Спосіб зниження аеродинамічного опору вантажного піввагона (варіанти)

Номер патенту: 106565

Опубліковано: 10.09.2014

Автор: Бодров Володимир Вікторович

Є ще 1 сторінка.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб зниження аеродинамічного опору вантажного піввагона, кузов якого включає дві бічні стіни, які містять каркас, що складається з верхньої і нижньої обв'язок, кутових та бічних стійок і обшивки, яка закриває отвори між стійками і обв'язками так, що бічні стійки виступають назовні за обшивку і нижню обв'язку, який відрізняється тим, що до бічних стійок кожної бічної стіни симетрично щодо центру площі стіни жорстко кріплять тонкий твердий лист - фальшборт, цільний або зібраний з декількох, ширина якого дорівнює висоті стіни, а довжина - відстані між серединами крайніх обшивок по обидві сторони стіни, причому краї листа, які виступають за крайні бічні стійки, пригинають до обшивки так, щоб зазор між кромкою листа і обшивкою, включаючи гофри обшивки, не перевищував 2…4 мм, при цьому отвори між нижньою обв′язкою і листом перекривають тонкими твердими листовими днищами, а потім у простір між стінкою вагона і листом впорскують заливний жорсткий пінополіуретан

2 Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що співвідношення компонентів рідкої двокомпонентної суміші заливного жорсткого пінополіуретану приймають таким, щоб щільність спіненої маси була в межах 30…60 кг/м3, причому пінополіуретан впорскують в кожну порожнину між стійками через спеціальні отвори у верхній частині листа в кількості, необхідній для заповнення простору піною, як мінімум в два прийоми.

3. Спосіб зниження аеродинамічного опору вантажного піввагона, кузов якого включає дві бічні стіни, які містять каркас, що складається з верхньої і нижньої обв'язок, кутових та бічних стійок і обшивки, яка закриває отвори між стійками і обв'язками так, що бічні стійки виступають назовні за обшивку і нижню обв'язку, який відрізняється тим, що на обшивку між бічними стійками, на бічні поверхні бічних стійок і нижню поверхню верхньої обв'язки напилюють жорсткий пінополіуретан із загальною товщиною шару, меншою на 2…5 мм виступу бічних стійок над обшивкою, а на частину обшивки між кутовими і крайніми бічними стійками та нижньої поверхні верхньої обв'язки напилюють пінополіуретан так, щоб товщина напиленого шару рівномірно збільшувалася від нуля з боку кутової стійки, до величини, на 2…5 мм меншої виступу бічної стійки, потім на всю поверхню пінополіуретану наносять шар поліуретановової пасти, яка містить суміш литтєвого поліуретану і пластифікатора.

4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що ділянки бічних стін вагона між кутовими і крайніми бічними стійками пінополіуретан напилюють починаючи з середини відстані між стійками, при цьому співвідношення компонентів рідкої двокомпонентної суміші пінополіуретану приймають таким, щоби щільність напиленого шару була в межах 30…60 кг/м3, а співвідношення компонентів двокомпонентної суміші литтєвого поліуретану приймають таким, щоб твердість за Шором затверділого поліуретану була не менше 80 умовних одиниць, при цьому ретельно змішані компоненти литтєвого поліуретану загущують до гелеподібної консистенції додаванням інертного тонкомолотого порошку при безперервному перемішуванні, витримують до утворення консистенції пасти в результаті початку твердіння, а пасту подають на покриття пінополіуретану, причому відразу після напилення шару потрібної товщини поверхню пінополіуретану розгладжують, поліуретановою пастою покривають поверхню пінополіуретану шаром товщиною 2…5 мм, після чого поверхню знов розгладжують так, щоб між бічними стійками вона була урівень з їх вертикальними поверхнями.

5. Спосіб за п. 1 або п. 3, який відрізняється тим, що спочатку зовнішні поверхні бічних стін очищають від бруду, органічних речовин і нашарувань іржі, після очищення та сушіння поверхні стін до гофри обшивок жорстко кріплять з інтервалом 0,2…0,5 м, наприклад зварюванням, арматуру у вигляді відрізків дроту діаметром 2…3 мм.

