[1]Предложенная полезная модель относится к конструктивным элементам вагонов-хопперов, а именно к профилям для боковых стен бункеров вагонов-хопперов.
[2]У вагонов-хопперов, например, вагона-хоппера для зерна модели 19-9549 или вагона-хоппера, раскрытого в патенте России на полезную модель № 51372, опубликованном 10.02.2006, каждый профиль боковой стенки бункеров выполнен в виде одного элемента и в виде единого изделия, т. е. одной детали. Ввиду конструктивной особенности расположения центральной тележки у сочленённых вагонов-хопперов существует большой пролёт хребтовой балки. Как следствие этого, прогиб хребтовой балки оказывается выше, чем у вагонов-аналогов. Из-за большего прогиба хребтовой балки значительно перегружаются зоны крепления бункеров к нижней обвязке боковой стены и уменьшается коэффициент запаса сопротивления усталости. Кроме того, для обеспечения заданной прочности необходимо увеличивать геометрические размеры известных профилей, что приведёт к значительному повышению металлоёмкости, массы.
[3]Техническими проблемами, решаемыми при изготовлении предложенного технического решения, являются повышенная металлоёмкость и масса профиля и низкий коэффициент запаса сопротивления усталости.
[4]Техническим результатом, достигаемым при изготовлении и использовании предложенного технического решения, является повышение коэффициента запаса сопротивления усталости за счёт снижения напряжений в узлах креплений профилей при одновременном снижении массы профилей.
[5]Технический результат достигается за счёт того, что бункер вагона-хоппера содержит боковые стенки с профилями, при этом профили содержат верхние элементы и нижние элементы, причём верхние элементы и нижние элементы профилей расположены последовательно и соединены друг с другом, а в каждом профиле верхний элемент предназначен для присоединения к нижней обвязке боковой стены вагона-хоппера и имеет бóльший момент сопротивления вокруг продольной оси вагона-хоппера, чем нижний элемент этого профиля.
[6]В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что отношение длины L1 верхнего элемента профиля к длине L2 нижнего элемента профиля удовлетворяет условию 0,05 < L1/L2 < 1.
[7]В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что верхний и нижний элементы профиля соединены посредством сварки встык.
[8]В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что каждый элемент по меньшей мере одного профиля представляет собой швеллер.
[9]В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что один из швеллеров представляет собой швеллер 8У.
[10]В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что один из швеллеров представляет собой швеллер 10У.
[11]В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что один из швеллеров представляет собой швеллер 12У.
[12]Предпочтительный вариант выполнения предложенного технического решения характеризуется чертежами, где на:
[13]- Фиг. 1 представлен сочленённый вагон-хоппер,
[14]- Фиг. 2 проиллюстрирован участок кузова вагона-хоппера, представленного на Фиг. 1,
[15]- Фиг. 3 представлен бункер, проиллюстрированный на Фиг. 2.
[16]На Фиг. 1 представлен крытый вагон-хоппер 1 сочленённого типа, который содержит два предпочтительно одинаковых кузова 2, две автосцепки 3 и три тележки 4.
[17]На Фиг. 2 представлен участок одного из кузовов 2. Каждый кузов 2 содержит крышу 5, боковые стены 6, каждая из которых содержит нижнюю обвязку 7 и два бункера 8.
