[1]Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к конструкции грузового вагона.
[2]Известен кузов вагона с зачистным люком, содержащий раму, стены, пол, зачистной люк, включающий люковый проем с балочным каркасом по периметру, крышку зачистного люка, шарнирно связанную с балочным каркасом и открывающуюся внутрь кузова, отличающийся тем, что крышка люка выполнена в виде листа, балочный каркас люкового проема образован из балок, содержащих горизонтальные полки и вертикальные стенки, при этом горизонтальными полками балки каркаса люкового проема жестко соединены с нижней наружной поверхностью пола, балки каркаса люкового проема расположены выступающими в люковый проем, крышка зачистного люка опирается сверху на горизонтальные полки балок каркаса люкового проема, при этом толщина листа крышки соответствует толщине пола с тем, чтобы при закрытом положении крышка не выступала выше поверхности пола, шарнирное соединение крышки зачистного люка с балочным каркасом обеспечено посредством петель, которые с одной стороны жестко связаны с нижней наружной поверхностью листа крышки, а с другой стороны шарнирно связаны с балкой балочного каркаса люкового проема. (Патент № RU 230589 «Кузов вагона с зачистным люком», опубликован 11.12.2024).
[3]Недостатком известного решения является недостаточная надежность вагона, так как нижняя обвязка соединена только с элементами рамы, за счет чего перепады толщин нижней обвязки и элементов рамы ничем не компенсируются, а это может привести к возникновению трещин или перелому элементов вагона.
[4]Известен полувагон с разгрузочными люками, который содержит ходовые тележки, автосцепные устройства, тормозное оборудование, кузов и раму, которая содержит хребтовую, промежуточные, две шкворневые и две концевые балки, соединенные с основанием боковых и торцевых стен через нижнюю обвязку. Нижняя обвязка и концевая балка дополнительно соединены косынкой, при этом все стороны косынок выполнены одной длины. Источник раскрыт в сети Интернет по адресу: https://best.ascon.ru/gallery/22043/ (Полувагон с разгрузочными люками) (дата обращения на сайт - 18.04.2025 г.). Данное решение принято за прототип.
[5]Недостатком является то, что в прототипе косынки соединяют нижнюю обвязку и концевую балку, что снижает напряжение только на углах, а напряжение между нижней обвязкой и шкворневой балкой остается, что отрицательно влияет на надежность при эксплуатации грузового вагона. Еще к недостаткам можно отнести небольшие размеры косынки, которые не могут обеспечить достаточной жесткости соединения.
[6]Техническая проблема, не решаемая при использовании известного технического решения, заключается в недостаточной надежности грузового вагона, связанной с недостаточной жесткостью и большим напряжением между нижней обвязкой и элементами рамы.
[7]Техническим результатом предложенной полезной модели является повышение надежности грузового вагона за счет применения косынки между нижней обвязкой и шкворневой балкой.
[8]Технический результат достигается за счет того, что грузовой вагон содержит кузов, ходовую часть, автосцепные устройства, тормозное оборудование и раму, которая включает хребтовую балку, концевые балки, промежуточные балки и шкворневые балки, при этом шкворневые балки соединяются с боковой стеной кузова через нижнюю обвязку, согласно полезной модели, шкворневая балка и нижняя обвязка дополнительно соединены с косынкой, при этом продольный участок соединен с нижней обвязкой, а поперечный участок - со шкворневой балкой, в то же время соотношение длины L2 поперечного участка к длине L1 продольного участка составляет значение в диапазоне L2/L1=0,1÷0,7.
[9]Толщина d косынки может составлять значение в диапазоне 4-20 мм.
[10]Шкворневая балка и нижняя обвязка могут быть дополнительно соединены удлиненной косынкой.
[11]Толщина удлиненной косынки может входить в диапазон значений толщины d=4-20 мм косынки.
[12]Соотношение длин удлиненной косынки может входить в диапазон значений соотношения длин L2/L1=0,1÷0,7 косынки.
[13]Шкворневая балка и нижняя обвязка могут быть дополнительно соединены накладкой.
[14]Концевая балка и нижняя обвязка могут быть соединены длинной косынкой.
[15]Концевая балка и нижняя обвязка могут быть соединены ребром.
[16]Косынка может быть жестко соединена с элементами рамы и нижней накладкой при помощи сварки.
[17]Полезная модель поясняется фигурами:
[18]на фиг. 1 представлен общий вид грузового вагона;
[19]на фиг. 2 изображен участок вагона с косынкой;
[20]на фиг. 3 изображена косынка.
[25]4 - автосцепное устройство;
[26]5 - тормозная система;
[28]7 - шкворневая балка;
[32]10.1 - продольный участок;
[33]10.2 - скошенный участок;
[34]10.3 - поперечный участок;
[35]11 - удлиненная косынка;
[39]L1 - длина продольного участка;
[40]L2 - длина поперечного участка.
