РАМА ВАГОНА-ПЛАТФОРМЫ

Область техники, к которой относится полезная модель
[0001] Предложенная полезная модель относится к рамам вагонов-платформ.
Уровень техники
[0002] Из уровня техники известна рама вагона-платформы, раскрытая в патенте № 201907 на полезную модель, опубл. 21.01.2021 г., и принятая в качестве наиболее близкого аналога. Известное техническое решение содержит балочный каркас, включающий в себя боковую балку с вертикальной стенкой и верхней полкой, и соединённый с боковой балкой поперечный элемент, и устройство для крепления контейнера, соединённое с боковой балкой и включающее в себя кронштейн.
[0003] Недостатком известного из уровня техники технического решения является низкая прочность и надёжность конструкции, поскольку при воздействии на фитинговые упоры усилия при опрокидывании контейнера под действием боковой ветровой нагрузки в местах установки фитинговых упоров на раме вагона возникают значительные напряжения, что может приводить к возникновению трещин в конструкции рамы, к её деформации.
[0004] У аналогов нет фиксации фитинга от опрокидывания при ветровой нагрузке, либо если есть фиксация, возможна потеря устойчивости верхнего листа боковой балки, либо сильно металлоёмкая конструкция. Под потерей устойчивости верхнего листа боковой балки понимается его ненормативное смещение под действием нагрузки, т.е. его разрушение или деформация.
Раскрытие сущности полезной модели
[0005] Технический результат заключается в повышении надёжности рамы вагона-платформы за счёт перераспределения напряжений в местах установки упоров.
[0006] Технический результат достигается за счёт того, что рама вагона-платформы содержит балочный каркас, включающий в себя боковую балку с вертикальной стенкой и верхней полкой, и соединённый с боковой балкой поперечный элемент, и устройство для крепления контейнера, соединённое с боковой балкой и включающее в себя кронштейн, при этом между кронштейном устройства для крепления контейнера и поперечным элементом установлено ребро.
[0007] В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что кронштейн представляет собой крепёжный кронштейн.
[0008] В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что кронштейн представляет собой зацеп-упор.
[0009] В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что поперечный элемент представляет собой поперечную балку рамы.
[0010] В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что поперечный элемент представляет собой опору для опирания рамы на домкрат.
[0011] В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что ребро расположено вертикально, соединено с верхней полкой боковой балки, а расстояние между ребром и вертикальной стенкой боковой балки составляет не менее 35 мм.
[0012] В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что ребро расположено вертикально, соединено с верхней полкой боковой балки, а расстояние между ребром и вертикальной стенкой составляет менее 65 мм.
[0013] В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что ребро расположено горизонтально и соединено с вертикальной стенкой боковой балки.
Краткое описание чертежей
[0014] Вариант выполнения предложенного технического решения характеризуется чертежами, где на:
[0015] - Фиг. 1 представлен вид сверху,
[0016] - Фиг. 2 представлен вид снизу,
[0017] - Фиг. 3 представлен вид в аксонометрии снизу с внешней стороны на одно из устройств для крепления контейнера,
[0018] - Фиг. 4 представлен вид в аксонометрии снизу с внутренней стороны на одно из устройств для крепления контейнера,
[0019] - Фиг. 5 представлено сечение боковой балки в месте установки одного из устройств для крепления контейнера,
[0020] - Фиг. 6 представлено ребро, расположенное с внешней стороны балки.
[0021] - Фиг. 7 представлено ребро, расположенное с внутренней стороны балки.
