Боковая стенка кузова вагона для горячих окатышей

Полезная модель относится к специализированным вагонам-хопперам, касается конструктивного исполнения боковых стенок кузова и может быть использована при промышленном выпуске таких вагонов. Предлагаемая модель отличается тем, что вертикальные стойки боковой стенки выполнены в виде замкнутых полых объемных элементов, и раскосы установлены между крайними парами вертикальных стоек, симметрично наклонным шкворневим стойкам, при этом нижний горизонтальный обвязочный пояс усилен с помощью местных удлиненных ребер-накладок, и последние дополнительно соединяют вертикальные стойки с нижним горизонтальным обвязочным поясом и служат элементами для установки и приварки раскосов. Замкнутые полые объемные элементы каждой вертикальной стойки образованы трубой или гнутым профилем квадратного сечения с размером 100×100 мм, либо трубой круглого сечения диаметром 100120 мм, и верхние торцы этих элементов скошены к низу со стороны листовой обшивки. Местные удлиненные ребра-накладки выполнены из отдельных частей, наложены для сварки на вертикальную стойку и образуют усиление совместно со стойкой, при этом удлиненные ребра-накладки, которые расположены в средней части нижнего пояса, замкнуты в коробчатое поперечное сечение с помощью Г-образных элементов, расположенных между вертикальными стойками. Обвязочные горизонтальные пояса и шкворневые стойки образованы профилем с размером поперечного сечения 140×110 мм. В верхней части они соединены между собой, вертикальными стойками и раскосами двумя ребрами-накладками. Полезная модель обеспечивает уменьшение металлоемкости и себестоимости конструкции, повышает унификацию по применяемым профилям проката.

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к специализированным вагонам-хопперам, и касается конструктивного исполнения боковых стенок кузова вагона для перевозки окатышей, в том числе горячих. Предлагаемая полезная модель может быть использована при промышленном выпуске вагонов-хопперов для окатышей.

В странах СНГ получили распространение и широко известны из уровня техники специализированные вагоны-хопперы для перевозки горячих окатышей и агломерата [1], имеющие боковые стенки кузова с каркасом форменной конструкции. Указанные вагоны-хопперы [1] подвергались существенным модернизациям различными заводами-изготовителями в части исполнения металлоконструкций боковых стенок кузова и применения профилей металлопроката.

Наиболее конструктивными боковыми стенками кузова, являются боковые стенки известного вагона для окатышей модели 20-4015 [2], которые содержат верхние и нижние горизонтальные обвязочные пояса и наклонные шкворневые стойки, выполненные из гнутого профиля с размерами 160×80×7 мм, ряд вертикальных стоек - из двутаврового проката или металлоемкого омегаобразного горячекатаного профиля [3] и раскосы - из горячекатаных швеллеров. При этом стенки снабжены листовой обшивкой с нежестким креплением, в связи с погрузкой горячих грузов. Верхний обвязочный пояс боковых стенок вагонов [1 и 2], усилен по всей длине накладным приварным уголком. Все составляющие элементы боковых стенок кузова вагонов [2 и 3], дополнительно прикреплены сваркой к горизонтальным обвязочным поясам с помощью накладок.

Известные конструкции боковой стенки кузова современных вагонов для окатышей [2 и 3], имеют недостаточную высоту поперечного сечения, соответственно и жесткость, верхнего и нижнего горизонтальных обвязочных поясов (всего 80 мм), поэтому их форменные каркасы полностью перекрыты раскосами, установленными с использованием различных накладок для вертикальных стоек, выполненных из двутаврового или металлоемкого омегаобразного профиля. Поэтому известные конструкции металлоемки и трудоемки, как по изготовлению сопрягаемых деталей, так и по сборочно-сварочным работам. При этом, указанные конструкции сдерживают производительность труда при сборке боковых стенок кузова, так как требуют установки и приварки большого количества раскосов и накладок на стойки.

Задачей предлагаемой полезной модели является совершенствование конструкции боковых стенок кузова, направленное на снижение массы тары вагона при сохранении его прочности, уменьшение трудовых и материальных затрат при промышленном выпуске вагонов для окатышей. Технический результат заявляемой полезной модели - существенное улучшение технических характеристик изделия - снижение массы изделия за счет использования предлагаемых боковых стенок на одну тонну и соответственное повышение грузоподъемности вагона на 1 т, а также унификация применяемых профилей проката и удешевление производства.

