RU174479U1

RU174479U1 - END WALL OF A RAILWAY CARGO WAGON

Info

Publication number: RU174479U1
Application number: RU2017101719U
Authority: RU
Inventors: Роман Александрович Савушкин; Кирилл Вальтерович Кякк; Дмитрий Борисович Денежкин; Денис Владимирович Шевченко; Владислав Георгиевич Перетёртов; Андрей Андреевич Никитченко
Original assignee: РЕЙЛ 1520 АйПи ЛТД
Priority date: 2017-01-19
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2017-10-16

Abstract

Настоящая полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу и касается конструкций торцевых стен железнодорожных грузовых вагонов. Торцевая стена железнодорожного грузового вагона содержит листовую обшивку, усиленную горизонтальными поясами, две усиливающие накладки, расположенные по центру горизонтальных поясов и симметрично относительно оси торцевой стены. Причем усиливающие накладки установлены на двух верхних горизонтальных поясах, при этом длина каждой усиливающей накладки составляет по большей мере 2000 мм, а толщина каждой усиливающей накладки находится в интервале от 0,02 до 0,36 от толщины горизонтального пояса. Предлагаемая конструкция позволяет достичь технического результата в виде высоких прочностных характеристик торцевой стены, при этом обеспечивая уменьшенную металлоемкость, а также улучшенную конструкцию железнодорожного грузового вагона, обладающего повышенной технологичностью.This utility model relates to railway rolling stock and relates to end wall structures of railway freight cars. The end wall of a railway freight car contains sheet skin reinforced with horizontal belts, two reinforcing pads located in the center of the horizontal belts and symmetrically with respect to the axis of the end wall. Moreover, reinforcing pads are installed on the two upper horizontal belts, while the length of each reinforcing pads is at least 2000 mm, and the thickness of each reinforcing pads is in the range from 0.02 to 0.36 of the thickness of the horizontal belt. The proposed design allows to achieve a technical result in the form of high strength characteristics of the end wall, while providing reduced metal consumption, as well as an improved design of a railway freight car with high adaptability.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящая полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу и касается конструкций торцевых стен железнодорожных грузовых вагонов.This utility model relates to railway rolling stock and relates to end wall structures of railway freight cars.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Торцевая стена железнодорожного грузового вагона является одним из наиболее повреждаемых элементов кузова. Характер повреждений свидетельствует о недостаточной прочности торцевой стены. Попытки усовершенствовать конструкцию привели к разнообразию вариантов торцевых стен вагонов, находящихся в эксплуатации. Тем не менее, для большинства вариантов характерно наличие остаточных пластических деформаций в процессе эксплуатации, что свидетельствует о недостаточной прочности торцевых стен.The end wall of a railway freight car is one of the most damaged body parts. The nature of the damage indicates insufficient strength of the end wall. Attempts to improve the design led to a variety of options for the end walls of the wagons in operation. However, for most options, the presence of residual plastic deformations during operation is characteristic, which indicates insufficient strength of the end walls.

Так, например, известен полувагон с глухим кузовом (RU 162696), который содержит кузов, состоящий из рамы, торцевых и боковых стен, включающих обшивку, стойки, верхнюю и нижнюю обвязки. На наружных поверхностях стоек в нижней части приварены усиливающие накладки, снизу к стойкам приварены торцевые накладки, к боковой стене и к боковым поверхностям стоек приварены боковые усиливающие накладки, расположенные на противоположных поверхностях стоек. Боковые усиливающие накладки со стороны кузова повторяют очертания поверхности боковой стены, а с внутренней стороны кузова размещены соединительные элементы, соединяющие поперечные балки рамы с прямоугольной вставкой в области закрепления стоек.For example, a gondola car with a deaf body (RU 162696) is known, which contains a body consisting of a frame, end and side walls, including sheathing, pillars, upper and lower trim. Reinforcing plates are welded on the outer surfaces of the racks in the lower part, end plates are welded from below to the racks, side reinforcing plates located on opposite surfaces of the racks are welded to the side wall and to the side surfaces of the racks. Lateral reinforcing pads on the side of the body repeat the outlines of the surface of the side wall, and connecting elements connecting the transverse beams of the frame with a rectangular insert in the area of fastening the racks are placed on the inside of the body.

В данной конструкции за счет накладок, усиливающих стойки, повышается прочность только боковых стен, при этом торцевая стена не усилена, что недостаточно повышает прочность кузова.In this design, due to the overlays reinforcing the racks, only the strength of the side walls is increased, while the end wall is not reinforced, which does not sufficiently increase the strength of the body.

