RU226708U1 - Кузов вагона-хоппера для перевозки горячих окатышей и агломерата - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к транспорту и касается конструкции кузова железнодорожного саморазгружающегося грузового вагона-хоппера для перевозки горячих окатышей и агломерата. Кузов вагона-хоппера для перевозки горячих окатышей и агломерата содержит раму 1, торцевые 2 и боковые 3 стены, разгрузочные бункеры 4 с крышками 5. Боковые стены 3 состоят из каркаса и обшивки 12, каркас включает в себя вертикальные стойки 6, верхнюю 8 и нижнюю 9 обвязки и расположенные между стойками раскосы 11. Раскосы 11 выполнены из горячекатаного швеллера. Обшивка 12 выполнена из листов, которые с внутренней стороны кузова установлены внахлест верхними листами на нижние листы. Обшивка 12 имеет вырезы 16, которыми она установлена на шипы 17, выполненные на каркасе, и зафиксирована посредством планок 18, приваренных к шипам 17. Раскосы 11 полками развернуты в сторону обшивки 12 и установлены таким образом, что не выходят за наружные плоскости вертикальных стоек 6. Раскосы 11 содержат Т-образные упоры 15, закрепленные посредством сварки своей стенкой 20 на внутренней поверхности стенки раскосов 11 и взаимодействующие своей полкой 21 с обшивкой 12 боковой стены. Заявляемая полезная модель позволяет создать конструкцию кузова вагона-хоппера, обеспечивающую повышение эксплуатационной надежности. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции кузова вагона-хоппера.

Из уровня техники известна конструкция вагона-хоппера для перевозки горячих окатышей и агломерата [полезная модель РФ №179444 от 23.05.2017], содержащего кузов, представляющий собой раму с установленным на ней каркасом, состоящим из боковых и торцевых стен, двух разгрузочных бункеров с крышками, механизм разгрузки, ходовую часть, боковые стены каркаса состоят из стоек, обшивки, верхней и нижней обвязок, торцевые стены каркаса состоят из верхней обвязки, верхней, средней и нижней поперечных балок, продольных балок, обшивки, верхние поперечные балки торцевой стены соединены с хребтовой балкой рамы парой раскосов.

Недостатком вышеописанной конструкции является использование в качестве обшивки плоских листов, при этом между стойками каркаса боковой стены отсутствуют раскосы или балки, такая конструкция, для обеспечения требуемой прочности, потребует использования усиленных стоек каркаса, а также обшивки из листов с увеличенной толщиной, что в конечном итоге значительно увеличивает массу тары и снижает грузоподъемность вагона-хоппера.

Также из уровня техники известна конструкция вагона-хоппера для перевозки горячих окатышей и агломерата с температурой до 700°С модели 20-4015 производства ОАО «Днепровагонмаш». Вагон имеет цельнометаллический кузов сварной конструкции, включающий раму, две вертикально расположенные боковые стены, две торцевые стены, расположенные под углом 45° к горизонтали и разгрузочные бункеры с люками. Обшивка стен кузова выполнена из гофрированных листов и имеет «плавающее» крепление, разгружающее каркас вагона-хоппера от воздействия термических деформаций. Каркас боковых включает верхний и нижний пояса коробчатого сечения из прокатных и гнутых профилей, стойки коробчатого сечения из двух сваренных швеллеров, крайние раскосы коробчатого сечения и раскосы между стойками.

Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.

Существенным недостатком вышеописанной конструкции является наличие зазора между обшивкой и раскосами, расположенными между стойками. Наличие данного зазора приводит к тому, что в процессе загрузки кузова вагона, листы обшивки деформируются (выпучиваются), что приводит к растягиванию металла и образованию зон с уменьшенной толщиной листа обшивки, что, в свою очередь, способно привести к разрыву металла под действием распирающих сил от перевозимого груза, данное обстоятельство усугубляется высокой температурой перевозимого груза, увеличивающей податливость металлических листов обшивки к деформациям.

