RU212785U1

RU212785U1 - hopper car

Info

Publication number: RU212785U1
Application number: RU2022119984U
Authority: RU
Inventors: Сергей Анатольевич Денисенко; Денис Александрович Никишин; Дмитрий Владимирович Кугрышев; Виктор Валерьевич Осыка; Владислав Николаевич Мачульский
Original assignee: Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш")
Filing date: 2022-07-21
Publication date: 2022-08-08

Abstract

Полезная модель относится к области железнодорожного транспортного средства, а именно к конструкциям торцевых стен кузовов железнодорожных грузовых вагонов-хопперов.The utility model relates to the field of a railway vehicle, namely to the structures of the end walls of the bodies of railway freight hopper cars.

Технический результат полезной модели заключается в повышении надежности грузового вагона.The technical result of the utility model is to increase the reliability of a freight car.

Вагон-хоппер, содержащий раму, кузов, включающий торцевые стены, содержащие каркас, обшивку, закрепленную на каркасе, а также раскосы, жестко соединенные с рамой и кузовом, при этом на каждой торцевой стене в месте соединения раскоса и балки каркаса установлены ребра жесткости, отличающийся тем, что каждое ребро жесткости, жестко соединенное с раскосом и балкой каркаса, выполнено из пластины, при этом площадь S каждого ребра жесткости находится в диапазоне 80-300 мм², а толщина k каждого ребра жесткости находится в диапазоне 3-8 мм. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

A hopper car containing a frame, a body including end walls containing a frame, a skin fixed to the frame, as well as braces rigidly connected to the frame and the body, while stiffening ribs are installed on each end wall at the junction of the brace and the frame beam, characterized in that each stiffener rigidly connected to the brace and frame beam is made of a plate, while the area S of each stiffener is in the range of 80-300 mm ² , and the thickness k of each stiffener is in the range of 3-8 mm. 9 w.p. f-ly, 5 ill.

Description

Из уровня техники известна торцевая стена кузова грузового вагона, включающая балочный каркас, содержащий соединенные между собой вертикальные и горизонтальные балки, выполненные из профилей, а также обшивку, закрепленную на каркасе, отличающаяся тем, что на вертикальных балках каркаса установлены усиливающие элементы, выполненные из уголкового профиля, жестко закрепленного основаниями на балках.(патент RU 205 680, B61D 17/06, B61D 3/00, B61D 7/14, опубл. 28.07.2021).From the prior art, the end wall of a freight car body is known, including a beam frame containing vertical and horizontal beams connected to each other, made of profiles, as well as a sheathing fixed to the frame, characterized in that reinforcing elements made of a corner are installed on the vertical frame beams. profile, rigidly fixed bases on the beams. (patent RU 205 680, B61D 17/06, B61D 3/00, B61D 7/14, publ.

Недостатком известного технического решения является сложность при изготовлении, вызванная сложностью конструкции и увеличенная металлоемкость. Обусловлена данная техническая проблема тем, что на вертикальных балках каркаса установлены усиливающие элементы из уголкового профиля. Данный фактор приводит к утяжелению конструкции торцевой стен вагона и сложности в процессе изготовления, что вызвано необходимостью жесткого соединения по всей поверхности всех вертикальных балок уголка, который также необходимо присоединять с двух сторон, то есть основаниями каждой из образующих его полок.The disadvantage of the known technical solution is the complexity in manufacturing, caused by the complexity of the design and increased metal consumption. This technical problem is due to the fact that reinforcing elements from the corner profile are installed on the vertical beams of the frame. This factor leads to a heavier design of the end walls of the car and complexity in the manufacturing process, which is caused by the need for a rigid connection over the entire surface of all vertical beams of the corner, which also needs to be attached from both sides, that is, the bases of each of the shelves forming it.

Известен вагон-хоппер, содержащий раму, кузов, включающий торцевую стену, содержащую балочный каркас, обшивку, а также раскосы, на торцевой стене в месте соединения раскоса балки каркаса установлено ребро жесткости (патент RU 207 862, B61D 7/00, B61D 17/16, B61D 39/00, опубл. 22.11.2022).A known hopper car containing a frame, a body including an end wall containing a beam frame, sheathing, and braces, on the end wall at the junction of the brace of the frame beam, a stiffener is installed (patent RU 207 862, B61D 7/00, B61D 17/ 16, B61D 39/00, published 11/22/2022).