Также известен полувагон с глухим дном и со скругленным нижним поясом кузова (RU 82650), который содержит раму, кузов, включающий боковые стены, нижний пояс, торцевые стены. Боковые и торцевые стены снабжены усиленной верхней обвязкой из труб квадратного сечения, торцевые стены подкреплены усиленными вертикальными и горизонтальными гнутыми профилями. Листы нижнего пояса оперты на стойки через приваренные подкладные листы.A gondola car with a blind bottom and with a rounded lower body belt (RU 82650), which contains a frame, a body including side walls, a lower belt, end walls, is also known. Side and end walls are equipped with reinforced upper piping from square pipes, end walls are reinforced with reinforced vertical and horizontal bent profiles. The sheets of the lower belt are supported on racks through the welded backing sheets.

Недостатком известной контракции является то, что усиление вертикальных и горизонтальных гнутых профилей происходит по всей их длине, что ведет к неоптимальному усилению торцевой стены и существенному увеличению металлоемкости конструкции торцевой стены. Кроме того, некоторые участки торцевой стены в данной конструкции, например, средняя часть торцевой стены, могут быть подвержены дополнительным нагрузкам с уменьшением срока эксплуатации такой торцевой стены.A disadvantage of the known contraction is that the strengthening of vertical and horizontal bent profiles occurs along their entire length, which leads to non-optimal reinforcement of the end wall and a significant increase in the metal consumption of the end wall structure. In addition, some sections of the end wall in this design, for example, the middle part of the end wall, may be subject to additional loads with a decrease in the life of such an end wall.

Также известна торцевая стена полувагона (RU 108013, наиболее близкий аналог), которая содержит верхнюю обвязку, соединенную с угловыми стойками, которая жестко соединена с листовой обшивкой, усилена верхним, нижним и средним горизонтальными поясами, и вертикальными подкрепляющими элементами, симметрично расположенными относительно оси торцевой стены. Указанные вертикальные подкрепляющие элементы включают два крайних вертикальных подкрепляющих элемента, которые соединяют верхнюю обвязку с верхним, средним и нижним горизонтальными поясами и выступают ниже уровня нижнего горизонтального пояса, один средний вертикальный подкрепляющий элемент, который соединяет верхнюю обвязку с горизонтальными поясами, и два дополнительных вертикальных подкрепляющих элемента, которые расположены между крайними и средним вертикальными подкрепляющими элементами и соединяют верхнюю обвязку, верхний и средний горизонтальные пояса. На верхней обвязке и верхнем горизонтальном поясе установлены усиливающие накладки, расположенные по центру указанных балок и симметрично относительно оси торцевой стены. На двух крайних вертикальных подкрепляющих элементах сверху и снизу относительно нижнего горизонтального пояса установлены усиливающие накладки.The end wall of the gondola car (RU 108013, the closest analogue) is also known, which contains an upper harness connected to corner posts, which is rigidly connected to the sheet skin, reinforced by upper, lower and middle horizontal belts, and vertical reinforcing elements symmetrically located relative to the axis of the end walls. Said vertical reinforcing elements include two extreme vertical reinforcing elements that connect the upper harness to the upper, middle and lower horizontal belts and protrude below the level of the lower horizontal belt, one middle vertical reinforcing element that connects the upper harness to the horizontal belts, and two additional vertical reinforcing elements that are located between the extreme and middle vertical reinforcing elements and connect the upper harness, the upper th and middle horizontal zones. Reinforcing pads are installed on the upper harness and the upper horizontal belt, located in the center of these beams and symmetrically with respect to the axis of the end wall. Reinforcing pads are installed on the two extreme vertical reinforcing elements above and below the lower horizontal belt.

Недостатком известной торцевой стены является то, что помимо крайних вертикальных подкрепляющих элементов, торцевая стена содержит средний и два дополнительных вертикальных подкрепляющих элемента, выполненных для повышения прочностных характеристик торцевой стены. Такое исполнение имеет сложную конструкцию за счет использования большого количества деталей, вследствие чего, увеличивается металлоемкость конструкции, уменьшается технологичность и увеличивается трудоемкость изготовления торцевой стены полувагона.A disadvantage of the known end wall is that in addition to the extreme vertical reinforcing elements, the end wall contains a middle and two additional vertical reinforcing elements, made to increase the strength characteristics of the end wall. This design has a complex structure due to the use of a large number of parts, as a result of which, the metal consumption of the structure increases, the manufacturability decreases and the complexity of manufacturing the end wall of the gondola car increases.