Также, «плавающая» обшивка данного вагона-хоппера предполагает наличие вырезов в листах обшивки под элементы фиксации расположенные на каркасе. Данные вырезы становятся концентраторами напряжений от растягивающих нагрузок, возникающих в листе в процессе деформации, и также могут привести к разрыву листа обшивки и потере части груза в процессе эксплуатации вагона.

Кроме того, в рассматриваемом вагоне-хоппере с целью снижения деформаций обшивки используются гофрированные листы, но их наличие приводит к увеличению массы тары вагона, и также уменьшению полезного объема кузова, что приводит к уменьшению количества перевозимого груза.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание конструкции кузова вагона-хоппера, позволяющей снизить количество деформаций листов обшивки кузова, образующихся в процессе эксплуатации вагона-хоппера, и при этом не уменьшающей количество груза перевозимого в вагоне-хоппере.

Поставленная задача решается за счет того, что кузов вагона-хоппера для перевозки горячих окатышей и агломерата содержит в своей конструкции боковые стены, каркас которых содержит расположенные между вертикальными стойками раскосы, выполненные из горячекатаного швеллера, полками, развернутые в сторону обшивки боковой стены, и установленные таким образом, что не выходят за наружные плоскости вертикальных стоек, при этом раскосы содержат Т-образные упоры, закрепленные посредством сварки своей стенкой на внутренней поверхности стенки раскосов и взаимодействующие своей полкой с обшивкой боковой стены.

Применение раскосов представленной конструкции, с установленными на них Т-образными упорами, позволяет не только полностью исключить пластические деформации листов обшивки боковых стен в зоне их контакта со стенкой упоров, а также, за счет увеличения точек противодействия распорным нагрузкам от перевозимого груза, существенно уменьшить их образование в зонах между вертикальными стойками боковых стен кузова снижая тем самым вероятность разрыва листа обшивки и потери груза в процессе эксплуатации.

Установка раскосов полками в сторону обшивки так, что раскосы не выходят за наружные плоскости вертикальных стоек, позволяет получить требуемую жесткость конструкции каркаса боковой стены и кузова в целом, при этом выполнение раскосов из горячекатаного швеллера, обладающего повышенной прочностью, обеспечивает устойчивость раскосов к восприятию нагрузок, передаваемых от листов обшивки через Т-образные упоры, без деформаций (выгиба), способствует тем самым сохранению целостности конструкции кузова вагона-хоппера.

Помимо прочего, предлагаемая конструкция, позволяет использовать в качестве обшивки плоские листы без увеличения их толщины, что сказывается на увеличении полезного объема кузова и снижении массы кузова даже при учете массы дополнительных элементов в виде упоров.

Установка на каждом раскосе не менее двух упоров позволяет максимально сократить возможные деформации обшивки боковой стены, так как в такой конструкции каждый отдельный лист обшивки, расположенный между стойками каркаса, будет взаимодействовать с упором, кроме того, такая конструкция позволит более равномерно распределять нагрузки передаваемые на раскосы от листов обшивки, что, в конечном счете, также повышает эксплуатационную надежность конструкции.

Выполнение раскосов из горячекатаного швеллера с высотой стенки не менее 100 мм и шириной полок не более половины ширины вертикальных стоек позволяет обеспечить требуемую устойчивость раскосов к восприятию нагрузок без возникновения деформаций (выгиба), а также предотвращает излишнюю металлоемкость конструкции кузова вагона-хоппера.

Выполнение упоров с длиной больше либо равной высоте стенки раскосов позволяет, за счет более равномерной передачи нагрузок от упоров на стенку раскосов, снизить вероятность возникновения концентраторов напряжений в раскосах, что также положительно сказывается на эксплуатационной надежности конструкции.

Выполнение упоров с шириной полки составляющей от половины до целого значения высоты стенки раскоса позволяет обеспечить устойчивость упора к воздействию расчетных нагрузок без возникновения деформаций.