Текст

Реферат: Винахід належить до рейкових транспортних засобів, зокрема до вантажних вагонів, і може бути використаний при модернізації існуючих конструкцій чотирьох, шести і восьмивісних піввагонів та розробці нових в напрямку поліпшення їх техніко-експлуатаційних якостей. У способі зниження аеродинамічного опору вантажного піввагона за рахунок того, що бічні поверхні вагонів вирівнюють тим, що по першому варіанту - шляхом заповнення западин між стійками бічних стін жорстким пінополіуретаном, захищеним зовні тонким шаром поліуретану з твердістю по Шору більше 80 умовних одиниць, а по другому варіанту - до бічних стійок кожної бічної стіни жорстко кріплять тонкий твердий фальшборт, потім у простір між стінкою вагона і фальшбортом впорскують заливний жорсткий пінополіуретан. При цьому обваження чотиривісного піввагона не перевищує 0,5 т по першому і 0,7 т по другому варіанту. Технічний результат полягає у зниженні питомої енергоємності транспортування вантажних складів або, при тій же енергоємності, підвищенні швидкості транспортування без загрози переходу в некерований режим коливань виляння. UA 106565 C2 (12) UA 106565 C2 UA 106565 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до рейкових транспортних засобів, зокрема до вантажних вагонів, і може бути використаний при модернізації існуючих конструкцій чотирьох-восьмивісних напіввагонів і розробці нових у напрямку поліпшення їх техніко-експлуатаційних якостей. У зв'язку з тим, що на магістральних залізницях Росії почастішали випадки аварій вантажних вагонів, транспортники-експлуатаційники відзначають, що найбільш значима причина поломок деталей ходових візків - неприпустимо великі напруги в них при втраті стійкості руху - "при вилянні вагонів". Сходи порожнього рухомого складу також пов'язані з втратою стійкості руху. Порожні вантажні вагони входять в режим самопідтримуваного виляння на швидкості менше 70 км/год. Названа причина - частковий знос деталей в технічно справних візках. Рішення: обмежити швидкість при русі в кривих ділянках колії до 60 км/год. вантажних складів, в яких є хоч один порожній вагон [1]. Транспортники-вчені в результаті проведених досліджень відзначають, що порожній вагон зі взятими з експлуатації візками зі зношеними гребенями коліс, починаючи з швидкості 70 км/год. на прямолінійній ділянці шляху входить в режим автоколивань виляння з частотою 2.2 Гц. На швидкості до 75 км/год. спостерігався нестійкий рух вагона в цілому. У криволінійних ділянках колії рух стабілізується через притиснення коліс до зовнішнього рельсу [2]. Ні перші, ні другі не розглядали питання - чому порожні вагони входять в режим автоколивань виляння при швидкості 65…75 км/год., а ті ж самі, зі зношеними візками, але навантажені, не входять при 100 км/год. Відповідь - унаслідок дії фізичного явища, званого зривним флатером, і найвідоміші його прояви - "танці" і руйнування мостів при швидкості вітру 17…19 м/с (61…68 км/год.) [3, 4]. Суть явища - при русі потоку рідини або газу щодо незручнообтічних протяжних тіл, в області за тілом і на нерівностях бічних поверхонь тіла безперервно утворюються і зриваються потоки вихорів, чому сприяють малі поперечні коливання тіла. Із збільшенням відносної швидкості окремі потоки вихорів об'єднуються, притискаються до поверхні, утворюючи суцільний вихровий прикордонний шар, коливання тиску в якому вельми істотні. При невеликих коливаннях тіла, не пов'язаних з гідроаеродинамічними процесами, взаємодія вихорів з коливним тілом забезпечує позитивний зв'язок в коливальній системі з перекачуванням частини енергії потоку до тіла. Коли приплив коливальної енергії потоку стає рівним розсіюванню енергії тілом, наприклад, в гасителях коливань, воно входить в режим автоколивань. Найчастіше зривний флатер виникає тоді, коли одна з власних частот коливань тіла близька чи кратна частоті зриву вихорів з цього тіла. Перейдемо від фізичного явища до вантажного вагона. У силу нерівності колії візки і вагон схильні до різних коливань (у тому числі і виляння) малої амплітуди, Вихрові потоки повітря уздовж бортів вагона що рухається, утворюють коливання тиску, результуюча яких не збігається за напрямком в часі на обох бортах. При відхиленні результуючого тиску від атмосферного в бік 2 збільшення або зменшення всього в 5 кПа (0.05 атм) на площі борту близько 25 м імпульс результуючої сили в центрі площі борту складе 125 кН (12.5 т). Відбувається розгойдування