RU235345U1

RU235345U1 - Freight car

Info

Publication number: RU235345U1
Application number: RU2025109835U
Authority: RU
Inventors: Алексей Андреевич Мышенков; Андрей Михайлович Шалыгин; Сергей Анатольевич Денисенко
Original assignee: Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш")
Filing date: 2025-04-18
Publication date: 2025-06-30

Abstract

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к конструкции грузового вагона. Технический результат, достигаемый полезной моделью, - уменьшение массы и увеличение грузоподъемности грузового вагона за счет уменьшения металлоемкости шкворневой балки. Технический результат достигается за счет того, что грузовой вагон содержит кузов, ходовую часть, автосцепные устройства, тормозное оборудование и раму, которая включает хребтовую балку, концевые балки, промежуточные балки и шкворневые балки, при этом шкворневые балки соединяются с боковой стеной кузова через нижнюю обвязку, согласно полезной модели, шкворневая балка и нижняя обвязка дополнительно соединены с косынкой, при этом продольный участок соединен с нижней обвязкой, а поперечный участок - со шкворневой балкой, в то же время соотношение длины L2 поперечного участка к длине L1 продольного участка составляет значение в диапазоне L2/L1=0,1÷0,7. 8 з.п. ф-лы, 3 ил. The utility model relates to the field of railway transport, namely to the design of a freight car. The technical result achieved by the utility model is a decrease in the weight and an increase in the load-carrying capacity of a freight car due to a decrease in the metal content of the kingpin beam. The technical result is achieved due to the fact that the freight car contains a body, a chassis, automatic coupling devices, braking equipment and a frame that includes a center beam, end beams, intermediate beams and kingpin beams, wherein the kingpin beams are connected to the side wall of the body through a lower trim, according to the utility model, the kingpin beam and the lower trim are additionally connected to a gusset, wherein the longitudinal section is connected to the lower trim, and the transverse section is connected to the kingpin beam, at the same time the ratio of the length L2 of the transverse section to the length L1 of the longitudinal section is a value in the range L2/L1=0.1÷0.7. 8 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к конструкции грузового вагона.The utility model relates to the field of railway transport, namely to the design of a freight car.

Известен кузов вагона с зачистным люком, содержащий раму, стены, пол, зачистной люк, включающий люковый проем с балочным каркасом по периметру, крышку зачистного люка, шарнирно связанную с балочным каркасом и открывающуюся внутрь кузова, отличающийся тем, что крышка люка выполнена в виде листа, балочный каркас люкового проема образован из балок, содержащих горизонтальные полки и вертикальные стенки, при этом горизонтальными полками балки каркаса люкового проема жестко соединены с нижней наружной поверхностью пола, балки каркаса люкового проема расположены выступающими в люковый проем, крышка зачистного люка опирается сверху на горизонтальные полки балок каркаса люкового проема, при этом толщина листа крышки соответствует толщине пола с тем, чтобы при закрытом положении крышка не выступала выше поверхности пола, шарнирное соединение крышки зачистного люка с балочным каркасом обеспечено посредством петель, которые с одной стороны жестко связаны с нижней наружной поверхностью листа крышки, а с другой стороны шарнирно связаны с балкой балочного каркаса люкового проема. (Патент № RU 230589 «Кузов вагона с зачистным люком», опубликован 11.12.2024).A car body with a stripping hatch is known, comprising a frame, walls, a floor, a stripping hatch including a hatch opening with a beam frame along the perimeter, a stripping hatch cover pivotally connected to the beam frame and opening inward into the body, characterized in that the hatch cover is made in the form of a sheet, the beam frame of the hatch opening is formed from beams containing horizontal shelves and vertical walls, wherein the horizontal shelves of the beam of the hatch opening frame are rigidly connected to the lower outer surface of the floor, the beams of the hatch opening frame are located protruding into the hatch opening, the stripping hatch cover rests from above on the horizontal shelves of the beams of the hatch opening frame, wherein the thickness of the cover sheet corresponds to the thickness of the floor so that when closed the cover does not protrude above the floor surface, the hinged connection of the stripping hatch cover with the beam frame is provided by means of hinges that are rigidly connected on one side to the lower outer surface of the cover sheet, and on the other side they are hingedly connected to the beam of the beam frame of the hatch opening. (Patent No. RU 230589 "Car body with a stripping hatch", published on 11.12.2024).

