КУЗОВ ГРУЗОВОГО ВАГОНА Российский патент 1996 года по МПК B61D39/00 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к кузовам грузовых вагонов со съемными крышами. Известен кузов грузового вагона, содержащий раму, на которой смонтированы боковые и торцовые стены, съемную крышу, направляющие для крыши и запорные устройства [1]
В известном кузове крыша выполнена цельной, запорные устройства установлены на крыше, управление запорными устройствами осуществляется с помощью установленных на крыше поворотных трапов. Направляющие для крыши установлены на верхних обвязках торцовых стен. Недостатками известного кузова являются:
повышенная трудоемкость при обслуживании запорных устройств, так как для исключения умышленного или самопроизвольного расфиксирования запорных устройств необходимо выполнение ряда работ по принудительной фиксации поворотных трапов;
недостаточная безопасность при обслуживании запорных устройств и при установке крыши, связанная с необходимостью подъема рабочего на неогражденную высотную площадку (крышу);
необходимость больших складских площадей для складирования снятых крыш из-за значительных габаритов цельной крыши и невозможности их штабелирования без наличия дополнительных съемных прокладок как рядом с вагоном, так и на крыше соседнего вагона.

Известен кузов грузового вагона, содержащий раму, на которой смонтированы боковые и торцовые стены, съемно-секционную крышу, направляющие для секций крыши, которые закреплены на верхних обвязках боковых стен [2]
В известном кузове постройки фирмы Pensylvania Rail Road крыша выполнена высокопрофильной и состоит из двух секций, на верхних обвязках боковых стен закреплены направляющие для секций крыши, выполненные в виде вилок, а на секциях крыши закреплены пальцы, взаимодействующие с вилками.

Недостатком известного решения являются невозможность его применения для низкопрофильных (легких) секций крыши из-за отсутствия запорных устройств, фиксирующих секции на кузове вагона, так как возникающие при движении на больших скоростях частотные колебания приводят к дополнительным динамическим нагрузкам, вызывающим повышенный износ вилок и пальцев, вплоть до выхода их из строя.

Известен кузов грузового вагона, содержащий раму, на которой смонтированы боковые и торцовые стены, съемно-секционную крышу и запорные устройства [3]
В известном кузове постройки фирмы Betheihem Steel Go используется типовая съемно-секционная крыша постройки фирмы Stаnray, в которой запорные устройства для секций крыши установлены на самих секциях и выполнены в виде откидных скоб, фиксируемых в рабочем положении съемным штырем.

Недостатком известного кузова является установка запорных устройств на секциях крыши так как:
при использовании кузова для перевозки сыпучих грузов, особенно при их грейферной разгрузке, происходит развал боковых стен кузова, вследствие его невозможно зафиксировать секции крыши, а при выполнении запорных устройств с учетом этого развала невозможна жесткая фиксация секций крыши, возникающие при движении вагона частотные колебания нежестко зафиксированной секции крыши ведут к дополнительным динамическим нагрузкам на запорные устройства и к повышенному износу последних;
необходимость подъема рабочего на крышу вагона при обслуживании запорных устройств или обслуживание их со стационарных площадок или переносных лестниц ведет к повышению трудоемкости обслуживания и к дополнительным затратам на обслуживание, а также к снижению безопасности работы;
возможны повреждения незащищенных запорных устройств при транспортировке, складировании и установке секций крыши.

Известен кузов грузового вагона, содержащий раму, на которой смонтированы боковые и торцовые стены, съемно-секционную крышу, направляющие для секций крыши и установленные на боковых стенах запорные устройства [4]
В известном кузове крыша выполнена из двух неподвижных и двух подвижных секций, причем последние могут быть раздвижными и съемными (в качестве аналога рассматривается только вариант кузова грузового вагона со съемными секциями крыши).

Каждая подвижная секция снабжена установленными на продольных элементах их обвязок направляющими, выполненными в виде выступов, и затворами. В верхних обвязках боковых стен выполнены отверстия, в которые входят выступы секций. На боковых стенах установлены запорные устройства секций крыши, выполненные в виде поворотных П-образных рамок, взаимодействующих пазами своих верхних щек с затворами секций, причем блокировка самопроизвольного поворота рамок осуществляется с помощью проволочных закруток.