вагона з результуючою частотою вихрового потоку, що залежить від його відносної швидкості. Чим більше швидкість, тим більше радіус основної маси вихорів і нижче їх частота. При деякій швидкості, назвемо її критичною, частота коливань тиску потоку збігається з власною частотою коливань вагона і настає резонанс - різке збільшення амплітуди. Частота власних коливань тіла обернено пропорційна кореню квадратному з маси. Якщо маса брутто навантаженого вагона в 4 рази перевищує масу порожнього, то його власна частота приблизно в двоє нижче і резонанс можливий при швидкості в 1.4 разу більшій. При поперечних коливаннях навантаженого вагона відбувається пересипання вантажу з витратою енергії коливань на тертя, що також підвищує критичну швидкість. У порожньому вагоні центр ваги більш ніж на метр нижче центру площі вагона і імпульси бічних сил потоку утворюють момент обертання навколо поздовжньої осі вагона. Якщо гребені коліс нові - візок не має можливості поперечного переміщення, а діючі на борту вагона сили потоку переходять в сили поперемінного поперечного тиску коліс на рейки з інтенсивним взаємним зносом, але в резонансі можливе сходження вагона з рейок. При частково зношених гребенях має місце обертальне коливання вагона з візком навколо поздовжньої осі, ці коливання при нерівності колії призводять до виляння, забігання бічних рам візків посилює виляння і динамічне навантаження на елементи візків може перевищити межу їх міцності, і не тільки втомної, в першу чергу на дефектах лиття [5]. Ось і вся суть проблеми, з якої випливає, що її рішення потрібно шукати в цілісній системі "кузов+ходова частина". Кузов повинен мати низький аеродинамічний опір (надалі АДО), а ходова частина - протидіяти коливанням виляння. У даній заявці запропоновано рішення першої частини проблеми. 1 UA 106565 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Відомі конструктивні рішення піввагонів, що мають низьке АДО [6, 7]. Згідно з винаходом[6], кузов піввагона включає дві бічні і дві торцеві стіни, виготовлені з порожнистих пресованих панелей чотирикутної форми з алюмінієвого сплаву, довжина яких дорівнює довжині стіни. При цьому зовнішня поверхня стін практично плоска, без виступів і западин. Згідно з [7], піввагон включає кузов, бічні стіни якого виконані з плоских листів зовнішньої обшивки, на внутрішній поверхні яких розміщені каркаси зі спеціального профілю. АДО плоскої бічної стіни на порядок нижче, ніж у бічних стін сталевих вагонів традиційної конструкції. Не вдаючись у достоїнства і недоліки зазначених конструкцій, констатуємо, що якщо вони й існують в металі, то не вирішують і в осяжному майбутньому не вирішать існуючих проблем через нечисленність - парк вантажних вагонів з бічними стінками, що мають зовнішній каркас, тільки в Україні перевищує 120 тисяч вагонів. У зв'язку з цим як вагон-об'єкт реалізації способу, приймаємо магістральний універсальний чотиривісний піввагон, наприклад, моделі 12-119 з конструкцією стін кузова, аналогічної багатьом іншим моделям піввагонів [8, 9]. Вагон містить кузов, що включає дві бічні стінки, виконані з каркаса, що складається з верхньої і нижньої обв'язок, кутових і бічних стійок, і обшивки з листів гнутого профілю з поздовжньо розташованими гофрами, що закриває отвори між стійками і обв'язуваннями так, що бічні стійки виступають назовні за обшивку і нижню обв'язку. Стосовно до проблеми автоколивань недолік прототипу і більшості інших вантажних вагонів - виключно погана їх обтічність. При русі вагона кожна стійка бічних стін - місце утворення і зриву вихрового фронту, - місцеве АДО руху. Витрата енергії локомотива на подолання суми місцевих опорів дорівнює енергії вихрового потоку вздовж бортів, частина якої витрачається на коливання вагона. У доступній технічній та патентній літературі автор не знайшов навіть натяку на спосіб зниження АДО таких вагонів, тому задачею винаходу є пропозиція способу вирівнювання зовнішньої поверхні бокових стін сталевих вагонів, які знаходяться в експлуатації і тих, що виготовляються з бічними стінками описаного типу, що не тільки зрушує критичну швидкість в сторону більших величин, але і суттєво знижує витрати енергії на транспортування. Задача вирішується двома приблизно рівноцінними варіантами: В способі 1 зниження аеродинамічного опору вантажного піввагона, кузов якого включає дві бічні стіни, які містять каркас, що складається з верхньої і нижньої обв'язок, кутових та