ВАГОН-САМОСВАЛ Российский патент 2022 года по МПК B61D9/00 

Заявляемое изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к вагону-самосвалу типа думпкар, предназначенному для транспортирования и выгрузки насыпного груза.

Известен вагон-самосвал, содержащий раму с шарнирно установленным на ней с помощью опорных шарниров кузовом, оборудованным боковыми откидными бортами с расположенными на торцевых сторонах вагона-самосвала приводными механизмами, приводные цилиндры, связанные с кузовом, см. RU 2582583, B61D 9/04, опубл. 27.04.2016.

Известен также вагон-самосвал, содержащий раму с шарнирно установленным на ней с помощью опорных шарниров кузовом, оборудованным боковыми откидными бортами с расположенными на торцевых сторонах вагона-самосвала приводными механизмами, приводные цилиндры, связанные с кузовом, см. RU 193424, B61D 9/06, опубл. 29.10.2019 (прототип).

К недостаткам указанных вагонов-самосвалов относится низкая эффективность при их использовании, обусловленная недостаточной устойчивостью при разгрузке плотного липкого груза, плохо скользящего по бортам и днищу кузова, неполной выгрузкой сыпучего материала из кузова, вызванных по причине малого угла наклона днища кузова и малого угла открывания бортов при разгрузке вагона-самосвала.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности использования вагона-самосвала, полученное за счёт увеличения углов наклона днища кузова и углов открывания бортов кузова.

Указанный технический результат достигается вагоном-самосвалом, содержащим раму с шарнирно установленным на ней с помощью опорных шарниров кузовом, оборудованным боковыми откидными бортами с расположенными на торцевых сторонах вагона-самосвала приводными механизмами, приводные цилиндры, связанные с кузовом, рама выполнена с хребтовой балкой, на которой в центральной вертикальной продольной плоскости «О-О» вагона-самосвала установлены приводные цилиндры, образующие вертикальную силовую плоскость, кузов собран из двух полукузовов, выполненных в виде продольных половин кузова, способных на одновременный поворот в своих опорных шарнирах на обе боковые стороны вагона-самосвала, торцовые стенки кузова выполнены из двух взаимно перекрываемых своими кромками торцовых стенок полукузовов, днища полукузовов соединены шарнирами, размещёнными в вертикальной силовой плоскости приводных цилиндров, при этом опорные шарниры, выполнены самоустанавливающимися за счёт возможности поперечного перемещения в прямолинейных направляющих, закреплённых на раме при повороте полукузовов,

- приводной механизм каждого бокового откидного борта выполнен в виде поворотного рычага (кривошипа), шарнирно установленного своим нижним концом в опорном кронштейне, неподвижно закреплённом на раме, верхним концом указанный поворотный рычаг соединён шарнирным соединением с верхним плечом поворотного коромысла, посаженного своей средней частью на центральную вертикально-подвижную промежуточную ось, размещённую в вертикальной силовой плоскости приводных цилиндров, при этом общую и для аналогичного поворотного коромысла приводного механизма второго откидного борта, вторым нижним плечом поворотное коромысло шарнирно соединено с приводной тягой, связанной с боковым откидным бортом;

- самоустанавливающиеся опорные шарниры могут быть выполнены в виде кронштейнов, закреплённых на шкворневых балках рамы, с горизонтальными прямолинейными пазами, в которых размещены оси соответствующих опорных шарниров;

- самоустанавливающиеся опорные шарниры могут быть выполнены в виде кронштейнов, установленных в поперечных опорных направляющих, закреплённых на шкворневых балках рамы;

- угол «α» наклона днищ полукузовов может составлять не менее 38° от вертикали, угол «β» наклона боковых откидных бортов составляет не менее 43° от вертикали;

- торцовые стенки полукузовов могут быть дополнены торцовыми взаимно перекрывающимися накладками;

- в качестве приводных цилиндров использованы гидроцилиндры;

- в качестве приводных цилиндров использованы пневмоцилиндры.