Патент 207 862 выбран в качестве наиболее близкого аналога.Patent 207 862 is selected as the closest analogue.

Технической проблемой, присущей приведенному аналогу, является низкая надежность конструкции торцевой стены кузова грузового вагона. Обусловлена данная техническая проблема тем, что не определены параметры ребер жесткости, соединяющих раскосы с балками каркаса торцевой стены. Данный фактор приводит к тому, что в месте соединения раскоса с балкой каркаса торцевой стены не обеспечивается необходимая надежность конструкции торцевой стены при эксплуатации вагона.The technical problem inherent in the given analogue is the low reliability of the design of the end wall of the freight car body. This technical problem is due to the fact that the parameters of the stiffeners connecting the braces with the frame beams of the end wall are not defined. This factor leads to the fact that at the junction of the brace with the beam of the frame of the end wall, the necessary reliability of the design of the end wall during the operation of the car is not ensured.

Технической проблемой, решаемой заявляемой полезной моделью, является недостаточная надежность торцевой стены вагона-хоппера, вызванная неопределенностью параметров ребра жесткости, применяемого в месте соединения раскоса с балкой каркаса торцевой стены.The technical problem solved by the claimed utility model is the insufficient reliability of the end wall of the hopper car, caused by the uncertainty of the parameters of the stiffener used at the junction of the brace with the frame beam of the end wall.

Указанный технический результат достигается тем, что вагон-хоппер содержит раму, кузов, включающий торцевые стены, содержащие каркас, обшивку, закрепленную на каркасе, а также раскосы, жестко соединенные с рамой и кузовом, при этом на каждой торцевой стене в по крайней мере одном месте соединения раскоса и балки каркаса установлено ребро жесткости, согласно полезной модели ребро жесткости, жестко соединенное с раскосом и балкой каркаса, выполнено из пластины, при этом площадь S ребра жесткости находится в диапазоне 80-300 мм², а толщина k ребра жесткости находится в диапазоне 3-8 мм.The specified technical result is achieved by the fact that the hopper car contains a frame, a body including end walls containing a frame, a sheathing fixed to the frame, as well as braces rigidly connected to the frame and the body, while on each end wall in at least one at the junction of the brace and the frame beam, a stiffener is installed, according to the utility model, the stiffener rigidly connected to the brace and the frame beam is made of a plate, while the area S of the stiffener is in the range of 80-300 mm ² , and the thickness k of the stiffener is in range 3-8 mm.

Каркас может включать в себя соединенные между собой вертикальные и горизонтальные балки.The frame may include interconnected vertical and horizontal beams.

Вертикальные и горизонтальные балки каркаса могут быть выполнены из профилей.Vertical and horizontal frame beams can be made of profiles.

Вертикальные и горизонтальные балки каркаса могут быть жестко соединены между собой сваркой.The vertical and horizontal beams of the frame can be rigidly connected to each other by welding.

Раскосы могут быть жестко соединены с рамой и кузовом, обшивка жестко закреплена на каркасе, ребро жесткости жестко соединено с раскосом и балкой каркаса сваркой.The braces can be rigidly connected to the frame and body, the skin is rigidly fixed to the frame, the stiffening rib is rigidly connected to the bracing and frame beam by welding.

Ребро жесткости может быть жестко соединено с вертикальной балкой каркаса.The stiffening rib can be rigidly connected to the frame vertical beam.

Ребро жесткости может быть жестко соединено с горизонтальной балкой каркаса.The stiffener can be rigidly connected to the horizontal frame beam.

Ребро жесткости может быть установлено в месте соединения раскоса с балкой каркаса торцевой под раскосом.The stiffener can be installed at the junction of the brace with the frame end beam under the brace.

Ребро жесткости может быть установлено в месте соединения раскоса с балкой каркаса торцевой стены над раскосом.The stiffener can be installed at the junction of the brace with the end wall frame beam above the brace.

Ребро жесткости может быть установлено в месте соединения раскоса с балкой каркаса торцевой стены с боковой стороны раскоса.The stiffener can be installed at the junction of the brace with the frame beam of the end wall on the side of the brace.

Вертикальные балки каркаса торцевой стены могут быть выполнены из уголков.The vertical beams of the frame of the end wall can be made of corners.

Вертикальные балки каркаса торцевой стены могут быть выполнены из швеллеров.The vertical beams of the frame of the end wall can be made of channels.