Недостатками известного кузова являются:
использование в качестве направляющих для секций крыши выступов, взаимодействующих с отверстиями, выполненными в верхних обвязках боковых стен, так как при использовании кузова для сыпучих грузов, особенно при их грейферной разгрузке, происходит развал боковых стен кузова, вследствие чего становится невозможным установка секций крыши. Для исключения влияния развала боковых стен кузов требуется выполнять более жестким, что ведет к увеличению массы кузова вагона или к усложнению его конструкции. Увеличение массы кузова вагона приводит к уменьшению его грузоподъемности, а при условии обеспечения максимальной грузоподъемности увеличение массы кузова приводит к увеличению нагрузки от оси на рельсы и нагрузки на 1 погонный метр пути. Поэтому крышу можно либо выполнять, как предложено в известном решении, а именно, из подвижных и неподвижных (придающих дополнительную жесткость кузову) секций, либо вводить дополнительные элементы (балки, перегородки), связывающие верхние обвязки боковых стен кузова, что ограничивает возможности применения кузова, например, для перевозки крупногабаритных грузов, длинномерного проката и т. д. а при транспортировке сыпучих грузов происходит плохое заполнение объема кузова и исключается возможность грейферной разгрузки;
отсутствие регулируемых элементов в запорных устройствах и, вследствие этого невозможность притягивания секций крыши к верхним обвязкам стен кузова вагона, так как остающаяся на них при погрузке сыпучих материалов просыпь не позволяет без достаточного зазора между затворами секций крыши и пазами верхних щек П-образных поворотных рамок обеспечить фиксацию секций крыши и требует дополнительной операции очистки верхних обвязок стен от просыпи. Наличие указанного выше зазора и при этом невозможность притягивания секций крыши к верхним обвязкам стен кузова вагона из-за возникающих при движении на больших скоростях частотных колебаний, приводящих к дополнительным динамическим нагрузкам, вызывает повышенный износ затворов, установленных на съемных секциях крыши, и пазов щек П-образных рамок, взаимодействующих с затворами, кроме того, происходит повышенный износ и разрушение резиновой прокладки, уплотняющей зону стыка съемных секций и кузова, и появляется дополнительный шум и стук при движении.

Повышенная опасность (особенно при неблагоприятных погодных условиях) трудоемкость, связанная с необходимостью подъема рабочего на крышу для строповки секций крыши при их установке и снятии.

Известен кузов грузового вагона, содержащий раму, на которой смонтированы боковые и торцовые стены, съемно-секционную крышу, направляющие для секций крыши и запорные устройства, которые выполнены с поворотными Г-образными прихватами для взаимодействия с крышей и связаны с механизмами управления и механизмами блокировки самопроизвольного поворота указанных прихватов [5]
В известном кузове запорные устройства установлены на секциях крыши. Каждое запорное устройство включает в себя поворотный прихват, связанный с механизмом управления, выполненным в виде рычага, установленного с возможностью поворота вокруг вертикальной и горизонтальной оси, причем вокруг вертикальной оси рычаг вращается совместно с прихватом, причем вокруг вертикальной оси рычаг вращается совместно с прихватом. Для исключения самопроизвольного поворота рычага управления и прихвата запорное устройство снабжено механизмом блокировки, который включает в себя защелку, ограничивающую поворот рычага управления вокруг горизонтальной оси, и две пары кронштейнов-упоров, ограничивающих поворот рычага управления совместно с прихватом вокруг вертикальной оси, причем одна из пар кронштейнов предназначена для удержания прихвата в нерабочем положении, а другая в рабочем. В качестве направляющих для секций крыши служат сами прихваты, входящие при установке секций крыши в пазы, выполненные в верхних обвязках боковых стен кузова.