бічних стійок і обшивки, яка закриває отвори між стійками і обв'язками так, що бічні стійки виступають назовні за обшивку і нижню обв'язку, згідно з винаходом до бічних стійок кожної бічної стіни симетрично щодо центру площі стіни жорстко кріплять тонкий твердий лист - фальшборт, цільний або зібраний з декількох, ширина якого дорівнює висоті стіни, а довжина - відстані між серединами крайніх обшивок по обидві сторони стіни, краї фальшборту, які виступають за крайні бічні стійки, згинають так, щоб зазор між кромкою фальшборту і обшивкою, включаючи гофри обшивки, не перевищував 3 мм, отвори між нижньою обшивкою і фальшбортом перекривають тонкими твердими листовими днищами, потім у простір між стінкою вагона і фальшбортом впорскують заливний жорсткий пінополіуретан. Додатково до цього, перед закріпленням фальшборту зовнішні поверхні бічних стін очищають від бруду, органічних речовин і нашарувань іржі, після очищення та сушіння поверхні стін до гофри жорстко кріплять з інтервалом 0.2…0.5 мм, наприклад, зварюванням, арматуру у вигляді відрізків дроту діаметром 2…3 мм; співвідношення компонентів рідкої двокомпонентної суміші заливного жорсткого пінополіуретану приймають таким, щоб щільність спіненої маси 3 була в межах 30…60 кг/м , пінополіуретан впорскують в кожну порожнину між стійками через спеціальні отвори у верхній частині листа в кількості, необхідній для заповнення простору піною, як мінімум в два прийоми. В способі 2 зниження аеродинамічного опору вантажного піввагона, кузов якого включає дві бічні стіни, які містять каркас, що складається з верхньої і нижньої обв'язок, кутових та бічних стійок і обшивки, яка закриває отвори між стійками і обв'язками так, що бічні стійки виступають назовні за обшивку і нижню обв'язку, згідно з винаходом, на обшивку між бічними стійками, на бічні поверхні бічних стійок і нижню поверхню верхньої обв'язки напилюють жорсткий пінополіуретан із загальною товщиною шару, меншою на 2…5 мм виступу стійок над обшивкою, а на частину обшивки між кутовими і бічними стійками, та нижньої поверхні верхньої обв'язки напилюють пінополіуретан так, щоб товщина напиленого шару рівномірно збільшувалася від нуля з боку кутової стійки, до величини, на 2…5 мм меншої виступу бічної стійки, потім на поверхню пінополіуретану наносять шар поліуретановової пасти, яка містить суміш литтєвого поліуретану і пластифікатора. 2 UA 106565 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Додатково до цього, до напилення пінополіуретану очищають зовнішні поверхні бічних стін від бруду, органічних речовин і нашарувань іржі, після очищення та сушіння поверхні стін до гофри жорстко кріплять з інтервалом 0.2…0.5 мм, наприклад зварюванням, арматуру у вигляді відрізків дроту діаметром 2…3 мм; ділянки бічних стін вагона між кутовими і крайніми бічними стійками пінополіуретан напилюють, починаючи з середини відстані між стійками, співвідношення компонентів рідкої двокомпонентної суміші пінополіуретану приймають таким, 3 щоби щільність напиленого шару була в межах 30…60 кг/м , співвідношення компонентів двокомпонентної суміші литтєвого поліуретану приймають таким, щоб твердість за Шором затверділого поліуретану була не менше 80 умовних одиниць, ретельно змішані компоненти литтєвого поліуретану загущують до гелеподібної консистенції додаванням інертного тонкомолотого порошку при безперервному перемішуванні, витримують до утворення консистенції пасти в результаті початку твердіння, пасту подають на покриття пінополіуретану; відразу після напилення шару потрібної товщини поверхню пінополіуретану розгладжують, поліуретановою пастою покривають поверхню пінополіуретану шаром товщиною 2…5 мм, після чого поверхню знов розгладжують так, щоб між бічними стійками вона була урівень з їх вертикальними поверхнями. Суть способів що заявляються, полягає в тому, що бічні поверхні вагона вирівнюють: по першому способу шляхом кріплення до бічних стійок легких металевих листів - фальшбортів, а простір між бічними стінами і фальшбортами заповнюють заливним жорстким пінополіуретаном, а по другому способу - заповнюють западини між бічними стійками напиленим жорстким пінополіуретаном, який зовні захищають шаром міцного на розрив та роздирання, твердого пружного поліуретану. При стоянці влітку в сонячний день стіні вагона можуть нагріватися до температури понад 100 °C. З числа застосовуваних пінополимерів тільки жорсткий пінополіуретан (надалі ППУ) теплостійкий