Поворотная площадка турникетной опоры вагона-платформы

Предложенное техническое решение относится к поворотным площадкам вагонов-платформ.
1
1
2
2
3
3
1
2
3
1
2
3
Из уровня техники известна поворотная площадка турникетной опоры вагона-платформы, раскрытая в патенте России на полезную модель № 170576, опубл. 28.04.2017, и принятая в качестве наиболее близкого аналога. Известное техническое решение содержит шесть отверстий, причём два отверстия выполнены сквозными, с диаметрами D и расположены на расстоянии S друг от друга, два отверстия выполнены сквозными, диаметрами D и расположены на расстоянии S друг от друга, и два отверстия имеют диаметр D и расположены на расстоянии S друг от друга, при этом удовлетворены условия D > D > D и S < S < S.
Технической проблемой является повышенная масса поворотной площадки турникетной опоры вагона-платформы.
Технический результат заключается в снижении массы поворотной площадки турникетной опоры вагона-платформы при сохранении её прочности.
1
1
2
2
3
3
1
2
3
1
2
3
Технический результат достигается за счёт того, что поворотная площадка турникетной опоры вагона-платформы содержит шесть сквозных отверстий, причём два отверстия имеют диаметры D и расположены на расстоянии S друг от друга, два отверстия имеют диаметры D и расположены на расстоянии S друг от друга, и два отверстия имеют диаметр D и расположены на расстоянии S друг от друга, при этом удовлетворены условия D > D > D и S < S < S.
В дополнительном аспекте предложенная поворотная площадка характеризуется тем, что она выполнена симметричной.
В дополнительном аспекте предложенная поворотная площадка характеризуется тем, что она содержит продольную ось симметрии.
В дополнительном аспекте предложенная поворотная площадка характеризуется тем, что она содержит поперечную ось симметрии.
В дополнительном аспекте предложенная поворотная площадка характеризуется тем, что она имеет участки сужения в направлении к её концевым частям.
В дополнительном аспекте предложенная поворотная площадка характеризуется тем, что отверстия выполнены круглыми.
1
2
3
В дополнительном аспекте предложенная поворотная площадка характеризуется тем, что диаметры D, D, D, отверстий трёх пар отверстий заданы из диапазона от 100 до 220 мм.
В дополнительном аспекте предложенная поворотная площадка характеризуется тем, что оси отверстий расположены на продольной оси симметрии.
В дополнительном аспекте предложенная поворотная площадка характеризуется тем, что толщина поворотной площадки удовлетворяет условию t ≥ 40 мм.
В дополнительном аспекте предложенная поворотная площадка характеризуется тем, что толщина поворотной площадки удовлетворяет условию 65 мм ≥ t ≥ 40 мм.
Предпочтительный вариант выполнения предложенного технического решения характеризуется чертежами, где на:
- Фиг. 1 представлен общий вид поворотной площадки,
- Фиг. 2 представлено сечение А-А поворотной площадки, отмеченное на Фиг. 1.
- Фиг. 3 представлена таблица параметров вариантов выполнения поворотных площадок.
Поворотная площадка 1 турникетной опоры вагона-платформы (далее — поворотная площадка 1) содержит продольную ось 2, представляющую собой продольную ось симметрии, и поперечную ось 3, представляющую собой поперечную ось симметрии.
На Фиг. 1 представлен вид сверху поворотной площадки 1, а на Фиг. 2 — её сечение вдоль продольной оси 2. Поворотная площадка 1 представляет собой деталь, выполнена симметричной относительно продольной оси 2 и поперечной оси 3 и имеет участки 4 сужения в направлении к своим концевым частям. Кроме того, поворотная площадка 1 содержит три пары отверстий: первую пару отверстий, вторую пару отверстий и третью пару отверстий. Симметричная форма выполнения поворотной площадки 1 позволяет одновременно снизить её массу и сохранить прочность. Поворотная площадка 1 предпочтительно выполнена металлической.
1
1,
2
2,
3
3,
Первая пара отверстий представляет собой одинаковые круглые сквозные отверстия 5.1, каждое из которых имеет диаметр D, составляющий 220 мм, и расположено на расстоянии Cравном 300 мм, от поперечной оси 3. Вторая пара отверстий представляет одинаковые круглые сквозные отверстия 5.2, каждое из которых имеет диаметр D, составляющий 160 мм, и расположено на расстоянии Cравном 575 мм, от поперечной оси 3. Третья пара отверстий представляет собой одинаковые круглые сквозные отверстия 5.3, каждое из которых имеет диаметр D, составляющий 100 мм, и расположено на расстоянии Cравном 790 мм, от поперечной оси 3.
1
2
3
Оси 6.1 отверстий 5.1, оси 6.2 отверстий 5.2 и оси 6.3 отверстий 5.3 трёх пар отверстий расположены на продольной оси 2 поворотной площадки 1, при этом расстояние B между осью 6.1 одного из отверстия 5.1 первой пары отверстий и кромкой 7 поворотной площадки 1 составляет 247 мм, расстояние B между осью 6.2 одного из отверстия 5.2 второй пары отверстий и кромкой 7 поворотной площадки 1 составляет 194 мм, расстояние B между осью 6.3 одного из отверстия 5.3 третьей пары отверстий и кромкой 7 поворотной площадки 1 составляет 150 мм.
1
2
3
1
2
3
Отверстия 5.1 первой пары отверстий расположены друг от друга на расстоянии S, отверстия 5.2 второй пары отверстий расположены друг от друга на расстоянии S, отверстия 5.3 третьей пары отверстий расположены друг от друга на расстоянии S, причём S < S < S.