[18]На Фиг. 3 представлен бункер 8, проиллюстрированный на Фиг. 2 и содержащий боковые стены 9 с составными профилями 10. Каждый составной профиль 10 изготовлен предпочтительно из стали и содержит два последовательно расположенных и соединённых друг с другом элемента: верхний элемент 11.1 длиной L1, прикреплённый к нижней обвязке 7 кузова 2 вагона-хоппера 1, и нижний элемент 11.2 длиной L2. Элементы 11.1 и 11.2 соединены предпочтительно сваркой встык. Каждый элемент 11.1 и 11.2 предпочтительно представляет собой одну деталь. Например, по меньшей мере один профиль 10 может состоять из верхнего элемента 11.1, представляющего собой швеллер 10У по ГОСТ 8240-97, и нижнего элемента 11.2, представляющего собой швеллер 8У по ГОСТ 8240-97, и/или по меньшей мере один профиль 10 может состоять из верхнего элемента 11.1, представляющего собой швеллер 12У по ГОСТ 8240-97, и нижнего элемента 11.2, представляющего собой швеллер 10У по ГОСТ 8240-97, и/или по меньшей мере один профиль 10 может состоять из верхнего элемента 11.1, представляющего собой швеллер 12У по ГОСТ 8240-97, и нижнего элемента 11.2, представляющего собой швеллер 8У по ГОСТ 8240-97. Один из элементов, а именно верхний элемент 11.1, каждого профиля 10 предназначен для присоединения к нижней обвязке 7 боковой стены 6 кузова 2 вагона-хоппера 1 и имеет бóльший момент сопротивления вокруг продольной оси вагона-хоппера 1, чем второй элемент, а именно нижний элемент 11.2, этого профиля 10. Отношение длины L1 элемента, предназначенного для присоединения к нижней обвязке 7 боковой стены 6 вагона-хоппера 1, т.е. верхнего элемента 11.1, к длине L2 второго элемента, т.е. нижнего элемента 11.2, удовлетворяет условию 0,05 < L1/L2 < 1, т.е. L1/L2 ∈ (0,05; 1). При L1/L2 ≤ 0,05 увеличение прочности узла крепления профиля 10 к боковой стенке 9 бункера 8 отсутствует, при L1/L2 ≥ 1 увеличивается металлоёмкость и масса узлов крепления профилей 10 и каждого отдельного профиля 10.
[19]Применение по меньшей мере одного составного профиля 10, верхний элемент 11.1 которого обладаетбóльшим моментом сопротивления вокруг продольной оси вагона-хоппера 1 (бóльшими размерами) по сравнению с моментом сопротивления нижнего элемента 11.2, позволяет при его минимальной массе снизить напряжения в узлах крепления профилей 10, что обеспечит необходимую прочность узлов крепления профилей 10 и повысит их коэффициент запаса сопротивления усталости. Элементы 11.1 и 11.2 по меньшей мере одного профиля 10, предпочтительно каждого профиля 10, соединены посредством сварки встык, которая является более прочной по сравнению с другими видами сварки, в частности сваркой внахлёст. Качественно выполненное сварное соединение, в частности, сварной шов, позволяет снизить концентрацию напряжений в местах соединений и повысить коэффициент запаса сопротивления усталости. По меньшей мере один элемент верхний элемент 11.1 и/или по меньшей мере один нижний элемент 11.2 может представлять собой известный из уровня техники прокатный профиль, например, профиль фасонного проката, в частности арматура, уголок, двутавр, тавр и т.д. Вид профиля 10 задают, в частности, исходя из его будущего расположения на стенке, т.е. от того места, которое необходимо подкрепить.
[20]При использовании предложенного технического решения дополнительно могут быть достигнуты по меньшей мере следующие технические результаты: повышение надёжности, в частности, эксплуатационной, и прочности узлов крепления профилей 10, бункеров 8, кузова 2 и вагона-хоппера 1 в целом. Указанные выше технические результаты могут быть достигнуты, в том числе, за счёт повышения коэффициента запаса сопротивления усталости и уменьшения напряжений в узлах крепления профилей 10 при одновременном снижении металлоёмкости, массы профиля 10, бункера 8, кузова 2, вагона-хоппера 1 в целом. Очевидно, что при снижении металлоёмкости также уменьшается масса каждого профиля 10, что приведёт к уменьшению массы бункера 8, кузова 2 и вагона-хоппера 1 в целом.
[21]Специалисту в области техники очевидно, что предложенное техническое решение может быть использовано для любого известного из уровня техники вагона-хоппера, в частности вагона-хоппера сочленённого типа, например, для крытого вагона-хоппера сочленённого типа, как в вышеприведённом описании, так и для крытого вагона-хоппера.