Недостатком известного решения является недостаточная надежность вагона, так как нижняя обвязка соединена только с элементами рамы, за счет чего перепады толщин нижней обвязки и элементов рамы ничем не компенсируются, а это может привести к возникновению трещин или перелому элементов вагона.The disadvantage of the known solution is the lack of reliability of the car, since the lower trim is connected only to the frame elements, due to which the differences in the thickness of the lower trim and frame elements are not compensated for in any way, and this can lead to the formation of cracks or fracture of the car elements.

Известен полувагон с разгрузочными люками, который содержит ходовые тележки, автосцепные устройства, тормозное оборудование, кузов и раму, которая содержит хребтовую, промежуточные, две шкворневые и две концевые балки, соединенные с основанием боковых и торцевых стен через нижнюю обвязку. Нижняя обвязка и концевая балка дополнительно соединены косынкой, при этом все стороны косынок выполнены одной длины. Источник раскрыт в сети Интернет по адресу: https://best.ascon.ru/gallery/22043/ (Полувагон с разгрузочными люками) (дата обращения на сайт - 18.04.2025 г.). Данное решение принято за прототип.A gondola car with unloading hatches is known, which contains running gear, automatic coupling devices, braking equipment, a body and a frame, which contains a backbone, intermediate, two kingpin and two end beams connected to the base of the side and end walls through the bottom strapping. The bottom strapping and the end beam are additionally connected by a gusset, while all sides of the gussets are made of the same length. The source is disclosed on the Internet at: https://best.ascon.ru/gallery/22043/ (Gondola car with unloading hatches) (date of access to the site - 18.04.2025). This solution is adopted as a prototype.

Недостатком является то, что в прототипе косынки соединяют нижнюю обвязку и концевую балку, что снижает напряжение только на углах, а напряжение между нижней обвязкой и шкворневой балкой остается, что отрицательно влияет на надежность при эксплуатации грузового вагона. Еще к недостаткам можно отнести небольшие размеры косынки, которые не могут обеспечить достаточной жесткости соединения.The disadvantage is that in the prototype the gussets connect the lower frame and the end beam, which reduces the stress only at the corners, and the stress between the lower frame and the kingpin beam remains, which negatively affects the reliability of the freight car during operation. Another disadvantage is the small size of the gusset, which cannot provide sufficient rigidity of the connection.

Техническая проблема, не решаемая при использовании известного технического решения, заключается в недостаточной надежности грузового вагона, связанной с недостаточной жесткостью и большим напряжением между нижней обвязкой и элементами рамы.The technical problem, which cannot be solved using the known technical solution, is the insufficient reliability of the freight car, associated with insufficient rigidity and high stress between the lower trim and the frame elements.

Техническим результатом предложенной полезной модели является повышение надежности грузового вагона за счет применения косынки между нижней обвязкой и шкворневой балкой.The technical result of the proposed utility model is an increase in the reliability of a freight car due to the use of a gusset between the lower trim and the kingpin beam.

Технический результат достигается за счет того, что грузовой вагон содержит кузов, ходовую часть, автосцепные устройства, тормозное оборудование и раму, которая включает хребтовую балку, концевые балки, промежуточные балки и шкворневые балки, при этом шкворневые балки соединяются с боковой стеной кузова через нижнюю обвязку, согласно полезной модели, шкворневая балка и нижняя обвязка дополнительно соединены с косынкой, при этом продольный участок соединен с нижней обвязкой, а поперечный участок - со шкворневой балкой, в то же время соотношение длины L2 поперечного участка к длине L1 продольного участка составляет значение в диапазоне L2/L1=0,1÷0,7.The technical result is achieved due to the fact that the freight car contains a body, a chassis, automatic coupling devices, braking equipment and a frame that includes a center beam, end beams, intermediate beams and kingpin beams, wherein the kingpin beams are connected to the side wall of the body through a lower trim, according to the utility model, the kingpin beam and the lower trim are additionally connected to a gusset, wherein the longitudinal section is connected to the lower trim, and the transverse section is connected to the kingpin beam, at the same time the ratio of the length L2 of the transverse section to the length L1 of the longitudinal section is a value in the range L2/L1=0.1÷0.7.

Толщина d косынки может составлять значение в диапазоне 4-20 мм.The thickness d of the gusset can be in the range of 4-20 mm.

Шкворневая балка и нижняя обвязка могут быть дополнительно соединены удлиненной косынкой.The kingpin beam and the lower trim can be additionally connected with an extended gusset.