Для достижения поставленной задачи, в предлагаемой усовершенствованной боковой стенке кузова, включающей листовую обшивку с нежестким креплением и сварной ферменный каркас, составленный из нижнего и верхнего горизонтальных обвязочных поясов и двух наклонных шкворневых стоек, выполненных из гнутых профилей коробчатого сечения, и ряда вертикальных стоек и раскосов, соединяющих горизонтальные обвязочные пояса, вертикальные стойки ряда выполнены в виде замкнутых полых объемных элементов, и раскосы установлены между крайними парами вертикальных стоек, симметрично наклонным шкворневым стойкам. При этом нижний горизонтальный обвязочный пояс в наиболее нагруженных зонах кузова усилен с помощью местных удлиненных ребер-накладок, и последние дополнительно соединяют в этих зонах вертикальные стойки с нижним горизонтальным обвязочным поясом и являются элементами для установки и приварки ограниченного количества раскосов. Кроме этого, замкнутые полые объемные элементы каждой вертикальной стойки ряда образованы трубой или гнутым профилем квадратного сечения с размером 100×100 мм или трубой круглого сечения диаметром 100120 мм, и верхний торец трубы скошен книзу, со стороны листовой обшивки, для усиления сварочного соединения торца полого элемента с верхним горизонтальным обвязочным поясом. Последний установлен по скосам верхних торцов стоек и своей стенкой перекрывает верхний край листовой обшивки с нежестким креплением.

На нижнем горизонтальном обвязочном поясе местные удлиненные ребра-накладки выполнены из отдельных частей, которые наложены для сварки на вертикальные стойки квадратного или круглого сечения с двух сторон и образуют, совместно со стойками, усиления нижнего горизонтального обвязочного пояса, при этом местные удлиненные ребра-накладки, расположенные в средней части нижнего горизонтального обвязочного пояса, замкнуты в коробчатое поперечное сечение с помощью мерных Г-образных элементов, расположенных между вертикальными стойками ряда в зоне усиления. Что касается применения коробчатого гнутого профиля для горизонтальных обвязочных поясов, верхнего и нижнего, и для наклонных шкворневых стоек, то они образованы гнутым профилем с размером поперечного сечения 140×110 мм. Верхние концы этого профиля, при использовании для изготовления наклонных шкворневых стоек, скошены к низу, как и у полых элементов вертикальных стоек. При этом дополнительное соединение наклонной шкворневой стойки и вертикальной стойки с верхним горизонтальным обвязочным поясом и установка раскоса выполнены с помощью двух накладок, которые наложены на вертикальную стойку квадратного или круглого сечения с двух сторон, и одна из накладок соединена своим наклонным торцом с наклонной шкворневой стойкой.

Для достижения конструктивного единства боковой стенки кузова, выполненной из гнутых профилей проката и труб, раскосы выполнены из гнутого швеллера и наложены для сварки на ребра-накладки и накладки своими вертикальными стенками со стороны листовой обшивки.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - общий вид боковой стенки кузова вагона для окатышей, показаны сваренные между собой элементы форменного каркаса стенки, местные усиления нижнего обвязочного пояса и листовая обшивка;

фиг.2 - вертикальный разрез по «А-А» на фиг.1, показано конструктивное устройство боковой стенки кузова в средней части снизу;

фиг.3 - вертикальный разрез по «Б-Б» на фиг.1, показано конструктивное устройство боковой стенки кузова в верхней части;

фиг.4 и фиг.5 (вариант) - горизонтальные разрезы по «В-В» на фиг.1, показаны установка вертикальных стоек и местных удлиненных усиливающих ребер-накладок на нижнем обвязочном поясе при выполнении стоек квадратного сечения или круглого сечения (вариант);

фиг.6 - место «Г» на фиг.1, укрупненное, показано соединение наклонной шкворневой стойки, вертикальной стойки и раскоса с верхним обвязочным поясом.

Осуществление полезной модели (устройство и принцип действия)

Боковая стенка кузова вагона для окатышей состоит из сварного каркаса 1, фиг.1, в виде ферменной металлоконструкции, и обшивки 2, выполненной из листового гнутого профиля. Каркас составлен из нижнего 3 и верхнего 4 горизонтальных обвязочных поясов, двух наклонных шкворневых стоек 5, ряда вертикальных стоек 6 и раскосов 7. Последние установлены только между крайними парами вертикальных стоек 6. симметрично наклонным шкворневым стойкам 5, и выполнены из гнутого швеллера.

Усиление нижнего горизонтального обвязочного пояса 3, в наиболее нагруженных зонах кузова, выполнено с помощью местных удлиненных ребер-накладок 8 и 9, установленных в местах расположения раскосов 7, и удлиненных ребер-накладок 10, расположенных в средней части пояса 3. Удлиненные ребра накладки 8 и 9 дополнительно соединяют в этих зонах вертикальные стойки 6 с нижним горизонтальным обвязочным поясом 3 и являются элементами (ребра-накладки 9) для сварочного соединения с вертикальными стенками раскосов 7. Ребра-накладки 10, фиг.2, также обеспечивают дополнительное сварочное соединение вертикальных стоек 6 с этим поясом, при этом ребра-накладки 10 замкнуты в коробчатое поперечное сечение на расстоянии «а» от нагреваемой листовой обшивки 2 с помощью мерных Г-образных элементов, расположенных между вертикальными стойками 6, и усиливают нижнюю горизонтальную обвязку от распора груза в кузове. Вертикальные стойки 6 выполнены в виде замкнутого полого объемного элемента и образованы трубой или гнутым профилем квадратного сечения с размером 100×100 мм (фиг.4) или трубой круглого сечения диаметром 100120 мм (фиг.5). Для горизонтальных обвязочных поясов, нижнего 3 и верхнего 4, и наклонных шкворневых стоек 5, выполняемых из коробчатого гнутого профиля, использован гнутый профиль с размером поперечного сечения 140×110 мм. Для усиления сварочных соединений вертикальных стоек 6 с верхним горизонтальным обвязочным поясом 4, верхний торец «б» трубы или профиля квадратного сечения, или трубы круглого сечения, фиг.3, скошен к низу со стороны листовой обшивки 2. Аналогично скошены к низу со стороны листовой обшивки и верхние концы наклонных шкворневых стоек 5, соединяемых с верхним горизонтальным обвязочным поясом 4. Наличие скосов «б» обеспечивает обвязочному поясу 4 установку с перекрытием верхнего края «в» листовой обшивки 2, что исключает попадание мелких фракций грузов между поясом и листовой обшивкой. Дополнительное соединение наклонной шкворневой стойки 5 и вертикальной стойки 6 с верхним поясом 4 и установка раскоса 7 выполнены с помощью двух накладок 11 и 12, которые наложены на вертикальную стойку 6 с двух сторон, и накладка 11 сварена наклонным торцом «г» с наклонной шкворневой стойкой.

