ВАГОН-ХОППЕР ДЛЯ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к вагонам для перевозки зерна, минеральных удобрений и других сыпучих материалов.
Известен четырехосный крытый хоппер грузоподъемностью 90,7 т постройки фирмы «Marige Endustries Ltd», Канада, предназначенный для перевозки сыпучих грузов. Крытый хоппер типа Center Flow сварной несущей конструкции. Консольные части рамы служат для размещения автосцепного и тормозного оборудования. Все конструктивные элементы рамы и кузова выполняются из гнутых и прокатных профилей и листового материала. Кузов хоппера - несущего типа, разделен тремя сдвоенными полыми перегородками на четыре отсека. Поперечное сечение кузова имеет грушевидную форму, уменьшающую силы сцепления груза со стенками и обеспечивающую полную выгрузку груза.
Кузов выполняется из цилиндрических полуобечаек, бункерных разгрузочных конусов и двух мощных профильных балок. Торцевая стенка обшивается гладким металлическим листом и усиливается двумя диагональными раскосами. Каждый отсек оборудован круглым загрузочным люком и гравитационно-пневматическим разгрузочным люкам. С каждой стороны расположены разгрузочная и питающая магистрали. Подача воздуха в питающую магистраль осуществляется от постороннего источника. На торцевых частях вагона расположены переходные тормозные площадки. Для удобства обслуживания хоппер оборудуется торцевыми лестницами и
рабочими площадками по всей длине кузова. Ходовой частью служат две двухосные тележки.
Наличие двух мощных боковых продольных балок следует отнести к недостаткам аналога.
Известен вагон для перевозки сыпучих грузов модели 10-3113, выпускаемый ОАО «БМЗ-Вагон» (214115, г.Брянск, ул.Ульянова, 26), поперечное сечение вагона представляет собой грушевидную форму со срезанной вершиной на ширину площадки, обеспечивающей размещение загрузочных люков. В нижней части поперечного сечения кузова установлены бункера с разгрузочными люками, размещенными на боковых бункерах, и попарно связанные между собой раскрывающими механизмами.
С наружной стороны боковины кузова окантованы поперечными жесткостями, связанными с коробчатыми сечениями обвязки рамы и верхней окантовки площадки для размещения загрузочных люков.
К основным недостаткам аналога следует отнести то, что имеет место большой потери объема кузова в его верхней части. Кроме этого, коробчатая форма балок обвязки рамы и верхних поясов приводят к перетяжению вагона, а поперечное закрепление ребер жесткости практически не влияет на продольную прочность кузова вагона.
Известен вагон для перевозки сыпучих грузов содержит ходовую часть с рамой, на которой установлен кузов бункерного типа с нижними разгрузочными люками, разгрузочные механизмы, состоящие из систем рабочих валов с двуплечими рычагами, соединенными тягами с корытообразными крышками, подвешенными на маятниках, систему ручного привода, состоящую из кривошипов и рычагов, установленных на кронштейнах и опорах. Точка шарнирной подвески маятника на вагоне и точка шарнирного крепления крышки на маятнике смещены относительно вертикальной оси бункера на различные расстояния, обеспечивающие отвод
крышки из зоны разгрузочного люка. Привод разгрузочного люка образован системой кривошипов, соединенных между собой рычагами с рабочим валом и размещенных в кронштейнах. Фиксатор закрытого положения люка образован подпружиненным, шарнирно закрепленным на раме стопором, взаимодействующим с дисковым кулачком рабочего вала. Фиксатор открытого положения крышки образован планкой на одном из плеч двуплечего рычага. (см. Патент РФ №2192361 «Вагон для перевозки сыпучих грузов», МПК В61D 7/00, 17/16, Бюл. №35, 2002 г.
Известен вагон для перевозки сыпучих грузов содержит ходовую часть с рамой, на которой установлен кузов бункерного типа с нижними разгрузочными люками, корытообразные крышки на маятниках, разгрузочные механизмы, состоящие из системы двуплечих рычагов и тяг, приводимые в действие концентрическими валами, установленными на кронштейнах в опорах, и фиксирующие элементы открытого и закрытого положения. Точка шарнирной подвески маятника и точка шарнирного крепления крышки на маятнике смещены относительно вертикальной оси бункера на различные расстояния для отвода крышки из зоны разгрузочного люка. Концентрические валы связаны между собой как ведущий и ведомый вал посредством дискового кулачка, установленного на ведущем валу, и кулачка, установленного под углом относительно дискового кулачка на ведомом валу. Фиксатор закрытого положения выполнен в виде стопора, шарнирно закрепленного на кузове и взаимодействующего с ограничителем ведомого вала. Фиксатор открытого положения крышки выполнен в виде планки, установленной на одном из плеч двуплечего рычага. (см. Патент РФ №2194641 «Вагон для перевозки сыпучих грузов», МПК В61D 7/00, 17/16, Бюл. №35, 2002 г.)