Вертикальные балки каркаса торцевой стены могут быть выполнены из профилей коробчатого сечения.The vertical beams of the frame of the end wall can be made of box section profiles.

Горизонтальные балки каркаса торцевой стены могут быть выполнены из уголков.The horizontal beams of the frame of the end wall can be made of corners.

Горизонтальные балки каркаса торцевой стены могут быть выполнены из швеллеров.The horizontal beams of the frame of the end wall can be made of channels.

Горизонтальные балки каркаса торцевой стены могут быть выполнены из профилей коробчатого сечения.The horizontal beams of the end wall frame can be made of box section profiles.

Ребра жесткости могут иметь форму, приближенную к треугольнику.The stiffeners may have a shape close to a triangle.

Ребра жесткости могут иметь форму, приближенную к трапеции.The stiffening ribs may have a shape close to a trapezoid.

Ребра жесткости могут иметь форму, приближенную к квадрату.The stiffeners may have a shape close to a square.

Ребра жесткости могут иметь форму, приближенную к прямоугольнику.The stiffeners may have a shape close to a rectangle.

Предложенная полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 - представлен изометрический вид вагона-хоппера; на фиг. 2 - представлена торцевая стена вагона-хоппера; на фиг. 3 (а, б, в, г, д, е, ж, и) - выносной элемент «А» на фиг. 2, расположение ребер жесткости; на фиг. 4 (а, б, в, г, д, е, ж, и) - раскосы, соединенные посредством ребер жесткости с балкой каркаса и расположение ребер жесткости, на фиг. 5 (а, б, в) - профили балок каркаса торцевой стены.The proposed utility model is illustrated by drawings, where figure 1 shows an isometric view of the hopper car; in fig. 2 - shows the end wall of the hopper car; in fig. 3 (a, b, c, d, e, f, g, i) - remote element "A" in Fig. 2, the location of the stiffeners; in fig. 4 (a, b, c, d, e, f, g, i) - braces connected by means of stiffeners to the frame beam and the location of the stiffeners, in Fig. 5 (a, b, c) - profiles of the frame beams of the end wall.

Предлагаемый вагон-хоппер (фиг. 1, 2) содержит раму 1, кузов 2, включающий торцевые стены 3, содержащие каркас 4, обшивку 5, жестко закрепленную на каркасе 4, а также раскосы 6, жестко соединенные с рамой 1 и кузовом 2. Каркас 4 включает в себя балки 4.1, в состав которых входят жестко соединенные между собой вертикальные 4.1.1 и горизонтальные 4.1.2 балки, при этом между раскосом 6 и балкой 4.1 каркаса 4 установлено ребро жесткости 7.The proposed hopper car (Fig. 1, 2) contains a frame 1, a body 2, including end walls 3 containing a frame 4, a skin 5 rigidly fixed to the frame 4, and braces 6 rigidly connected to the frame 1 and the body 2. The frame 4 includes beams 4.1, which are rigidly interconnected vertical 4.1.1 and horizontal 4.1.2 beams, while between the brace 6 and the beam 4.1 of the frame 4, a stiffener 7 is installed.

Вертикальные 4.1.1 и горизонтальные 4.1.2 балки 4.1 каркаса 4 могут быть выполнены из профилей. Рама 1 может быть выполнена из стали, а элементы кузова 2 и его составные элементы из металлов или сплавов на их основе, например, из стали или алюминиевого справа.Vertical 4.1.1 and horizontal 4.1.2 beams 4.1 frame 4 can be made of profiles. The frame 1 can be made of steel, and the elements of the body 2 and its constituent elements of metals or alloys based on them, for example, steel or aluminum on the right.

Ребро жесткости 7 жестко соединено с раскосом 6 и балкой 4.1 каркаса 4 и выполнено из пластины, при этом площадь S ребра жесткости 7 находится в диапазоне 80-300 мм², а толщина k ребра жесткости 7 находится в диапазоне 3-8мм.The stiffener 7 is rigidly connected to the brace 6 and the beam 4.1 of the frame 4 and is made of a plate, while the area S of the stiffener 7 is in the range of 80-300 mm ² , and the thickness k of the stiffener 7 is in the range of 3-8mm.