до 120…150 °C, має задовільну міцність на стиск, але може пошкоджуватися при 3 ударах. При щільності ППУ менше 30 кГ/м знижується обваження вагона, але міцність на стиск 3 може виявитися незадовільною, при щільності більше 60 кГ/м при задовільній міцності невиправдано збільшується обваження і вартість витрачених компонентів. Виконання фальшборту з тонкого твердого листа з посиленням з жорсткого ППУ дозволяє при невеликому обважненні кузова значною мірою захистити зовнішню поверхню від вм'ятин в процесі експлуатації вагона. Вага фальшборту з листа товщиною, що забезпечує без посилення ППУ еквівалентну жорсткість більш ніж у тричі перевищує вагу по запропонованому варіанту. Загин країв фальшборту до обшивки забезпечує плавність натікання повітряного потоку на бічну стінку і стікання з неї, при цьому мінімізується витрата полімерів. Зазор до 3 мм між кромками країв фальшборту і поверхнею крайньої обшивки достатній для запобігання витіканню назовні ППУ, який вільно запінюється, при зазорі, що перевищує 3 мм, можливо видавлювання піни назовні з необхідністю подальшого її зрізання вручну. Необхідність перекриття отворів між нижньою обв'язкою і вертикальною поверхнею фальшборту днищами викликана тим, що впорскуваний заливний ППУ - в'язка рідкотекуча маса і починає пінитися після змішування в пістолеті та вприскування через 8…10 с. За відсутності днищ вона просто витече назовні. Впорскування її через отвори у верхній частині фальшборту дозволяє не герметизувати край днища, оскільки стікання ще не запіненого ППУ по поверхні стіни вагона до днища триває 5…7 с, теча його до краю днища - ще 4…8 с, а густа піна через щілини до 3 мм без тиску не протікає. У жорстких формах при одноразовому уприскуванні ППУ тиск в обсязі форми піднімається 2 до 0.3…0.5 МПА (3…5 кГ/см ), а жорсткість фальшборту на це не розрахована. Впорскування ППУ в кілька прийомів знижує його уявну щільність і міцність на стиск, але дозволяє заповнювати обсяг поступово, без істотного підвищення тиску всередині. При виконанні фальшбортів із сталевого листа товщиною 0.3…0.4 мм їх сумарна вага не 3 перевищить 300 кГ. На двох бічних стінках сумарний обсяг шару ППУ - порядку 7.5 м , При 3 об'ємній вазі ППУ 40 кГ/м загальна його вага - менше 300 кГ. Разом сумарне обваження вагона з урахуванням арматури - менше 700 кГ. По другому варіанті товщина напиленого шару між бічними стійками, на 2…5 мм менша виступу стійок, дозволяє захистити його поліуретаном (надалі ПУ) так, щоб зовнішня поверхня бічної стінки між крайніми бічними стійками була плоскою, при цьому захисний шар товщиною менше 2 мм може не забезпечити потрібного захисту, а більш 5 мм - додає небажану вагу. Покриття шаром міцного на розрив та роздирання, твердого пружного ПУ надійно захищає від механічних пошкоджень. 3 UA 106565 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Загущення рідкотекучого литтєвого ПУ до пастоподібного стану дозволяє наносити його на поверхню машинним або ручним обмазуванням, що виключає необхідність в установці, герметизації спеціальних форм і зняття їх після затвердіння. Мінлива товщина напиленого шару на ділянках між крайніми бічними і кутовими стійками, починаючи з середини відстані між стійками, забезпечує плавність натікання повітряного потоку на бічну стінку і стікання з неї, при цьому мінімізується витрата полімерів. 3 На двох бічних стінках сумарний обсяг шару ППУ - порядку 4 м , обсяг шару ПУ - менш 3 3 3 0.15 м . При об'ємній вазі ППУ 30…60 кг/м і ПУ з загусником 1600…1800 кг/м обваження вагона не перевищить 0.5 т. Шар ППУ захищає поверхню стін від подальшої корозії, але її залишкові прояви можуть послабити адгезію ППУ до матеріалу стін (частково кородированої сталі і старої фарби) вагона, які при транспортуванні постійно піддаються вертикальним ударним мікроколиванням на стиках рейок. Жорстко закріплені над поверхнею стін вагона відрізки сталевого дроту забезпечують утримання навіть відшарованого при тривалій експлуатації вагона шару ППУ. Приварювання дроту з інтервалом менше 0.2…0.5 м забезпечує надійне утримання шару ППУ. При інтервалі приварки менш 0.2 м невиправдано додається ваги конструкції і збільшується трудомісткість процесу, при інтервалі більше 0.5 м утримуюча здатність арматури може виявитися недостатньою. Приварювання дроту діаметром менше 2 мм вимагає достатньої кваліфікації зварювальника, а дріт діаметром більше 3 мм невиправдано обтяжить конструкцію. Виробництво