К недостаткам последних двух вагонов для перевозки сыпучих грузов относится сложность конструктивного исполнения разгрузочных механизмов и крепление подвесок крышек разгрузочных люков.
Наиболее близким техническим решением к предложенной полезной модели является вагон для перевозки сыпучих грузов, который содержит ходовые части, воспринимающие нагрузки от кузова, состоящего из крыши с верхними загрузочными люками и бункеров с нижними разгрузочными люками, торцевых стен с раскосами и боковых стен со стойками, через раму, включающую в себя хребтовую балку с закрепленными на ней шкворневыми балками, концевые части которых связаны между собой продольными балками. Каждая продольная балка выполнена из двух соединенных между собой швеллеров. На верхней поверхности продольной балки установлен уголковый профиль, соединяющий стойки боковых стен. В верхних концевых частях внутренних вертикальных листов шкворневых балок выполнен вырез. Продольная балка установлена с зазором по отношению к наружному вертикальному листу шкворневой балки. (см. Патент РФ №2194642 «Вагон для перевозки сыпучих грузов», МПК В61D 7/00, 17/08, В61F 1/02, Бюл. №35, 2002 г.)
К недостаткам известных вагон-хопперов для сыпучих грузов можно отнести сложность конструктивного исполнения, металлоемкость, нетехнологичность, определяемая большой номенклатурой используемых деталей, наличием специализированных профилей, отсутствие дозированной выгрузки, а также недостаточную эксплуатационную надежность и грузоподъемность.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача по усовершенствованию конструкции вагон-хоппера для сыпучих грузов, которое заключается в уменьшении металлоемкости при сохранении прочности за счет создания цельнонесущего кузова, включающего пространственную раму без несущей хребтовой балки, а также в улучшении удобства обслуживания, технологичности, снижении массы тары, увеличении грузоподъемности и повышении эксплуатационной надежности.
Для достижения указанного технического результата в вагон-хоппере для перевозки сыпучих грузов, содержащем ходовые части, кузов, состоящий из крыши с верхними загрузочными люками и крышками, бункеров с нижними разгрузочными люками и крышками, между бункерами установлены поперечные коньки, торцевых стен с раскосами и боковых стен со стойками, раму, включающую в себя боковые, лобовые, шкворневые и поперечные балки, механизм разгрузки, в состав которого входит ручной привод, система рычагов, тяг и валов, устройство блокировки загрузочных люков, каркас крыши кузова выполнен из шпангоутов таврового сечения, а обвязка крыши выполнена из уголка, стойки боковых стен установлены внутри кузова и выполнены также из шпангоутов таврового сечения, а средние стойки боковых стен кузова, жестко связанные с поперечными коньками, выполнены из шпангоутов таврового сечения с переменным радиусом кривизны, при этом обвязка боковых и торцевых стен выполнена посредством пластины, а крыша и боковые стены жестко соединены между собой через упомянутые уголок и пластину, при этом шпангоуты крыши и боковых стен замкнуты по контуру в поперечном сечении кузова, подвески крышек разгрузочных люков выполнены из труб, соединенных между собой в треугольник, при этом подвески крышек разгрузочных люков закреплены к кузову вагона с помощью втулок, жестко закрепленных на подвесках крышек, и осей, установленных на боковых стенках бункеров, в консольную часть рамы вагона введены две средние продольные балки, выполненные из Z-образного профиля, соединяющие, соответственно, лобовую, шкворневую и поперечную балки, боковые балки выполнены из прямоугольной трубы, а в механизме разгрузки в качестве ручного привода использован червячный редуктор, установленный в герметичный корпус.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется чертежами, где на представленных фигурах изображено:
- фиг.1 - общий вид вагон-хоппера для перевозки сыпучих грузов;
- фиг.2 - продольный разрез кузова вагона-хоппера;
- фиг.3 - бункер с разгрузочными люками;
- фиг.4 - крышка разгрузочного люка;
- фиг 5 - рама вагон-хоппера;
- фиг.6 - механизм разгрузки вагон-хоппера.
