Узел для соединения верхних обвязок боковой и торцевой стен кузова железнодорожного грузового вагона
Узел для соединения друг с другом верхних обвязок двух соседних стен кузова железнодорожного грузового вагона, содержащий верхнюю накладку и нижнюю накладку, жестко закрепленные на конце одной из верхних обвязок и выступающие за ее торец. В выступающей части каждой накладки выполнено отверстие. Между выступающими частями обеих накладок размещен конец другой верхней обвязки, в котором выполнено сквозное отверстие, через которое проходит стержень, одновременно проходящий через отверстия в накладках, с образованием шарнира. Технический эффект заключается в уменьшении жесткости конструкции соединительного узла и замедлении накопления в нем усталостных повреждений.
Предлагаемая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и предназначена для использования в конструкции железнодорожного грузового вагона, в частности полувагона.
Из альбома-справочника «Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм», изд. ПКБ, 1998 г., с.61 известен узел для соединения верхней обвязки торцевой стены кузова универсального грузового четырехосного полувагона модели 12-132 с верхней обвязкой боковой стены этого кузова с использованием одной накладки, приваренной к обеим обвязкам. Узел аналогичной конструкции применяется в большинстве полувагонов, производящихся в России.
К недостаткам известного соединительного узла относится его высокая повреждаемость и недостаточная надежность при нагрузках, имеющих место при эксплуатации. К ним можно отнести распорную нагрузку на боковую и торцевую стены, ударную нагрузку и силы инерции груза, направленные в торцевую стену, силы, возникающие в процессе разгрузки вагона на вагоноопрокидывателях. Вследствие жесткого сварного соединения накладками обеих верхних обвязок указанные нагрузки приводят к возникновению силовых моментов в соединительном узле, накоплению в нем усталостных повреждений и его разрушению.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемой полезной модели является известный из RU 2325294 («Уралвагонзавод», 11 сентября 2006 г.) узел для соединения верхней обвязки торцевой стены кузова железнодорожного полувагона с верхней обвязкой боковой стены этого кузова с использованием двух накладок, верхняя из которых жестко закреплена на лежащих в одной плоскости верхних поверхностях обеих обвязок на их концах, а нижняя проходит перпендикулярно верхней накладке и жестко закреплена на обеих обвязках с внешней боковой стороны кузова.
Недостатки этого соединительного узла совпадают с недостатками известного соединительного узла, указанного первым, а использование двух перпендикулярных друг другу накладок приводит к большей жесткости конструкции узла и ускоренному накоплению в нем усталостных повреждений.
Задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков путем создания соединительного узла для нежесткого, а именно шарнирного соединения верхних обвязок боковой и торцевой стен. Предлагаемый узел для соединения верхней обвязки боковой стены кузова железнодорожного грузового вагона с верхней обвязкой торцевой стены этого кузова содержит верхнюю накладку и нижнюю накладку, жестко закрепленные на одном конце верхней обвязки боковой стены и выступающие за торец верхней обвязки боковой стены, причем верхняя накладка закреплена на верхней поверхности верхней обвязки боковой стены. Нижняя накладка в предлагаемом узле закреплена на нижней поверхности верхней обвязки боковой стены и выступает за торец верхней обвязки боковой стены на величину выступающей части верхней накладки. В выступающей части каждой накладки выполнено отверстие, а между выступающими частями обеих накладок размещен конец верхней обвязки торцевой стены, в котором выполнено сквозное отверстие, через которое проходит стержень, одновременно проходящий через отверстия в накладках. Стержень, снабженный на одном конце головкой, обеспечивает подвижность соединения в шарнире.
В одном варианте реализации предлагаемого соединительного узла стержень, вставленный сверху в отверстия, выполненные в двух накладках и верхней обвязке торцевой стены, со стороны верхней накладки накрыт предохранительной скобой или изогнутой пластиной, прикрепленной сверху к верхней поверхности верхней обвязки боковой стены. Таким образом стержень защищен от выпадения. Накладки, жестко приваренные сверху и снизу к верхней обвязке боковой стены, размещены параллельно друг к другу или обращены друг к другу и служат для передачи усилий от нее на верхнюю обвязку торцевой стены через стержень,
Еще в одном варианте реализации полезной модели предлагаемый узел содержит верхний угловой участок боковой стены кузова, примыкающий к ее верхней обвязке и верхний угловой участок торцевой стены кузова, примыкающий к ее верхней обвязке; причем вершина верхнего углового участка боковой стены кузова, примыкающей к ее верхней обвязке, и вершина верхнего углового участка торцевой стены кузова, примыкающей к ее верхней обвязке, выполнены с вырезами. Вырезы служат для снижения концентрации напряжений на концах сварных швов, соединяющих обшивки боковой и торцевой стен, вблизи заявляемого шарнирного соединения и обеспечивают податливость данного узла с целью свободного взаимного перемещения верхней обвязки боковой стены и верхней обвязки торцевой стены. Изнутри кузова вырезы закрыты угловой накладкой, которая имеет по сравнению с обшивкой стен меньшую толщину и приваривается к обшивке боковой и торцевой стен.