Заявляемое изобретение отличается от прототипа тем, что рама выполнена с хребтовой балкой, на которой в центральной вертикальной продольной плоскости «О-О» вагона-самосвала установлены приводные цилиндры, образующие вертикальную силовую плоскость, кузов собран из двух полукузовов, выполненных в виде продольных половин кузова, способных на одновременный поворот в своих опорных шарнирах на обе боковые стороны вагона-самосвала, торцовые стенки кузова выполнены из двух взаимно перекрываемых своими кромками торцовых стенок полукузовов, днища полукузовов соединены шарнирами, размещёнными в вертикальной силовой плоскости приводных цилиндров, при этом опорные шарниры, выполнены самоустанавливающимися за счёт возможности поперечного перемещения в прямолинейных направляющих, закреплённых на раме при повороте полукузовов,

- приводной механизм каждого бокового откидного борта выполнен в виде поворотного рычага (кривошипа), шарнирно установленного своим нижним концом в опорном кронштейне, неподвижно закреплённом на раме, верхним концом указанный поворотный рычаг соединён шарнирным соединением с верхним плечом поворотного коромысла, посаженного своей средней частью на центральную вертикально-подвижную промежуточную ось, размещённую в вертикальной силовой плоскости приводных цилиндров, при этом общую и для аналогичного поворотного коромысла приводного механизма второго откидного борта, вторым нижним плечом поворотное коромысло шарнирно соединено с приводной тягой, связанной с боковым откидным бортом;

- самоустанавливающиеся опорные шарниры могут быть выполнены в виде кронштейнов, закреплённых на шкворневых балках рамы, с горизонтальными прямолинейными пазами, в которых размещены оси соответствующих опорных шарниров;

- самоустанавливающиеся опорные шарниры могут быть выполнены в виде кронштейнов, установленных в поперечных опорных направляющих, закреплённых на шкворневых балках рамы;

- угол «α» наклона днищ полукузовов может составлять не менее 38° от вертикали, угол «β» наклона боковых откидных бортов составляет не менее 43° от вертикали;

- торцовые стенки полукузовов дополнены торцовыми взаимно перекрывающимися накладками;

- в качестве приводных цилиндров могут быть использованы гидроцилиндры;

- в качестве приводных цилиндров могут быть использованы пневмоцилиндры.

Такие отличия дают основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности изобретения - «новизна». Сравнение предлагаемого устройства не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, аналогичные отличительным признакам предлагаемого технического решения, что позволяет сделать вывод о соответствии условию патентоспособности изобретения - «изобретательский уровень».

Заявляемое изобретение представлено на чертежах, где:

- на Фиг. 1 изображён вагон-самосвал, общий вид;

- на Фиг. 2 - вид снизу на кузов, остальные детали вагона-самосвала условно не показаны, изометрическая проекция;

- на Фиг. 3 - то же самое, кузов в позиции разгрузки, изометрическая проекция;

- на Фиг. - 4, 6, 8, 10 - примеры последовательных положений кузова при его подъёме и повороте;

- на Фиг. - 5, 7, 9, 11 - примеры последовательных положений элементов приводных механизмов боковых откидных бортов, кинематические схемы.

Вагон-самосвал содержит раму 1 (Фиг. 1) с шарнирно установленным на ней с помощью опорных шарниров 2 (Фиг. 2) кузовом 3, оборудованным боковыми откидными бортами 4.

Рама 1 выполнена с хребтовой балкой 1.1, на которой в центральной вертикальной продольной плоскости «О-О» вагона-самосвала установлены приводные цилиндры 5. В качестве приводных цилиндров 5 могут быть использованы гидроцилиндры, пневмоцилиндры, винтовые домкраты с электроприводом, другие подходящие для этого устройства. Приводные цилиндры 5 образуют своими штоками вертикальную силовую плоскость, совпадающую с центральной вертикальной продольной плоскости «О-О» вагона-самосвала. Кузов 3 собран из двух полукузовов 3.1, выполненных в виде продольных половин кузова 3. Торцовые стенки кузова 3 выполнены из двух стыкуемых своими торцами торцовых стенок 3.2. Днища 3.3 полукузовов 3.1 соединены шарнирами 3.4 (Фиг. 3, 4), размещёнными в вертикальной силовой плоскости приводных цилиндров 5.

Приводной механизм каждого бокового откидного борта 4 выполнен в виде поворотного рычага 4.1 (кривошипа) (Фиг. 5 - 9), шарнирно установленного своим нижним концом в опорном кронштейне 1.2, неподвижно закреплённом на раме 1. Верхним концом поворотный рычаг 4.1 соединён шарнирным соединением с верхним плечом поворотного коромысла 4.2, который посажен своей средней частью с возможностью поворота на центральную вертикальную-подвижную промежуточную ось 6, причём указанная ось 6 размещена в вертикальной силовой плоскости приводных цилиндров 5. При этом указанная центральная вертикально-подвижная промежуточная ось 6 является общей и для аналогичного поворотного коромысла 4.2.1 приводного механизма второго откидного борта 4. Вторым нижним плечом поворотное коромысло 4.2 шарнирно соединено с приводной тягой 4.3, связанной с соответствующим боковым откидным бортом 4.

