Шкворневая балка рамы люкового полувагона
Полезная модель шкворневой балки рамы люкового полувагона используется при серийном изготовлении рам универсальных полувагонов. Характеризуется тем, что у шкворневой балки, включающей две пары вертикальных стенок, нижнюю и верхнюю полки, перекрывающие вертикальные стенки и хребтовую балку рамы, и компенсирующие накладки для связи с элементами кузова, верхняя полка выполнена двухскатной, перегнутой по оси симметрии, вертикальные стенки повышены до контакта с верхней двухскатной полкой и выполнены с прямоугольными вырезами. При этом компенсирующие накладки в поперечном сечении повторяют форму верхней двускатной полки, и боковые края верхней двухскатной полки взаимодействуют с рабочими поверхностями закрытых крышек люков по образующим линиям нижних кромок. Компенсирующие накладки выполнены с двойным скосом на торце для улучшения сварочного соединения с верхней двухскатной полкой. Последняя может быть выполненной из выполнена из двух равных по длине частей, стыкуемых на постоянной подкладке, привариваемой снизу и повторяющей форму двухскатной полки. Предложенная полезная модель обеспечивает снижение материальных и трудовых затрат при изготовлении рам полувагонов и не требует использования тяжелого прессового оборудования для выполнения верхних полок шкворневых балок. При этом улучшаются возможности для ссыпания грузов через люки в эксплуатации.
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, преимущественно к магистральным универсальным полувагонам с люками в полу кузова и касается конструктивного выполнения рамы, в частности ее шкворневх балок, которые соединяются с рамой и кузовом и взаимодействуют с крышками люков. Предлагаемая полезная модель может быть использована вагоностроительными предприятиями при выпуске универсальных люковых полувагонов.
В странах СНГ, Грузии и в восточно-прибалтийских странах получили распространение и широко известны из уровня техники шкворневые балки рамы люковых полувагонов [1], состоящие из двух пар вертикальных стенок, а также нижней и верхней полок, которые перекрывают вертикальные стенки и хребтовую балку рамы. При этом нижняя полка выполнена сужающейся от пятникового места, на вертикальных стенках и верхней полке установлены компенсационные накладки для сварочных соединений с несущими элементами полувагона. Боковые края верхней полки предназначены для взаимодействия с закрытыми крышками люков, т.е. для уплотнения зазоров между крышками и элементами рамы. Известные шкворневые балки [1] включают толстолистовые верхние полки, выполненные со средней выпуклой гофрой, которая усиливается снизу (внутри балки) продольной приварной вставкой и служит поперечным основанием для размещения длинномерных грузов, так как и выпуклости на межлюковых поперечных балках рамы.
Также известна шкворневая балка рамы люкового полувагона [2], содержащая плоскую толстолистовую верхнюю полку того же назначения, которая усилена сверху приварным штампованным или гнутым элементом и имеет фигурные штампованные компенсационные накладки для сварочных соединений с несущими элементами полувагона - нижними обвязками боковых стенок кузова.
Недостатками известной конструкции шкворневой балки рамы [1], является повышенная материалоемкость при изготовлении и сварном усилении верхней толстолистовой полки, а также необходимость наличия тяжелого прессового оборудования для штампования гофры. У известной шкворневой балки рамы полувагона [2], также наблюдаются повышенные материалоемкость и трудовые расходы на выполнение сварочных работ по усилению шкворневой балки верхними приварными элементами и набором фигурных штампованных компенсационных накладок (по две на соединение). При этом у известных шкворневых балок [1 и 2] имеется недостаток и в эксплуатации - под плоскими боковыми краями верхней полки, при закрытии крышек люков, накапливаются и спрессовываются остатки мокрого сыпучего груза, что приводит к быстрой коррозии, деформациям и повреждениям краев крышек люков и верхних полок шкворневых балок. Сыпучие грузы остаются после выгрузки и на плоских участках верхних полок шкворневых балок.
