РАМА КУЗОВА ПОЛУВАГОНА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к устройствам для перевозки грузов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны различные технические решения в рассматриваемой области.
Известна рама кузова полувагона (патент РФ на изобретение №2325295; МПК; B61F 1/02, B61F 1/08, B61D 3/00, B61D 17/10; опубл. 27.05.2008), состоящая из хребтовой балки с закрепленными поперечными концевыми, промежуточными и шкворневыми балками. Шкворневая балка сопряжена с хребтовой балкой при помощи дополнительных усиливающих элементов, выполненных в виде пластин и установленных параллельно продольной оси хребтовой балки. При этом каждая из пластин соединена встык с нижним листом шкворневой балки и приварена к нижней полке Z-образного профиля хребтовой балки, перекрывая при этом ее продольную крайнюю грань.
Недостатками известной конструкции являются трудности в обеспечении надежности соединений продольных балок с концевыми, промежуточными и шкворневыми балками ввиду то го, что формы поперечного сечения данных балок различны, а также имеется разность допусков на производство отдельных балок рамы.
Известна также рама кузова полувагона по патенту РФ на полезную модель №170397 (МПК B61F 1/02, опубл. 24.04.2017), которая является наиболее близкой по совокупности существенных признаков к предлагаемой полезной модели, и выбрана в качестве прототипа. Рама кузова полувагона состоит из хребтовой балки с закрепленными поперечными концевыми, промежуточными и шкворневыми балками, причем в зоне соединения шкворневой и хребтовой балок установлены усиливающие элементы и косынки. Усиливающие элементы выполнены в виде пластин, ориентированных параллельно оси хребтовой балки и каждая из которых соединена встык с нижним листом шкворневой балки, а косынки соединены со шкворневой балкой и с усиливающими элементами. Между каждой косынкой и соответствующим усиливающим элементом образован плавный переход.
Недостатком прототипа являются проблемы, возникающие при сборке рамы, поскольку поперечные, шкворневые и продольные балки рамы выполнены из различных видов профилей. Например, продольные балки выполняются из П-образного профиля, поперечные балки - из таврового или коробчатого профиля, а шкворневые балки - из замкнутого коробчатого профиля, и состоят из двух вертикальных и двух горизонтальных листов профиля. При этом продольные балки крепятся в распор между шкворневой и концевой балками, а также между поперечной и шкворневой балками. При различных допусках на выполнение поверхностей указанных балок возникают технологические трудности при сборке всего изделия, а также дополнительные напряжения в местах их соединений.
Таким образом, технической проблемой, существующей в настоящее время, является проблема, возникающая при сборке рамы кузова полувагона, особенно при различных величинах допусков между поперечными концевыми, шкворневыми и продольными балками. При некачественной сборке снижается общая прочность конструкции кузова полувагона, что приводит к снижению надежности и повышению аварийности при эксплуатации изделия.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Предлагаемое по настоящей полезной модели техническое решение направлено на решение данной технической проблемы, а именно, на создание улучшенной конструкции рамы кузова полувагона с промежуточными элементами в виде косынок в местах крепления продольных балок к поперечным, концевым или шкворневым балкам, что позволяет существенно упростить и повысить качество сборки, а именно, обеспечить возможность осуществлять сборку при различных допусках между поперечными, шкворневыми, концевыми и продольными балками. Также предлагаемое решение позволяет равномерно распределять напряжения в зонах соединения и перехода продольных балок в поперечные, концевые или шкворневые балки, что существенно повышает надежность таких соединений.
Технический результат заключается в повышении технологичности и надежности рамы кузова полувагона за счет упрощения и повышения качества сборки ее отдельных узлов.
Технический результат достигается тем, что в раме кузова полувагона, содержащей поперечные, а также расположенные между поперечными балками продольные балки и промежуточные элементы в виде косынок, расположенные в зоне соединения указанных поперечных и продольных балок, согласно настоящей полезной модели каждая из косынок одним концом приварена к продольной балке внахлест, а другим концом приварена к соответствующей поперечной балке тавровым швом. Кроме того, край косынки, приваренный к продольной балке, выступает ниже горизонтальной полки продольной балки на величину L, равную 10-20 мм.
В одном из вариантов реализации заявленной полезной модели косынки имеют трапециевидную или прямоугольную формы и ориентированы параллельно оси продольной балки, а каждое соединение в зоне соединения поперечной и продольной балок выполнено из двух параллельно расположенных косынок.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется следующими фигурами: фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3, на которых представлен пример предлагаемой рамы кузова полувагона в трех различных проекциях, на которых показаны: 1 - продольная балка; 2 - поперечная (шкворневая) балка; 3 - косынка; L - величина выступания косынки по отношению к продольной балке 1
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Рама кузова полувагона содержит хребтовую балку, поперечные концевые, поперечные промежуточные и поперечные шкворневые балки 2, а также расположенные между поперечными балками 2 продольные балки 1 и расположенные в зоне соединения указанных поперечных 2 и продольных 1 балок промежуточные элементы в виде косынок 3. Поперечные концевые балки и промежуточные балки имеют двутавровое сечение, поперечные шкворневые балки имеют коробчатое сечение, а продольные балки 1 имеют П-образный профиль. Косынки 3, согласно заявленной полезной модели, предлагается устанавливать в зонах соединения продольных балок 1 с поперечными концевыми, шкворневыми и промежуточными балками 2 и ориентировать параллельно оси продольной балки 1. Продольные балки 1 упираются в поперечные концевые, промежуточные или шкворневые балки 2 под углом 45-90°.
Каждая из косынок 3 одним концом приварена к боковым стенкам продольной балки 1 внахлест, а другим концом приварена к соответствующей поперечной балке 2 тавровым швом. Кроме того, край косынки 3, приваренный к продольной балке 1, выступает ниже горизонтальной полки продольной балки 1 на величину L, равную 10-20 мм. Косынки 3 имеют трапециевидную или прямоугольную формы.
Выступание косынки 3 ниже горизонтальной полки продольной балки 1 необходимо для обеспечения возможности выполнения качественного и надежного сварного шва.
Выступание менее 10 мм в номинальных размерах не позволит выполнить качественные швы катетом достаточной прочности с учетом возможных допусков высоты косынок 3, высоты продольных балок 1 и допусков катетов швов.
Выступания до 20 мм достаточно для выполнения катета шва. Выступание более 20 мм увеличит массу косынок и металлоемкость.
В каждой зоне соединения поперечных и продольных балок предпочтительно расположено по две, параллельно установленные косынки.
Соединение поперечных и продольных балок посредством промежуточных элементов в виде косынок посредством сварного соединения с обеспечением катета достаточной прочности обеспечивает собираемость указанных поперечных и продольных балок при неблагоприятных допусках балок. Также выполнение косынок по существу трапециевидной формы, прилегающей к поперечным балкам более длинной стороной, позволяет распределить напряжения, передающиеся с продольной балки на лист поперечной балки.
Таким образом, предлагаемая рама кузова полувагона обладает улучшенными техническими характеристиками по сравнению с известными конструкциями, а именно, повышенной технологичностью и надежностью за счет упрощения и повышения качества сборки ее отдельных узлов.