RU220760U1 - Полувагон железнодорожный - Google Patents

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции кузовов универсальных полувагонов. Полувагон железнодорожный, включает тележки (1), автосцепные устройства (2), тормозное оборудование (3) и кузов (4). Кузов содержит раму (5) с крышками (6) в полу и с составной хребтовой балкой (7). Составная хребтовая балка (7) состоит из верхней (7.1) и нижней (7.2) секций. На раму установлены боковые (8) и торцевые (9) стены, состоящие из каркаса (10), включающего горизонтальные продольные (11) и вертикальные (12) профили, и из обшивки (13), расположенной с внутренней стороны кузова. Каждая торцевая стена имеет несколько участков. Верхний участок (9.1) торцевой стены выдвинут за раму в сторону автосцепного устройства и выполнен плоской формы. Длина (L) кузова полувагона составляет диапазон от 11662 мм до 11700 мм, ширина кузова (В) полувагона не превышает 3212 мм. Высота полувагона (Н) от уровня головки рельса (14) составляет диапазон от 3825 мм до 3904 мм. Высота (h) от уровня головки рельса до нижнего горизонтального продольного профиля (15) каркаса боковой стены составляет диапазон от 1340 мм до 1380 мм. Полезная модель позволяет создать конструкцию полувагона, которая обеспечивает увеличение количества полувагонов в поезде, тем самым повышает объем перевозимого груза в целом составе и уменьшает массу тары полувагона, с уменьшением длины применяемых прокатов, в сочетании с повышением жесткости и прочности кузова, а также уменьшает трудозатраты при изготовлении кузова полувагона. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции кузовов универсальных полувагонов.

Известна конструкция полувагона [Патент РФ на полезную модель №158582 опубликовано 03.03.2015], состоящая из ходовых тележек, автосцепных устройств, тормозного оборудования, кузова, состоящего из основания в виде балочного каркаса, содержащего хребтовую, две шкворневые и две концевые балки, соединенные с основанием боковых и торцевых стен, при этом каждая торцевая стена состоит из каркаса и обшивки и включает в себя верхнюю часть и нижнюю часть, при этом верхняя часть расположена вертикально и выполнена плоской формы, а нижняя часть расположена наклонно и соединяет верхнюю часть с концевой балкой, причем верхняя часть торцевой стены расположена на расстоянии от 100 до 300 мм, измеренном по горизонтали от обшивки верхней части торцевой стены до средней части торцевой поверхности концевой балки в месте установки ударной розетки.

Недостатком данной конструкции является выполнение соединения нижней части торцевой стены с концевой балкой таким образом, что верхняя часть торцевой стены расположена на расстоянии от 100 до 300 мм, измеренном по горизонтали от обшивки верхней части торцевой стены до средней части торцевой поверхности концевой балки в месте установки ударной розетки.

Расположение данных элементов в значительной степени снижает технологичность изготовления кузова полувагона ввиду сложной конструкции торцевой стены кузова полувагона, требующей при изготовлении больших трудозатрат, что в совокупности является весьма трудоемким процессом, увеличивающим производственный цикл.

Вышеперечисленные недостатки приводят к значительному удорожанию изготовления конструкции кузова полувагона.

Также известна конструкция железнодорожного грузового вагона [Патент РФ на полезную модель №158625 опубликовано 20.01.2016], состоящая из кузова с рамой, боковыми и торцевыми стенами, тормозного оборудования, тележки и автосцепки, а верхняя часть торцевой стены выполнена плоской и вынесена за пределы рамы, нижняя граница вынесенной торцевой стены соединена с рамой наклонным участком, причем наружная длина кузова меньше расстояния между осями автосцепок полувагона на 550-700 мм.

Данная полезная модель выбрана в качестве прототипа.

Существенным недостатком является выполнение торцевой стены плоской, то есть бескаркасной, что снижает прочность кузова и приводит к изломам торцевой стены. При эксплуатации такого полувагона, быстрей всего произойдет разрушение торцевых стен и, как следствие, не будет выполнено требование по сохранности груза, что недопустимо.