Задачей предлагаемой полезной модели является конструктивно-технологическое совершенствование шкворневых балок рамы с целью удешевления их изготовления при серийном выпуске полувагонов, без использования тяжелого прессового оборудования для изготовления деталей, с улучшением функционального назначения конструкции в эксплуатации.
Технический результат предлагаемой полезной модели - снижение материальных и трудовых расходов при серийном изготовлении шкворневых балок рамы полувагона, обеспечение изготовления деталей этих сборочных единиц на универсальном оборудовании и повышение эксплуатационной надежности.
Для достижения технического результата, в шкворневой балке рамы люкового полувагона, включающей две пары вертикальных стенок, нижнюю и верхнюю полки, которые перекрывают вертикальные стенки и хребтовую балку рамы, при этом нижняя полка выполнена сужающейся от п'ятникового места, и на вертикальных стенках и верхней полке установлены компенсационные накладки для сварочных соединений с несущими элементами полувагона, а боковые края верхней полки предназначены для взаимодействия с закрытыми крышками люков, верхняя полка выполнена двускатной, перегнутой по оси симметрии детали, и вертикальные стенки повышены по высоте до контакта с верхней двускатной полкой и выполнены с прямоугольными вырезами для сварочных соединений с элементами кузова полувагона. При этом компенсационные накладки, устанавливаемые на верхней двускатной полке, повторяют в поперечном сечении форму последней и выполнены с двойным скосом на торце для улучшения сварочного соединения с верхней двускатной полкой, а боковые края этой полки взаимодействуют с рабочими поверхностями закрытых крышек люков по образующим линиям нижних кромок. Верхняя двускатная полка может быть выполненной из двух равных по длине частей, которые стыкуются между собой на постоянной подкладке, привариваемой снизу и повторяющей форму верхней двускатной полки.
Такое конструктивно-технологическое выполнение шкворневой балки рамы люкового полувагона уменьшает себестоимость изделия и улучшает его эксплуатационные свойства.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - общий вид шкворневой балки рамы люкового полувагона (вид сбоку), установленной в раму и соединенной с элементами кузова. Показаны составляющие элементы заявленной шкворневой балки. Штрих-пунктирными линиями показаны несущие элементы полувагона - хребтовая балка рамы, нижние обвязки боковых стен кузова и скользуны рамы полувагона.
Фиг.2 - то же, вид сверху. Показана верхняя двускатная полка при выполнении из двух частей и ее компенсационные накладки для соединения с нижними обвязками кузова.
Фиг.3 - поперечной разрез шкворневой балки по А-А на фиг.1. Показано взаимодействие верхней двускатной полки с крышками люков (частично показаны штрих-пунктирными линиями).
Осуществление полезной модели (устройство и принцип действия)
Шкворневая балка рамы люкового полувагона, фиг.1, 2 и 3, устанавливается на хребтовую балку рамы (на чертежах показана штрих-пунктирной линией) и состоит из двух пар вертикальных стенок 1, соединенных диафрагмами 2, нижней полки 3 и верхней полки 4. Последние перекрывают вертикальные стенки 1 попарно и хребтовую балку рамы. Вертикальные стенки 1 дополнительно соединяются с хребтовой балкой компенсирующими накладками 5, являющимися продолжением вертикальных стенок 1. Нижняя полка 3 сужается от п'ятникового места Б, на ней установлены скользуны В, предназначенные для взаимодействия со скользунами ходовой тележки полувагона. Верхняя полка 4 выполнена двускатной, т.е. перегнутой по оси симметрии детали, имеет покатые края Г и сварена с обеими парами вертикальных стенок 1 и накладками 5. Высота стенок 1 увеличена до контакта с верхней двускатной полкой 4, а в верхних частях вертикальных стенок выполнены прямоугольные вырезы Д, обеспечивающие сварочные соединения с элементами кузова - нижними продольными обвязками Е боковых стенок. При этом на верхней двускатной полке 4 установлены соединительные компенсационные накладки 6, которые повторяют в поперечном сечении форму верхней двускатной полки, прилегают к последней и к нижним продольным обвязкам Е. Накладки 6 выполнены с двойными скосами Ж на торце, предназначенными для улучшения сварных соединений с верхней двускатной полкой 4. Покатые боковые края последней взаимодействуют с рабочими поверхностями закрытых крышек люков по образующим линиям К нижних кромок, что не создает условий для прессования остатков сыпучих грузов. Верхняя двускатная полка 4 может быть выполненной из двух равных по длине частей, которые стыкуются между собой на постоянной подкладке 7, привариваемой снизу и в поперечном сечении также повторяющей форму верхней двускатной полки.