Таким образом, в известных из уровня техники конструкциях железнодорожных грузовых вагонов недостаточно обеспечивается повышение прочности торцевой стены, также предложенные решения сопровождаются сложностью конструктивного исполнения и пониженной технологичностью. Кроме этого, недостатком известных решений является большая металлоемкость конструкции торцевой стены.Thus, in the designs of railway freight cars known from the prior art, the strength of the end wall is not sufficiently increased, the proposed solutions are also accompanied by the complexity of the design and reduced manufacturability. In addition, a disadvantage of the known solutions is the large metal consumption of the end wall structure.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение прочности торцевой стены железнодорожного грузового вагона без существенного увеличения металлоемкости и усложнения конструкции.The problem to which the claimed utility model is directed is to increase the strength of the end wall of a railway freight car without a significant increase in metal consumption and design complexity.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF THE ESSENCE OF A USEFUL MODEL

Указанная задача решена благодаря торцевой стене железнодорожного грузового вагона, содержащей листовую обшивку, усиленную горизонтальными поясами. Также торцевая стена содержит две усиливающие накладки, расположенные по центру горизонтальных поясов и симметрично относительно оси торцевой стены.This problem is solved thanks to the end wall of a railway freight car containing sheet skin reinforced with horizontal belts. The end wall also contains two reinforcing pads located in the center of the horizontal belts and symmetrically with respect to the axis of the end wall.

Предлагаемая конструкция позволяет достичь технического результата в виде высоких прочностных характеристик торцевой стены, при этом обеспечивая уменьшенную металлоемкость, а также улучшенную конструкцию железнодорожного грузового вагона, обладающего повышенной технологичностью. Кроме того, предлагаемая полезная модель обеспечивает расширение арсенала конструкций для грузовых железнодорожных транспортных средств.The proposed design allows to achieve a technical result in the form of high strength characteristics of the end wall, while providing reduced metal consumption, as well as an improved design of a railway freight car with high adaptability. In addition, the proposed utility model provides an expansion of the arsenal of structures for freight railway vehicles.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что согласно предлагаемой полезной модели предложена торцевая стена железнодорожного грузового вагона, которая содержит усиливающие накладки на двух верхних горизонтальных поясах, при этом длина каждой усиливающей накладки составляет по большей мере 2000 мм, а толщина каждой усиливающей накладки находится в интервале от 0,02 до 0,36 от толщины горизонтального пояса.The specified technical result is achieved due to the fact that according to the proposed utility model, the end wall of a railway freight car is proposed, which contains reinforcing pads on the two upper horizontal belts, while the length of each reinforcing lining is at least 2000 mm, and the thickness of each reinforcing lining is in the range from 0.02 to 0.36 of the thickness of the horizontal belt.

Расположение усиливающих накладок зависит от распределения напряжений, действующих в торцевой стене. Максимальные напряжения действуют в верхней центральной части торцевой стены и уменьшаются от центра к торцам горизонтальных поясов. Усиливающие накладки снижают напряжения путем увеличения толщины горизонтального пояса, увеличивая тем самым его несущую способность. Таким образом, расположение усиливающих накладок на двух верхних горизонтальных поясах позволяет снизить напряжения и, как следствие, повысить прочность торцевой стены.The location of the reinforcing plates depends on the distribution of stresses acting in the end wall. Maximum stresses act in the upper central part of the end wall and decrease from the center to the ends of the horizontal belts. Reinforcing pads reduce stress by increasing the thickness of the horizontal belt, thereby increasing its bearing capacity. Thus, the location of the reinforcing plates on the upper two horizontal belts can reduce stress and, as a result, increase the strength of the end wall.

Также благодаря тому, что усиливающая накладка увеличивает толщину горизонтального пояса, появляется возможность использовать горизонтальные пояса с меньшей толщиной, что позволяет уменьшить массу торцевой стены, сохраняя ее прочностные характеристики.Also, due to the fact that the reinforcing pad increases the thickness of the horizontal belt, it becomes possible to use horizontal belts with a smaller thickness, which allows to reduce the mass of the end wall, while maintaining its strength characteristics.

Также как уже было сказано выше, в торцевой стене наибольшие напряжения действуют в центральной части горизонтальных поясов, а к краям горизонтального пояса напряжения уменьшаются. Таким образом, в заявляемой полезной модели расположение усиливающих накладок осуществляется по центру горизонтальных поясов и симметрично относительно вертикальной оси торцевой стены. Такое расположение усиливающих накладок, учитывающее действие напряжений, позволяет повысить прочность в центральной части торцевой стены, при этом, не утяжеляя конструкцию в менее нагружаемых точках силового каркаса.Also, as mentioned above, in the end wall, the highest stresses act in the central part of the horizontal belts, and to the edges of the horizontal belt the stresses decrease. Thus, in the claimed utility model, the location of the reinforcing pads is carried out in the center of the horizontal belts and is symmetrical about the vertical axis of the end wall. This arrangement of reinforcing pads, taking into account the action of stresses, allows to increase the strength in the Central part of the end wall, while not burdening the structure at less loaded points of the power frame.

