Вагон з дахом, що розкривається, в.в. бодрова – б.х. адаманова

Реферат: Вагон з дахом, що розкривається, містить кузов з торцевими і бічними стінами і два поперечно поворотні напівдахи з осями, жорстко закріпленими на торцевих стінах, механізм їх урівноваження. Поверхня кожного напівдаху виконана із стійкого до всіх видів атмосферного впливу, пружно-еластичного матеріалу, жорстко закріпленого уздовж поздовжньої осі кузова до горизонтальних балок двох П-подібних рам, стійки яких шарнірно закріплені зовні торцевих стін з можливістю повороту навколо поздовжньої осі вагона. До лежака, жорстко закріпленого на верхній кромці бічної стіни, механізм повороту напівдахів і механізми їх урівноваження об'єднані і виконані у вигляді пружин натиску, які з'єднані зі стійками П-подібних рам так, що повертають їх в сторону середини торцевих стін. UA 91157 U (54) ВАГОН З ДАХОМ, ЩО РОЗКРИВАЄТЬСЯ, В.В. БОДРОВА - Б.Х. АДАМАНОВА UA 91157 U UA 91157 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області вагонобудування, зокрема до вантажних вагонів, переважно з розвантаженням через люки в днищі. Відомі кілька типів вагонів, що дозволяють використовувати крани для навантаження і захищають вантажі від впливу атмосфери • Вагони зі знімним дахом - дахи, що підвішуються в двох чи чотирьох точках, повинні бути жорсткими, отже важкими, обслуговуються сторонніми вантажопідіймальними засобами, вимагають вільних площ на ділянках вантаження • Піввагони з тентовим покриттям - завантажувальний отвір перекритий сіткою або гратами, через які завантажується сипучий вантаж. Після завантаження на сітку натягується тент. • Вагони з розсувним дахом. Один з варіантів - напівдахи переміщують вздовж вагона одна під іншу, відкривається одна половина завантажувального отвору, потім напівдахи переміщують у зворотний бік і відкривають другу частину отвору. Відомо кілька патентів на такі конструкції. Другий варіант - напівдахи розсовують в поперечному напрямку, відкривається весь завантажувальний отвір [Патент РФ 2268180, МПК B61D 7/00; B61D 39/00; B61F 1/08. Опубл. 20.01.2006. Бюл. № 02]. Патент отриманий Уралвагонзаводом на хопер з овальним поперечним перерізом кузова, в якому ширина завантажувального отвору істотно менше ширини кузова в середній частині. Для вагонів з прямокутним перетином кузова подібна конструкція непридатна. Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є вагон, що містить кузов з торцевими і бічними стінами і два поперечно поворотні напівдахи, шарнірно закріплені на торцевих стінках. Там же змонтовані механізми для їх відкривання і урівноваження. Механізм відкривання гідравлічний, з ручним приводом. Гідросистема складається з бака з маслом, ручного шестерного насоса, робочого циліндра, крана керування, редукційних клапанів і системи трубопроводів. Час відкривання або закривання напівдахів ручним гідроприводом - 22.5 хв., при використанні електрогідравлічного приводу - 5-7 с. Напівдахи суцільнометалеві, мають дугову поверхню з торцями напівсегментної форми, з просторовою рамою у вертикальній і горизонтальній площинах по перерізу. Кузов вагона зниженої висоти, вантажопідйомність вагона - 60 τ [Вагони. Конструкція, теорія і розрахунок. Під редакцією д.т.н. проф. Л.А. Шадура, видання третє. - М.: «Транспорт», 1980. С. 309, 310]. Найбільш істотний недолік таких напівдахів - велика висота в закритому положенні і велика вага. Висота необхідна для надання необхідної жорсткості вигнутого по дузі сталевого листа завдовжки близько 13 м. Для дотримання габариту зменшена висота кузова, для компенсації ваги напівдахів та їх механізмів зменшена вантажопідйомність вагона. Задачею корисної моделі є гранично можливе полегшення напівдахів, спрощення конструкції, швидке відкривання і закривання вручну без істотних зусиль. Поставлена задача вирішується тим, що у вагоні з дахом, що