Осуществление полезной модели
[0022] На Фиг. 1, 2 представлена рама 1 вагона платформы, при этом на Фиг. 1 представлен её вид сверху, а на Фиг. 2 – её вид снизу. Рама 1 содержит балочный каркас, выполненный из продольных балок и поперечных балок. Продольные балки представляют собой хребтовую балку 2 и две боковые балки 3, а поперечные балки соединены с продольными балками сваркой и представляют собой две концевые балки 4, две шкворневые балки 5 и множество промежуточных поперечных балок 6. Каркас рамы 1 дополнительно включает в себя множество опор 7 (или «накладок») для опирания рамы 1 на домкрат, расположенных в зонах соединения шкворневых балок 5 и боковых балок 3, а сама рама 1 дополнительно содержит множество устройств 8 для крепления контейнера, при этом опоры 7 для опирания рамы 1 на домкрат и устройства 8 для крепления контейнера соединены с боковыми балками 3 посредством по меньшей мере одной известной из уровня техники сборочной операции, например, сваркой.
[0023] На Фиг. 3, 4 представлен один из узлов крепления контейнера на платформе. Узел крепления контейнера включает в себя устройство 8 для крепления контейнера, расположенное в зоне соединения боковой балки 3 и поперечной балки, представляющей собой шкворневую балку 5. Шкворневая балка 5 включает в себя вертикальную стенку 9. Боковая балка 3 включает в себя верхнюю полку 10, нижнюю полку 11 и стенку 12, выполненную вертикальной и соединённую с верхней полкой 10 и нижней полкой 11 посредством сварки.
[0024] Со ссылкой на Фиг. 3, 4, опора 7 для опирания рамы 1 на домкрат соединена с боковой балкой 3 посредством по меньшей мере одной известной из уровня техники сборочной операции, например, сваркой, и включат в себя две стенки 13, выполненных в виде листов, расположенных на заданном расстоянии друг от друга и ориентированных вертикально, и полку 14, соединённую с упомянутыми стенками 13 посредством по меньшей мере одной известной из уровня техники сборочной операции, ориентированную горизонтально и выполненную в виде листа.
[0025] Со ссылкой на Фиг. 3, 4, устройство 8 для крепления контейнера включает в себя фитинговый упор, шарнир, средство фиксации фитингового упора в рабочем положении и средство фиксации фитингового упора в нерабочем положении. Фитинговый упор шарнирно закреплён на боковой балке 3.
[0026] Фитинговый упор выполнен поворотным и содержит основание 15 (или «опорную плиту 15») и упорный выступ 16 (или «штырь 16»), жёстко закреплённый на упомянутом основании 15 посредством сварки.
[0027] Шарнир соединён с фитинговым упором и боковой балкой 3 посредством сварки и содержит первое плечо, второе плечо и ось 17. Первое плечо выполнено неподвижным и представляет собой два крепёжных кронштейна 18 (или «петель 18», или «ушек 18», или «проушин 18»), каждый из которых содержит отверстие, соединён с боковой балкой 3 посредством сварки и расположен с внешней стороны рамы 1. Второе плечо выполнено подвижным и представляет собой две проушины 19 (или «кронштейна 19», или «ушка 19», или «петли 19»), расположенные между крепёжными кронштейнами 18, соединённые с основанием 15 фитингового упора и отверстия, выполненные продолговатыми в плоскости основания 15 фитингового упора. Ось 17 (или «палец 17») закреплена в отверстиях крепёжных кронштейнов 18, расположена в отверстиях проушин 19 и ориентирована вдоль боковой балки 3. Продолговатые отверстия проушин 19 шарнира обеспечивают перемещение основания 15 фитингового упора, в частности, вдоль поверхности верхней полки 10 боковой балки 3.
[0028] Средство фиксации фитингового упора в рабочем положении содержит две направляющие накладки 20 и зацеп-упор 21 и выполнено с возможностью восприятия продольных и поперечных нагрузок, которые действуют от контейнеров на вагон-платформу при его движении или манёврах.
[0029] Направляющие накладки 20 (или «фиксирующие плиты», или «боковые упоры») соединены с верхней полкой 10 боковой балке 3 посредством сварки, расположены по продольной оси боковой балки 3, выполнены с возможностью контакта с боковыми сторонами основания 15 фитингового упора и образуют паз для основания 15 фитингового упора. Основание 15 размещено в упомянутом пазе для основания 15 фитингового упора, когда фитинговый упор переведён в рабочее положение. Направляющие накладки 20 позволяют уменьшить сдвижные горизонтальные усилия от контейнера на основание 15 фитингового упора и разгрузить ось 17 шарнира.