Расположение усиливающих накладок на двух верхних горизонтальных поясах, то есть установка усиливающих накладок ближе к центральной части торцевой стены (относительно ближайшего аналога, смещение усиливающих накладок с верхней обвязки и верхнего горизонтального пояса на два верхних горизонтальных пояса), позволяет равномерно распределить действующие нагрузки в торцевой стене. Такое решение повышает прочность верхней центральной части торцевой стены, благодаря чему появляется возможность исполнения конструкции торцевой стены без усиливающей накладки, устанавливающейся на верхней обвязке и без дополнительных вертикальных элементов, которые присутствуют в конструкции ближайшего аналога. Предложенное решение позволяет значительно облегчить конструкцию, при этом сохраняя высокие прочностные характеристики торцевой стены. А также такое исполнение позволяет снизить металлоемкость конструкции, уменьшить трудозатраты и увеличить технологичность изготовления торцевой стены.The location of the reinforcing pads on the two upper horizontal belts, that is, the installation of reinforcing pads closer to the central part of the end wall (relative to the closest analogue, the displacement of the reinforcing pads from the upper harness and the upper horizontal belt to the two upper horizontal belts), allows you to evenly distribute the existing loads in the end wall . This solution increases the strength of the upper central part of the end wall, which makes it possible to design the end wall without reinforcing pads installed on the upper strapping and without additional vertical elements that are present in the structure of the closest analogue. The proposed solution can significantly facilitate the design, while maintaining high strength characteristics of the end wall. And also this design allows to reduce the metal structure, reduce labor costs and increase the manufacturability of the manufacture of the end wall.

Кроме этого, длина каждой усиливающей накладки составляет по большей мере 2000 мм. А толщина каждой усиливающей накладки находится в интервале от 0,02 до 0,36 от толщины горизонтального пояса. Приведенные значения длины и толщины усиливающей накладки обеспечивают оптимальные соотношения прочности и металлоемкости конструкции торцевой стены. Для обеспечения прочности торцевой стены толщину накладки выбирают в зависимости от толщины горизонтального пояса, при этом с увеличением толщины пояса толщину накладки уменьшают и наоборот. При толщине усиливающей накладки менее 0,02 от толщины горизонтального пояса необходимо значительно увеличивать толщину горизонтального пояса, вследствие чего увеличится металлоемкость конструкции. При толщине накладки более 0,36 от толщины горизонтального пояса необоснованно повышается металлоемкость усиливающей накладки, т.к. не вызвана необходимостью компенсации расчетных нагрузок, действующих на горизонтальный пояс.In addition, the length of each reinforcing lining is at least 2000 mm. And the thickness of each reinforcing lining is in the range from 0.02 to 0.36 of the thickness of the horizontal belt. The given values of the length and thickness of the reinforcing pads provide the optimal ratio of strength and metal consumption of the end wall structure. To ensure the strength of the end wall, the thickness of the lining is selected depending on the thickness of the horizontal belt, while with increasing thickness of the belt, the thickness of the lining is reduced and vice versa. When the thickness of the reinforcing pads is less than 0.02 of the thickness of the horizontal belt, it is necessary to significantly increase the thickness of the horizontal belt, which will increase the metal consumption of the structure. When the thickness of the lining more than 0.36 of the thickness of the horizontal belt unreasonably increases the intensity of the reinforcing lining, because not caused by the need to compensate for the calculated loads acting on the horizontal belt.

Согласно одному варианту реализации толщина каждой усиливающей накладки находится в интервале от 4 до 18 мм. Также согласно еще одному варианту реализации толщина каждого горизонтального пояса находится в интервале от 40 до 180 мм. Указанные интервалы характеризуют оптимальные размеры усиливающих накладок и горизонтальных поясов, позволяющие сохранить достаточную прочность торцевой стены, при этом избавляя от лишней металлоемкости конструкцию. Данные интервалы значений получены после проведения прочностных расчетов, а также в результате экспериментальных исследований, подтверждающих достоверность теоретических выводов.According to one embodiment, the thickness of each reinforcement strip is in the range of 4 to 18 mm. Also according to another embodiment, the thickness of each horizontal belt is in the range of 40 to 180 mm. The indicated intervals characterize the optimal dimensions of the reinforcing pads and horizontal belts, allowing to maintain sufficient strength of the end wall, while eliminating the unnecessary metal consumption of the structure. These ranges of values were obtained after conducting strength calculations, as well as as a result of experimental studies confirming the reliability of theoretical conclusions.