Толщина удлиненной косынки может входить в диапазон значений толщины d=4-20 мм косынки.The thickness of the extended gusset can be within the range of thickness values d=4-20 mm of the gusset.

Соотношение длин удлиненной косынки может входить в диапазон значений соотношения длин L2/L1=0,1÷0,7 косынки.The ratio of the lengths of the extended gusset may fall within the range of values of the ratio of lengths L2/L1=0.1÷0.7 of the gusset.

Шкворневая балка и нижняя обвязка могут быть дополнительно соединены накладкой.The kingpin beam and the lower trim can be additionally connected with an overlay.

Концевая балка и нижняя обвязка могут быть соединены длинной косынкой.The end beam and the bottom trim can be connected with a long gusset.

Концевая балка и нижняя обвязка могут быть соединены ребром.The end beam and bottom trim can be connected by a rib.

Косынка может быть жестко соединена с элементами рамы и нижней накладкой при помощи сварки.The gusset can be rigidly connected to the frame elements and the lower plate by welding.

Полезная модель поясняется фигурами:The utility model is illustrated by figures:

на фиг. 1 представлен общий вид грузового вагона;Fig. 1 shows a general view of a freight car;

на фиг. 2 изображен участок вагона с косынкой;Fig. 2 shows a section of a carriage with a gusset;

на фиг. 3 изображена косынка.Fig. 3 shows a kerchief.

Позиции на фигурах:Positions on figures:

1 - кузов;1 - body;

2 - рама;2 - frame;

3 - ходовая часть;3 - chassis;

4 - автосцепное устройство;4 - automatic coupling device;

5 - тормозная система;5 - brake system;

6 - концевая балка;6 - end beam;

7 - шкворневая балка;7 - kingpin beam;

8 - боковая стена;8 - side wall;

9 - нижняя обвязка;9 - lower trim;

10 - косынка;10 - kerchief;

10.1 - продольный участок;10.1 - longitudinal section;

10.2 - скошенный участок;10.2 - beveled section;

10.3 - поперечный участок;10.3 - transverse section;

11 - удлиненная косынка;11 - extended kerchief;

12 - накладка;12 - overlay;

13 - ребро;13 - rib;

d - толщина косынки;d - thickness of the gusset;

L1 - длина продольного участка;L1 - length of the longitudinal section;

L2 - длина поперечного участка.L2 - length of the transverse section.

Грузовой вагон содержит кузов 1, раму 2, автосцепные устройства 4, тормозную систему 5 и ходовую часть 3. Рама 2 содержит хребтовую балку, промежуточные балки (позициями не указаны), шкворневые балки 7 и концевые балки 6. Кузов 1 вагона соединяется с элементами рамы 2 при помощи нижней обвязки 9, так боковые стены 8 соединяются с концевыми 6 и шкворневыми 7 балками через нижнюю обвязку 9. Нижняя обвязка 9 и концевая балка 6 дополнительно соединены удлиненной косынкой 11, а также могут быть соединены между собой ребром 13. Шкворневая балка 7 и нижняя обвязка 9 соединены с косынкой 10, а также могут быть соединены с удлиненной косынкой 11 и накладкой 12. Косынка 10 представляет собой продольный 10.1 и поперечный 10.3 участки, которые плавно соединены скошенным участком 10.2. Толщина d косынки 10 составляет значение в диапазоне 4-20 мм, а соотношение длины L2 поперечного участка 10.3 к длине L1 продольного участка 10.1 составляет значение в диапазоне L2/L1=0,1÷0,7. Удлиненные косынки 11 входит в такой же диапазон значений толщины d и диапазон значений соотношений длин L2/L1 участков, как косынка 10. Косынка 10 может быть жестко соединена с элементами рамы 2 и нижней обвязкой 9 при помощи сварки.The freight car comprises a body 1, a frame 2, automatic coupling devices 4, a brake system 5 and a chassis 3. The frame 2 comprises a center beam, intermediate beams (not indicated by positions), kingpin beams 7 and end beams 6. The car body 1 is connected to the elements of the frame 2 by means of a lower frame 9, so that the side walls 8 are connected to the end 6 and kingpin 7 beams through the lower frame 9. The lower frame 9 and the end beam 6 are additionally connected by an extended gusset 11, and can also be connected to each other by a rib 13. The kingpin beam 7 and the lower frame 9 are connected to the gusset 10, and can also be connected to the extended gusset 11 and the cover plate 12. The gusset 10 is a longitudinal 10.1 and transverse 10.3 sections, which are smoothly connected by a beveled section 10.2. The thickness d of the gusset 10 is a value in the range of 4-20 mm, and the ratio of the length L2 of the transverse section 10.3 to the length L1 of the longitudinal section 10.1 is a value in the range L2/L1=0.1÷0.7. The extended gussets 11 are included in the same range of thickness values d and the range of values of the ratios of the lengths L2/L1 of the sections, as the gusset 10. The gusset 10 can be rigidly connected to the elements of the frame 2 and the lower trim 9 by welding.