[0030] Зацеп-упор 21 выполнен в виде кронштейна, расположен с внутренней стороны рамы 1, соединён с верхней полкой 10 боковой балки 3 посредством сварки и содержит Г-образную головку, образующую между нижней поверхностью её полки и верхней полкой 10 боковой балки 3 щель (или «зазор», или «паз») для размещения внутри себя части основания 15 фитингового упора. Размещение основания 15 фитингового упора в упомянутой щели позволяет исключить возможность обратного вращения вверх основания 15 фитингового упора на оси 17 шарнира (движение фитингового упора вверх) и перемещение фитингового упора горизонтальном направлении при возникновении усилия опрокидывания контейнера под воздействием боковой ветровой нагрузки.
[0031] Средство фиксации фитингового упора в нерабочем положении собой представляет собой опорный кронштейн 22, расположенный между несущими кронштейнами 18 и соединённый с боковой балкой 3 посредством сварки. В нерабочем положении фитинговый упор размещён (опирается) на опорном кронштейне 22. Опорный кронштейн 22 выполняет роль подкрепляющего элемента и дополнительно усиливает зону размещения фитингового упора.
[0032] Устройство 8 для крепления контейнера дополнительно включает в себя первое ребро 23 (далее – внешнее ребро 23), расположенное вертикально и с внешней стороны рамы 1 вдоль вертикальной стенки 12 боковой балки 3 и соединённое с боковой балкой 3 и с шкворневой балкой 5 посредством сварки, и второе ребро 24 (далее – внутреннее ребро 24), расположенное вертикально и с внутренней стороны рамы 1 вдоль вертикальной стенки 12 боковой балки 3 и соединённое с боковой балкой 3 и с шкворневой балкой 5 посредством сварки.
[0033] На Фиг. 5 представлено расположение внешнего ребра 23 и внутреннего ребра 24. Расстояние Xo между внешним ребром 23 и вертикальной стенкой 12 боковой балки 3 задано из диапазона от 35 мм до 65 мм (35≤Xo≤65 мм). Расстояние Xi между внутренним ребром 24 и вертикальной стенкой 12 боковой балки 3 задано из диапазона от 35 мм до 65 мм (35≤Xi≤65 мм).
[0034] На Фиг. 6 представлено внешнее ребро 23. Длина Lo внешнего ребра 23 составляет 350 мм, толщина – 10 мм, ширина выполнена переменной и изменяется от Bo1, составляющей 80 мм, до Bo2, составляющей 50 мм, а длина Lon участка сужения ширины составляет 225 мм.
[0035] На Фиг. 7 представлено внутреннее ребро 24. Длина Li внутреннего ребра 24 составляет 470 мм, толщина – 10 мм, ширина выполнена переменной и изменяется от Bi1, составляющей 80 мм, до Bi2, составляющей 50 мм, а длина Lin участка сужения ширины составляет 225 мм.
[0036] Фитинговый упор воспринимает значительные нагрузки от контейнеров, особенно в случае воздействия боковой ветровой нагрузки на порожний контейнер, что создаёт угрозу его опрокидывания. Внешнее ребро 23 и внутреннее ребро 24 вместе и по отдельности усиливают места установки фитинговых упоров, воспринимают и передают принятую нагрузку на балочный каркас. Применение данного усиления позволяет избежать потери устойчивости верхней полки 10 боковой балки 3, обеспечивает фиксацию фитингового упора, а также имеет значительно меньшую металлоёмкость по сравнению с аналогом.
[0037] Устройства 8 для крепления контейнера выполнено с возможностью нахождения в рабочем положении и в нерабочем положении. В рабочем положении фитинговый упор ориентирован упорным выступом 16 вверх, опирается на верхнюю полку 10 боковой балки 3 и может быть использован для размещения на нём контейнера. В нерабочем положении фитинговый упор ориентирован упорным выступом 16 вниз и опирается на опорный кронштейн 22, а грузовая поверхность рамы 1 может быть использована полностью для размещения грузов, не требующих использования устройства 8 для крепления контейнеров.
