Кузов крытого железнодорожного вагона Российский патент 2023 года по МПК B61D17/06 B61D3/00 

Заявляемое изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции кузовов крытого вагона, в частности, конструкции торцевой стены и ее соединения с рамой крытого вагона.

Известна конструкция железнодорожного крытого вагона модели 11-217, в кузов которого на раму установлена стена торцевая [И.Ф. Пастухов, В.В. Лукин, Н.И. Жуков «Вагоны», М., Транспорт 1988 г., стр.148, 153], содержащая металлический каркас, наружную металлическую обшивку и внутреннюю деревянную обшивку, обрамленную по полу и по углам уголковыми профилями. Каркас торцевой стены состоит из двух угловых и двух промежуточных стоек, связанных верхней обвязкой. Наружная металлическая обшивка выполнена из гофрированных листов толщиной 3 мм снизу и 2,5 мм сверху, а внутренняя обшивка из влагостойкой фанеры толщиной 10 мм. Угловые стойки изготовлены из гнутого уголка 80х80х6 мм, промежуточные стойки из омегообразного элемента 230х135х6 мм, а верхняя обвязка выполнена из специального профиля толщиной 6 мм. Нижней обвязкой торцевой стены является концевая балка рамы.

Недостатком данной конструкции является повышенная металлоемкость конструкции кузова крытого вагона, в частности каркаса торцевой стены крытого вагона. Использование в каркасе торцевой стены стоек из омегообразного профиля не обосновано увеличивает массу торцевой стены.

Кроме того, известна конструкция крытого вагона [Патент РФ на полезную модель №174422, опубликовано 12.10.2017], содержащая ходовые части на которые установлен кузов. Кузов включает в себя раму с продольной хребтовой и поперечными концевыми, шкворневыми и промежуточными балками. На раме закреплены боковые и торцевые стены, на которых установлена крыша. Торцевые стены включают в себя горизонтальные пояса, при этом нижние части стоек торцевой стены выступают вниз за пределы обшивки торцевой стены и закреплены на лобовом листе концевой балки. Стойки торцевой стены усилены горизонтальными косынками, установленными в нижних частях стоек.

Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемого изобретения.

Основным недостатком данного технического решения является то, что основной несущий элемент каркаса торцевой стены в средней части - центральная стойка, в районе соединения с рамой крытого вагона усилена горизонтальными косынками. Горизонтальные косынки, установленные на боковые поверхности центральных стоек торцевых стен усиливают конструкцию кузова крытого вагона в месте соединения торцевой стены и рамы, но не в полной мере. В предложенной конструкции не учтена специфика работы центральной стойки торцевой стены. Прежде всего центральная стойка работает на растяжение и сжатие, а также на кручение. Нагрузка на растяжения и сжатия воздействует на центральную стойку торцевой стены вдоль кузова крытого вагона, следовательно расположение косынок горизонтально параллельно торцу центральной стойки способствует ослаблению прочности центральной стойки в сварных швах, которыми приваривается горизонтальная косынка к центральной стойке.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание конструкции кузова крытого вагона, обеспечивающей повышение прочности и жесткости торцевой стены кузова крытого вагона, в районе соединения средней части торцевой стены (по ширине) с рамой кузова, в сочетании с оптимизацией применяемого металлопроката.

Поставленная задача решается за счет того, что в конструкции кузова крытого вагона, центральные стойки торцевой стены выполнены из двутавров. На участке соединения рамы кузова и нижней части торцевой стены в каждой центральной стойке, с отступом в обе стороны от стенки двутавра, жестко закреплены планки соединяющие своими концами по ширине полки двутавра. Каждая планка выполнена изогнутой, при этом одна торцевая грань планки выровнена относительно нижнего торца двутавра центральной стойки, а вторая торцевая грань планки, изогнутым участком, жестко закреплена к стенке двутавра. Вместе с этим, планка выполнена длиной не более расстояния от нижнего торца двутавра центральной стойки до ближайшего пояса торцевой стены.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что кузов крытого железнодорожного вагона, содержит крышу, раму, боковые стены, торцевые стены, каждая из которых состоит из обшивки и каркаса, включающего верхнюю обвязку, пояса, крайние стойки и центральные стойки, при этом центральные стойки выполнены из двутавров, причем на участке соединения рамы кузова и нижней части торцевой стены в каждой центральной стойке, с отступом в обе стороны от стенки двутавра, жестко закреплены планки соединяющие своими концами по ширине полки двутавра.