Еще в одном варианте реализации предлагаемого соединительного узла накладки крепятся к концу верхней обвязки не боковой, а торцевой стены. Таким образом, в этом случае предлагаемый узел для соединения верхней обвязки боковой стены кузова железнодорожного грузового вагона с верхней обвязкой торцевой стены этого кузова содержит верхнюю накладку и нижнюю накладку, жестко закрепленные на одном конце верхней обвязки торцевой стены и выступающие за торец верхней обвязки торцевой стены, причем верхняя накладка закреплена на верхней поверхности верхней обвязки торцевой стены. Нижняя накладка закреплена на нижней поверхности верхней обвязки торцевой стены и выступает за торец верхней обвязки торцевой стены на величину выступающей части верхней накладки. В выступающей части каждой накладки выполнено отверстие, а между выступающими частями обеих накладок размещен конец верхней обвязки боковой стены, в котором выполнено сквозное отверстие, через которое проходит стержень, одновременно проходящий через отверстия в накладках.
Таким образом, раскрытые признаки вариантов реализации предлагаемого узла позволяют уменьшить жесткость его конструкции, силовые моменты при действии возникающих в процессе эксплуатации нагрузок, что позволит замедлить накопление в нем усталостных повреждений.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, на которых схематично показаны
на фиг.1 - вид сверху кузова железнодорожного грузового полувагона;
на фиг.2 - увеличенный вид фрагмента А, отмеченный на фиг.1;
на фиг.3 - разрез по линии Б-Б, показанной на фиг.2;
на фиг.4 - разрез по линии В-В, показанной на фиг.1;
на фиг.5 - вид в направлении стрелки Г, показанной на фиг.4.
Как показано на фиг.1, предлагаемый узел для соединения верхней обвязки 1 боковой стены кузова железнодорожного грузового вагона с верхней обвязкой 4 торцевой стены этого вагона размещается в каждой вершине прямоугольника, образованного двумя параллельными верхними обвязками 1 боковых стен и двумя параллельными верхними обвязками 4 торцевых стен. Предлагаемый соединительный узел содержит верхнюю накладку 3.1 и нижнюю накладку 3.2, приваренные сварными швами 2 или иным образом прикрепленные посредством связующего сверху и снизу к концу верхней обвязки 1 боковой стены, так что часть, например одна треть, одной из накладок выступает за торец верхней обвязки 1 и обращена к выступающей части противоположной накладки. Форма верхней накладки 3.1 обеспечивает плотное прилегание одной ее стороны к верхней поверхности верхней обвязки 1 боковой стены, а форма нижней накладки 3.2 обеспечивает плотное прилегание одной ее стороны к нижней поверхности верхней обвязки 1 боковой стены.
В каждой из выступающих частей накладок 3.1 и 3.2 выполнено по отверстию, предпочтительно одного диаметра, например от 30 до 100 мм.
Между выступающими частями обеих накладок 3.1 и 3.2 свободно располагается конец верхней обвязки 4 торцевой стены, в котором выполнено сквозное отверстие, диаметр и ось которого совпадают соответственно с диаметром и осью отверстий в каждой из накладок 3.1 и 3.2.
Сверху в указанные отверстия накладок 3.1 и 3.2 и верхней обвязки 4 торцевой стены вставлен соединительный элемент, выполненный в виде стержня 5, нижний конец которого выступает из отверстия нижней накладки 3.2.
Стержень 5, вставленный в указанные отверстия, взаимодействует одновременно с верхней накладкой 3.1, верхней обвязкой 4 торцевой стены и нижней накладкой 3.2, а через обе накладки 3.1 и 3.2 с верхней обвязкой 1 боковой стены, благодаря чему обвязки 1 и 4 шарнирно соединены друг с другом. Стержень 5 на одном конце снабжен головкой.
В одном варианте реализации полезной модели между стержнем 5 и стенками отверстий в верхней накладке 3.1, верхней обвязке 4 торцевой стены и нижней накладке 3.2 размещены прокладочные средства, например резиновая трубка для демпфирования нагрузок, возникающих в указанном шарнире, и/или металлическая трубка из относительно мягкого материала по сравнению с материалом обвязок и/или накладок для снижения трения между элементами шарнира.
Стержень 5, вставленный в отверстия, со стороны верхней накладки 3.1 накрыт предохранительной скобой 7, приваренной сварными швами 6 или иным образом прикрепленной посредством связующего сверху к верхней поверхности верхней обвязки 1 боковой стены или верхней накладки 3.1.
