автосцепным устройством, что пояснено ниже на примерах реализации предлагаемой полезной модели.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сущность полезной модели более подробно поясняется ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, среди которых:
Фиг. 1 - общий вид полувагона;
Фиг. 2 - вид на торцевую стену полувагона;
Фиг. 3 - вид сверху на лобовую балку, установленную на раме;
Фиг. 4 - разрез торцевой стены полувагона, установленной на лобовой балке (разрез А-А вида, представленного на фиг. 2).
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Предлагаемая полезная модель далее более подробно описана на примерах вариантов реализации железнодорожного грузового вагона в виде полувагона. При этом объем заявляемой полезной модели не ограничивается приведенным вариантом реализации и распространяется на любые другие железнодорожные транспортные средства, известные специалисту в области техники, в том числе крытые вагоны, полувагоны и другие.
Полувагон, показанный на Фиг. 1, содержит ходовые тележки 1, на которых расположена рама 2 и кузов 3, образованный закрепленными на раме двумя боковыми 4 и торцевыми стенами 5 (Фиг. 2).
Рама 2 (Фиг. 3) содержит продольную хребтовую балку 6, имеющую омегообразное поперечное сечение, и закрепленные на концах хребтовой балки 6 лобовые балки 7. Каждая лобовая балка содержит лобовой лист 8 с центральным участком 9 и с боковыми участками 10, вынесенными относительно центрального участка 9 наружу по направлению продольной оси хребтовой балки 6 (Фиг. 3). На хребтовой балке 6 закреплена ударная розетка 11, которая проходит через сквозное отверстие центрального участка 9 лобового листа 8. При этом ударная розетка 11 имеет отверстия 12, в которых своими верхними головками установлены маятниковые подвески 13. Данные отверстия 12 имеют ступенчатый вид, то есть содержат уступы, каждый из которых имеет кромку, обозначающую край отверстия 12. Лобовой лист 8 лобовой балки 7 удлинен над ударной розеткой 11 от самой верхней кромки отверстия 12 ударной розетки 11 на расстояние а (Фиг. 4). Конструкция хребтовой балки 6 не содержит верхний дополнительный профиль в виде двутавра (то есть верхняя поверхность хребтовой балки 6 расположена не выше уровня верхней поверхности ударной розетки 11). Согласно данному варианту реализации полезной модели боковые участки 10 вынесены относительно центрального участка 9 наружу по направлению продольной оси хребтовой балки 6 на расстояние от 130 мм до 300 мм. Соединение участков лобового листа 8 между собой может быть выполнено любым известным специалисту способом.
Технический результат в виде увеличения объема кузова и получения в целом улучшенной конструкции железнодорожного грузового вагона, обладающей повышенной технологичностью и облегчающей проведение различных манипуляций с автосцепным устройством, достигается за счет того, что в заявляемой полезной модели опущен пол кузова 3 благодаря тому, что верхняя поверхность хребтовой балки 6 расположена не выше уровня верхней поверхности ударной розетки 11, то есть хребтовая балка 6 не содержит верхний дополнительный профиль в виде, например, двутавра, увеличивающий общую высоту хребтовой балки 6.
Также для увеличения объема кузова 3 необходимо произвести вынос торцевой стены 5 наружу кузова 3. Это достигается благодаря тому, что лобовой лист 8 лобовой балки 7, на которую установлена торцевая стена 5, состоит из центрального участка 9, через сквозное отверстие которого проходит ударная розетка 11, и боковых участков 10, вынесенных относительно центрального участка 9 наружу по направлению продольной оси хребтовой балки 6. Выносом боковых участков 10 лобового листа 8 осуществляется вынос соответствующей, установленной на них, торцевой стены 5 наружу кузова над ударной розеткой 11 автосцепного устройства. Таким образом обеспечивается увеличение внутренней длины кузова 3, а соответственно, и увеличение погрузочного объема железнодорожного грузового вагона для полного использования статической осевой нагрузки 25 тс и более при перевозке грузов с малой насыпной плотностью, например кускового каменного угля.
При выносе торцевой стены 5 наружу кузова 3 необходимо обеспечить достаточное пространство между верхней поверхностью ударной розетки автосцепного устройства и нижним фаем торцевой стены 5 для того, чтобы производить беспрепятственную установку и замену маятниковых подвесок 13 на ударной розетке 11. Установка маятниковой подвески 13 выполняется путем введения ее верхней головки в отверстие 12 ударной розетки 11 снизу вверх на расстояние, достаточное (не менее 1,2 высоты верхней головки маятниковой подвески) для поворота верхней головки над верхней поверхностью ударной розетки 11 на 90 градусов и опускания верхней головки маятниковой подвески 13 вниз до размещения ее в пазе. Замена производится в обратном порядке. Меньшее расстояние не позволит произвести беспрепятственную установку и замену маятниковых подвесок 13. Таким образом в заявляемой полезной модели лобовой лист лобовой балки удлинен над ударной розеткой 11 от самой верхней кромки отверстия 12 ударной розетки 11 на расстояние, равное по меньшей мере 1,2 высоты верхней головки маятниковой подвески 13 (Фиг. 4). Такое удлинение лобового листа 8 над ударной розеткой 11 позволяет произвести вынос торцевой стены 5 над ударной розеткой 11 и при этом облегчает проведение различных манипуляций с автосцепным устройством.
Также удлинение лобового листа 8 на расстояние, равное по меньшей мере 1,2 высоты верхней головки маятниковой подвески 13, обеспечивает возможность упора рабочего органа вагонопозиционера в ударную розетку 11, что необходимо для перемещения железнодорожного грузового вагона без локомотива посредством вагонопозиционера.