Вагон-хоппер для перевозки сыпучих грузов содержит ходовые части 1, кузов 2, в состав которого входит крыша 3 с верхними загрузочными люками 4 и крышками 5, бункеры 6 с нижними разгрузочными люками 7 и крышками 8, торцевые стены 9 с раскосами и боковые стен 10 со стойками 11. Стойки 11 установлены внутри кузова 2. Рама 12 включает в себя боковые 13, лобовые 14, шкворневые 15 и поперечные 16 балки.
Механизм разгрузки 17 содержит ручной привод 18, система рычагов 19, тяг 20 и валов 21. Вагон-хоппер для сыпучих грузов содержит устройство блокировки 22 загрузочных люков 4.
Каркас 23 крыши 3 кузова 2 выполнен из шпангоутов таврового сечения (фиг.2, разрез Д-Д). Обвязка 24 крыши 3 выполнена из уголка (фиг.2, выносной элемент В). Стойки 11 боковых стен 10 выполнены из шпангоутов таврового сечения. Средние стойки 25 боковых стен 10 кузова 2, жестко связанные с поперечными коньками 26, установленными между бункерами 6, выполнены из шпангоутов таврового сечения с переменным радиусом кривизны (фиг.2, разрез Б-Б).
Обвязка 27 боковых стен 10 выполнена посредством пластины (фиг.2, выносной элемент В). Каркас 23 крыши 3 и боковые стены 10 жестко соединены между собой через обвязки 24 и 27, выполненные, соответственно, в виде уголка и пластины (фиг.2, выносной элемент В).
Необходимо отметить, что шпангоуты крыши 3 и боковых стен 10 замкнуты по контуру в поперечном сечении кузова 2 (фиг.2, разрез А-А).
Подвески 28 крышек 8 разгрузочных люков 7 выполнены из прямоугольных труб, соединенных между собой в треугольник.
Подвески 28 крышек 8 разгрузочных люков 7 закреплены к кузову 2 вагона с помощью втулок 29, жестко закрепленных на подвесках 28 крышек 8, и осей 30, установленных на боковых стенках бункеров 6.
В консольную часть рамы 12 вагона введены две средние продольные балки 31, выполненные из Z-образного профиля, соединяющие, соответственно, лобовую 14, шкворневую 15 и, расположенную к шкворневой балке 15, поперечную 16 балки. Боковые балки 13 выполнены из прямоугольной трубы.
В механизме разгрузки 17 в качестве ручного привода 18 использован червячный редуктор, установленный в герметичный корпус 32, что позволяет исключить попадания перевозимого груза.
На вагон-хоппере обеспечена надежная плотность закрывания крышек 5, 8 загрузочных и разгрузочных люков 4, 7, позволяющая не допустить деформации посадочного места крышек 5, 8, так как люки оборудованы уплотнителями, которые исключают потери груза и возможность попадания атмосферной влаги внутрь вагона.
Выполнение каркаса крыши кузова и стоек боковых стен из шпангоутов таврового сечения, а средних стоек боковых стен кузова, которые жестко связаны с поперечными коньками, также из шпангоутов таврового сечения только с переменным радиусом кривизны позволяет повысить технологичность изготовления, упростить конструкцию вагон-хоппера, так как исключается необходимость в специализированных профилях и необходимость придания им кривизны каркаса кузова вагона.
Предложенная конструкция кузова дает оптимальную возможность истекания груза при выгрузке и обеспечивает полную, без остатков, выгрузку груза из вагона.
Предлагаемое конструктивное исполнение цельнонесущего кузова, включающего пространственную раму без несущей хребтовой балки, позволяет увеличить объем нижней части кузова, понизить центр тяжести
вагона и производить разгрузку в межрельсовое пространство, а также уменьшить массу тары.
Использованная усовершенствованная конструкция механизма открывания - закрывания выгрузочных люков обеспечивает надежность работы механизма и возможность осуществления дозированной выгрузки, и соответственно, улучшает условия эксплуатации.
Расположение стоек внутри кузова позволяет увеличить его объем и в целом повысить грузоподъемность вагон-хоппера.
Предлагаемая конструкция построения вагона-хоппера для сыпучих грузов позволяет исключить недостатки серийно-выпускаемых вагон-хопперов, повысить прочность, уменьшить металлоемкость и снизить массу тары, а также улучшить удобства обслуживания, и в целом повысить эксплуатационную надежность, технологичность изготовления и грузоподъемность вагона.