КОНЦЕВАЯ БАЛКА РАМЫ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к конструкции рам грузовых вагонов, в частности к конструкции концевой балки.
Известна концевая балка, содержащая верхний лист, нижний лист, соединённые лобовой стенкой, место соединения нижнего листа с хребтовой балкой снабжено элементом жёсткости (см. RU 188496, B61F 1/10, опубл. 16.04.2019 (прототип)).
Технической проблемой, присущей данной концевой балке, является её низкая прочность, обусловленная выполнением усиливающих элементов в виде уголков жёсткости и несвязывающих между собой концы концевой балки.
Технический результат заключается в увеличении жёсткости и прочности концевой балки рамы грузового вагона и обеспечивается концевой балкой рамы грузового вагона, содержащей верхний лист, нижний лист, соединённые лобовой стенкой, место соединения нижнего листа с хребтовой балкой снабжено элементом жёсткости, который выполнен в виде накладного бруса, закреплённого на нижнем листе и усиливающего снизу своими концами участки нижнего листа по концам концевой балки и своей средней частью – место соединения нижнего листа с хребтовой балкой;
накладной брус может быть выполнен из проката П-образного поперечного сечения;
накладной брус может быть выполнен из уголка ˄–образного поперечного сечения;
накладной брус может быть выполнен из трубы ∆–образного поперечного сечения;
накладной брус может быть выполнен из трубы круглого поперечного сечения;
накладной брус может быть выполнен из трубы прямоугольного поперечного сечения;
накладной брус может быть выполнен из трубы трапециевидного поперечного сечения;
концы накладного бруса могут быть закрыты торцовыми накладками;
концы накладного бруса могут быть выполнены с изгибом, повторяющим изгиб нижних листов концевой балки;
в районе концов нижнего накладного бруса во внутренней полости концевой балки, между верхним листом и нижним листом могут быть закреплены внутренние рёбра жёсткости;
верхний лист и нижний лист могут быть набраны из нескольких элементов, состыкованных сварочными швами.
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что элемент жёсткости выполнен в виде накладного бруса, закреплённого на нижнем листе и усиливающего снизу своими концами участки нижнего листа по концам концевой балки и своей средней частью – место соединения нижнего листа с хребтовой балкой;
накладной брус выполнен из проката П-образного поперечного сечения;
накладной брус выполнен из уголка ˄–образного поперечного сечения;
накладной брус выполнен из трубы ∆–образного поперечного сечения;
накладной брус выполнен из трубы круглого поперечного сечения;
накладной брус выполнен из трубы прямоугольного поперечного сечения;
накладной брус выполнен из трубы трапециевидного поперечного сечения;
концы накладного бруса закрыты торцовыми накладками;
концы накладного бруса выполнены с изгибом, повторяющим изгиб нижних листов концевой балки;
в районе концов нижнего накладного бруса во внутренней полости концевой балки, между верхним листом и нижним листом закреплены внутренние рёбра жёсткости;
верхний лист и нижний лист набраны из нескольких элементов, состыкованных сварочными швами.
Полезная модель представлена на чертежах, где
на Фиг. 1 – концевая балка рамы грузового вагона, вид на торец рамы грузового вагона;
на Фиг. 2 – концевая балка рамы грузового вагона, вид сбоку, местный вид;
на Фиг. 3 – концевая балка рамы грузового вагона, вид снизу, изометрическая проекция;
на Фиг. 4 – схема внутренних напряжений в концевой балке рамы грузового вагона, где вместо нижнего поперечного бруса использована поперечная пластина;
на Фиг. 5 – схема внутренних напряжений в концевой балке рамы грузового вагона с использованием нижнего поперечного бруса.
Концевая балка рамы грузового вагона содержит верхний лист 1 (Фиг. 1, 2, 3), нижний лист 2, соединённые вертикальной лобовой стенкой 3. Место соединения нижнего листа 2 с хребтовой балкой 4 снабжено элементом жёсткости, выполненным в виде накладного бруса 5. Накладной брус 5 усиливает своими концами 5.3 участки нижнего листа 2 концевой балки и своей средней 5.1 - место соединения нижнего листа 2 с хребтовой балкой 4.
Накладной брус 5 может быть выполнен из проката П-образного поперечного сечения, либо из уголка ˄–образного поперечного сечения, из трубы ∆–образного поперечного сечения, из трубы круглого поперечного сечения, из трубы трапециевидного поперечного сечения.
Накладной брус 5 может быть закрыт на своих открытых концах 5.3 торцовыми накладками 5.2.
Концы 5.3 накладного бруса 5 могут быть выполнены с изгибом, повторяющим изгиб концевых участков нижнего листа 2.
В районе концов 5.3 накладного бруса 5 между верхним листом 1 и нижним листом 2 могут быть закреплены внутренние рёбра жёсткости 6.
Накладной брус 5 связывает своими концами 5.3 нижние листы 2 концевой балки. Своей средней 5.1 частью накладной брус 5 усиливает место соединения хребтовой балки 4 с концевой балкой.
Использование накладного бруса 5 в качестве дополнительного элемента жёсткости поперечного сечения концевой балки позволяет более равномерно перераспределять внутренние механические напряжения, возникающие при работе концевой балки в составе рамы грузового вагона, существенным образом снизить внутренние механические напряжения (Фиг. 4, 5) в опасных местах-концентраторах. Выбор конкретного поперечного сечения нижнего накладного бруса 5 определяют конкретными требованиями к конструкции рамы грузового вагона. Наиболее предпочтительным вариантом является использование проката П-образного поперечного сечения. Закрытие открытых концов проката, из которого выполнен накладной брус 5, торцовыми накладками 5.2, выполнение концов 5.3 накладного бруса 5 с изгибом, повторяющим изгиб участков нижнего листа 2, также способствует повышению жёсткости и прочности рамы грузового вагона.