1
2
2
3
1
2
3
Диаметры D отверстий 5.1 первой пары отверстий больше диаметров D отверстий 5.2 второй пары отверстий, а диаметры D отверстий 5.2 второй пары отверстий больше диаметров D отверстий 5.3 третьей пары отверстий, т.е. удовлетворено условие D > D > D.
1
2
1
3
1
2
3
Расстояние C между одним из отверстий 5.1 первой пары отверстий и поперечной осью 3 меньше расстояния C между одним из отверстий 5.2 второй пары отверстий и поперечной осью 3, а расстояние C между одним из отверстий 5.2 второй пары отверстий и поперечной осью 3 меньше расстояния C между одним из отверстий 5.3 третьей пары отверстий и поперечной осью 3, т.е. удовлетворено условие C < C < C.
1
1
2
2
3
3
1
2
3
Расстояние S между отверстиями 5.1 первой пары отверстий равно сумме расстояний C между одним из отверстий 5.1 первой пары отверстий и поперечной осью 3. Расстояние S между отверстиями 5.2 второй пары отверстий равно сумме расстояний C между одним из отверстий 5.2 первой пары отверстий и поперечной осью 3. Расстояние S между отверстиями 5.3 третьей пары отверстий равно сумме расстояний C между одним из отверстий 5.3 третьей пары отверстий и поперечной осью 3. Очевидно, что удовлетворено условие S < S < S.
2
3
1
1
2
3
Другими словами, поворотная площадка 1 содержит шесть симметрично расположенных относительно своей поперечной оси 3 сквозных отверстия 5.1, 5.2 и 5.3 и при удалении от её центра к её концевым частям диаметр D отверстия меньше диаметра D предыдущего отверстия. Таким образом, отверстия 5.1 первой пары отверстий имеют наибольший по сравнению с диаметрами D и D отверстиями 5.2, 5.3 других пар отверстий диаметры D и расположены наиболее близко к поперечной оси 3 поворотной площадки 1 по сравнению с отверстиями 5.2 и 5.3 других пар отверстий. Отверстия 5.3 третьей пары отверстий имеют наименьший по сравнению с диаметрами D и D отверстиями 5.1, 5.2 других пар отверстий диаметры D и расположены наиболее далеко к поперечной оси 3 поворотной площадки 1 по сравнению с отверстиями 5.1 и 5.2 других пар отверстий. Каждое из отверстий 5.2 второй пары отверстий расположено между одним из отверстий 5.1 первой пары отверстий и одним из отверстий 5.3 третьей пары отверстий.
Толщина t поворотной площадки 1 составляет не менее 40 мм (t ≥ 40 мм). При t < 40 мм не будет обеспечено условие прочности конструкции поворотной площадки 1, турникетной опоры, при этом вагон-платформа, нагруженная контейнером, не сможет пройти горку. При этом предпочтительно, что толщина t поворотной площадки 1 задана из диапазона от 40 мм до 65 мм (40 мм ≤ t ≤ 65 мм). При t > 65 мм. груз (контейнер), устанавливаемый на поворотную площадку 1, не будет вписываться в габарит вагона. Такой груз перевозить нельзя. Поэтому толщина поворотной площадки и задана из диапазона 40-65 мм. 65 мм – максимум, который можно позволить по высоте, для обеспечения вписывания груженого вагона в габарит.
Примеры вариантов выполнения поворотных площадок 1, представленные на Фиг. 3, выявили уменьшение массы площадки более 10%. Однако, в четвёртом варианте при диаметрах отверстий 5.1, 5.2, 5.3 произойдёт разрушение поворотной площадки 1.
1
2
3
Предложенные форма, расположение и размеры отверстий 5.1, 5.2, 5.3 первой пары отверстий, второй пары отверстий и третьей пары отверстий, а также форма поворотной площадки 1, были получены в результате прочностного расчёта и обеспечивают снижение массы поворотной площадки 1 при сохранении её прочности. В частности, выполнение отверстий 5.1, 5.2, 5.3 первой пары отверстий, второй пары отверстий и третьей пары отверстий круглыми обеспечивает технологичность и предотвращает образование концентраций максимальных напряжений в зонах их кромок. При реализации отверстий 5.1, 5.2, 5.3 первой пары отверстий, второй пары отверстий и третьей пары отверстий другой формы, расположения относительно друг друга или размеров приводит к возникновению концентраций максимальных напряжений, которые могут привести к разрушению поворотной площадки 1 и представляют собой поверхностную нагрузку, внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади. С увеличением максимальных напряжений поворотная площадки 1 разрушается. Очевидно, что выполнение отверстий позволяет исключить «неработающий» (избыточный) материал, что снижает массу поворотной площадки 1. Ввиду того, что основную нагрузку принимает на себя центральная часть поворотной площадки 1, ширина поворотной площадки 1 может уменьшаться по мере приближения к её концевым частям, что позволит исключить из конструкции «лишний» (избыточный) материал, уменьшить массу поворотной площадки и сохранить её прочность. Предпочтительно диаметры D, D, D, отверстий трёх пар отверстий 5.1, 5.2, 5.3 заданы из диапазона от 100 до 220 мм. Предложенная конструкция поворотной площадки 1 при указанных нижних значениях указанного диапазона будет увеличенной массы, что приведёт к снижению грузоподъёмности вагона-платформы, при указанных верхних значениях диапазона будет уменьшенной массы, что приведёт к увеличению грузоподъёмности вагона-платформы и снижению прочности конструкции поворотной площадки 1 турникетной опоры.