Вместе с этим, существенным недостатком данной полезной модели является выполнение полувагона длиной по осям сцепления автосцепных устройств 13920 мм (13,920 м) согласно ГОСТ 26725-97 «Полувагоны четырехосные универсальные магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия», при котором возможно размещение на станционных путях длиной 988,32 м вагонов в количестве не более 71 шт. В результате если поезд из таких полувагонов разместить на путях длиной 988,32 м, то он будет состоять из 71 полувагона. Исходя из параметров универсального полувагона модели 12-132 с объемом кузова 88 м³ (внутренняя длина кузова - 12,700 м, внутренняя ширина кузова - 2,930 м, внутренняя высота кузова - 2,360 м) возможно рассчитать объем кузова полувагона в рассматриваемом патенте (внутренняя ширина кузова - 2,930 м, внутренняя высота кузова - 2,360 м, внутренняя длина кузова - 13,920-0,55-0,150⋅2=13,070 м (с учетом разности размеров по осям сцепления автосцепок и длины кузова - 0,55 м и ширины верхней обвязки торцевых стены - 0,150 м, который может быть больше, тогда объем кузова будет меньше расчетного)). Таким образом, объем кузова составит 2,930⋅2,360⋅13,070=90,38 м³, следовательно, поезд, сформированный из таких полувагонов, может перевозить груз (например, уголь) объемом 6417 м³. Данный факт позволяет сделать вывод о возможности увеличения объема перевозимого груза в поезде, сформированного из таких полувагонов, при этом вес поезда остался без изменения.

Кроме того, данный полувагон обладает повышенной массой тары, что увеличивает длину применяемого проката (профиля), такие как зет хребтовой балки, двутавр хребтовой балки, верхняя обвязка боковой стены, нижняя обвязка боковой стены, гофрированная обшивка, стоимость которых является повышенной из-за трудоемкости изготовления профилей.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание конструкции полувагона, которая обеспечит увеличение количества полувагонов в поезде, тем самым повысить объем перевозимого груза в целом составе и уменьшение массы тары полувагона, с уменьшением длины применяемых прокатов, в сочетании с повышением жесткости и прочности кузова, а также уменьшением трудозатрат при изготовлении кузова полувагона.

Поставленная задача решается за счет того, что длина кузова полувагона составляет диапазон от 11662 мм до 11700 мм, ширина кузова полувагона не превышает 3212 мм, высота полувагона от уровня головки рельса составляет диапазон от 3825 мм до 3904 мм, высота от уровня головки рельса до нижнего горизонтального продольного профиля каркаса боковой стены составляет диапазон от 1340 мм до 1380 мм.

Сущность предлагаемой конструкции заключается в том, что полувагон железнодорожный, включает тележки, автосцепные устройства, тормозное оборудование и кузов, содержащий раму с крышками в полу и с составной хребтовой балкой, состоящей из верхней и нижней секций, на раму установлены боковые и торцевые стены, состоящие из каркаса, включающего горизонтальные продольные и вертикальные профили, и из обшивки, расположенной с внутренней стороны кузова, при этом каждая торцевая стена имеет несколько участков, причем верхний участок выдвинут за раму в сторону автосцепного устройства и выполнен плоской формы, при этом, длина кузова полувагона составляет диапазон от 11662 мм до 11700 мм, ширина кузова полувагона не превышает 3212 мм, высота полувагона от уровня головки рельса составляет диапазон от 3825 мм до 3904 мм, высота от уровня головки рельса до нижнего горизонтального продольного профиля каркаса боковой стены составляет диапазон от 1340 мм до 1380 мм.

Отношение высоты нижней секции хребтовой балки к высоте верхней секции хребтовой балки составляет более 2,389.

Длина полувагона по осям сцепления автосцепных устройств составляет 12210 мм.

Длина рамы составляет диапазон от 10985 мм до 10995 мм.

База полувагона составляет 6940 мм.

Оборудован тележками с осевой нагрузкой 25 тонн на ось.

Пол кузова полувагона включает двенадцать крышек люков.

В нижней части кузова со стороны каждой торцевой стены установлен торцевой порожек, соединяющий обшивку торцевой стены с рамой.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:

фиг. 1 - общий вид полувагона;

фиг. 2 - полувагон (вид Г);

фиг. 3 - полувагон (разрез А-А);

фиг. 4 - торцевая стена полувагона;

фиг. 5 - торцевая стена полувагона (разрез Б-Б);

фиг. 6 - общий вид рамы полувагона;

фиг. 7 - рама полувагона (разрез В-В).

Полувагон железнодорожный, включает тележки (1), автосцепные устройства (2), тормозное оборудование (3) и кузов (4). Кузов (4) содержит раму (5) с крышками (6) в полу и с составной хребтовой балкой (7). Составная хребтовая балка (7) состоит из верхней (7.1) и нижней (7.2) секций. На раму (5) установлены боковые (8) и торцевые (9) стены, состоящие из каркаса (10), включающего горизонтальные продольные (11) и вертикальные (12) профили, и из обшивки (13), расположенной с внутренней стороны кузова (4). Каждая торцевая (9) стена имеет несколько участков. Верхний участок (9.1) торцевой стены (9) выдвинут за раму (5) в сторону автосцепного устройства (2) и выполнен плоской формы. Длина (L) кузова (4) полувагона составляет диапазон от 11662 мм до 11700 мм, ширина кузова (В) полувагона не превышает 3212 мм. Высота полувагона (Н) от уровня головки рельса (14) составляет диапазон от 3825 мм до 3904 мм. Высота (h) от уровня головки рельса (14) до нижнего горизонтального продольного профиля (15) каркаса (10) боковой (8) стены составляет диапазон от 1340 мм до 1380 мм.