Выполнение в листах обшивки вырезов под шипы, установленные на
упорах, к которым приварены планки, фиксирующие листы обшивки, повышает надежность крепления обшивки на каркасе, а также снижает образование выгибов листов обшивки внутрь кузова после разгрузки, исключая тем самым удары листов обшивки об упоры при последующей загрузке кузова, приводящие к износу обшивки и возможному разрыву листа обшивки.

Выполнение в углах между стенкой и полкой Т-образных упоров усиливающих ребер позволяет повысить жесткость конструкции упоров, снижая вероятность излома упоров в месте соединения стенки с полкой.

Выполнение шипов, устанавливаемых на упоры, продолговатыми и расположенными вертикально, позволяет обеспечить полную разгрузку кузова без оставления части груза на шипах в случае их расположения на упорах под углом к вертикали.

На основании вышесказанного, техническим результатом, от применения предлагаемой полезной модели, является повышение эксплуатационной надежности кузова вагона-хоппера.

Сущность заявляемой полезной модели, заключается в том, что кузов вагона-хоппера для перевозки горячих окатышей и агломерата, содержит раму, разгрузочные бункеры с крышками, боковые и торцевые стены, боковые стены состоят из каркаса и обшивки, каркас включает в себя вертикальные стойки, верхнюю и нижнюю обвязку и расположенные между стойками раскосы, выполненные из горячекатаного швеллера, обшивка имеет вырезы, которыми она установлена на шипы, выполненные на каркасе, и зафиксирована посредством планок, приваренных к шипам, кроме того, раскосы полками развернуты в сторону обшивки и установлены таким образом, что не выходят за наружные плоскости вертикальных стоек, также раскосы содержат Т-образные упоры, закрепленные посредством сварки своей стенкой на внутренней поверхности стенки раскосов и взаимодействующие своей полкой с обшивкой боковой стены.

Каждый раскос содержит не менее двух Т-образных упоров, длина с упоров больше либо равна высоте а стенки раскосов, при этом высота a стенки раскосов составляет не менее 100 мм, ширина b полок раскосов составляет не более половины ширины d вертикальных стоек боковой стены, а ширина полки f упоров находится в диапазоне значений 0,5a≤f≤а.

В углах между стенкой и полкой Т-образных упоров выполнены усиливающие ребра

Листы обшивки в местах расположения упоров имеют вырезы, а на полках упоров установлены шипы, к которым приварены планки фиксирующие листы обшивки, при этом шипы, установленные на упоры, выполнены продолговатыми и расположены вертикально.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:

фиг. 1 – Кузов вагона-хоппера;

фиг. 2 – Кузов вагона-хоппера сечение А-А;

фиг. 3 – Кузов вагона-хоппера, сечение Б-Б;

фиг. 4 – Кузов вагона-хоппера, вид В;

фиг. 5 – Раскос с упорами (изометрия).

Примером реализации, предложенного технического решения, может быть конструкция представленная на фиг. 1-5.

Кузов вагона-хоппера содержит раму 1, торцевые 2 и боковые 3 стены, разгрузочные бункеры 4 с крышками 5. Боковые стены 3 включают вертикальные стойки 6, листы угловой стойки 7, верхнюю 8 и нижнюю 9 обвязки замкнутого сечения, крайние раскосы 10, раскосы 11 между вертикальными стойками 6, обшивку 12. Торцевые стены 2 выполнены из обшивки, верхней обвязки замкнутого сечения, вертикальных и угловых стоек, горизонтальных поясов 13, раскосов 14, упирающихся в горизонтальные пояса 13 и в раму 1 кузова. Нижняя обвязка 9, верхняя обвязка 8 боковой стены 3 выполнены из гнутых профилей.

