РАМА ВАГОНА-ПЛАТФОРМЫ СОЧЛЕНЁННОГО ТИПА

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкции рам вагонов-платформ сочленённого типа.
Из уровня техники известна рама вагона-платформы сочленённого типа (Козлов П.В. Влияние подвижности груза на запас устойчивости от опрокидывания вагона-платформы сочлененного типа. Транспорт Урала. 2012. № 2 (33). С. 44-49), содержащая две шарнирно связанные смежные секции, опирающихся на три тележки. Полуприцеп опирается на секцию рамы с одной стороны жестко, через механизм запирания прицепного пальца, с другой - упруго, через собственную пневматическую подвеску и колеса.
Известна рама вагона-платформы сочленённого типа (Патент России на полезную модель №186435, опубликован 21.01.2019), содержащая хребтовую балку, шарнирно соединенную с ней турникетную опору с поворотной площадкой, прикрепленную к хребтовой балке поперечную балку, предназначенную для опоры турникетной опоры в рабочем положении, при этом она дополнительно содержит средство крепления поворотной площадки турникетной опоры в нерабочем положении.
Кроме того, известна рама грузового вагона-платформы для перевозки съёмных модулей (Патент России на полезную модель №184591, опубликован 31.10.2018), принятая за прототип, состоящая из двух секций, включающая в себя хребтовую балку, содержащая верхнюю полку толщиной S1, в которой выполнены элементы базирования съёмных модулей в виде базирующих отверстий диаметра d, и боковые стенки, при этом верхняя полка хребтовой балки выполнена с усиливающей накладкой толщиной S2, составляющей от 1/2S1 до 1S1, которая расположена на нижней поверхности верхней полки в зоне базирующих отверстий так, что отношение расстояния b от центра каждого базирующего отверстия до ближайшего торцевого края усиливающей накладки к диаметру d базирующего отверстия составляет от 0,8 до 3,5.
К недостатку описанных выше технических решений, в том числе прототипа, следует отнести низкую эксплуатационную надёжность рамы вагона-платформы сочленённого типа из-за недостаточного сопротивления усталости хребтовой балки в зоне сочленения секций.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая проблема низкой эксплуатационной надежности рамы вагона-платформы сочленённого типа.
Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности рамы вагона-платформы сочленённого типа.
Технический результат достигается тем, что рама вагона-платформы сочленённого типа содержит две секции, соединённые посредством узла сочленения, каждая из которых включает в себя хребтовую балку с нижним листом, промежуточные балки и концевые балки с нижними листами, причём на нижнем листе хребтовой балки в зоне узла сочленения закреплены усиливающие накладки, соединённые с нижним листом концевой балки.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что усиливающие накладки закреплены посредством сварки.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что ширина каждой усиливающей накладки задана из диапазона от 0,2 до 0,5 ширины нижнего листа хребтовой балки.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что толщина каждой усиливающей накладки задана из диапазона от 0,4 до 1,0 толщины нижнего листа хребтовой балки.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых показано:
Фиг. 1 - общий вид рамы вагона-платформы сочленённого типа, где 1 - секции, 2 - узел сочленения, 3 - хребтовые балки, 4 - промежуточные балки, 5 - лобовые балки, 6 - концевые балки.
Фиг. 2 - вид снизу рамы вагона-платформы сочленённого типа в зоне узла сочленения, где 3.1 - нижний лист хребтовой балки 3, 6.1 - нижний лист концевой балки 6, 7 – усиливающие накладки.
Фиг. 3 - график зависимости коэффициента запаса сопротивления усталости хребтовой балки от ширины усиливающей накладки, где n - коэффициент запаса сопротивления усталости, А - ширина накладки, a - ширина нижнего листа хребтовой балки.
Фиг. 4 - график зависимости коэффициента запаса сопротивления усталости хребтовой балки от толщины усиливающей накладки, где n - коэффициент запаса сопротивления усталости, T - толщина накладки, t - толщина нижнего листа хребтовой балки.