В другом варианте реализации полезной модели предохранительная скоба 7 прикреплена к верхней поверхности верхней обвязки 1 боковой стены или верхней накладки 3.1 с возможностью раскрепления, например, прикручена болтами. Предохранительная скоба 7 таким образом удерживает стержень 5 в отверстиях в обеих накладках 3.1 и 3.2, верхней обвязки 4 торцевой стены и исключает выпадение стержня 5.
Вершина верхнего углового участка боковой стены кузова, примыкающей к ее верхней обвязке 1, и вершина верхнего углового участка торцевой стены кузова, примыкающей к ее верхней обвязке 4, выполнены с вырезами 10. Вырезы 10 обеспечивают податливость данного узла с целью свободного взаимного перемещения верхней обвязки 1 боковой стены и верхней обвязки 4 торцевой стены.
Изнутри кузова к обшивкам торцевой и боковой стен сварными швами 9 приварены по угловой накладке 8, которые закрывают вырезы 10 соответственно в верхнем угловом участке торцевой стены кузова, примыкающем к ее верхней обвязке 4, и в верхнем угловом участке боковой стены кузова, примыкающем к ее верхней обвязке 1.
СПИСОК ПОЗИЦИОННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 - верхняя обвязка боковой стены;
2 - сварные швы для приварки каждой из накладок к верхней обвязке боковой стены;
3.1 - верхняя накладка;
3.2 - нижняя накладка;
4 - верхняя обвязка торцевой стены;
5 - стержень;
6 - сварные швы для приварки предохранительной скобы к накладке;
7 - предохранительная скоба;
8 - угловая накладка;
9 - сварные швы для приварки угловой накладки к обшивкам торцевой и боковой стен;
10 - вырезы в стенах кузова вагона
1. Узел для соединения верхней обвязки (1) боковой стены кузова железнодорожного грузового вагона с верхней обвязкой (4) торцевой стены этого кузова, содержащий верхнюю накладку (3.1) и нижнюю накладку (3.2), жестко закрепленные на одном конце верхней обвязки (1) боковой стены и выступающие за торец верхней обвязки (1) боковой стены, причем верхняя накладка (3.1) закреплена на верхней поверхности верхней обвязки (1) боковой стены, отличающийся тем, что нижняя накладка (3.2) закреплена на нижней поверхности верхней обвязки (1) боковой стены и выступает за торец верхней обвязки (1) боковой стены на величину выступающей части верхней накладки (3.1), в выступающей части каждой накладки (3.1, 3.2) выполнено отверстие, а между выступающими частями обеих накладок (3.1, 3.2) размещен конец верхней обвязки (4) торцевой стены, в котором выполнено сквозное отверстие, через которое проходит стержень (5), одновременно проходящий через отверстия в накладках (3.1, 3.2).
2. Узел по п.1, отличающийся тем, что стержень (5) на одном конце снабжен головкой.
3. Узел по п.2, отличающийся тем, что стержень (5) со стороны верхней накладки (3.1) накрыт предохранительной скобой, прикрепленной сверху к верхней поверхности верхней обвязки (1) боковой стены.
4. Узел по п.2, отличающийся тем, что стержень (5) со стороны верхней накладки (3.1) накрыт предохранительной изогнутой пластиной (7), прикрепленной сверху к верхней поверхности верхней обвязки (1) боковой стены.
5. Узел по п.1, отличающийся тем, что верхняя (3.1) и нижняя (3.2) накладки размещены параллельно друг к другу или обращены друг к другу.
6. Узел по п.1, отличающийся тем, что он содержит верхний угловой участок боковой стены кузова, примыкающий к ее верхней обвязке (1),верхний угловой участок торцевой стены кузова, примыкающий к ее верхней обвязке (4),причем вершина верхнего углового участка боковой стены кузова, примыкающей к ее верхней обвязке (1), и вершина верхнего углового участка торцевой стены кузова, примыкающей к ее верхней обвязке (4), выполнены с вырезами (10).
7. Узел для соединения верхней обвязки (1) боковой стены кузова железнодорожного грузового вагона с верхней обвязкой (4) торцевой стены этого кузова, содержащий верхнюю накладку (3.1) и нижнюю накладку (3.2), жестко закрепленные на одном конце верхней обвязки (4) торцевой стены и выступающие за торец верхней обвязки (4) торцевой стены, причем верхняя накладка (3.1) закреплена на верхней поверхности верхней обвязки (4) торцевой стены, отличающийся тем, что нижняя накладка (3.2) закреплена на нижней поверхности верхней обвязки (4) торцевой стены и выступает за торец верхней обвязки (4) торцевой стены на величину выступающей части верхней накладки (3.1), в выступающей части каждой накладки (3.1, 3.2) выполнено отверстие, а между выступающими частями обеих накладок (3.1, 3.2) размещен конец верхней обвязки (1) боковой стены, в котором выполнено сквозное отверстие, через которое проходит стержень (5), одновременно проходящий через отверстия в накладках (3.1, 3.2).
