СТЕНА КУЗОВА ГРУЗОВОГО ВАГОНА БОКОВАЯ И/ИЛИ ТОРЦЕВАЯ Российский патент 2008 года по МПК B61D17/06 

Изобретение относится к конструкции стен кузова грузовых вагонов и может быть использовано на железнодорожном транспорте.

Известна боковая стена кузова вагона, например, четырехосного цельнометаллического полувагона, которая состоит из каркаса и гофрированных листов. Каркас боковой стены состоит из восьми стоек - двух угловых и шести промежуточных, связанных верхней и нижней обвязками.

Торцевая стена кузова выполнена из гладкого листа, имеющего снаружи ребра жесткости в виде стоек, расположенных в вертикальном направлении, и горизонтальных ребер жесткости. При этом стойки могут быть выполнены как по всей высоте стены, так и до необходимого уровня (В.В. Лукин, П.С. Анисимов, Ю.П. Федосеев, Вагоны, Общий курс, 2004, с.152-154).

Известен шестиосный универсальный полувагон с кузовом из алюминиевого сплава АМг6, боковая стена которого, как и у стального полувагона, имеет угловые стойки, промежуточные стойки из корытообразных профилей и гладкую обшивку из листового сплава АМг6 толщиной 6 мм. В целях улучшения аэродинамических характеристик и более полного использования габарита вагона элементы жесткости расположены с внутренней стороны кузова. Боковая стена имеет верхний пояс из замкнутого профиля и нижний пояс из неравнополочного уголка (см. "Вагоны СССР", Каталог-справочник, НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1975, с.74-77).

Однако эти конструкции имеют следующие недостатки:

- недостаточная грузоподъемность стальных вагонов обусловлена высокой массой тары при допускаемой осевой нагрузке 25 т,

- высокая трудоемкость изготовления боковых (торцевых стен) из-за наличия стоек, не позволяющих автоматизировать процесс сборки и сварки боковин (торцевых стен),

- высокое аэродинамическое сопротивление из-за наличия стоек снаружи боковых стен.

Имеется несколько типов боковых и торцевых стен полувагонов из алюминиевых сплавов, отличающихся по конструкции, но все они, как правило, усилены боковыми стойками.

Известен также вагон с боковой стеной, изготовленной из продольных алюминиевых листов, которые приварены к наружной поверхности продольных балок (см. US, патент № 6244191, B61D 39/00, 17/00, 2001).

Достоинством указанного технического решения является увеличение объема кузова и снижение аэродинамического сопротивления вагона.

Однако недостаток данной конструкции состоит в том, что боковая стена имеет усиление в виде продольной балки, а также в наличии дополнительных раскосов внутри кузова вагона. Данные элементы конструкции не позволяют использовать эти вагоны в климатических условиях России, поскольку расположенные внутри кузова на стенах продольные и вертикальные ребра жесткости, стойки и раскосы препятствуют выгрузке смерзшегося груза на вагоноопрокидывателях.

Наиболее близким техническим решением является конструкция стены кузова грузового вагона боковой и/или торцевой, изготовленной из полых прессованных панелей, состоящих из двух плоских наружных стенок и расположенных между ними внутренних ребер жесткости, и имеющей угловые стойки, верхнюю и нижнюю обвязки из прессованного профиля. Прессованные панели расположены вертикально (В.А. Саликов и др., Проектирование специализированного четырехосного полувагона с кузовом из алюминиевых сплавов, Наука производству, 2005, №3, с.46-49).

Расположение длинномерных полых прессованных панелей вертикально имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что возрастает протяженность сварных швов и появляется необходимость в разделке кромок торцов панелей в местах приварки к профилю рамы.

Техническим результатом изобретения является увеличение грузоподъемности за счет уменьшения массы вагона, снижение трудоемкости при изготовлении и аэродинамического сопротивления при движении.

Технический результат достигается в конструкции стены кузова грузового вагона боковой и/или торцевой, согласно изобретению изготовленной из полых прессованных панелей из алюминиевого сплава, состоящих из двух плоских наружных стенок и расположенных между ними внутренних ребер жесткости, и имеющей угловые стойки, верхнюю и нижнюю обвязки из прессованного профиля, при этом панели по длине расположены в горизонтальном направлении, причем длина панелей равна длине стены, стенки панелей имеют толщину 3-6 мм и расстояние между ними составляет 40-120 мм.