розкривається, який містить кузов з торцевими і бічними стінами і два поперечно поворотні напівдахи з осями, жорстко закріпленими на торцевих стінах, механізм повороту напівдахів і механізм їх урівноваження, згідно з корисною моделлю, поверхня кожного напівдаху виконана із стійкого до всіх видів 3 атмосферного впливу, легкого пружно-еластичного матеріалу з щільністю менше 1500 кг/м , жорстко закріпленого уздовж поздовжньої осі кузова до горизонтальних балок двох П-подібних рам, стійки яких шарнірно закріплені зовні торцевих стін з можливістю повороту навколо поздовжньої осі вагона, і до лежака, жорстко закріпленого на верхній кромці бічної стіни, механізм повороту напівдахів і механізми їх урівноваження об'єднані і виконані у вигляді пружин натиску, які з'єднані зі стійками П-подібних рам так, що повертають їх в сторону середини торцевих стін. Додатково до цього, довжина лежаків і горизонтальних балок П-подібних рам перевищує довжину бічних стін, стійки середніх П-подібних рам жорстко з'єднані з шестернями, співвісними шарнірному кріпленню стійок, обидві шестерні входять в зачеплення одна з одною, стійки середніх П-подібних рам обладнані скобами для можливості повороту їх вручну в бік бічних стін, торцеві стінки обладнані защіпкою, що фіксує напівдахи в розкритому положенні, горизонтальна балка однієї з двох середніх П-подібних рам обладнана коником, що перекриває зверху стик між горизонтальними балками середніх П-подібних рам, водостійким еластичним ущільнювачем стику і замком, фіксуючим середні П-подібні рами в положенні транспортування; отвори між верхом торцевих стін і зсунутими напівдахами перекриті завісами з матеріалу, аналогічного матеріалу напівдахів і натягнутих між верхніми частинами стійок П-подібних рам і кутових стійок торцевих стін, напівдахи виконані з двох смуг склеєних/зварених по площині плівок інертного полімеру товщиною 0,5...1,5 мм, в напівдаху між склеєними/ зварюваними смугами поміщені відрізки дроту з термообробленої пружинної сталі діаметром 0,2...0,6 мм, довжина яких дорівнює ширині смуг, а інтервал розташування - 0,2...0,5 м. 1 UA 91157 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Виконання поверхні напівдахів з легкого тонкого матеріалу гранично полегшує конструкцію, усуває потребу в складних приводах відкриття і закриття, еластичність матеріалу дозволяє натягувати його шарнірно закріпленими П-подібними рамами (надалі - рамами) як тент, нижня частина якого закріплена лежаком, пружність необхідна, щоб створити у дротах напівдахів напругу зігнутися з опуклістю вгору так, щоб при відкритті матеріал не провисав всередину кузова і не ушкоджувався при завантаженні, а випинався назовні за межі кузова. Довжина лежаків і горизонтальних балок рам, що перевищує довжину бічних стін, дозволяє мати довжину напівдахів, яка не тільки закриває кузов, але і утворює навіси над механізмами на торцевих стінах. Дві рами кожного напівдаху потрібні для того, щоб рама з боку середини торцевої стіни (середня рама) натягала напівдах при закриванні, рама під серединою напівдаху (крайня рама) підтримувала її і запобігала провисанню, а при відкритті напівдаху складала її у вигляді двох петлеподібних в поперечному перерізі компактних складок за межами бокової стіни. Підпружиненням стійок рам із зусиллям в бік повороту їх горизонтальних балок в напрямку до середини торцевих стін, по-перше, забезпечує самовільне закриття напівдахів при звільненні від фіксації у відкритому положенні, по-друге - достатній натяг напівдахів, а жорстке з'єднання стійок середніх рам з шестернями, співвісними шарнірному кріпленню стійок, і те, що обидві шестерні входять в зачеплення одна з другою, забезпечує синхронне переміщення напівдахів в протилежному напрямку при повороті однієї з них. Обладнання стійок середніх рам скобами дозволяє відкрити дах одному