Согласно еще одному варианту исполнения торцевая стена железнодорожного грузового вагона содержит три усиливающие накладки, одна из которых расположена на верхней обвязке железнодорожного грузового вагона. Также согласно еще одному варианту исполнения торцевая стена железнодорожного грузового вагона содержит три усиливающие накладки и три горизонтальных пояса, на каждом из которых расположена усиливающая накладка. Предлагаемые решения позволят увеличить прочность конструкции, тем самым значительно повысить стойкость к изнашиванию.According to another embodiment, the end wall of the railway freight car contains three reinforcing pads, one of which is located on the upper rail of the freight freight car. Also, according to another embodiment, the end wall of a railway freight car contains three reinforcing plates and three horizontal belts, each of which has a reinforcing plate. The proposed solutions will increase the strength of the structure, thereby significantly increasing the wear resistance.

Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает высокие прочностные показатели торцевой стены, при этом позволяет снизить ее массу за счет использования более легких горизонтальных поясов и исполнения торцевой стены без дополнительных вертикальных элементов. Указанные признаки полезной модели позволяют обеспечить улучшенную конструкцию вагона, характеризующуюся повышенной технологичностью, что пояснено ниже на примерах реализации предлагаемой полезной модели.Thus, the proposed design provides high strength characteristics of the end wall, while reducing its weight through the use of lighter horizontal belts and the execution of the end wall without additional vertical elements. The indicated features of the utility model can provide an improved design of the car, characterized by increased manufacturability, which is explained below on examples of the implementation of the proposed utility model.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Сущность полезной модели более подробно поясняется ниже со ссылкой на прилагаемый чертеж:The essence of the utility model is explained in more detail below with reference to the accompanying drawing:

Фиг. 1 - вид торцевой стены полувагона.FIG. 1 is a view of the end wall of a gondola car.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

Предлагаемая полезная модель далее более подробно описана на примере железнодорожного грузового вагона в виде полувагона. При этом объем заявляемой полезной модели не ограничивается приведенным примером и распространяется на любые другие железнодорожные транспортные средства, известные специалисту в области техники, в том числе крытые вагоны, полувагоны и другие.The proposed utility model is further described in more detail on the example of a railway freight car in the form of a gondola car. Moreover, the scope of the claimed utility model is not limited to the given example and extends to any other railway vehicles known to a person skilled in the art, including boxcars, gondola cars and others.

Торцевая стена 1 железнодорожного грузового вагона, показанная на Фиг. 1, содержит верхнюю 2 и нижнюю 3 обвязки, жестко соединенные с листовой обшивкой 4. Верхняя 2 и нижняя 3 обвязки объединяют торцевые 1 и боковые стены вагона. Кроме этого, листовая обшивка 4 торцевой стены 1 усилена тремя горизонтальными поясами 5, выполняющими прочностную функцию, и двумя вертикальными подкрепляющими элементами 6, расположенными симметрично относительно вертикальной оси торцевой стены 1. Вертикальные подкрепляющие элементы 6 соединяют два нижних горизонтальных пояса 5 с нижней обвязкой 4 и выступают ниже ее уровня. На двух верхних горизонтальных поясах 5 установлены усиливающие накладки 7, выполняющие функцию снижения напряжения в горизонтальных поясах 5. Усиливающие накладки 7 расположены по центру горизонтальных поясов 5 и симметрично относительно вертикальной оси торцевой стены 1.The end wall 1 of the railway freight car shown in FIG. 1, contains the upper 2 and lower 3 strapping rigidly connected to the sheet skin 4. The upper 2 and lower 3 strapping combine the end 1 and side walls of the car. In addition, the sheet sheathing 4 of the end wall 1 is reinforced with three horizontal belts 5, which perform the strength function, and two vertical reinforcing elements 6, located symmetrically with respect to the vertical axis of the end wall 1. Vertical reinforcing elements 6 connect the two lower horizontal belts 5 with the lower trim 4 and perform below her level. Reinforcing pads 7 are installed on the upper two horizontal belts 5, which perform the function of reducing voltage in the horizontal belts 5. The reinforcing pads 7 are located in the center of the horizontal belts 5 and symmetrically with respect to the vertical axis of the end wall 1.

Технический результат в виде высоких прочностных характеристик торцевой стены, уменьшенной металлоемкости конструкции, и получения в целом улучшенной конструкции железнодорожного грузового вагона, обладающего повышенной технологичностью, достигается за счет того, что согласно предлагаемой полезной модели предложена торцевая стена 1 железнодорожного грузового вагона, которая содержит усиливающие накладки 7 на двух верхних горизонтальных поясах 5, при этом длина каждой усиливающей накладки 7 составляет по большей мере 2000 мм, а толщина каждой усиливающей накладки 7 находится в интервале от 0,02 до 0,36 от толщины горизонтального пояса 5.The technical result in the form of high strength characteristics of the end wall, reduced metal consumption of the structure, and obtaining a generally improved design of the railway freight car with improved manufacturability is achieved due to the fact that according to the proposed utility model, the end wall 1 of the railway freight car is proposed, which contains reinforcing pads 7 on the upper two horizontal belts 5, the length of each reinforcing lining 7 is at least 2000 mm, and the thickness each reinforcing lining 7 is in the range from 0.02 to 0.36 of the thickness of the horizontal belt 5.