Стенки панелей имеют одинаковую или разную толщину.

Внутренние ребра жесткости панелей имеют толщину 2-4 мм и угол наклона их друг к другу составляет 60°.

Конструкция стены грузового вагона согласно изобретению при достаточной прочности и жесткости панелей позволяет исключить использование дополнительных элементов жесткости.

На фиг.1 изображен кузов грузового вагона с боковой стеной из полых прессованных панелей, на фиг.2 - кузов грузового вагона с торцевой стеной из полых прессованных панелей, на фиг.3 - разрез кузова грузового вагона по А-А, на фиг.4 - вид панели с торца.

Стена кузова грузового вагона содержит (фиг.1 и 2) алюминиевые полые прессованные панели 1, при этом одна стенка панели является наружным элементом стены кузова вагона, другая - внутренним элементом, угловые стойки 2, верхнюю обвязку 3 из прессованного профиля.

На фиг.1 позиция 4 - нижняя обвязка, а на фиг.2 позиция 5 - концевая балка. На фиг.1 полые прессованные панели 1 из алюминиевого сплава расположены горизонтально вдоль длины вагона и соединены между собой сваркой или односторонними заклепками. Угловые стойки 2 представляют собой неравнополочный прессованный уголок. Верхняя обвязка 3 выполнена в виде П-образного прессованного профиля. Нижняя обвязка 4 - это специальный профиль с замками для присоединения алюминиевой продольной полой прессованной панели 1 и поперечных балок 6 (фиг.3).

На фиг.3 представлен разрез кузова грузового вагона: 1 - полые прессованные панели, 3 - верхняя обвязка и 6 - поперечная балка. Полые прессованные панели 1 (фиг.4) состоят из двух плоских наружных стенок 7 и 8 и расположенных между ними внутренних ребер жесткости 9, обеспечивающих требуемую жесткость панелей в продольном и поперечном направлениях.

Ребра жесткости рассчитаны таким образом, что толщина их соответствует нормам прочности и сопротивления распределенной нагрузки, а расположение - требованиям нормам жесткости. В зависимости от грузоподъемности вагона она может составлять от 2 до 4 мм. Для полувагона грузоподъемностью 82 т толщина ребер жесткости составляет 3 мм и угол наклона их друг к другу - 60°, при этом толщина стенок 4^+0,5 мм. Прочность и жесткость полых прессованных панелей регулируется в широких пределах за счет выбора марки алюминиевого сплава, режима термической обработки, геометрии расположения ребер жесткости, толщины стенок панели и ребер жесткости.

Использование полых прессованных панелей необходимой прочности и жесткости и расположение их горизонтально исключает необходимость использования дополнительных элементов жесткости (стоек, распорок, раскосов).

Изобретение относится к кузовам грузовых вагонов. Стена кузова грузового вагона боковая и/или торцевая изготовлена из полых прессованных панелей и имеет угловые стойки, верхнюю и нижнюю обвязки из прессованного профиля. Панели по длине расположены в горизонтальном направлении и состоят из двух плоских наружных стенок и внутренних ребер жесткости. Длина панелей равна длине стены, а стенки панелей имеют толщину 3-6 мм, и расстояние между ними составляет 40-120 мм. Стенки панелей могут иметь одинаковую или разную толщину. Внутренние ребра жесткости панелей имеют толщину 2-4 мм и угол наклона их друг к другу составляет 60°. Изобретение увеличивает грузоподъемность за счет уменьшения массы вагона, снижает трудоемкость изготовления и аэродинамическое сопротивление при движении. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Стена кузова грузового вагона боковая и/или торцевая, изготовленная из полых прессованных панелей из алюминиевого сплава, состоящих из двух плоских наружных стенок и расположенных между ними внутренних ребер жесткости, и имеющая угловые стойки, верхнюю и нижнюю обвязки из прессованного профиля, отличающаяся тем, что панели по длине расположены в горизонтальном направлении, причем длина панелей равна длине стены, а стенки панелей имеют толщину 3-6 мм, а расстояние между ними составляет 40-120 мм.2. Стена кузова по п.1, отличающаяся тем, что стенки панелей имеют одинаковую толщину.3. Стена кузова по п.1, отличающаяся тем, что стенки панелей имеют разную толщину.4. Стена кузова по п.1, отличающаяся тем, что внутренние ребра жесткости панелей имеют толщину 2-4 мм и угол наклона их друг к другу составляет 60°.