Предприятием-заявителем полезной модели при выполнении опытно-конструкторских работ по созданию вагона для окатышей модели 20-9839 разработаны рабочие чертежи усовершенствованных, по сравнению с аналогами, боковых стенок кузова, на базе которых построен опытный образец вагона для окатышей с улучшенными технико-экономическими показателями. Проводятся работы по проведению его испытаний и сертификации с целью освоения вагона производством на предприятии-заявителе.

Источники информации

1. Монография «Вагоностроительные конструкции. Изготовление, модернизация, ремонт» под редакцией кандидата техн. наук Б.Г.Цыгана, издательство «Кременчуг», 2005 г., стр.144, рис.2-25 и стр.238, рис.2-98в, УДК 625. 23/24. 002:621.791.

2. Рекламный альбом «Вагоны на любой груз» ОАО «Днепровагонмаш», лист-Вагон для окатышей, модель 20-4015 (http://www.dvmash.com).

3. Патент Украины 7872 на промышленный образец «Вагон для окатышей», МКПО 12-03

1. Боковая стенка кузова вагона для горячих окатышей, включающая листовую обшивку с нежестким креплением и сварной ферменный каркас, составленный из нижнего и верхнего горизонтальных обвязочных поясов и двух наклонных шкворневых стоек, выполненных из гнутых профилей коробчатого сечения, и ряда вертикальных стоек и раскосов, соединяющих горизонтальные обвязочные пояса, отличающаяся тем, что вертикальные стойки ряда выполнены в виде замкнутых полых объемных элементов, и раскосы установлены между крайними парами вертикальных стоек ряда, симметрично наклонным шкворневым стойкам, и нижний горизонтальный обвязочный пояс, в наиболее нагруженных зонах кузова, усилен с помощью местных удлиненных ребер-накладок, и последние дополнительно соединяют в этих зонах вертикальные стойки с нижним горизонтальным обвязочным поясом и являются элементами для установки и приварки раскосов, при этом горизонтальные обвязочные пояса и наклонные шкворневые стойки образованы профилем с размером поперечного сечения 140×110 мм.

2. Боковая стенка кузова вагона для горячих окатышей по п.1, отличающаяся тем, что замкнутые полые объемные элементы каждой вертикальной стойки ряда образованы трубой или гнутым профилем квадратного сечения с размером 100×100 мм или трубой круглого сечения диаметром 100120 мм, и верхние торцы трубы или гнутого профиля, а также верхние концы наклонных шкворневых стоек выполнены со скосами книзу, со стороны листовой обшивки, для усиления сварочных соединений стоек с верхним горизонтальным обвязочным поясом, при этом последний установлен по скосам и своей стенкой перекрывает верхний край листовой обшивки с нежестким креплением.

3. Боковая стенка кузова вагона для горячих окатышей по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что местные удлиненные ребра-накладки выполнены из отдельных частей, которые наложены для сварки на вертикальные стойки квадратного или круглого сечения с двух сторон и образуют, совместно со стойками, усиления нижнего горизонтального обвязочного пояса, и местные удлиненные ребра-накладки, расположенные в средней части нижнего горизонтального обвязочного пояса, замкнуты в коробчатое поперечное сечение с помощью мерных Г-образных элементов, расположенных между вертикальными стойками ряда.

4. Боковая стенка кузова вагона для горячих окатышей по п.1, отличающаяся тем, что вертикальная и наклонная шкворневые стойки дополнительно соединены с верхним горизонтальным обвязочным поясом с помощью двух накладок, наложенных на вертикальную стойку с двух сторон, при этом первая из накладок соединена своим наклонным торцом с наклонной шкворневой стойкой, а вторая накладка предназначена для установки и приварки раскоса.

5. Боковая стенка кузова вагона для горячих окатышей по п.1, отличающаяся тем, что раскосы выполнены из гнутого швеллера и наложены для приварки на удлиненные ребра-накладки и накладки своими вертикальными стенками со стороны листовой обшивки.