Крышка люка железнодорожного полувагона (варианты)
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкций крышек разгрузочных люков, применяемых в универсальных полувагонах. Крышка люка железнодорожного полувагона содержит каркас 1, состоящий из передней 2, боковых 3, средней 4 и петельной 5 балок, лист крышки люка 6 с элементами жесткости 7, петли 8, которые жестко закреплены в петельной балке 5 между листом крышки люка 6 и стенкой петельной балки 5, при этом крайние петли 8 расположены дополнительно между полками 9 боковых балок 3, жестко прикрепленных полками 9 к стенке и полкам петельной балки 5, а также кронштейны запорного механизма 10, установленные на переднюю балку 2 и на боковые балки 3. Вместе с этим, каждый кронштейн запорного механизма 10 вертикальной наружной ближайшей к углу крышки люка гранью основания кронштейна 10 ориентирован между наружной полкой и осью симметрии профиля передней балки 2, а боковой вертикальной наружной гранью основания кронштейна 10 ориентирован между наружной полкой и осью симметрии боковой балки 3. Крышка люка железнодорожного полувагона также может быть выполнена таким образом, что средняя балка цельной торцевой гранью закреплена на передней балке, а концевой частью с вырезом на петельной балке. Полезная модель позволяет повысить жесткость и прочность крышки люка железнодорожного полувагона, уменьшить трудозатраты при ее изготовлении. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкций крышек разгрузочных люков, применяемых в универсальных полувагонах.
Известна конструкция штампосварной крышки люка [Б.К.Спиридонов, И.Ф.Пастухов. Конструкция и расчет вагонов. М.: Машиностроение, 1980, стр.90-91, рис.72], изготовленной из гнутых и штампованных профилей. Крышка люка содержит переднюю обвязку из зетобразного профиля, среднюю и крайние боковые обвязки из омегообразного профиля, заднюю усиливающую планку, петли, запорные угольники, лист крышки люка с одинаковыми продольными гофрами, у которого передняя часть выполнена зетобразной конфигурации и совместно с передней обвязкой образуют коробчатое сечение.
Недостатками данной конструкции крышки люка являются низкие прочностные характеристики применяемых профилей с нерациональным сечением и соединений элементов крышки люка между собой.
Кроме того, известна конструкция крышки люка железнодорожного полувагона [Патент РФ №1168455 от 23.03.1984 г.], содержащая лист крышки люка, петли, каркас, состоящий из двух боковых балок, между которыми размещены петельная балка, средняя балка из гнутых швеллеров и передняя балка, а также кронштейны запорного механизма, установленные под углом на передней и боковых балках, образуя между балками растяжку. В одной из полок петельной балки выполнены вертикальные вырезы, в которых установлены упирающиеся в другую полку балки петли, жестко соединенные одной стороной со стенкой петельной балки, а другой с листом крышки
люка, при этом полки каждой боковой балки концевыми частями жестко прикреплены с двух сторон каждой крайней петли к стенке и полкам петельной балки. Для приклепывания крайних петель и улучшения заделки боковых балок с петельной балкой, боковые балки (из швеллера) на концевой части, прилегающей к петельной балке, имеют вырез сложной конфигурации, который начинается с одной полки, переходит через радиус на стенку, затем переходит через радиус профиля на другую полку.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для первого и второго вариантов.
Большое значение в обеспечении жесткости и прочности конструкции, исходя из условий закрепления крышки люка в полувагоне и направления воздействующих на нее нагрузок, имеют прочные замкнутые силовые контуры, развитые в продольном направлении от всех точек закрепления. Кронштейны запорного механизма, выполняющие фиксацию крышки люка в полувагоне и соединение передней балки с боковыми балками, в вышеописанной конструкции, выполненные в виде растяжек, не обеспечивают надежное соединение передней балки с боковыми балками, а также средняя петля не связана с продольными элементами каркаса, эти недостатки исключают возможность создания в конструкции прочных замкнутых силовых контуров развитых в продольном направлении от всех точек закрепления. В процессе эксплуатации полувагона от воздействия воспринимаемых нагрузок передняя часть крышки люка из-за вышеуказанных недостатков деформируется, нарушается плотное прилегание листа крышки люка к элементам кузова полувагона, в результате не обеспечивается сохранность груза при перевозке. Вместе с этим, нетехнологичны и сложны в изготовлении лист крышки люка и концевые части боковых балок, которыми балки крепятся к петельной балке, для изготовления которых требуется большое количество штампов, и необходимость выштамповки по радиусной части профилей балок, что приводит к быстрому износу штампов.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель по первому и второму вариантам, является создание конструкций крышек люков железнодорожного полувагона, обладающих повышенной жесткостью, прочностью и оптимальным распределением возникающих напряжений, а также обеспечивающих уменьшение трудозатрат при изготовлении и ремонте крышек люков.