Недостатками известного кузова являются:
установка запорных устройств на секциях крыши, так как необходимость подъема рабочего на крышу вагона при обслуживании запорных устройств или их обслуживание со стационарных площадок или переносных лестниц ведет к повышению трудоемкости обслуживания и к дополнительным затратам на обслуживание, а также к снижению безопасности работы (особенно при неблагоприятных погодных условиях), кроме того, возможны повреждения незащищенных запорных устройств (прихватов) при транспортировке, складировании и установке секций крыши;
использование в качестве направляющих для секций крыши поворотных прихватов, взаимодействующих с пазами верхних обвязок боковых стен кузова, так как при использовании кузова для транспортировки сыпучих грузов, особенно при их грейферной разгрузке происходит развал боковых стен кузова, вследствие чего становится невозможно устанавливать в дальнейшем секции крыши. Для исключения влияния развала боковых стен кузов требуется выполнять более жестким, что ведет к увеличению массы кузова вагона или к усложнению его конструкции. Увеличение массы кузова вагона приводит к уменьшению его грузоподъемности, а при условии обеспечения максимальной грузоподъемности увеличение массы кузова приводит к увеличению нагрузки от оси на рельсы и нагрузки на 1 погонный метр пути. Под усложнением конструкции понимается введение дополнительных элементов (балок, перегородок), связывающих верхние обвязки боковых стен кузова, что ограничивает возможности применения кузова, например, для перевозки крупногабаритных грузов, длинномерного проката и т. д. а также исключается возможность грейферной разгрузки сыпучих грузов;
отсутствие регулируемых элементов в запорных устройствах и вследствие этого невозможность притягивания секций крыши к верхним обвязкам стен кузова вагона, так как остающаяся на них при погрузке сыпучих материалов просыпь не позволяет без достаточно удлиненной направляющей части поворотного прихвата, обеспечить фиксацию секций крыши и требует дополнительной операции очистки верхних обвязок стен от просыпи. Наличие удлиненной части поворотного прихвата создает значительный зазор между самим прихватом и верхней обвязкой боковой стены кузова вагона при фиксации секции. Указанный зазор и невозможность притягивания секций крыши к верхним обвязкам стен кузова вагона из-за возникающих при движении на больших скоростях частотных колебаний, приводящих к дополнительным динамическим нагрузкам, вызывает повышенный износ элементов запорных устройств, а также дополнительный шум и стук при движении.

Целью изобретения является разработка такого кузова грузового вагона со съемной крышей, в котором обеспечивается надежное крепление крыши на кузове при снижении трудоемкости и повышении безопасности обслуживания запорных устройств.

Для этого в кузове грузового вагона, содержащем раму, на которой смонтированы боковые и торцовые стены, съемно-секционную крышу, направляющие для секций крыши, которые закреплены на верхней обвязке боковых стен, и установленные на последних запорные устройства, которые выполнены с поворотными Г-образными прихватами для взаимодействия с крышей и связаны с механизмами управления и механизмами блокировки самопроизвольного поворота указанных прихватов, каждая направляющая выполнена в виде скобы, внутри которой размещен поворотный прихват, а механизм управления прихватом смонтирован на нижней обвязке боковой стены и содержит две параллельные опорные планки, в которых выполнены конические отверстия для свободного размещения гайки, торцы которой выполнены сферическими для взаимодействия с наклонными поверхностями отверстий, при этом в нижней части прихвата закреплена тяга для связи последнего с винтом, на котором закреплен указатель положения прихвата, а на боковых обвязках секций крыши выполнены пазы под указанные направляющие; кроме того каждый указанный механизм блокировки самопроизвольного поворота прихвата выполнен в виде двух взаимно перпендикулярных горизонтальных упоров, которые смонтированы на вертикальной части прихвата с возможностью поочередного взаимодействия с двумя вертикальными планками, которые закреплены на боковой стене, со смещением по высоте на толщину упора, при этом длина каждой планки не превышает расстояния между упорами.