Толщина листов нижней обвязки 9 намного меньше толщины листов шкворневой балки 7, из-за чего концентрация напряжения на их стыке очень большая, что может привести к образованию трещин в несущей конструкции вагона, которые могут привести к его разрушению во время движения. Для снижения напряжения между нижней обвязкой 9 и шкворневой балкой 7 устанавливается косынка 10, при этом толщина d косынки 10 имеет среднее значение между элементами рамы 2. Косынка 10 позволяет снизить концентрацию напряжения, сгладить переход толщин между нижней обвязкой 9 и шкворневой балкой 7 и за счет этого увеличить прочность нижней обвязки 9. В совокупности перечисленные выше признаки позволяют значительно увеличить надежность грузового вагона и избежать его повреждения при эксплуатации.The thickness of the sheets of the lower frame 9 is much less than the thickness of the sheets of the kingpin beam 7, due to which the stress concentration at their joint is very high, which can lead to the formation of cracks in the supporting structure of the car, which can lead to its destruction during movement. To reduce the stress between the lower frame 9 and the kingpin beam 7, a gusset 10 is installed, while the thickness d of the gusset 10 has an average value between the elements of the frame 2. The gusset 10 allows to reduce the stress concentration, smooth out the transition of thicknesses between the lower frame 9 and the kingpin beam 7 and due to this increase the strength of the lower frame 9. In total, the above features allow to significantly increase the reliability of the freight car and avoid its damage during operation.

Продольный 10.1 и поперечный 10.3 участки косынки 10 плавно соединены скошенным 10.2 участком, при этом плавное соединение способствует снижению напряжения на самой косынке 10 и позволяет избежать ее деформации. Продольный 10.1 участок косынки 10 крепится к нижней обвязке 9 и дает возможность увеличить прочность и длину соединения с нижней обвязкой 9, что не позволяет повредиться или оторваться косынке 10 при выгрузке перевозимой продукции. Выполнение скошенного участка 10.2 с плавным переходом позволяет снизить металлоемкость косынки 10, но при этом сохранить ее надежность.The longitudinal 10.1 and transverse 10.3 sections of the gusset 10 are smoothly connected by a beveled 10.2 section, whereby the smooth connection helps to reduce the stress on the gusset 10 itself and avoids its deformation. The longitudinal 10.1 section of the gusset 10 is attached to the lower trim 9 and makes it possible to increase the strength and length of the connection with the lower trim 9, which prevents the gusset 10 from being damaged or torn off during unloading of the transported products. The implementation of the beveled section 10.2 with a smooth transition makes it possible to reduce the metal content of the gusset 10, but at the same time maintain its reliability.

Экспериментально доказано, что применение соотношения длины L2 поперечного участка 10.3 к длине L1 продольного участка 10.1 составляет значение в диапазоне 0,1÷0,7, что позволяет увеличить жесткость и длину соединения между косынкой 10 и нижней обвязкой 9, в результате чего увеличивается надежность грузового вагона. Если применить соотношение длин меньше диапазона значений, например, L2/L1=0,01÷0,09, то получится, что длина продольного участка 10.1 уменьшится, следовательно, надежность соединения нижней обвязки 9 и косынки 10 тоже уменьшится. Применение соотношения длин большего диапазона значений, например, L2/L1=0,71÷0,9, приведет к повышению массы косынки 10, а следовательно, к увеличению металлоемкости вагона.It has been experimentally proven that the application of the ratio of the length L2 of the transverse section 10.3 to the length L1 of the longitudinal section 10.1 is a value in the range of 0.1÷0.7, which allows increasing the rigidity and length of the connection between the gusset 10 and the lower trim 9, resulting in an increase in the reliability of the freight car. If the ratio of lengths is less than the range of values, for example, L2/L1=0.01÷0.09, then it turns out that the length of the longitudinal section 10.1 will decrease, therefore, the reliability of the connection of the lower trim 9 and the gusset 10 will also decrease. The application of the ratio of lengths of a larger range of values, for example, L2/L1=0.71÷0.9, will lead to an increase in the mass of the gusset 10, and, consequently, to an increase in the metal content of the car.