Сущность предлагаемой конструкции по первому варианту, заключается в том, что крышка люка железнодорожного полувагона содержит каркас, состоящий из передней, боковых, средней и петельной балок, лист крышки люка с элементами жесткости, петли, которые жестко закреплены в петельной балке между листом крышки люка и стенкой петельной балки, при этом крайние петли расположены дополнительно между полками боковых балок, жестко прикрепленных полками к стенке и полкам петельной балки, а также кронштейны запорного механизма, установленные на передней и на боковых балках. При этом, каждый кронштейн запорного механизма вертикальной наружной ближайшей к углу крышки люка гранью основания кронштейна ориентирован между наружной полкой и осью симметрии профиля передней балки, а боковой вертикальной наружной гранью основания кронштейна ориентирован между наружной полкой и осью симметрии боковой балки. Вместе с этим, площадь опирания кронштейна на боковую балку составляет не менее 1/4 площади опирания кронштейна. Кроме того, на торцевые грани передней балки установлены элементы жесткости, которые также закреплены на наружных полках боковых балок и на листе крышки люка. Помимо этого, в стенках боковых балок на концевых частях, прилегающих к петельной балке, выполнены пазы на прямых участках стенок между радиусами профилей боковых балок.
Сущность предлагаемой конструкции по второму варианту, заключается в том, что крышка люка железнодорожного полувагона содержит каркас, состоящий из передней, боковых, средней и петельной балок, лист крышки люка с гнутыми элементами жесткости, петли, которые жестко закреплены в
петельной балке между листом крышки люка и стенкой петельной балки, при этом крайние петли расположены дополнительно между полками боковых балок, жестко прикрепленных полками к стенке и полкам петельной балки, а также кронштейны запорного механизма, установленные на передней и на боковых балках. Кроме того, средняя балка цельной торцевой гранью закреплена на передней балке, а концевой частью с вырезом на петельной балке. При этом, на торцевые грани передней балки установлены элементы жесткости, которые также закреплены на наружных полках боковых балок и на листе крышки люка. Вместе с этим, закрепление средней балки к петельной балке произведено с помощью прямоугольного выреза в полках средней балки, горизонтальная грань которого установлена на стенку петельной балки, а вертикальная грань выреза расположена на расстоянии от полки петельной балки, при этом в стенках боковых балок на концевых частях, прилегающих к петельной балке, выполнены пазы на прямых участках стенок между радиусами профилей боковых балок.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:
Фиг.I - общий вид крышки люка, по первому варианту;
Фиг.II - общий вид крышки люка, по второму варианту;
Фиг.III - вид А фиг.I;
Фиг.IV - выносной элемент Б фиг.I;
Фиг.V - выносной элемент В фиг.I или фиг.II;
Фиг.VI - вид Г фиг.II;
Фиг.VII - разрез Д-Д фиг.II;
Крышка люка железнодорожного полувагона по первому варианту содержит каркас 1, состоящий из передней 2, боковых 3, средней 4 и петельной 5 балок, лист крышки люка 6 с элементами жесткости 7, петли 8, которые жестко закреплены в петельной балке 5 между листом крышки люка 6 и стенкой петельной балки 5, при этом крайние петли 8 расположены дополнительно между полками 9 боковых балок 3, жестко прикрепленных полками 9 к стенке и полкам петельной балки 5, а также кронштейны
запорного механизма 10, установленные на переднюю балку 2 и на боковые балки 3. Вместе с этим, каждый кронштейн запорного механизма 10 вертикальной наружной ближайшей к углу крышки люка гранью 11 основания 12 кронштейна 10 ориентирован между наружной полкой 13 и осью симметрии 14 профиля передней балки 2, а боковой вертикальной наружной гранью 15 основания 12 кронштейна 10 ориентирован между наружной полкой 16 и осью симметрии 17 боковой балки 3. Кроме того, площадь опирания кронштейна на боковую балку 3 составляет не менее 1/4 площади опирания кронштейна 10.
Крышка люка железнодорожного полувагона по второму варианту содержит каркас 1, состоящий из передней 2, боковых 3, средней 4 и петельной 5 балок, лист крышки люка 6 с элементами жесткости 7, петли 8, которые жестко закреплены в петельной балке 5 между листом крышки люка 6 и стенкой петельной балки 5, при этом крайние петли 8 расположены дополнительно между полками 9 боковых балок 3, жестко прикрепленных полками 9 к стенке и полкам петельной балки 5, а также кронштейны запорного механизма 10, установленные на переднюю балку 2 и на боковые балки 3. Кроме того, средняя балка 4 цельной торцевой гранью 18 закреплена на передней балке 2, а концевой частью с вырезом на петельной балке 5. Закрепление средней балки 4 к петельной балке 5 произведено с помощью прямоугольного выреза 19 в полках средней балки 4, при этом горизонтальная грань 20 установлена на стенку петельной балки 5, а вертикальная грань 21 выреза 19 расположена на расстоянии от полки петельной балки 5.