робітникові з будьякої сторони кожної торцевої стіни, зачепивши довгим гаком за скобу і повернувши обидві середні рами (завдяки синхронізації через шестерні) до спрацьовування защіпки, що фіксує напівдахи у відкритому стані. При поверненні середні рами впираються в крайні рами і повертають їх. Обладнання горизонтальної балки однієї з двох середніх рам коником, що перекриває зверху стик між горизонтальними балками середніх рам та водостійким еластичним ущільнювачем стику, забезпечує герметичність даху під дощем. Замок, що фіксує середні рами в положенні транспортування, забезпечує надійне закриття даху. Завіси, натягнуті між верхніми частинами стійок рам і кутових стійок стін, запобігають задування зустрічним потоком повітря снігу або крапель дощу в проріз між дахом і торцевою стіною. При відкриванні напівдахів завіси стискаються, перетворюючись у пакет складок. Виконання матеріалу напівдахів і завіс з двох смуг, склеєних/зварених по площині плівок інертного до атмосферного впливу полімеру, наприклад поліетилену або поліпропілену, з фіксацією всередині дроту з термообробленої пружинної сталі, дозволяє, по-перше, істотно збільшити міцність утвореного матеріалу на розтяг без пластичної деформації при зусиллі натягу і додати йому пружність, по друге, пружні дроти в матеріалі напівдахів забезпечують випинання напівдахів вгору з утворенням петлеподібних в поперечному перерізі складок при відкриванні. При виконанні напівдахів і завіс із плівок товщиною менше 0,5 мм вони можуть пробиватися при слабких ударах твердими предметами, а при товщині більше 1,5 мм матеріал виходить занадто жорстким і важким, при діаметрі дроту менш 0,2 мм жорсткість полімеру буде перевищувати жорсткість дроту і ефекту випинання може не вийти, а при діаметрі більше 0,6 мм, по-перше, невиправдано збільшиться вага, по-друге, жорсткість дроту істотно перевищить жорсткість полімеру і при відкриванні напівдахів плівка буде поступово прорізатися. При інтервалі розташування дроту менш 0.2 м невиправдано збільшиться вага напівдахів, а при інтервалі більше 0,5 м позначиться неоднорідність жорсткості матеріалу, можливе утворення гофрів на складках відкритих напівдахів і зминання їх іншим небажаним чином. Викладена суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де показані: Фіг. 1 - Поперечний розріз вагона з напівдахом, а) із закритим, б) з відкритим. Фіг. 2 - Розріз по А- А Фіг. 3 - Розріз по В-В: а) із закритим напівдахом, б) з відкритим. На верхній кромці бічної стіни 1 (Фіг. 1-3) жорстко закріплений лежак 2, в якому жорстко закріплений край напівдаху 3. Середня частина напівдаху 3 жорстко закріплена до горизонтальної балки крайньої рами 4 (Фіг. 1, 2), а другий край напівдаху 3 жорстко закріплений до горизонтальної балки середньої рами 5. Стійки рами 4 закріплені до торцевих стінок 6 шарнірами 7 (Фіг. 1) і шарнірно з'єднані з пружинними елементами 8. Середні рами 5 закріплені до торцевих стінок 6 шарнірами 9 (Фіг. 1, 2), обладнані шестернями 10 і скобами 11, шарнірно з'єднані з пружинними елементами 12. Одна з середніх рам обладнана коньком 13. Прорізи між торцевими стінами 6 і зсунутими напівдахами 3 2 UA 91157 U 5 10 15 20 25 перекриті завісами 14 (Фіг. 1). У відкритому положенні одна з рам 5 фіксується защіпкою 15, закріпленою до однієї з торцевих стін 6. Пристрій працює наступним чином. У транспортному положенні дах закритий, середні рами 5 притиснуті горизонтальними балками одна до одної за допомогою пружинних елементів 12 і зафіксовані замком (на кресленнях не показаний), завіси 14 розсунуті. На ділянці вантаження робочий відкриває замок, гачком з довгою ручкою чіпляє скобу 11 на одній з рам 5 і, долаючи опір пружинних елементів 12, повертає її на шарнірах 9 убік бічної стіни 1. Через шестерні 10 крутний момент передається другій середній рамі 5 і вона теж повертається в