[41]Грузовой вагон содержит кузов 1, раму 2, автосцепные устройства 4, тормозную систему 5 и ходовую часть 3. Рама 2 содержит хребтовую балку, промежуточные балки (позициями не указаны), шкворневые балки 7 и концевые балки 6. Кузов 1 вагона соединяется с элементами рамы 2 при помощи нижней обвязки 9, так боковые стены 8 соединяются с концевыми 6 и шкворневыми 7 балками через нижнюю обвязку 9. Нижняя обвязка 9 и концевая балка 6 дополнительно соединены удлиненной косынкой 11, а также могут быть соединены между собой ребром 13. Шкворневая балка 7 и нижняя обвязка 9 соединены с косынкой 10, а также могут быть соединены с удлиненной косынкой 11 и накладкой 12. Косынка 10 представляет собой продольный 10.1 и поперечный 10.3 участки, которые плавно соединены скошенным участком 10.2. Толщина d косынки 10 составляет значение в диапазоне 4-20 мм, а соотношение длины L2 поперечного участка 10.3 к длине L1 продольного участка 10.1 составляет значение в диапазоне L2/L1=0,1÷0,7. Удлиненные косынки 11 входит в такой же диапазон значений толщины d и диапазон значений соотношений длин L2/L1 участков, как косынка 10. Косынка 10 может быть жестко соединена с элементами рамы 2 и нижней обвязкой 9 при помощи сварки.
[42]Толщина листов нижней обвязки 9 намного меньше толщины листов шкворневой балки 7, из-за чего концентрация напряжения на их стыке очень большая, что может привести к образованию трещин в несущей конструкции вагона, которые могут привести к его разрушению во время движения. Для снижения напряжения между нижней обвязкой 9 и шкворневой балкой 7 устанавливается косынка 10, при этом толщина d косынки 10 имеет среднее значение между элементами рамы 2. Косынка 10 позволяет снизить концентрацию напряжения, сгладить переход толщин между нижней обвязкой 9 и шкворневой балкой 7 и за счет этого увеличить прочность нижней обвязки 9. В совокупности перечисленные выше признаки позволяют значительно увеличить надежность грузового вагона и избежать его повреждения при эксплуатации.
[43]Продольный 10.1 и поперечный 10.3 участки косынки 10 плавно соединены скошенным 10.2 участком, при этом плавное соединение способствует снижению напряжения на самой косынке 10 и позволяет избежать ее деформации. Продольный 10.1 участок косынки 10 крепится к нижней обвязке 9 и дает возможность увеличить прочность и длину соединения с нижней обвязкой 9, что не позволяет повредиться или оторваться косынке 10 при выгрузке перевозимой продукции. Выполнение скошенного участка 10.2 с плавным переходом позволяет снизить металлоемкость косынки 10, но при этом сохранить ее надежность.
[44]Экспериментально доказано, что применение соотношения длины L2 поперечного участка 10.3 к длине L1 продольного участка 10.1 составляет значение в диапазоне 0,1÷0,7, что позволяет увеличить жесткость и длину соединения между косынкой 10 и нижней обвязкой 9, в результате чего увеличивается надежность грузового вагона. Если применить соотношение длин меньше диапазона значений, например, L2/L1=0,01÷0,09, то получится, что длина продольного участка 10.1 уменьшится, следовательно, надежность соединения нижней обвязки 9 и косынки 10 тоже уменьшится. Применение соотношения длин большего диапазона значений, например, L2/L1=0,71÷0,9, приведет к повышению массы косынки 10, а следовательно, к увеличению металлоемкости вагона.
[45]Был изготовлен грузовой вагон, содержащий кузов 1, автосцепные устройства 4, тормозную систему 5, ходовую часть 3 и раму 2, которая представляла собой хребтовую балку, шкворневые балки 7, промежуточные балки и концевые балки 6. Боковая стена 8 кузова 1 соединялась с концевой 6 и шкворневой балкой 7 через нижнюю обвязку 9. Нижняя обвязка 9 соединялась с концевой балкой 6 и дополнительно соединялась с удлиненной косынкой 11 и ребром 13. Нижняя обвязка 9 жестко соединялась со шкворневой балкой 7 и косынкой 10, а также дополнительно соединялась удлиненной косынкой 11 и накладкой 12. Косынка 10 содержала три участка, это продольный участок 10.1 и поперечный участок 10.3, которые плавно соединялись между собой скошенным участком 10.2. Толщина d косынки 10 составляла значение равное 10 мм, а соотношение длины L2 поперечного участка 10.3 к длине L1 продольного 10.1 участка составляло значение равное L2/L1=0,5.
[46]Испытания показали, что применение косынки позволяет уменьшить концентрацию напряжения между нижней обвязкой и шкворневой балкой, а также за счет продольного участка косынки закрепленного к нижней обвязке увеличить жесткость конструкции, что в совокупности увеличивает надежность грузового вагона.
[47]Следовательно, полезная модель позволяет обеспечить технический результат, заключающийся в повышении надежности грузового вагона за счет применения косынки между нижней обвязкой и шкворневой балкой.