Отношение высоты (b) нижней (7.2) секции хребтовой балки (7) к высоте (а) верхней (7.1) секции хребтовой балки (7) составляет более 2,389.

Длина (L1) полувагона по осям сцепления автосцепных устройств (2) составляет 12210 мм.

Длина (L2) рамы (5) составляет диапазон от 10985 мм до 10995 мм.

База (Б) полувагона составляет 6940 мм.

Полувагон оборудован тележками (1) с осевой нагрузкой 25 тонн на ось.

Пол кузова (4) полувагона включает двенадцать крышек (6) люков.

В нижней части кузова (4) со стороны каждой торцевой (9) стены установлен торцевой порожек (16), соединяющий обшивку (13) торцевой (9) стены с рамой (5).

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в том, что длина кузова полувагона составляет диапазон от 11662 мм до 11700 мм, ширина кузова полувагона не превышает 3212 мм, высота полувагона от уровня головки рельса составляет диапазон от 3825 мм до 3904 мм, высота от уровня головки рельса до нижнего горизонтального продольного профиля каркаса боковой стены составляет диапазон от 1340 мм до 1380 мм, что позволяет увеличить объем перевозимого груза (например, угля) в одном поезде, размещенном на путях длиной 988,32 м, на 3,2-6,5%.

Данный показатель был получен следующим образом:

учитывая, что наружная длина кузова (L) составляет диапазон от 11662 мм до 11700 мм, а толщина (S1) в которую входят толщина верхней обвязки торцевой стены и смещение усиливающих накладок в углах заделки верхних обвязок боковой и торцевой стен за верхнюю обвязку торцевой стены, составляет 174 мм с каждой из сторон, то внутренняя длина (L3) кузова вычисляется следующим образом:

min: 11662 мм - (174 мм+174 мм) = 11662 мм - 348 мм = 11314 мм (11,314 м),

max: 11700 мм - (174 мм+174 мм) = 11700 мм - 348 мм = 11352 мм (11,352 м);

учитывая, что наружная ширина (B) кузова полувагона не превышает 3212 мм, а толщина (S2) верхней обвязки боковой стены 124 мм с каждой стороны, то внутренняя ширина (B1) кузова вычисляется следующим образом:

3212 мм - (124 мм+124 мм) = 3212 мм - 248 мм = 2964 мм (2,964 м);

при этом внутренняя высота кузова (A) составляет разность (H-h):

min: 3825 мм - 1340 мм = 2485 мм (2,485 м);

min: 3825 мм - 1380 мм = 2445 мм (2,445 м);

max: 3904 мм - 1340 мм = 2564 мм (2,564 м);

max: 3904 мм - 1380 мм = 2524 мм (2,524 м);

объем кузова рассчитывается как произведение длины, ширины и высоты (при минимальном значении высоты полувагона):

11,314 м⋅2,964 м⋅2,485 м = 83,33 м³,

11,314 м⋅2,964 м⋅2,445 м = 81,99 м³,

11,352 м⋅2,964 м⋅2,485 м = 83,61 м³,

11,352 м⋅2,964 м⋅2,445 м = 82,27 м³;

находим минимальный средний объем кузова (83,33 м³ + 81,99 м³ + 83,61 м³ + 82,27 м³)/4 = 82,8 м³;

объем кузова (при максимальном значении высоты полувагона):

11,314 м⋅2,964 м⋅2,564 м = 85,98 м³,

11,314 м⋅2,964 м⋅2,524 м = 84,64 м³,

11,352 м⋅2,964 м⋅2,564 м = 86,27 м³.

11,352 м⋅2,964 м⋅2,524 м = 84,93 м³;

находим максимальный средний объем кузова (85,98 м³ + 84,64 м³ + 86,27 м³ + 84,93 м³)/4 = 85,46 м³;

находим количество полувагонов по предлагаемому техническому решению в одном поезде, размещенном на путях длиной 988,32 м, при этом номинальная длина (L1) полувагона по осям сцепления автосцепных устройств составляет 12210 мм (12,210 м):

988,32/12,210=80,94 полувагонов, следовательно, в один поезд возможно установить 80 полувагонов.