Рама вагона-платформы сочленённого типа содержит две секции 1, соединённые посредством узла сочленения 2, каждая из которых включает в себя хребтовую балку 3 с нижним листом 3.1, промежуточные балки 4, лобовые балки 5 и концевые балки 6 с нижними листами 6.1. На нижнем листе 3.1 хребтовой балки 3 секций 1 в зоне узла сочленения 2 закреплены усиливающие накладки 7, жёстко соединённые с нижним листом 6.1 концевой балки 6. Усиливающие накладки 7 закреплены посредством сварки. Ширина (А) каждой усиливающей накладки 7 задана из диапазона от 0,2 до 0,5 ширины нижнего листа 3.1 хребтовой балки 3. Толщина каждой усиливающей накладки 7 задана из диапазона от 0,4 до 1,0 толщины нижнего листа 3.1 хребтовой балки 3. Накладки выполнены из стали, например, 09Г2С.
Согласно требованиям нормативных документов, коэффициент запаса сопротивления усталости хребтовой балки 3 должен составлять более 1,8, а в соответствии с ГОСТ 33211-2014 должен составлять более 1,5. Выявлено, что без установленных усиливающих накладок 7 значение коэффициента запаса сопротивления усталости равно 0,8. Повышение сопротивления усталости хребтовой балки 3 в зоне узла сочленения 2 двух секций 1 подтверждено расчетами на сопротивление усталости. За счет крепления усиливающих накладок 7 на нижнем листе 3.1 хребтовой балки 3, жёстко соединённых с нижним листом 6.1 концевой балки 6, повышается эксплуатационная надёжность рамы вагона-платформы сочленённого типа. При ширине (А), меньшей 0,2 ширины нижнего листа 3.1 хребтовой балки 3, не достигается достаточное сопротивление усталости хребтовой балки и упрочнение узла сочленения 2 (значение коэффициента запаса сопротивления усталости менее 1,8), а при ширине (А) большей 0,5 ширины нижнего листа 3.1 хребтовой балки 3 достигается излишнее упрочнение и соответственно увеличивается металлоёмкость рамы. При ширине (А), от 0,2 до 0,5 ширины нижнего листа 3.1 хребтовой балки 3, достигается достаточное сопротивление усталости хребтовой балки и упрочнение узла сочленения 2 (значение коэффициента запаса сопротивления усталости 1,8 и более).
При толщине усиливающей накладки 7, меньшей 0,4 толщины нижнего листа 3.1 хребтовой балки 3, не достигается достаточное сопротивление усталости хребтовой балки и упрочнение узла сочленения 2 (значение коэффициента запаса сопротивления усталости менее 1,8). При толщине (Т), от 0,4 до 1,0 ширины нижнего листа 3.1 хребтовой балки 3, достигается достаточное сопротивление усталости хребтовой балки 3 и упрочнение узла сочленения 2 (значение коэффициента запаса сопротивления усталости 1,8 и более). При толщине усиливающей накладки 7, большей 1,0 толщины нижнего листа 3.1 хребтовой балки 3, возникает большая разница толщин усиливающей накладки 7 и нижних листов 3.1 хребтовой балки 3. В этом случае усиливающая накладка 7 не будет выполнять своей функции, так как возникает излишнее упрочнение, при котором деформация нижних листов 3.1 и 6.1 переходит в другие зоны, которые не усилены дополнительно. В этом случае не будет достигаться повышение эксплуатационной надежности рамы вагона-платформы сочленённого типа.
Таким образом, как показано в вышеприведенном описании полезной модели, достигается технический результат, заключающийся в повышении эксплуатационной надежности рамы вагона-платформы сочленённого типа при незначительном повышении её металлоёмкости.
Предложенное техническое решение может быть использовано в известных из уровня техники вагонах-платформах сочленённого типа.