Также каждая планка выполнена изогнутой, при этом одна торцевая грань планки выровнена относительно нижнего торца двутавра центральной стойки, а вторая торцевая грань планки, изогнутым участком, жестко закреплена к стенке двутавра.

Кроме того, каждая планка выполнена длиной не более расстояния от нижнего торца двутавра центральной стойки до ближайшего пояса торцевой стены.

Вместе с этим, каждая центральная стойка по концевым частям плавно уменьшена по высоте двутавра.

Проем образованный полками двутавра центральной стойки и планками жестко закрыт пластиной, имеющей сквозные отверстия.

Центральные стойки выполнены из двутавра высотой 160 мм, а планки из листового проката толщиной не менее 4 мм и не более 6 мм.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами:

Фиг.1 - общий вид кузов крытого железнодорожного вагона;

Фиг.2 - вид А фиг.1;

Фиг.3 - разрез Б-Б фиг.2;

Фиг.4 - разрез В-В фиг.3;

Фиг.5 - разрез Г-Г фиг.3;

Фиг.6 - вид Д фиг.3.

Кузов крытого железнодорожного вагона, содержит крышу 1, раму 2, боковые стены 3, торцевые стены 4. Каждая торцевая стена 4 состоит из обшивки 5 и каркаса 6, включающего верхнюю обвязку 7, пояса 8, крайние стойки 9 и центральные стойки 10. Центральные стойки 10 выполнены из двутавров 11, причем на участке соединения рамы 2 кузова и нижней части торцевой стены 4 в каждой центральной стойке 10, с отступом в обе стороны от стенки 12 двутавра 11, жестко закреплены планки 14 соединяющие своими концами по ширине полки 13 двутавра.

Планка 14 выполнена изогнутой, при этом одна торцевая грань 15 планки 14 выровнена относительно нижнего торца 16 двутавра 11 центральной стойки 10, а вторая торцевая грань 17 планки 14, изогнутым участком, жестко закреплена к стенке 12 двутавра 11.

Также, каждая планка 14 выполнена длиной не более расстояния от нижнего торца 16 двутавра 11 центральной стойки 10 до ближайшего пояса 8.1 торцевой стены 4.

Каждая центральная стойка 10 по концевым частям 18 плавно уменьшена по высоте двутавра 11.

Проем образованный полками 13 двутавра 11 центральной стойки 10 и планками 14 жестко закрыт пластиной 19, имеющей сквозные отверстия 20.

Центральные стойки 10 выполнены из двутавра 11 высотой 160 мм, а планки 14 из листового проката толщиной не менее 4 мм и не более 6 мм.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в том, что выполнение центральных стоек из двутавров, причем на участке соединения рамы кузова и нижней части торцевой стены в каждой центральной стойке, с отступом в обе стороны от стенки двутавра, жестко закреплены планки соединяющие своими концами по ширине полки двутавра, позволяет создать конструкцию кузова крытого вагона, обеспечивающую повышение прочности и жесткости торцевой стены кузова и концевой балки рамы, в районе соединения средней части торцевой стены с рамой кузова при воздействии на этот узел кузова эксплуатационных нагрузок, в сочетании с минимальной материалоемкостью. В данной конструкции кузова, в нижней части каждой центральной стойки торцевой стены, посредством одного двутавра и двух планок, созданы два закрытых коробчатых профиля, что и позволяет увеличить прочность и жесткость конструкции.