Объем груза в одном поезде, сформированном из таких полувагонов, будет составлять:

при минимальном значении объема 6624 м³ груза (82,8 м³⋅80 пол. = 6624 м³);

при максимальном значении объема 6836,8 м³ груза (85,46 м³⋅80 пол. = 6836,8 м³).

Таким образом, если провести сравнения с прототипом (6416,98 м³), то возможно утверждать, что заявляемая полезная модель (от 6624 м3 до 6836,8 м³) увеличивает объем перевозимого груза в одном поезде на 3,2-6,5%.

Кроме того, применение предлагаемой длины кузова, позволить уменьшить длину применяемых продольных профилей на 1700 мм, и тем самым уменьшить массу тары и стоимость полувагона.

Выполнение отношения высоты нижней секции хребтовой балки к высоте верхней секции хребтовой балки таким образом, что оно составляет более 2,389, позволяет увеличить объем кузова, уменьшить центр тяжести полувагона, и, как следствие, повысить динамические качества вагона.

Данное отношение высот хребтовой балки было получено следующим образом:

Высота (a) верхней секции составляет max 128,5 мм.

Высота (b) нижней секции составляет min 307 мм.

Отношение (b)/(a) = 307 мм /128,5 мм = 2,389.

То есть, отношение высоты нижней секции хребтовой балки к высоте верхней секции хребтовой балки составляет более 2,389.

Выполнение длины полувагона по осям сцепления автосцепных устройств размером 12210 мм, обеспечивает установку 80 полувагонов по предлагаемой полезной модели в одном поезде, размещенном на путях длиной 988,32 м.

Выполнение длины рамы в диапазоне от 10985 мм до 10995 мм, обеспечивает выполнение длины полувагона по осям сцепления автосцепных устройств в размере 12210 мм.

Выполнение базы полувагона, то есть расстояние между двумя центрами шкворневых узлов, в размере 6940 мм, обеспечивает беспрепятственное прохождение полувагона в радиусные кривые железнодорожных путей.

Установка под кузов полувагона тележек с осевой нагрузкой 25 тонн на ось, обеспечивает увеличение грузоподъемности полувагона, что в свою очередь увеличивает грузоподъемность поезда.

Выполнение пола, включающего, двенадцать крышек люков, обеспечивает применение универсальных крышек люков, а также беспрепятственную разгрузку полувагона, через открытые крышки люка.

Выполнение в нижней части кузова со стороны каждой торцевой стены торцевого порожка, который соединяет обшивку каждой торцевой стены с концевой балкой, позволяет повысить прочность в нижней части кузова полувагона.

В настоящее время на заявленную полезную модель разработана конструкторская документация и проводятся всесторонние испытания опытных образцов.

Claims (8)

1. Полувагон железнодорожный, включающий тележки, автосцепные устройства, тормозное оборудование и кузов, содержащий раму с крышками в полу и с составной хребтовой балкой, состоящей из верхней и нижней секций, на раму установлены боковые и торцевые стены, состоящие из каркаса, включающего горизонтальные продольные и вертикальные профили, и из обшивки, расположенной с внутренней стороны кузова, при этом каждая торцевая стена имеет несколько участков, причем верхний участок выдвинут за раму в сторону автосцепного устройства и выполнен плоской формы, отличающийся тем, что длина кузова полувагона составляет диапазон от 11662 мм до 11700 мм, ширина кузова полувагона не превышает 3212 мм, высота полувагона от уровня головки рельса составляет диапазон от 3825 мм до 3904 мм, высота от уровня головки рельса до нижнего горизонтального продольного профиля каркаса боковой стены составляет диапазон от 1340 мм до 1380 мм.

2. Полувагон по п. 1, отличающийся тем, что отношение высоты нижней секции хребтовой балки к высоте верхней секции хребтовой балки составляет более 2,389.

3. Полувагон по п. 1, отличающийся тем, что длина полувагона по осям сцепления автосцепных устройств составляет 12210 мм.

4. Полувагон по п. 1, отличающийся тем, что длина рамы составляет диапазон от 10985 мм до 10995 мм.

5. Полувагон по п. 1, отличающийся тем, что база полувагона составляет 6940 мм.

6. Полувагон по п. 1, отличающийся тем, что оборудован тележками с осевой нагрузкой 25 тонн на ось.

7. Полувагон по п. 1, отличающийся тем, что пол кузова полувагона включает двенадцать крышек люков.

8. Полувагон по п. 1, отличающийся тем, что в нижней части кузова со стороны каждой торцевой стены установлен торцевой порожек, соединяющий обшивку торцевой стены с рамой.