При сборнике рамы полувагона в нормальном положении две шкворневые балки, без нижних полок 3 и соединяющих компенсационных накладок 5 и 6, устанавливаются на хребтовую балку, которая размещена на предварительно установленных нижних полках 3, и привариваются к последним. Потом устанавливаются накладки 5. Накладки 6 устанавливаются и привариваются на верхнюю двускатную полку 4 при соединениях рамы с боковыми стенками кузова и выполняют свои функции. Установка предлагаемой шкворневой балки в раму возможно и при сборнике рамы полувагона в перевернутом положении, т.е. при иной технологической схеме сборки рамы.
В эксплуатации, при разгрузке полувагонов через люки, сыпучие грузы не задерживаются на покатых поверхностях двускатных верхних полок 4 шкворневых балок. Накопленные остатки мокрого сыпучего груза, на краях крышек люков, перерезаются нижними краями двускатных полок по образующим линиям К (фиг.3), при этом остатки груза не спрессовываются, а разрезаются кромками краев при полном закрытии крышек люков.
Предприятием-заявителем в составе проектов полувагонов моделей 12-9933 и 12-9933-01 разработаны рабочие чертежи предлагаемой, как полезная модель, усовершенствованной шкворневой балки. Образцы полувагонов моделей 12-9933 и 12-9933-01 изготовлены с предлагаемыми шкворневыми балками и проходят прочностные испытания. С 1 кв. 2013 года планируется их серийное производство в ПАО «Дизельный завод».
Источники информации
1. Монография «Конструирование и расчет вагонов» под редакцией академика В.В.Лукина, Москва, 2000 г., стр.499, рис.9-18, УДК 629.45/.46 (075).
2. Альбом рабочих чертежей «Полувагон модели 12-9790» ОАО «Дизельный завод», 2008 год - сборочные чертежи 
9790.02.000 «Рама», 9790.02.090 «Балка шкворневая».
1. Шкворневая балка рамы люкового полувагона, включающая две пары вертикальных стенок, нижнюю и верхнюю полки, перекрывающие вертикальные стенки и хребтовую балку рамы, при этом нижняя полка выполнена сужающейся от пятникового места рамы, на вертикальных стенках и на верхней полке установлены компенсирующие накладки для сварочных соединений с несущими элементами полувагона, и боковые края верхней полки предназначены для взаимодействия с закрытыми крышками люков, отличающаяся тем, что верхняя полка выполнена двухскатной, перегнутой по оси симметрии детали, вертикальные стенки повышены до контакта с верхней двухскатной полкой и выполнены с прямоугольными вырезами, при этом компенсирующие накладки, установленные на верхней двухскатной полке, в поперечном сечении повторяют форму последней, и боковые края верхней двухскатной полки взаимодействуют с рабочими поверхностями закрытых крышек люков по образующим линиям нижних кромок.
2. Шкворневая балка рамы люкового полувагона по п.1, отличающаяся тем, что компенсирующая накладка, установленная на верхней двухскатной полке, выполнена с двойным скосом на торце для улучшения сварочного соединения с верхней двухскатной полкой.
3. Шкворневая балка рамы люкового полувагона по п.1 или 2, отличающаяся тем, что верхняя двухскатная полка выполнена из двух равных по длине частей, стыкуемых на постоянной подкладке, привариваемой снизу и повторяющей форму двухскатной полки.
