Крыша крытого грузового вагона

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции крыши крытого железнодорожного грузового вагона.
Из уровня техники известны различные конструкции крыш крытых грузовых вагонов. Так известен крытый грузовой вагон модели 11-2135, состоящий из продольных обвязок, двух фрамуг, поперечных дуг и закрепленной на дугах обшивы из металлического полотна с продольными непрерывными гофрами. Также известен крытый вагон модели 11-6874, крыша которого выполнена из обшивы представляющей собой плоский листовой прокат, закрепленный сверху на эллиптической формы каркас из уголкового профиля.
Недостатком данных конструкций является использование трудоемких в изготовлении вальцованных дуг каркаса, требующих наличия на производстве специализированного оборудования.
Кроме того, из уровня техники известна конструкция крытого грузового железнодорожного вагона [Патент РФ №141366 опубликован 27.05.2014 г.], содержащая крышу эллиптической формы, выполненную в виде металлического каркаса, образованного набором дуг, объединенных продольными балочками, и обшитого снаружи гофрированными листами, сваренными между собой внахлест и закрепленными к швеллерообразным элементам единого каркаса.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
Недостатком данной конструкции является необходимость использования, для обеспечения требуемой жесткости, в качестве обшивы гофрированных листов, а в качестве поперечных балок каркаса набор дуг выполненных из швеллерообразных профилей. Данные элементы в значительной степени снижают технологичность изготовления крыши крытого вагона ввиду необходимости наличия на производстве специализированного вальцовочного оборудования. Также создание эллиптической формы гофрированных листов обшивы с поперечной ориентацией гофров, является весьма трудоемким процессом увеличивающим производственный цикл.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание прочной, жесткой и технологичной конструкции цельносварной крыши крытого железнодорожного грузового вагона.
Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемой конструкции крыши продольная балка каркаса имеет швеллеобразную форму и расположена полками вниз, поперечные балки каркаса выполнены из омегообразного профиля, соединенного с продольной балкой и переходящего в месте отгибки листов обшивы в швеллерообразный профиль, при этом, поверх места перехода омегообразного профиля в швеллерообразный профиль посредством сварки установлена накладка из швеллерообразного профиля.
В представленной конструкции балок каркаса основная часть воспринимаемых нагрузок будет распределяться в местах перегибов листов обшивы, в районе перехода поперечных балок из омегообразного профиля в швеллерообразный профиль, учитывая это, поверх данного перехода устанавливается накладка в виде швеллерообразного профиля, обеспечивая требуемую жесткость каркаса и крыши крытого грузового вагона в целом.
Таким образом, предлагаемая конструкция крыши позволяет использовать в качестве обшивы плоский листовой прокат без применения в каркасе крыши вальцованных балок, повышая тем самым технологичность производства и в целом сокращая производственных цикл за счет исключения трудоемких операций по вальцеванию балок каркаса и гофрированных листов обшивы, требующих наличия специализированного оборудования.
Кроме того, возможность использования в качестве обшивки крыши крытого вагона плоского листового проката, вместо листов с гофрами, ввиду меньшего количества необходимого для изготовления метала, способствует уменьшению массы крыши и, как следствие, к повышению грузоподъемности вагона.
Выполнение продольной балки каркаса из гнутого листа толщиной не менее 4 мм, равно как и профилей поперечных балок выполнены из гнутого листа толщиной не менее 2 мм, в отличие от использования горячекатаного профиля, способствует снижению массы крыши крытого вагона при сохранении требуемых показателей жесткости конструкции.
Выполнение омегообразного профиля поперечной балки с шириной выступающей части в диапазоне от 100 мм до 120 мм и высотой от 40 мм до 50 мм позволяет достичь оптимальных значений жесткости конструкции к ее массе, так как при использовании профиля с меньшими значениями указанных характеристик в значительной степени понижаются показатели жесткости конструкции, а при использовании профиля со значениями указанных характеристик больше представленных происходит излишнее увеличение массы конструкции.
Расположение сварных соединений листов обшивы между собой под балками каркаса способствует снижению возникающих в них, в процессе эксплуатации, напряжений и равномерному распределению данных напряжений по сварным соединениям обшивы с балками каркаса.
Техническим результатом, от применения предлагаемой полезной модели, является повышение технологичности изготовления, при обеспечении требуемой жесткости конструкции крыши крытого грузового вагона.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что крыша крытого грузового вагона, выполнена в виде металлического каркаса, содержащего центральную продольную балку, торцевые фрамуги и поперечные балки, снизу каркаса закреплена обшива, состоящая из сваренных между собой плоских листов, выполненных с отгибкой, образуя по два наклонных участка в стороны от продольной оси крыши, при этом центральная  продольная балка каркаса имеет швеллеробразную форму и расположена полками вниз, поперечные балки каркаса выполнены из омегообразного профиля, соединенного с центральной продольной балкой и переходящего в месте отгибки листов обшивы в швеллерообразный профиль, при этом поверх места перехода омегообразного профиля в швеллерообразный профиль установлена накладка из швеллерообразного профиля.
Возможно выполнение продольной балки каркаса из гнутого листа толщиной не менее 4 мм, а профилей поперечных балок из гнутого листа толщиной не менее 2 мм. Омегообразный профиль поперечной балки может быть выполнен с шириной выступающей части в диапазоне от 100 мм до 120 мм и высотой от 40 мм до 50 мм. Возможно расположение сварных швов, соединяющих листы обшивы между собой, под балками каркаса крыши.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется иллюстрациями:
Фиг. 1 - Крыша крытого грузового вагона (изометрия);
Фиг. 2 - Крыша крытого грузового вагона (вид сверху);
Фиг. 3 - Крыша крытого грузового вагона (вид А).
Крыша крытого грузового вагона выполнена в виде металлического каркаса. Каркас содержит центральную продольную балку 1, торцевые фрамуги 2 и поперечные балки 3. Снизу каркаса закреплена обшива, состоящая из сваренных между собой плоских листов 4. Листы 4 обшивы выполнены с отгибкой 5, образуя поверхность крыши содержащую по два наклонных участка 4.1 и 4.2 в стороны от продольной оси крыши и центральной продольной балки 1 каркаса соответственно. Продольная балка 1 каркаса имеет швеллеробразную форму и расположена полками вниз. Поперечные балки 3 каркаса выполнены из омегообразного профиля 6, соединенного с центральной продольной балкой 1 и переходящего в месте отгибки 5 листов 4 обшивы в швеллерообразный профиль 7. Посредством сварки, поверх места перехода омегообразного профиля 6 поперечных балок 3 в швеллерообразный профиль 7, установлена накладка 8 из швеллерообразного профиля.
В представленном примере реализации, предложенной конструкции крыши крытого грузового вагона, все сварные соединения листов обшивы между собой расположены под балками каркаса и выполнены посредством стыкового сварного шва.
В настоящее время по заявляемому техническому решению разработана конструкторская документация и проведены всесторонние испытания опытных образцов.