Торцевые стены при соударениях груженых полувагонов испытывают максимальные воздействия по сравнению с другими эксплуатационными операциями, поэтому значения показателей нагруженности торцевых стен при соударениях полувагонов являются основными и критериальными при оценке прочности стен в процессе проектирования. Наиболее нагруженными зонами конструкции торцевой стены являются верхний пояс и листовая обшивка в центре - для полувагона модели 12-141, для полувагона модели 12-132 - средний и верхний пояса [1]. Также в цитируемом источнике предложено при разработке по совершенствованию и усилению конструкции исходить из сохранения существующей схемы торцевой стены, варьируя и совершенствуя параметры и соединения элементов конструкции, так как существующая конструктивная схема торцевой стены, содержащая листы обшивки и каркас из горизонтальных и вертикальных подкрепляющих элементов, сохраняет сформировавшиеся тенденции проектирования данного узла, базирующиеся на опыте эксплуатации, теоретических исследованиях и технологии изготовления.The end walls during collisions of loaded gondola cars experience maximum impacts compared with other operational operations, therefore, the values of the end wall loading indices during collisions of gondola cars are the main and criteria when evaluating the strength of walls in the design process. The most loaded zones of the end wall construction are the upper belt and sheet sheathing in the center — for the gondola car of model 12-141, for the gondola car of model 12-132 - the middle and upper girders [1]. It is also suggested in the cited source when developing to improve and strengthen the structure that one proceeds from preserving the existing end wall layout, varying and improving the parameters and connections of structural elements, since the existing constructive end wall layout containing sheathing sheets and a frame of horizontal and vertical reinforcing elements preserves formed design trends of this unit, based on operating experience, theoretical research and manufacturing technology .

Исходя из этого, в предложенной полезной модели упрочнение торцевой стены 1 обеспечено установкой усиливающих накладок 7. Усиливающие накладки 7 снижают напряжения в торцевой стене 1 путем увеличения толщины горизонтального пояса 5, увеличивая тем самым его несущую способность. Расположение усиливающих накладок 7 зависит от распределения напряжений, действующих в торцевой стене 1. Так как максимальные напряжения действуют в верхней центральной части торцевой стены 1, то расположение усиливающих накладок 7 на двух верхних горизонтальных поясах 5 позволяет снизить напряжения и, как следствие, повысить прочность торцевой стены 1.Based on this, in the proposed utility model, hardening of the end wall 1 is provided by installing reinforcing plates 7. Reinforcing plates 7 reduce stresses in the end wall 1 by increasing the thickness of the horizontal belt 5, thereby increasing its bearing capacity. The location of the reinforcing plates 7 depends on the distribution of stresses acting in the end wall 1. Since the maximum stresses act in the upper central part of the end wall 1, the location of the reinforcing plates 7 on the two upper horizontal belts 5 can reduce stresses and, as a result, increase the strength of the end walls 1.

Для того, чтобы добиться высокой прочности при минимальной металлоемкости конструкции, необходимо обеспечить усиление торцевой стены 1 горизонтальными поясами 5 с меньшей толщиной. Это достигается благодаря тому, что установка усиливающих накладок 7 увеличивает толщину горизонтальных поясов 5. Для этого необходимо изначально проектировать и изготавливать горизонтальные пояса 5 с учетом того, что на них будут установлены усиливающие накладки 7. Оптимальное соотношение толщины усиливающей накладки от толщины горизонтального пояса находится в интервале от 0,02 до 0,36. Таким образом, появляется возможность обеспечить высокую прочность торцевой стены 1 с одновременно низкой ее металлоемкостью. Приведенное значение толщины усиливающей накладки обеспечивает оптимальные соотношения прочности и металлоемкости конструкции торцевой стены. Для обеспечения прочности торцевой стены при меньшем значении толщины каждой усиливающей накладки необходимо увеличивать толщину горизонтального пояса, вследствие чего увеличится металлоемкость конструкции. Данное соотношение получено после проведения прочностных расчетов, а также в результате экспериментальных исследований, подтверждающих достоверность теоретических выводов.In order to achieve high strength with minimal metal structure, it is necessary to provide reinforcement of the end wall 1 with horizontal belts 5 with a smaller thickness. This is achieved due to the fact that the installation of reinforcing pads 7 increases the thickness of the horizontal belts 5. For this, it is necessary to initially design and manufacture horizontal belts 5, taking into account the fact that reinforcing pads will be installed on them 7. The optimal ratio of the thickness of the reinforcing pads to the thickness of the horizontal belt is the range from 0.02 to 0.36. Thus, it becomes possible to ensure high strength of the end wall 1 with at the same time its low metal consumption. The given value of the thickness of the reinforcing pads provides the optimal ratio of strength and metal consumption of the end wall structure. To ensure the strength of the end wall with a smaller thickness of each reinforcing lining, it is necessary to increase the thickness of the horizontal belt, which will increase the metal consumption of the structure. This ratio was obtained after carrying out strength calculations, as well as as a result of experimental studies confirming the reliability of theoretical conclusions.