Ребро жесткости 7 может быть жестко соединено, например, с вертикальной 4.1.1 или горизонтальной 4.1.2 балкой 4.1 каркаса 4. Ребро жесткости 7 может быть установлено в месте соединения раскоса 6 с балкой 4.1 каркаса 4 торцевой стены 3, например, под раскосом 6, над раскосом 6, с боковой стороны раскоса 6.The stiffener 7 can be rigidly connected, for example, with a vertical 4.1.1 or horizontal 4.1.2 beam 4.1 of the frame 4. The stiffener 7 can be installed at the junction of the brace 6 with the beam 4.1 of the frame 4 of the end wall 3, for example, under the brace 6 , above brace 6, on the side of brace 6.

Жесткое соединение вертикальных 4.1.1 и горизонтальных 4.1.2 балок 4.1 каркаса 4 между собой, раскоса 6 с рамой 1 и кузовом 1, обшивки 5 с каркасом 4, ребра жесткости 7 с раскосом 6 и балкой 4.1 каркаса 4 может быть выполнено, например, сваркой.Rigid connection of vertical 4.1.1 and horizontal 4.1.2 beams 4.1 of frame 4 between themselves, brace 6 with frame 1 and body 1, sheathing 5 with frame 4, stiffeners 7 with brace 6 and beam 4.1 of frame 4 can be performed, for example, welding.

Между раскосом 6 и балкой 4.1 каркаса 4 может быть установлено по крайней мере одно ребро жесткости 7 (фиг. 3 а, ж, 4 а), но при необходимости их может быть больше, например, два (фиг. 3 в, г, 4 е, г, д), три (фиг. 3 е, д, 4 в, е), четыре (3 б, ж, 4 а, б, г, д), пять (фиг. 3 и), шесть (фиг. 4 ж), семь (фиг. 4 и), восемь (фиг. 4 е) и так далее.Between the brace 6 and the beam 4.1 of the frame 4, at least one stiffener 7 can be installed (Fig. 3 a, g, 4 a), but if necessary, there can be more, for example, two (Fig. 3 c, d, 4 f, d, e), three (Fig. 3 f, e, 4 c, f), four (3 b, g, 4 a, b, d, e), five (Fig. 3 i), six (Fig. 4 g), seven (Fig. 4 i), eight (Fig. 4 f) and so on.

На каждой торцевой стене 3 по крайней мере при соединении одного раскоса 6 и балки 4.1 каркаса 4 установлено ребро жесткости 7 (фиг. 4 е, и), но при необходимости ребро жесткости 7 может быть установлено при соединении более чем одного раскоса 6 и балки 4.1 каркаса 4, например, двух раскосов 6 (фиг. 4 б, в), трех (фиг. 4 ж), четырех (фиг. 4 а), пяти (фиг. 4 г), шести (фиг. 4 д) и так далее.On each end wall 3, at least when connecting one brace 6 and beam 4.1 of the frame 4, a stiffener 7 is installed (Fig. 4 e, i), but if necessary, a stiffener 7 can be installed when connecting more than one brace 6 and beam 4.1 frame 4, for example, two braces 6 (Fig. 4 b, c), three (Fig. 4 g), four (Fig. 4 a), five (Fig. 4 d), six (Fig. 4 e) and so on Further.

Возможно применение при соединении торцевой стены 3 с рамой 1 в вагоне-хоппере различных количественных сочетаний ребра жесткости 7 в соединении раскоса 6 с балкой 4.1 торцевой стены и количества соединенных с балкой 4.1 каркаса 4 раскосов 6 посредством ребер жесткости 7, все будет зависеть от индивидуальных особенностей конкретного вагона-хоппера и требований к достижению в нем необходимой степени надежности, так как применение более одного ребра жесткости 7 в соединении одного раскоса 6 с балкой 4.1 и применение ребер жесткости 7 при соединении более, чем одного раскоса 6 с балками 4.1 повышает надежность крепления в большем количестве мест крепления торцевой 3 через раскос 6 с рамой 1, тем самым повышая надежность самого вагона.It is possible to use when connecting the end wall 3 with the frame 1 in the hopper car of various quantitative combinations of stiffeners 7 in the connection of the brace 6 with the beam 4.1 of the end wall and the number of braces 6 connected to the beam 4.1 of the frame 4 by means of stiffeners 7, everything will depend on individual characteristics a specific hopper car and the requirements for achieving the necessary degree of reliability in it, since the use of more than one stiffener 7 in the connection of one brace 6 with a beam 4.1 and the use of stiffeners 7 when connecting more than one brace 6 with beams 4.1 increases the reliability of fastening in more attachment points end 3 through brace 6 with frame 1, thereby increasing the reliability of the car.