вихідних компонентів ПУ, напилювального та заливного жорсткого ППУ, а також обладнання для їх змішування і напилення та вприскування, освоєно промисловістю. Можливість здійснення винаходу показана прикладами. Для зручності опису кожен елемент бічної стінки, обмежений верхньою обв'язкою і двома суміжними стійками, назвемо секцією, при цьому кожна бокова стінка чотиривісного вагона містить дві крайніх і п'ять середніх секцій. Вагони обробляють при температурі повітря вище 15 °C. Приклад 1. У приміщенні, що має залізничну колію всередині, локомотив для переміщення вагонів і вантажопідйомні засоби, по обидві сторони колії організовано три технологічних ділянки з використанням серійно виробленого обладнання - підготовки поверхні бічних стін вагона, виготовлення і кріплення фальшбортів із днищами, упорскування ППУ. В приміщення один за одним подають вагони на обробку. На розділеній перегородками ділянці підготовки поверхні бічних стін їх миють високонапірними струменями води з добавкою лугу, обдувають потоком гарячого повітря з теплогенератора, потім під кутом до вертикалі до гофри обшивки кожній середній секції прихоплюють три відрізки дроту завдовжки близько 1.5 м, а на крайніх секціях - по одному відрізку на відстані 0.3…0.4 м від бічної стійки. Ділянка виготовлення і кріплення фальшбортів обладнана тельферами, набором шаблонів, будівельно-монтажним пістолетом для пристрілювання металевих виробів і складом металевих листів. Висота бокових стін кузова - 2075…2355 мм. Фальшборт виготовляють з двох листів стінового профнастилу ПС-10, що має розміри 11000×1180×0.35 мм. У обох листів за допомогою шаблонів відміряють і згинають кінці завдовжки 1.1 м на кут 5°, їх бокові кромки формують на шаблонах, які повторюють переріз зовнішньої поверхні крайніх обшивок в місці майбутнього контакту з краєм фальшборту, на верхньому листі пробивають отвори для упорскування ППУ, стикують верхній і нижній листи і скріплюють їх саморізами, потім за допомогою траверси тельфера піднімають і приставляють до бічної стіни вагона готовий фальшборт і пристрілюють його до бічних стійок будівельно-монтажним пістолетом дюбелями по металу, після чого приставляють та кріплять саморізами днища, які по шаблонах вирізають з тонколистового металу. Потім вагон переміщують на ділянку уприскування ППУ. На цій ділянці розташовані склад вихідних компонентів ППУ і на помості - два комплекти для вприскування, установлені на візках. Спеціаліст з упорскування проходить з візком і пістолетом по помосту вздовж вагона і послідовно впорскує в кожен отвір задану дозу ППУ, повертається до початку вагона і знову проходить та впорскує чергову дозу, так повторюється ще два рази. Після спустошення балонів з компонентами в одному комплекті фахівець включає пістолет другого комплекту, а в першому замінюють балони. Приклад 2. У приміщенні, що має залізничну колію всередині та засоби для переміщення вагонів, включаючи локомотив, по обидві сторони колії організовано три технологічних ділянки з використанням серійно виробленого обладнання - ділянки підготовки поверхні бічних стін вагона, напилення ППУ та обмазки ПУ-пастою. 4 UA 106565 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На розділеній перегородками ділянці підготовки поверхні бічних стін їх миють високонапірними струменями води з добавкою лугу, обдувають потоком гарячого повітря з теплогенератора, потім під кутом до вертикалі до гофри обшивки кожній середній секції прихоплюють три відрізки дроту завдовжки близько 1.5 м, а на крайніх секціях - по одному відрізку на відстані 0.3…0.4 м від бічної стійки. На ділянці напилення розташований склад вихідних компонентів ППУ, і на різних рівнях - як мінімум три робочих місця, кожне обладнано двома компактними комплектами напилення, кожен комплект включає 2 ємності з компонентами, при змішанні яких відбувається реакція спінювання і полімеризації, дозатори та насоси, що подають компоненти по обігріваних шлангах 2 до пістолета під тиском порядку 0.8…1 МПа (8…10 кг/см ) в заданому співвідношенні, залежному від марки компонентів і бажаної густини ППУ. Пістолети забезпечують досить повне змішання компонентів і рівномірне їх розпорошення з регульованою продуктивністю 1…9 кГ/хв. На напилювану поверхню мікрокраплі матеріалу надходять в рідкому вигляді, протягом 1…2 с спінюються і протягом 2…3 с тверднуть. Після спустошення балонів з компонентами в одному комплекті фахівець включає пістолет