Угол α наклона днищ 3.3 полукузовов 3.1 составляет не менее 38° от вертикали, угол β наклона боковых откидных бортов 4 составляет не менее 43° от вертикали (Фиг. 10, 11).

Самоустанавливающиеся опорные шарниры 2 половин кузовов 3.1 могут быть выполнены в виде кронштейнов 2.1 (Фиг. 12), закреплённых на шкворневых балках 1.3 рамы 1, с горизонтальными прямолинейными пазами 2.2, в которых размещены концы осей 2.3.

Самоустанавливающиеся опорные шарниры 2 половин кузовов 3.1 могут быть выполнены в виде кронштейнов 2.4 (Фиг. 13), подвижно установленных в поперечных опорных направляющих 2.5, закреплённых на шкворневых балках 1.3 рамы 1. Для плавного поперечного перемещения самоустанавливающихся опорных шарниров 2 кронштейны 2.4 могут быть установлены на ролики 2.6 качения.

Самоустанавливающиеся опорные шарниры 2 для опоры половин кузовов 3.1 могут представлять из себя радиусные опорные гнёзда 2.7 для размещения в них осей 2.3 половин кузовов 3.1.

Для исключения просыпания сыпучего груза в межрельсовое пространство при разгрузке вагона-самосвала торцовые стенки 3.2 могут быть дополнены торцовыми взаимно перекрывающимися накладками 3.2.1 (Фиг. 14).

Предлагаемое изобретение используют следующим образом.

Для разгрузки вагона-самосвала включают приводные цилиндры 5. Приводные цилиндры 5 своими штоками, находящимися в центральной вертикальной продольной плоскости «О-О» вагона-самосвала, являющейся вертикальной силовой плоскостью приводных цилиндров 5, поднимают вверх место соединения шарнирами 3.4 днищ 3.3 полукузовов 3.1. Каждый из полукузовов 3.1 поворачивается на своих опорных шарнирах 2 на соответствующую боковую сторону вагона-самосвала. При этом опорные шарниры 2, выполненные самоустанавливающимися, поперечно перемещаются к центральной вертикальной продольной плоскости «О-О» вагона-самосвала.

При движении вверх штоков приводных цилиндров 5 также перемещается вверх и кинематически связанная с ними центральная вертикально-подвижная промежуточная ось 6, находящаяся в вертикальной силовой плоскости приводных цилиндров 5. Центральная вертикально-подвижная промежуточная ось 6 перемещает вверх поворотное коромысло 4.2. Поворотное коромысло 4.2, связанное своим верхним концом с поворотным рычагом 4.1, поворачиваясь на центральной вертикально-подвижной промежуточной оси 6, толкает своим нижним концом приводную тягу 4.3, которая поворачивает в шарнирах боковой откидной борт 4 на угол β от вертикали, который составляет не менее 43°. Угол α наклона днищ 3.3 полукузовов 3.1 при этом составляет не менее 38° от вертикали. В качестве приводных цилиндров 5 могут быть использованы гидроцилиндры, либо пневмоцилиндры.

Опускание полукузовов 3.1 и закрытие откидных бортов 4 производят в обратной последовательности.

Выполнение кузова 3 из двух полукузовов 3.1, имеющих гораздо меньшую ширину днищ 3.3, позволяет в пределах допустимого нормативными документами поперечного предельного габарита железнодорожного транспорта осуществить раскрытие полукузовов 3.1 и их боковых откидных бортов 4 на гораздо большие углы α и β, что уменьшает плечо действия силы от веса груза, находящегося на днищах 3.3 и откидных бортах 4. За счёт больших углов наклона осуществляется полная разгрузка кузова 3, исключается заваливание нижних кромок раскрытых откидных бортов 4 выгруженным сыпучим грузом, как происходит при сваливании сыпучего груза на одну сторону вагона-самосвала.