Также как уже было сказано выше, в торцевой стене 1 наибольшие напряжения действуют в центральной части горизонтальных поясов 5, а к краям горизонтального пояса 5 напряжения уменьшаются. Таким образом, в заявляемой полезной модели расположение усиливающих накладок 7 осуществляется по центру горизонтальных поясов 5 и симметрично относительно вертикальной оси торцевой стены 1. Такое расположение усиливающих накладок 7, учитывающее действие напряжений, позволяет повысить прочность в центральной части торцевой стены 1, при этом не утяжеляя конструкцию в менее нагружаемых точках силового каркаса.Also, as mentioned above, in the end wall 1, the highest stresses act in the central part of the horizontal belts 5, and to the edges of the horizontal belt 5, the stresses decrease. Thus, in the claimed utility model, the arrangement of reinforcing plates 7 is carried out in the center of the horizontal belts 5 and is symmetrical with respect to the vertical axis of the end wall 1. Such an arrangement of reinforcing plates 7, taking into account the action of stresses, makes it possible to increase the strength in the central part of the end wall 1, without weighting design at less loaded points of the power frame.

Длина каждой усиливающей накладки 7 составляет по большей мере 2000 мм. Большее значение длины усиливающей накладки 7 не обеспечит оптимального соотношения прочности и металлоемкости конструкции торцевой стены. Данное значение получено после проведения прочностных расчетов, а также в результате экспериментальных исследований, подтверждающих достоверность теоретических выводов.The length of each reinforcing lining 7 is at most 2000 mm. A larger value of the length of the reinforcing pads 7 will not provide the optimal ratio of strength and metal consumption of the end wall structure. This value was obtained after carrying out strength calculations, as well as as a result of experimental studies confirming the reliability of theoretical conclusions.

Расположение усиливающих накладок 7 на двух верхних горизонтальных поясах 5, то есть установка усиливающих накладок 7 ближе к центральной части торцевой стены 1 (относительно ближайшего аналога, смещение усиливающих накладок с верхней обвязки и верхнего горизонтального пояса на два верхних горизонтальных пояса), позволяет равномерно распределить действующие нагрузки в торцевой стене. Такое решение повышает прочность верхней центральной части торцевой стены 1, благодаря чему появляется возможность исполнения конструкции торцевой стены 1 без усиливающей накладки, устанавливающейся на верхней обвязке и без среднего и дополнительных вертикальных элементов, которые присутствуют в конструкции ближайшего аналога. Предложенное решение позволяет значительно облегчить конструкцию, при этом сохраняя высокие прочностные характеристики торцевой стены. А также такое исполнение позволяет снизить металлоемкость конструкции, уменьшить трудозатраты и увеличить технологичность изготовления торцевой стены.The location of the reinforcing plates 7 on the two upper horizontal belts 5, that is, the installation of reinforcing plates 7 closer to the central part of the end wall 1 (relative to the closest analogue, the displacement of the reinforcing plates from the upper strapping and the upper horizontal belt to the two upper horizontal belts), allows you to evenly distribute the existing loads in the end wall. This solution increases the strength of the upper Central part of the end wall 1, which makes it possible to design the end wall 1 without reinforcing lining, mounted on the upper strapping and without the middle and additional vertical elements that are present in the structure of the closest analogue. The proposed solution can significantly facilitate the design, while maintaining high strength characteristics of the end wall. And also this design allows to reduce the metal structure, reduce labor costs and increase the manufacturability of the manufacture of the end wall.