На фиг. 1 изображен кузов грузового вагона, общий вид; на фиг.2 то же (вид А на фиг.1); на фиг.3 то же (вид Б на фиг.1); на фиг.4 поворотный прихват и механизм блокировки его самопроизвольного поворота (вид В на фиг.3); на фиг.5 то же (разрез Г-Г на фиг.4); на фиг.6 механизм управления запорным устройством (узел Д на фиг.3); на фиг.7 расположение упоров механизма блокировки (разрез Е-Е на фиг.4).

Кузов грузового вагона содержит раму 1, на которой смонтированы боковые 2 и торцовые 3 стены, опирающуюся на верхние обвязки 4 и 5 соответственно боковых 2 и торцовых 3 стен съемную крышу, состоящую из секций 6. На верхних обвязках 4 боковых стен 2 установлены направляющие 7 для секций 6 крыши. Направляющие 7 выполнены в виде скоб, а в боковых обвязках секций 6 крыши выполнены пазы 8 под указанные направляющие. Запорные устройства 9 установлены на боковых стенах 2, выполнены с поворотными Г-образными прихватами 10 и связаны с механизмами управления 11 и механизмами блокировки 12 для исключения самопроизвольного поворота прихватов 10. Для исключения возможности повреждений при транспортировке, снятии, установке и складировании секций крыши, каждый поворотный прихват 10 размещен внутри скобы 7. Для исключения необходимости подъема рабочего на крышу, то есть для снижения трудоемкости и повышения безопасности обслуживания запорных устройств, механизм управления 11 запорным устройством 9 установлен на нижней обвязке 13 боковых стен 2, что позволяет производить обслуживание запорных устройств 9 непосредственно с земли. Механизм управления 11 состоит из двух параллельных опорных планок 14, в каждой из которых выполнены конические отверстия 15, гайки 16, свободно размещенной между планками 14 в отверстиях 15, при этом упорные торцы 17 гайки 16 выполнены сферическими, что обеспечивает при их взаимодействии с отверстиями 15 надежность работы запорного устройства, так как позволяет отслеживать развал боковых стен 2 кузова вагона, возникающий из-за неточности сборки, а главное, при перевозке сыпучих грузов и особенно при их грейферной разгрузке; и винта 18, снабженного указателем 19 положения прихвата 10. Винт 18 соединен с прихватом 10 тягой 20. Механизм блокировки 12 самопроизвольного поворота прихвата 10 выполнен в виде двух взаимоперпендикулярных горизонтальных упоров 21, которые смонтированы на вертикальной части прихвата 10, и двух вертикальных планок 22, закрепленных на боковой стене 2. Планки 22 установлены друг относительно друга со смещением по высоте на величину S, равную толщине упора 21, а длина планок равна расстоянию L между упорами 21. Это позволяет при поочередном взаимодействии упоров 21 с планками 22 надежно фиксировать положение прихвата 10 как в рабочем, так и в нерабочем положении. Фиксация гаек 16 производится проволочными закрутками, расположенными в отверстиях гайки и скобы, установленной на одной из планок 14, эти же отверстия используются для опечатывания секций крыши.

Каждая секция 6 крыши снабжена грузозахватными элементами 23, в качестве которых используются стандартные фитинги, что позволяет использовать для установки, снятия и транспортировки секций 6 крыши механизированные захваты-спредеры, исключающие необходимость подъема рабочего-стропальщика на крышу вагона. Одновременно с этим фитинги 23 используются как опоры для штабелирования секций 6 крыши как на специальную площадку, так и друг на друга непосредственно на вагоне или на соседних вагонах.

Установку секций 6 крыши на верхние обвязки 4 и 5 стен кузова производят поочередно с помощью установленного на кране механизированного захвата-спредера после загрузки или выгрузки груза. При этом пазы 8 секций крыши охватывают направляющие скобы 7, ориентируя секции крыши на кузове вагона как в продольном, так и в поперечном направлении. Затем вращением гайки 16 механизма управления 11 производят фиксацию секций 6 крыши на кузове вагона, при этом верхний упорный торец 17 гайки 16 входит во взаимодействие с соответствующим отверстием 15 опорной планки 14, а один из упоров 21, расположенный между планками 22, позволяет прихвату 10 производить только вертикальные перемещения. При выходе этого упора из планок 22 происходит поворот прихвата 10 на 90 градусов, о чем свидетельствует положение указателя 19, а при дальнейшем вращении гайки 16 следующий упор 21 входит во взаимодействие с планками 22, и прихват 10 опять имеет возможность только вертикального перемещения до окончательного закрепления секции 6 крыши. Затем производят фиксацию гаек 16 с помощью проволочных закруток и, при необходимости, опечатывание секции крыши путем установки пломбы на одном из запорных устройств секции.