Использование приводных цилиндров 5, размещённых в центральной вертикальной продольной плоскости «О-О» вагона-самосвала, одновременно приводящих в действие приводные механизмы по обеим боковым сторонам вагона-самосвала, исключает использование отдельных приводных силовых механизмов для каждой стороны вагона-самосвала, что упрощает конструкцию приводных механизмов вагона-самосвала. Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет повысить эффективности использования вагона-самосвала.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к вагону-самосвалу типа думпкар. Вагон-самосвал содержит раму, кузов, боковые откидные борта (4). Рама выполнена с хребтовой балкой (1.1), на которой в центральной вертикальной продольной плоскости О-О установлены приводные цилиндры (5). Кузов собран из двух полукузовов (3.1), днища которых соединены шарнирами. Опорные шарниры (2) выполнены самоустанавливающимися за счёт возможности поперечного прямолинейного перемещения. Приводной механизм каждого бокового откидного борта (4) выполнен в виде поворотного рычага, верхним концом который соединён с поворотным коромыслом. Поворотное коромысло посажено своей средней частью на центральную вертикально-подвижную промежуточную ось. Вторым нижним плечом поворотное коромысло шарнирно соединено с приводной тягой, связанной с соответствующим боковым откидным бортом (4). Выполнение кузова из двух полукузовов (3.1), имеющих гораздо меньшую ширину днищ, позволяет осуществить раскрытие полукузовов (3.1) и их боковых откидных бортов (4) на большие углы α и β, что уменьшает плечо действия силы от веса груза, находящегося на днищах и откидных бортах (4), появляется возможность более полной разгрузки кузова. 6 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Вагон-самосвал, содержащий раму с шарнирно установленным на ней с помощью опорных шарниров кузовом, оборудованным боковыми откидными бортами с расположенными на торцевых сторонах вагона-самосвала приводными механизмами, приводные цилиндры, связанные с кузовом, отличающийся тем, что рама выполнена с хребтовой балкой, на которой в центральной вертикальной продольной плоскости О–О вагона-самосвала установлены приводные цилиндры, образующие вертикальную силовую плоскость, кузов собран из двух полукузовов, выполненных в виде продольных половин кузова, способных на одновременный поворот в своих опорных шарнирах на обе боковые стороны вагона-самосвала, торцевые стенки кузова выполнены из двух взаимно перекрываемых своими кромками торцевых стенок полукузовов, днища полукузовов соединены шарнирами, размещёнными в вертикальной силовой плоскости приводных цилиндров, при этом опорные шарниры выполнены самоустанавливающимися за счёт возможности поперечного перемещения в прямолинейных направляющих, закреплённых на раме, при повороте полукузовов, приводной механизм каждого бокового откидного борта выполнен в виде поворотного рычага, своим нижним концом шарнирно установленного в неподвижно закреплённом на раме опорном кронштейне и верхним концом шарнирно соединённого с верхним плечом поворотного коромысла, посаженного своей средней частью на центральную вертикально-подвижную промежуточную ось, размещённую в вертикальной силовой плоскости приводных цилиндров, при этом общую и для аналогичного поворотного коромысла приводного механизма второго откидного борта, вторым нижним плечом поворотное коромысло шарнирно соединено с приводной тягой, связанной с боковым откидным бортом.

2. Вагон-самосвал по п. 1, отличающийся тем, что самоустанавливающиеся опорные шарниры половин кузовов выполнены в виде кронштейнов, закреплённых на шкворневых балках рамы, с горизонтальными прямолинейными пазами, в которых размещены оси соответствующих опорных шарниров полукузовов.

3. Вагон-самосвал по п. 1, отличающийся тем, что самоустанавливающиеся опорные шарниры половин кузовов выполнены в виде кронштейнов, подвижно установленных в поперечных опорных направляющих, закреплённых на шкворневых балках рамы.

4. Вагон-самосвал по п. 1, отличающийся тем, что угол α наклона днищ полукузовов составляет не менее 38° от вертикали, угол β наклона боковых откидных бортов составляет не менее 43° от вертикали.

5. Вагон-самосвал по п. 1, отличающийся тем, что торцевые стенки полукузовов дополнены торцевыми взаимно перекрывающимися накладками.

6. Вагон-самосвал по п. 1, отличающийся тем, что в качестве приводных цилиндров использованы гидроцилиндры.

7. Вагон-самосвал по п. 1, отличающийся тем, что в качестве приводных цилиндров использованы пневмоцилиндры.