Был изготовлен грузовой вагон, содержащий кузов 1, автосцепные устройства 4, тормозную систему 5, ходовую часть 3 и раму 2, которая представляла собой хребтовую балку, шкворневые балки 7, промежуточные балки и концевые балки 6. Боковая стена 8 кузова 1 соединялась с концевой 6 и шкворневой балкой 7 через нижнюю обвязку 9. Нижняя обвязка 9 соединялась с концевой балкой 6 и дополнительно соединялась с удлиненной косынкой 11 и ребром 13. Нижняя обвязка 9 жестко соединялась со шкворневой балкой 7 и косынкой 10, а также дополнительно соединялась удлиненной косынкой 11 и накладкой 12. Косынка 10 содержала три участка, это продольный участок 10.1 и поперечный участок 10.3, которые плавно соединялись между собой скошенным участком 10.2. Толщина d косынки 10 составляла значение равное 10 мм, а соотношение длины L2 поперечного участка 10.3 к длине L1 продольного 10.1 участка составляло значение равное L2/L1=0,5.A freight car was manufactured, comprising a body 1, automatic coupling devices 4, a brake system 5, a chassis 3 and a frame 2, which was a center beam, kingpin beams 7, intermediate beams and end beams 6. The side wall 8 of the body 1 was connected to the end 6 and kingpin beam 7 through the lower frame 9. The lower frame 9 was connected to the end beam 6 and was additionally connected to an extended gusset 11 and a rib 13. The lower frame 9 was rigidly connected to the kingpin beam 7 and gusset 10, and was also additionally connected by an extended gusset 11 and a cover plate 12. Gusset 10 contained three sections, these were a longitudinal section 10.1 and a transverse section 10.3, which were smoothly connected to each other by a beveled section 10.2. The thickness d of the gusset 10 was equal to 10 mm, and the ratio of the length L2 of the transverse section 10.3 to the length L1 of the longitudinal section 10.1 was equal to L2/L1=0.5.

Испытания показали, что применение косынки позволяет уменьшить концентрацию напряжения между нижней обвязкой и шкворневой балкой, а также за счет продольного участка косынки закрепленного к нижней обвязке увеличить жесткость конструкции, что в совокупности увеличивает надежность грузового вагона.Tests have shown that the use of a gusset allows for a reduction in stress concentration between the lower frame and the kingpin beam, and also, due to the longitudinal section of the gusset attached to the lower frame, increases the rigidity of the structure, which together increases the reliability of the freight car.

Следовательно, полезная модель позволяет обеспечить технический результат, заключающийся в повышении надежности грузового вагона за счет применения косынки между нижней обвязкой и шкворневой балкой.Consequently, the utility model allows for a technical result to be achieved, which consists in increasing the reliability of a freight car by using a gusset between the lower frame and the kingpin beam.

Claims

1. A freight car comprising a body, a chassis, automatic coupling devices, braking equipment and a frame which includes a centre beam, end beams, intermediate beams and kingpin beams, wherein the kingpin beams are connected to the side wall of the body through a lower frame, characterized in that the kingpin beam and the lower frame are additionally connected to a gusset, wherein the longitudinal section is connected to the lower frame and the transverse section is connected to the kingpin beam, while the ratio of the length L2 of the transverse section to the length L1 of the longitudinal section is in the range L2/L1=0.1÷0.7.

2. A freight car according to paragraph 1, characterized in that the thickness d of the gusset is in the range of 4-20 mm.

3. A freight car according to paragraph 1, characterized in that the kingpin beam and the lower trim are additionally connected by an extended gusset.

4. A freight car according to paragraph 3, characterized in that the thickness of the extended gusset is within the range of thickness values d=4-20 mm of the gusset.

5. A freight car according to paragraph 3, characterized in that the ratio of the lengths of the extended gusset is within the range of values of the ratio of lengths L2/L1=0.1÷0.7 of the gusset.

6. A freight car according to paragraph 1, characterized in that the kingpin beam and the lower trim are additionally connected by a plate.

7. A freight car according to paragraph 1, characterized in that the end beam and the lower frame are connected by a long gusset.

8. A freight car according to paragraph 1, characterized in that the end beam and the lower frame are connected by a rib.

9. A freight car according to item 1, characterized in that the gusset is rigidly connected to the frame elements and the lower plate by welding.