Использование предложенной конструкции кузова грузового вагона позволяет:
повысить эксплуатационную надежность запорных устройств за счет снижения влияния развала боковых стен кузова на механизмы управления запорными устройствами;
снизить трудоемкость обслуживания запорных устройств, так как исключается необходимость подъема рабочего на крышу, все работы производятся непосредственно с земли;
повысить безопасность обслуживания запорных устройств, так как исключается необходимость подъема рабочего на не огражденную высотную площадку (крышу);
исключить возможность случайных повреждений рабочих органов запорных устройств за счет установки их внутри скоб;
исключить возможность самопроизвольного расфиксирования запорных устройств за счет использования механизма блокировки самопроизвольного поворота прихвата;
снизить трудоемкость и исключить применение ручного труда при строповке секций крыши за счет использования фитингов и механизированных захватов-спредеров.

Использование: изобретение относится к железнодорожному транспорту. Сущность изобретения: кузов содержит раму, боковые и торцовые стены, съемную крышу, состоящую из секций. Направляющие закреплены на верхней обвязке боковых стен и выполнены в виде скоб, а в боковых обвязках секций выполнены пазы под указанные направляющие. Запорные устройства установлены на боковых стенах, выполнены с поворотными Г-образными прихватами и связаны с механизмами управления и механизации блокировки самопроизвольного поворота прихватов. Каждый поворотный прихват размещен внутри скобы. Механизм управления смонтирован на нижней обвязке боковой стены и состоит из двух параллельных опорных планок с коническими отверстиями, гайки размещенной между планками в этих отверстиях, и винта. Упорные торцы гайки выполнены сферическими для взаимодействия с наклонными поверхностями отверстий. Прихват связан тягой с винтом, на котором закреплен указатель положения прихвата. Механизм блокировки самопроизвольного поворота прихвата выполнен в виде двух взаимно перпендикулярных горизонтальных упоров, которые смонтированы на прихвате, и двух вертикальных планок, закрепленных на боковой стене. Планки установлены друг относительно друга со смещением по высоте на толщину упора, а длина планок равна расстоянию между упорами. 1 з. п. ф., 7 ил.

1. КУЗОВ ГРУЗОВОГО ВАГОНА, содержащий раму, на которой смонтированы боковые и торцевые стены, съемно-секционную крышу, направляющие для секции крыши, которые закреплены на верхней обвязке боковых стен, и установленные на последних запорные устройства, которые выполнены с поворотными Г-образными прихватами для взаимодействия с крышей и связаны с механизмами управления и механизмами блокировки самопроизвольного поворота указанных прихватов, отличающийся тем, что каждая направляющая выполнена в виде скобы, внутри которой размещен поворотный прихват, а механизм управления прихватом смонтирован на нижней обвязке боковой стены и содержит две параллельные опорные планки, в которых выполнены конические отверстия для свободного размещения гайки, торцы которой выполнены сферическими для взаимодействия с наклонными поверхностями отверстий, при этом в нижней части прихвата закреплена тяга для связи последнего с винтом, на котором закреплен указатель положения прихвата, а на боковых обвязках секций крыши выполнены пазы под указанные направляющие. 2. Кузов по п.1, отличающийся тем, что каждый указанный механизм блокировки самопроизвольного поворота прихвата выполнен в виде двух взаимно перпендикулярных горизонтальных упоров, которые смонтированы на вертикальной части прихвата с возможностью поочередного взаимодействия с двумя вертикальными планками, которые закреплены на боковой стене, со смещением по высоте на толщину упора, при этом длина каждой планки не превышает расстояния между упорами.