Также, увеличению прочности и жесткости предлагаемой конструкции способствует то, что каждая планка выполнена изогнутой, при этом одна торцевая грань планки выровнена относительно нижнего торца двутавра центральной стойки, а вторая торцевая грань планки, изогнутым участком, жестко закреплена к стенке двутавра. Два закрытых коробчатых профиля плавно, в верхней части планок, переходят в стенку двутавра центральной стойки торцевой стены, что позволяет перераспределить напряжения по другим элементам конструкции.

Перекрытие проема образованного полками двутавра центральной стойки и планками посредством приварки пластины, имеющей сквозные отверстия, обеспечивает в нижней части планок закрытие двух замкнутых коробчатых профилей, что также способствует увеличению прочности и жесткости предлагаемой конструкции кузова крытого вагона, при этом данная конструкция обеспечивает отток кондиционирующей влаги из внутренней полости двух замкнутых коробчатых профилей.

Выполнение каждой планки длиной не более расстояния от нижнего торца двутавра центральной стойки до ближайшего пояса торцевой стены, обеспечивает равномерное распределение эксплуатационных нагрузок на несущие элементы торцевой стены кузова крытого вагона.

Выполнение каждой центральной стойки по концевым частям плавно уменьшающейся по высоте двутавра, позволяет снизить массу кузова.

Выполнение центральной стойки торцевой стены из двутавра высотой 160 мм, а планки из листового проката толщиной не менее 4 мм и не более 6 мм, обеспечивает прочностные качества каркаса торцевой стены.

В настоящее время на заявленное изобретение разработана конструкторская документация, проведены испытания опытных образцов.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции кузовов крытых вагонов, в частности конструкции торцевой стены. Кузов крытого железнодорожного вагона содержит крышу, раму (2), боковые стены (3), торцевые стены (4). Каждая торцевая стена состоит из обшивки и каркаса, включающего верхнюю обвязку (7), пояса, крайние стойки и центральные стойки. Центральные стойки выполнены из двутавров. На участке соединения рамы кузова и нижней части торцевой стены в каждой центральной стойке с отступом в обе стороны от стенки двутавра жестко закреплены планки, соединяющие своими концами по ширине полки двутавра. Планки выполнены изогнутыми. Одна торцевая грань каждой планки выровнена относительно нижнего торца двутавра центральной стойки, а вторая торцевая грань планки изогнутым участком жестко закреплена к стенке двутавра. Изобретение обеспечивает повышение жесткости и прочности торцевой стены при воздействии на неё эксплуатационных нагрузок, в сочетании с минимальной материалоёмкостью. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Кузов крытого железнодорожного вагона, содержащий крышу, раму, боковые стены, торцевые стены, каждая из которых состоит из обшивки и каркаса, включающего верхнюю обвязку, пояса, крайние стойки и центральные стойки, отличающийся тем, что центральные стойки выполнены из двутавров, причем на участке соединения рамы кузова и нижней части торцевой стены в каждой центральной стойке с отступом в обе стороны от стенки двутавра жестко закреплены планки, соединяющие своими концами по ширине полки двутавра.

2. Кузов крытого железнодорожного вагона по п. 1, отличающийся тем, что каждая планка выполнена изогнутой, при этом одна торцевая грань планки выровнена относительно нижнего торца двутавра центральной стойки, а вторая торцевая грань планки, изогнутым участком, жестко закреплена к стенке двутавра.

3. Кузов крытого железнодорожного вагона по п. 1, отличающийся тем, что каждая планка выполнена длиной не более расстояния от нижнего торца двутавра центральной стойки до ближайшего пояса торцевой стены.

4. Кузов крытого железнодорожного вагона по п. 1, отличающийся тем, что каждая центральная стойка по концевым частям плавно уменьшена по высоте двутавра.

5. Кузов крытого железнодорожного вагона по п. 1, отличающийся тем, что проем, образованный полками двутавра центральной стойки и планками, жестко закрыт пластиной, имеющей сквозные отверстия.

6. Кузов крытого железнодорожного вагона по п. 1, отличающийся тем, что центральные стойки выполнены из двутавра высотой 160 мм, а планки из листового проката толщиной не менее 4 мм и не более 6 мм.