зворотному напрямі. При повороті рами 5 впираються в рами 4 і, додатково долаючи опір пружинних елементів 8, повертаються до спрацьовування защіпки 15. При цьому обидва напівдахи 3 під дією пружного дроту всередині їх випинаються назовні і утворюють по дві складки - між рамами 4 і 5 і між рамами 4 і лежаками 2, а завіси 14 також зсуваються між рамами 4 і 5 і між рамами 4 і кутовими стійками стін. Зі збільшенням кута повороту рам 4 і 5 їх центри тяжіння переміщуються за осі шарнірів 7 і 9, крутні моменти, що при цьому утворюються, на 70-90 % компенсують моменти від стиснення пружинних елементів 8 і 12. Після закінчення навантаження робочий підтискає защіпку 15, рами 4 і 5 під дією пружинних елементів 8 і 12 повертаються в бік середини торцевих стін 6, натягуючи напівдахи 3 та завіси 14, при цьому горизонтальна балка без коника 13 входить під коник 13 на інший балці, а стик ущільнюється прокладкою з еластичного матеріалу (на кресленні не показана). Потім робочий замикає замок і вагон готовий до транспортування. 3 Щільність поліетилену - 950 кг/м , середня щільність поліетиленових плівок з дротяною 3 арматурою - близько 1200 кг/м . При товщині напівдахів 2 мм і сумарною площею даху 2 чотиривісного вагона 48 м його вага становить 115 кГ. Рами, виконані з прямокутних і квадратних труб, важать менше 500 кГ. Таким чином, запропонована гранично легка конструкція даху, що розкривається, в порівнянні з прототипом конструкція механізмів незрівнянно більш проста, відкриття даху проводиться однією дією одного робітника, а закриття після натискання на защіпку - самовільне. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 55 1. Вагон з дахом, що розкривається, який містить кузов з торцевими і бічними стінами і два поперечно поворотні напівдахи з осями, жорстко закріпленими на торцевих стінах, механізм їх урівноваження, який відрізняється тим, що поверхня кожного напівдаху виконана із стійкого до 3 всіх видів атмосферного впливу, пружно-еластичного матеріалу з щільністю менше 1500 кг/м , жорстко закріпленого уздовж поздовжньої осі кузова до горизонтальних балок двох П-подібних рам, стійки яких шарнірно закріплені зовні торцевих стін з можливістю повороту навколо поздовжньої осі вагона, і до лежака, жорстко закріпленого на верхній кромці бічної стіни, механізм повороту напівдахів і механізми їх урівноваження об'єднані і виконані у вигляді пружин натиску, які з'єднані зі стійками П-подібних рам так, що повертають їх в сторону середини торцевих стін. 2. Вагон за п. 1, який відрізняється тим, що довжина лежаків і горизонтальних балок Пподібних рам перевищує довжину бічних стін, стійки середніх П-подібних рам жорстко з'єднані з шестернями, співвісними шарнірному кріпленню стійок, обидві шестерні входять в зачеплення одна з одною, обладнані скобами для можливості повороту їх вручну в бік бічних стін, горизонтальна балка однієї з двох середніх П-подібних рам обладнана коником, який перекриває зверху стик між горизонтальними балками середніх П-подібних рам, та водостійким еластичним ущільнювачем стику і замком, фіксуючим середні П-подібні рами в положенні транспортування, а торцеві стінки обладнані защіпкою, що фіксує напівдахи в розкритому положенні. 3. Вагон за п. 1, який відрізняється тим, що напівдахи і завіси виконані з двох смуг склеєних/зварених по площині плівок інертного пластику товщиною 0,5-1,5 мм, між якими поміщені відрізки дроту з термообробленої пружинної сталі діаметром 0,2-0,6 мм, довжина яких дорівнює ширині смуг, а інтервал розташування - 0,2-0,5 м; отвори між верхом торцевих стін і зсунутими напівдахами перекриті завісами з матеріалу, аналогічного матеріалу напівдахів і натягнутих між верхніми частинами стійок П-подібних рам і кутових стійок торцевих стін. 3 UA 91157 U 4 UA 91157 U 5 UA 91157 U Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6