другого комплекту, а в першому замінюють балони. На кожному робочому місці обробляється частина однієї секції і натискається кнопка готовності (надалі кнопка). Коли на всіх робочих місцях всіх ділянок натиснута кнопка, включається засіб пересування вагона, наприклад, лебідка, і вагон переміщається на відстань 1.8 м - на довжину однієї секції. На першому робочому місці спеціаліст присуває до нижньої обв'язки до упора поріг змочену зверху мастилом-роздільником пластину, довжина якої на 2…3 см менше відстані між стійками, потім пошарово, з товщиною шару 8…10 мм, напилює ППУ на поріг і нижню частину секції висотою 0.7…0.75 м, після чого відсуває поріг, потім валиком пригладжує попередньо затверділу поверхню ППУ і натискає кнопку. На крайні секції ППУ наносять, починаючи від середини секції до бічної стійки з плавним збільшенням товщини. При переміщенні секції на друге робоче місце ППУ наноситься на середню частину секції висотою порядку 0.75 м, потім валиком пригладжується поверхня шару і натискається кнопка, на третьому місці процедура повторюється на верхній частині секції. Ділянка обмазування ПУ-пастою розділена на п'ять робочих місць. На першому спеціаліст спеціальним ножем зчищає з краю стійок і з верхньої обв'язки наліт ППУ і натискає кнопку, на другому місці спеціаліст наносить на поверхню нижньої третини секції мірний об'єм (на середній секції - 4 літри, на крайніх 2) пасти, яка подається під невеликим тиском по шлангу з вузьким довгим соплом, після чого шпателем розгладжує пасту на вертикальній і горизонтальній (над нижньою обв'язкою) поверхнях і натискає кнопку, на двох наступних місцях наносять з невеликим надлишком і попередньо розгладжують пасту на середній і верхній частині секцій, на п'ятому фахівець остаточно вирівнює поверхню вагона, прокочуючи зверху вниз по бічних стійках змочений мастилом-роздільником валик, довжина якого перевищує відстань між стійками, і видаляє знизу надлишок пасти. Компоненти литтєвого ПУ ретельно перемішують на малій швидкості мішалки, в суміш через сито додають при безперервному перемішуванні цемент до отримання гелеподібної консистенції. Додавання роблять через сито при безперервному перемішуванні. Після витримки 2…3 години перевіряють консистенцію, при належній густоті готову пасту подають на робочі місця. Після нанесення і розгладжування пасти вагон переміщають на відстій до затвердіння пасти (до 12 годин). Оскільки всі роботи в приміщенні проводяться паралельно и одночасно на кожній секції, на покриття вагона ППУ і ПУ витрачається до 40 хв, що дозволяє обробляти близько 19 вагонів у зміну. Таким чином, застосування запропонованого способу дозволяє без істотного обважнення конструкції, з незначними затратами праці і витратних матеріалів, модифікувати весь парк експлуатованих вагонів, виробляти за відпрацьованою технологією нові вагони з низьким АДС, істотно знизити питому енергоємність транспортування вантажних складів або при тій же енергоємності підвищити швидкість транспортування без загрози переходу в некерований режим коливань. Джерела інформації: 1. Д. Мельничук и др. Тележки грузовых вагонов: проблемы, которые нужно решить. Информагенство РЖД ПАРТНЕР.РУ. от 24.01.2013. http://www.rzdpartner.ru/interviews/comments/telezhki-qruzovykh-vagonov--problemy--kotorye-nuzhno-reshit'/ 2. О.М. Савчук и др. Об интенсивном вилянии тележек. СМИ об РЖД. Журнал "Железнодорожный транспорт", № 4, 2003 г. 5 UA 106565 C2 5 10 15 http://press.rzd.ru/smi/public?STRUCTURE ID=2&laver id=5051 &refererLaverld=5050 &id=12358&print=1 3. Ю.И. Лобановский. Дело о "танцующем" мосте. http://www.synerjetics.ru/article/flutter.htm 4. П.С. Ланда. Срывной флаттер и эффект затягивания. Вестник научно-технического развития, № 6(22), 2009. http://www.vntr.ru/ftpqetfile.php?id=308 5. И. Дмитриева. Литье. Слез крокодиловых. Газета "Транспорт России", №30 (785), 25.07.2013. http://www.ukrrudprom.ua/digest/Lite Slez krokodilovih.html 6. Патент РФ № 2345918 С1, МПК B61D17/00, B61F1/00, B61D3/00, Опубл. 10.02.2009, бюлл. № 4. 7. Патент РФ № 2253581 С1, МПК B61D3/00; B61D7/00; B61F1/02; Опубл. 