Вертикальные стойки 6 боковой стены 3 и крайние раскосы 10 выполнены из гнутых профилей, а раскосы 11 расположенные между вертикальными стойками 6 выполнены из катаного швеллера. Высота а стенки раскоса 11 равна 120 мм, а ширина b полок равна 52 мм, при этом ширина d вертикальных стоек 6 боковой стены 3 равна 140 мм. Все раскосы 11 полками развернуты в сторону обшивки 12 и установлены таким образом, что не выходят за наружные плоскости вертикальных стоек 6. На каждый раскос установлено по два Т-образных упора 15, закрепленные посредством сварки своей стенкой 20 на внутренней поверхности стенки раскосов 11 и взаимодействующие своей полкой 21 с обшивкой 12 боковой стены 3. Упоры 15 выполнены длиной с, равной 240 мм, и расположены на раскосах 11 так, что расстояние между упорами 15 и расстояние от конца раскоса 11 до ближайшего упора 15 равны. Ширина f полки 21 упоров 15 равна 100 мм.

Обшивка 12 боковых стен 3 выполнена гладкой и с внутренней стороны кузова уложена внахлест верхними листами на нижние листы. Обшивка 12 имеет продолговатые вырезы 16, которыми она вступает в зацепление с продолговатыми шипами 17, выполненными на вертикальных стойках 6 боковой стены 3. Обшивка 12 зафиксирована на каркасе боковых стен 3 посредством планок 18 и уголков 19.

Claims (9)

1. Кузов вагона-хоппера для перевозки горячих окатышей и агломерата, содержащий раму, разгрузочные бункеры с крышками, боковые и торцевые стены, боковые стены состоят из каркаса и обшивки, каркас включает в себя вертикальные стойки, верхнюю и нижнюю обвязки и расположенные между стойками раскосы, выполненные из горячекатаного швеллера, обшивка имеет вырезы, которыми она установлена на шипы, выполненные на каркасе, и зафиксирована посредством планок, приваренных к шипам, отличающийся тем, что раскосы полками развернуты в сторону обшивки и установлены таким образом, что не выходят за наружные плоскости вертикальных стоек, при этом раскосы содержат Т-образные упоры, закрепленные посредством сварки своей стенкой на внутренней поверхности стенки раскосов и взаимодействующие своей полкой с обшивкой боковой стены.

2. Кузов вагона-хоппера для перевозки горячих окатышей и агломерата по п. 1, отличающийся тем, что каждый раскос содержит не менее двух Т-образных упоров.

3. Кузов вагона-хоппера для перевозки горячих окатышей и агломерата по п. 1, отличающийся тем, что высота a стенки раскосов составляет не менее 100 мм, а ширина b полок раскосов составляет не более половины ширины d вертикальных стоек боковой стены.

4. Кузов вагона-хоппера для перевозки горячих окатышей и агломерата по п. 1, отличающийся тем, что длина с Т-образных упоров больше либо равна высоте а стенки раскосов.

5. Кузов вагона-хоппера для перевозки горячих окатышей и агломерата по п. 1, отличающийся тем, что листы обшивки в местах расположения Т-образных упоров имеют вырезы, а на полках Т-образных упоров установлены шипы, к которым приварены планки, фиксирующие листы обшивки.

6. Кузов вагона-хоппера для перевозки горячих окатышей и агломерата по п. 5, отличающийся тем, что шипы, установленные на Т-образные упоры, выполнены продолговатыми и расположены вертикально.

7. Кузов вагона-хоппера для перевозки горячих окатышей и агломерата по п. 1, отличающийся тем, что Т-образные упоры расположены на раскосах так, что расстояние между упорами и расстояние от конца раскоса до ближайшего упора равны.

8. Кузов вагона-хоппера для перевозки горячих окатышей и агломерата по п. 1, отличающийся тем, что в углах между стенкой и полкой Т-образных упоров выполнены усиливающие ребра.

9. Кузов вагона-хоппера для перевозки горячих окатышей и агломерата по п. 1, отличающийся тем, что ширина полки f Т-образного упора находится в диапазоне значений 0,5a≤f≤а.