Толщина каждой усиливающей накладки может находиться в интервале от 4 до 18 мм. А толщина каждого горизонтального пояса может находиться в интервале от 40 до 180 мм. Указанные интервалы характеризуют оптимальные размеры усиливающих накладок и горизонтальных поясов, позволяющие сохранить достаточную прочность торцевой стены, при этом избавляя от лишней металлоемкости конструкцию. Данные интервалы значений получены после проведения прочностных расчетов, а также в результате экспериментальных исследований, подтверждающих достоверность теоретических выводов.The thickness of each reinforcing lining can be in the range from 4 to 18 mm. And the thickness of each horizontal belt can be in the range from 40 to 180 mm. The indicated intervals characterize the optimal dimensions of the reinforcing pads and horizontal belts, allowing to maintain sufficient strength of the end wall, while eliminating the unnecessary metal consumption of the structure. These ranges of values were obtained after conducting strength calculations, as well as as a result of experimental studies confirming the reliability of theoretical conclusions.

Также существует возможность исполнения торцевой стены, когда она содержит три усиливающие накладки, одна из которых расположена на верхней обвязке железнодорожного грузового вагона. Также возможно исполнение, когда торцевая стена железнодорожного грузового вагона содержит три усиливающие накладки и три горизонтальных пояса, на каждом из которых расположена усиливающая накладка. Предлагаемые решения позволят увеличить прочность конструкции, тем самым значительно повысить стойкость к изнашиванию.There is also the possibility of execution of the end wall, when it contains three reinforcing pads, one of which is located on the upper rail of the freight car. It is also possible that the end wall of a railway freight car contains three reinforcing plates and three horizontal belts, each of which has a reinforcing plate. The proposed solutions will increase the strength of the structure, thereby significantly increasing the wear resistance.

Например, в случае перевозки штабельных грузов, занимающих не полный объем кузова, а около 2/3 высоты торцевой стены, установка усиливающих накладок на два верхних горизонтальных пояса повышает прочность в зоне действия максимальных нагрузок на торцевую стену.For example, in the case of transportation of stacked goods, which occupy not the entire body volume, but about 2/3 of the height of the end wall, the installation of reinforcing pads on the two upper horizontal belts increases the strength in the zone of maximum loads on the end wall.

В качестве примера можно использовать полувагон с глухим кузовом, на торцевую стену которого установлены горизонтальные пояса с предпочтительной толщиной, находящейся в пределах от 50 до 180 мм. На два верхних горизонтальных пояса устанавливаются усиливающие накладки длинной 1500 мм. Данная конструкция обеспечивает прочность в зоне действия максимальных нагрузок на торцевую стену, что подтверждено испытаниями и расчетами.As an example, you can use a gondola with a deaf body, on the front wall of which are installed horizontal belts with a preferred thickness ranging from 50 to 180 mm. Reinforcing pads with a length of 1,500 mm are installed on the upper two horizontal belts. This design provides strength in the area of maximum loads on the end wall, which is confirmed by tests and calculations.

Таким образом, совокупность признаков предлагаемой конструкции обеспечивает прочностные показатели торцевой стены в сочетании с минимальной материалоемкостью, а также реализуется в целом улучшенная конструкция железнодорожного грузового вагона, обладающего повышенной технологичностью.Thus, the totality of the features of the proposed design provides strength characteristics of the end wall in combination with minimal material consumption, as well as the generally improved design of a railway freight car with high adaptability is implemented.

Настоящая полезная модель не ограничена конкретными примерами, раскрытыми в описании в иллюстративных целях, и охватывает все возможные модификации и альтернативы, входящие в объем настоящей полезной модели, определенный формулой полезной модели.This utility model is not limited to the specific examples disclosed in the description for illustrative purposes, and covers all possible modifications and alternatives that fall within the scope of this utility model defined by the utility model formula.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Павлюков А.Э. Нагруженность торцевой стены полувагона при маневровых соударениях / А.Э. Павлюков // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Омск, 1993. - С. 3, 17.1. Pavlyukov A.E. The loading of the end wall of the gondola during shunting collisions / A.E. Pavlyukov // Abstract of dissertation for the degree of candidate of technical sciences. - Omsk, 1993 .-- S. 3, 17.

Claims

1. The end wall of the railway freight car, which contains the upper strapping, sheet sheathing reinforced with horizontal belts, reinforcing pads located in the center of the horizontal belts and symmetrically with respect to the axis of the end wall, the length of each reinforcing pads is at most 2000 mm, and the thickness each reinforcing lining is in the range from 0.02 to 0.36 of the thickness of the horizontal belt.

2. The end wall of a railway freight car according to claim 1, which contains two reinforcing pads located in the center of the horizontal belts and symmetrically with respect to the axis of the end wall.

3. The end wall of a railway freight car according to claim 1, wherein the reinforcing pads are mounted on two upper horizontal belts.

4. The end wall of a railway freight car according to claim 1, in which the thickness of each reinforcing lining is in the range from 4 to 18 mm.

5. The end wall of a railway freight car according to claim 1, in which the thickness of each horizontal belt is in the range from 40 to 180 mm.