10.06.2005, бюлл. № 16 8. Грузовые вагоны колеи 1520 мм. Железных дорог СССР. Альбом-справочник. М.: "Транспорт", 1989, с. 47 9. Полувагон модели 12-1592, ЖТМ. Фотографии с размерами. http://scaletrainsclub.com/board/viewtopic.php?f=46&t=2168 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Спосіб зниження аеродинамічного опору вантажного піввагона, кузов якого включає дві бічні стіни, які містять каркас, що складається з верхньої і нижньої обв'язок, кутових та бічних стійок і обшивки, яка закриває отвори між стійками і обв'язками так, що бічні стійки виступають назовні за обшивку і нижню обв'язку, який відрізняється тим, що до бічних стійок кожної бічної стіни симетрично щодо центру площі стіни жорстко кріплять тонкий твердий лист - фальшборт, цільний або зібраний з декількох, ширина якого дорівнює висоті стіни, а довжина - відстані між серединами крайніх обшивок по обидві сторони стіни, причому краї листа, які виступають за крайні бічні стійки, пригинають до обшивки так, щоб зазор між кромкою листа і обшивкою, включаючи гофри обшивки, не перевищував 2…4 мм, при цьому отвори між нижньою обв′язкою і листом перекривають тонкими твердими листовими днищами, а потім у простір між стінкою вагона і листом впорскують заливний жорсткий пінополіуретан. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що співвідношення компонентів рідкої двокомпонентної суміші заливного жорсткого пінополіуретану приймають таким, щоб щільність 3 спіненої маси була в межах 30…60 кг/м , причому пінополіуретан впорскують в кожну порожнину між стійками через спеціальні отвори у верхній частині листа в кількості, необхідній для заповнення простору піною, як мінімум в два прийоми. 3. Спосіб зниження аеродинамічного опору вантажного піввагона, кузов якого включає дві бічні стіни, які містять каркас, що складається з верхньої і нижньої обв'язок, кутових та бічних стійок і обшивки, яка закриває отвори між стійками і обв'язками так, що бічні стійки виступають назовні за обшивку і нижню обв'язку, який відрізняється тим, що на обшивку між бічними стійками, на бічні поверхні бічних стійок і нижню поверхню верхньої обв'язки напилюють жорсткий пінополіуретан із загальною товщиною шару, меншою на 2…5 мм виступу бічних стійок над обшивкою, а на частину обшивки між кутовими і крайніми бічними стійками та нижньої поверхні верхньої обв'язки напилюють пінополіуретан так, щоб товщина напиленого шару рівномірно збільшувалася від нуля з боку кутової стійки, до величини, на 2…5 мм меншої виступу бічної стійки, потім на всю поверхню пінополіуретану наносять шар поліуретановової пасти, яка містить суміш литтєвого поліуретану і пластифікатора. 4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що ділянки бічних стін вагона між кутовими і крайніми бічними стійками пінополіуретан напилюють починаючи з середини відстані між стійками, при цьому співвідношення компонентів рідкої двокомпонентної суміші пінополіуретану приймають 3 таким, щоб щільність напиленого шару була в межах 30…60 кг/м , а співвідношення компонентів двокомпонентної суміші литтєвого поліуретану приймають таким, щоб твердість за Шором затверділого поліуретану була не менше 80 умовних одиниць, при цьому ретельно змішані компоненти литтєвого поліуретану загущують до гелеподібної консистенції додаванням інертного тонкомолотого порошку при безперервному перемішуванні, витримують до утворення консистенції пасти в результаті початку твердіння, а пасту подають на покриття пінополіуретану, причому відразу після напилення шару потрібної товщини поверхню пінополіуретану розгладжують, поліуретановою пастою покривають поверхню пінополіуретану шаром товщиною 2…5 мм, після чого поверхню знов розгладжують так, щоб між бічними стійками вона була урівень з їх вертикальними поверхнями. 5. Спосіб за п. 1 або п. 3, який відрізняється тим, що спочатку зовнішні поверхні бічних стін очищають від бруду, органічних речовин і нашарувань іржі, після очищення та сушіння поверхні 6 UA 106565 C2 стін до гофри обшивок жорстко кріплять з інтервалом 0,2…0,5 м, наприклад зварюванням, арматуру у вигляді відрізків дроту діаметром 2…3 мм. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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 7

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Bodrov Volodymyr Viktorovych

Автори російською

Бодров Владимир Викторович

МПК / Мітки

МПК: B61D 17/02, B61D 17/08, B61D 3/00

Мітки: піввагона, опору, аеродинамічного, зниження, спосіб, вантажного, варіанти

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/9-106565-sposib-znizhennya-aerodinamichnogo-oporu-vantazhnogo-pivvagona-varianti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб зниження аеродинамічного опору вантажного піввагона (варіанти)</a>

Подібні патенти