Были проведены несколько испытаний опытного образца, которые имели положительный результат. Например, вагон-хоппер, в котором на каждой торцевой стене в двух соединениях раскосов и балок каркаса установлено по два ребра жесткости, жестко соединенных с раскосом и балкой каркаса сваркой, ребро жесткости выполнено из пластины, при этом площадь ребра жесткости S = 150 мм², а толщина ребра жесткости k = 4 мм.Several tests of the prototype were carried out, which had a positive result. For example, a hopper car, in which on each end wall in two joints of braces and frame beams, two stiffeners are installed, rigidly connected to the brace and frame beam by welding, the stiffener is made of a plate, while the area of the stiffener S = 150 mm ² , and the stiffener thickness k = 4 mm.

Выполнение площади S ребра жесткости 7 менее 80 мм² и толщины k ребра жесткости 7 менее 3 мм не позволит выдержать нагрузки в соединении раскоса 6 с торцевой стеной 3, то есть приведет к недостаточной надежности в месте их соединения, а выполнение ребра жесткости 7 площадью S более 300 мм² и толщиной k более 8 мм приведет к увеличенной металлоемкости и утяжелению конструкции вагона из-за применения ребра жесткости 7 большого размера, а соответственно большей массой, при этом надежность уже обеспечивается указанной площадью S и толщиной k, поэтому применение ребра жесткости 7 с большей площадью S и толщиной k не придаст дополнительной надежности при установке ребра жесткости 7 в соединении балки 4.1 каркаса 4 с раскосом 6.The implementation of the area S of the stiffener 7 less than 80 mm ² and the thickness k of the stiffener 7 less than 3 mm will not allow to withstand the load in the connection of the brace 6 with the end wall 3, that is, it will lead to insufficient reliability at the point of their connection, and the implementation of the stiffener 7 area S more than 300 mm ² and thickness k more than 8 mm will lead to increased metal consumption and weighting of the car structure due to the use of stiffening ribs 7 of a large size, and, accordingly, a larger mass, while reliability is already provided by the specified area S and thickness k , therefore, the use of stiffening ribs 7 with a larger area S and thickness k will not give additional reliability when installing the stiffener 7 in the connection of the beam 4.1 of the frame 4 with the brace 6.

На заявляемую конструкцию разработана техническая документация и следующая ступень - это сертификация.Technical documentation has been developed for the claimed design, and the next step is certification.

Таким образом, заявленной полезной моделью за счет определения параметров ребра жесткости в месте соединения раскоса с балкой каркаса торцевой стены обеспечено создание более надежного вагона-хоппера.Thus, the claimed utility model, by determining the parameters of the stiffener at the junction of the brace with the frame beam of the end wall, ensures the creation of a more reliable hopper car.

Claims

1. A hopper car containing a frame, a body including end walls containing a frame, a skin fixed to the frame, as well as braces rigidly connected to the frame and the body, with ribs installed on each end wall at the junction of the brace and the frame beam stiffness, characterized in that each stiffener, rigidly connected to the brace and frame beam, is made of a plate, while the area S of each stiffener is in the range of 80-300 mm ² , and the thickness k of each stiffener is in the range of 3-8 mm.

2. The hopper car according to claim 1, characterized in that the frame includes interconnected vertical and horizontal beams.

3. Hopper car according to claim 2, characterized in that the vertical and horizontal frame beams are made of profiles.

4. Hopper car according to claim 2, characterized in that the vertical and horizontal beams of the frame are rigidly interconnected by welding.

5. Hopper car according to claim 1, characterized in that the braces are rigidly connected to the frame and body, the skin is rigidly fixed to the frame, the stiffener is rigidly connected to the bracing and frame beam by welding.

6. Hopper car according to claim 1, characterized in that the stiffening rib is rigidly connected to the vertical beam of the frame.

7. Hopper car according to claim 1, characterized in that the stiffening rib is rigidly connected to the horizontal beam of the frame.

8. Hopper car according to claim 1, characterized in that the stiffening rib is installed at the junction of the brace with the frame end beam under the brace.

9. Hopper car according to claim 1, characterized in that the stiffener is installed at the junction of the brace with the end wall frame beam above the brace.

10. Hopper car according to claim 1, characterized in that the stiffening rib is installed at the junction of the brace with the frame beam of the end wall on the side of the brace.