Кроме этого в железнодорожном грузовом вагоне, в котором верхняя поверхность хребтовой балки 6 расположена не выше уровня верхней поверхности ударной розетки 13, и торцевая стена 5 которого вынесена наружу кузова и выполнена над автосцепным устройством, удлинение лобового листа 8 на расстояние, равное по меньшей мере 1,2 высоты верхней головки маятниковой подвески 13, позволяет не выполнять вырез в нижней части торцевой стены 5, который перекрывается с внутренней стороны кузова кожухом в виде листовой конструкции, выполняемого для обеспечения возможности проведения манипуляций с автосцепным устройством. Таким образом удлинение лобового листа 8 вверх обеспечивает смещение вверх и всей торцевой стены 5, что позволяет обеспечить функциональность, которую выполняет кожух в известных решениях, при этом повышается технологичность изготовления торцевой стены кузова.
При этом, согласно одному из вариантов реализации, лобовой лист 8 удлинен над ударной розеткой 11 от самой верхней кромки отверстия 12 ударной розетки 11, по меньшей мере на 30 мм, исходя из известных заявителю и применяемых в настоящее время в данной области техники ударных розеток 11 и вагонопозиционеров, для успешной реализации технического обслуживания железнодорожного грузового вагона и его перемещения с помощью вагонопозиционера. Меньшее значение величины удлинения лобового листа 8 приведет к тому, что вынесенная торцевая стена 5 будет существенно ограничивать пространство рядом с ударной розеткой 11, так что будет отсутствовать возможность установки на ударную розетку 11 или замены на ней маятниковых подвесок 13 на железнодорожном грузовом вагоне, в котором для повышения объема кузова верхняя поверхность хребтовой балки 6 расположена не выше уровня верхней поверхности ударной розетки 11, а торцевая стена 5 вынесена наружу кузова 3. Кроме того, меньшее удлинение лобового листа 8 также ограничит возможность перемещения такого железнодорожного грузового вагона рабочим органом вагонопозиционера в случае реализации предлагаемого решения на полувагоне. Таким образом, удлинение лобового листа 8 по меньшей мере на 30 мм позволяет произвести вынос торцевой стены 5 наружу кузова 3 над ударной розеткой 11, при этом обеспечивая достаточное расстояние для различных манипуляций с автосцепным устройством.
Согласно одному из вариантов реализации боковые участки 10 лобового листа 8 вынесены относительно центрального участка 9 наружу по направлению продольной оси хребтовой балки 6 на расстояние от 130 мм до 300 мм. Вынос боковых участков 10 относительно центрального участка 9 наружу по направлению продольной оси хребтовой балки 6, а соответственно, и торцевой стены 5 на расстояние менее 130 мм не обеспечивает достаточного для полного использования статической осевой нагрузки 25 тс увеличения погрузочного объема кузова, а вынос боковых участков 10 относительно центрального участка 9 наружу по направлению продольной оси хребтовой балки 6, а соответственно, и торцевой стены 5 на расстояние более 300 мм может в эксплуатации привести к ее контакту с кузовом соседнего сцепленного с ним вагона. Диапазон расстояния от 130 мм до 300 мм позволяет произвести вынос торцевой стены 5 наружу кузова, при этом увеличивается его объем и сохраняется достаточное расстояние до кузова соседнего вагона, сцепленного с данным вагоном.
Согласно различным вариантам реализации предлагаемой полезной модели, конструкция хребтовой балки 6 имеет омегообразное поперечное сечение и выполнена из единого гнутого листа или составлена из двух прокатных зетов, соединенных по существу на одном горизонтальном уровне друг с другом; или имеет коробчатое поперечное сечение и состоит из двух двутавров или из двух швеллеров, сведенных торцами полок, соединенных по существу на одном горизонтальном уровне друг с другом; или имеет сложное поперечное сечение и состоит из двух швеллеров, обращенных друг к другу вертикальными стенками, соединенных по существу на одном горизонтальном уровне друг с другом и перекрытых сверху накладным листом; или имеет омегообразное или коробчатое поперечное сечение и состоит из элементов, соединенных по существу на одном горизонтальном уровне друг с другом; или имеет сложное поперечное сечение и состоит из элементов, соединенных по существу на одном горизонтальном уровне друг с другом и перекрытых сверху накладным листом. Благодаря указанным конструктивным особенностям и за счет того, что в предлагаемых конструкциях хребтовая балка 6 не содержит дополнительный верхний профиль в виде, например, двутавра, увеличивающий общую высоту хребтовой балки 6, обеспечивается возможность дополнительного увеличения объема железнодорожного грузового вагона за счет существенного понижения уровня пола кузова 3. Кроме этого повышается технологичность конструкции железнодорожного грузового вагона благодаря упрощению конструкции рамы 2. При этом реализация высоты хребтовой балки 6, не превышающей 320 мм, предлагаемая согласно одному из вариантов данной полезной модели, позволяет сохранить надежность конструкции рамы 2 и одновременно создает возможность для увеличения объема кузова 3.
Таким образом, совокупность признаков предлагаемой конструкции обеспечивает увеличение объема кузова, повышает технологичность конструкции железнодорожного грузового вагона за счет отсутствия необходимости выполнения кожуха в торцевой стене и обеспечивает удобство технического обслуживания и перемещения железнодорожного грузового вагона с вынесенной торцевой стеной наружу кузова вдоль продольной оси хребтовой балки.
Настоящая полезная модель не ограничена конкретными вариантами реализации, раскрытыми в описании в иллюстративных целях, и охватывает все возможные модификации и альтернативы, входящие в объем настоящей полезной модели, определенный формулой полезной модели.