Вместе с этим, у крышки люка по первому и второму вариантам, на торцевые грани 22 передней балки 2 установлены элементы жесткости 23, которые также закреплены на наружных полках 16 боковых балок 3 и на листе крышки люка 6. Помимо этого, в стенках 24 боковых балок 3 на концевых частях, прилегающих к петельной балке 3, выполнены пазы 25 на прямых участках стенок 24 между радиусами профилей боковых балок 3.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в том, что установка кронштейнов запорного механизма на передней и боковой балках так, что вертикальная наружная ближайшая к углу крышки люка грань основания кронштейна ориентирована между наружной полкой и осью симметрии профиля передней балки, а боковая вертикальная наружная грань основания кронштейна ориентирована между наружной полкой и осью симметрии боковой балки, или установка средней балки так, что она цельной торцевой гранью закреплена на передней балке, а концевой частью с вырезом на петельной балке, позволяет образовать прочные замкнутые силовые контуры, развитые в продольном направлении от поверхностей опирания закидок запорного механизма на кронштейны до отверстий в петлях (для оси крепления), которые воспринимают большую часть нагрузок, и оптимально, равномерно распределяют их по всей конструкции, тем самым, повышая жесткость и прочность конструкции крышки люка. Площадь опирания кронштейнов на боковую балку, составляющая не менее 1/4 всей площади опирания кронштейна, и установка на торцевой грани передней балки элемента жесткости, который также закреплен на наружной полке боковой балки, на листе крышки люка позволяют дополнительно повысить прочность узла соединения передней балки с боковыми балками.
Выполнение в стенке каждой боковой балки на концевой части, прилегающей к петельной балке, паза на прямом участке стенки между радиусами профиля боковой балки и закрепление средней балки к петельной балке с помощью прямоугольного выреза в полках средней балки, горизонтальная грань которого установлена на стенку петельной балки, а вертикальная грань выреза расположена на расстоянии от полки петельной балки, позволяют уменьшить трудозатраты на изготовление крышки люка за счет технологичности сборки крышек люков и технологичности изготовления деталей, уменьшая при этом износ штампов, а также количество применяемых штампов.
В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и проводятся всесторонние испытания опытных образцов.
1. Крышка люка железнодорожного полувагона, содержащая каркас, состоящий из передней, боковых, средней и петельной балок, лист крышки люка с гнутыми элементами жесткости, петли, которые жестко закреплены в петельной балке между листом крышки люка и стенкой петельной балки, при этом крайние петли расположены дополнительно между полками боковых балок, жестко прикрепленных полками к стенке и полкам петельной балки, а также кронштейны запорного механизма, установленные на передней и на боковых балках, отличающаяся тем, что каждый кронштейн запорного механизма вертикальной наружной ближайшей к углу крышки люка гранью основания кронштейна ориентирован между наружной полкой и осью симметрии профиля передней балки, а боковой вертикальной наружной гранью основания кронштейна ориентирован между наружной полкой и осью симметрии боковой балки.
2. Крышка люка железнодорожного полувагона по п.1, отличающаяся тем, что площадь опирания кронштейна на боковую балку составляет не менее 1/4 площади опирания кронштейна.
3. Крышка люка железнодорожного полувагона по п.1, отличающаяся тем, что на торцевые грани передней балки установлены элементы жесткости, которые также закреплены на наружных полках боковых балок и на листе крышки люка.
4. Крышка люка железнодорожного полувагона по п.1, отличающаяся тем, что в стенках боковых балок на концевых частях, прилегающих к петельной балке, выполнены пазы на прямых участках стенок между радиусами профилей боковых балок.
5. Крышка люка железнодорожного полувагона, содержащая каркас, состоящий из передней, боковых, средней и петельной балок, лист крышки люка с гнутыми элементами жесткости, петли, которые жестко закреплены в петельной балке между листом крышки люка и стенкой петельной балки, при этом крайние петли расположены дополнительно между полками боковых балок, жестко прикрепленных полками к стенке и полкам петельной балки, а также кронштейны запорного механизма, установленные на передней и на боковых балках, отличающаяся тем, что средняя балка цельной торцевой гранью закреплена на передней балке, а концевой частью с вырезом на петельной балке.
6. Крышка люка железнодорожного полувагона по п.5, отличающаяся тем, что закрепление средней балки к петельной балке произведено с помощью прямоугольного выреза в полках средней балки, горизонтальная грань которого установлена на стенку петельной балки, а вертикальная грань выреза расположена на расстоянии от полки петельной балки.
7. Крышка люка железнодорожного полувагона по п.5, отличающаяся тем, что на торцевые грани передней балки установлены элементы жесткости, которые также закреплены на наружных полках боковых балок и на листе крышки люка.
8. Крышка люка железнодорожного полувагона по п.5, отличающаяся тем, что в стенках боковых балок на концевых частях, прилегающих к петельной балке, выполнены пазы на прямых участках стенок между радиусами профилей боковых балок.