[0038] Решение технической проблемы и достижение технического результата продемонстрированы выше на варианте выполнения предложенного технического решения со ссылкой на чертежи. Специалисту в данной области техники очевидны иные варианты выполнения тех или иных признаков предложенного технического решения. Достижение технического результата продемонстрировано на устройстве 8 для крепления контейнера, расположенного рядом с поперечной балкой, в качестве которой для примера была выбрана одна из шкворневых балок 5. Как представлено на Фиг. 1, 2, в качестве поперечной балки может быть выбрана одна из промежуточных поперечных балок 6 или одна из концевых балок 4, при этом промежуточные поперечные балки 6 и концевые балки 4 включают в себя вертикальные стенки, к которым могут быть прикреплены по меньшей мере одно внешнее ребро 23 и/или по меньешй мере одно внутреннее ребро 24.
[0039] В других вариантах выполнения предложенного технического решения форма, размеры и иные конструктивные параметры по меньшей мере одного его устройства и/или по меньшей мере одной части по меньшей мере одного его устройства могут отличаться от описанных выше и представленных на чертежах.
[0040] В других вариантах выполнения предложенного технического решения хребтовая балка может отсутствовать. По меньшей мере одна балка рамы может иметь иное сечение, например, коробчатое, тавровое, двутавровое и т.п. В других вариантах выполнения предложенного технического решения опора 7 для опирания рамы 1 на домкрат может отсутствовать. В других вариантах выполнения предложенного технического решения балочный каркас может включать в себя по меньшей мере одну опору 7 для опирания рамы 1 на домкрат, которая может содержать по меньшей мере одну вертикально-ориентированную стенку и/или по меньшей мере одну горизонтально-ориентированную полку. Предложенное техническое решение может содержать известный из уровня техники балочный каркас.
[0041] В других вариантах выполнения предложенного технического решения части устройств предложенного технического решения между собой и/или сами устройства между собой могут быть соединены посредством по меньшей мере одной известной из уровня техники сборочной операции, например, сваркой, клёпкой, свинчиванием и т. п. Очевидно также по меньшей мере одна часть одного устройства и по меньшей мере одна часть другого устройства и/или по меньшей мере одно устройство и по меньшей мере одно другое устройство предложенного технического решения могут быть выполнены в виде одной детали.
[0042] В других вариантах выполнения по меньшей мере один фитинговый упор может содержать по меньшей мере один выступ 16, расположенный на основании 15, например, два, и/или по меньшей мере одну рукоятку для упрощения поворота фитингового упора вокруг оси 17 шарнира. В других вариантах выполнения в по меньшей мере одном фитинговом упоре может основание 15 и по меньшей мере один выступ 16 могут представлять собой одну деталь. В других вариантах выполнения по меньшей мере один фитинговый упор может содержать основание 15 и по меньшей мере один выступ 16, жёстко соединённые друг с другом посредством по меньшей мере одной известной из уровня техники сборочной операции, например, сваркой. В других вариантах выполнения по меньшей мере одно основание 15 по меньшей мере одного фитингового упора и плечо шарнира или его часть могут представлять собой одну деталь.
[0043] В других вариантах выполнения предложенного технического решения фитинговый упор может быть выполнен с возможностью откидывания как наружу рамы 1, так и внутрь.
[0044] В других вариантах выполнения предложенного технического решения направляющая накладка 20 может представлять собой средство, выполненное с возможностью препятствования перемещения фитингового упора в по меньшей мере одном направлении. Направляющая накладка 20 может содержать по меньшей мере одно отверстие для упрощения её крепления, например, посредством сварки, к балке или другому устройству. В других вариантах выполнения предложенного технического решения направляющая накладка 20 может содержать по меньшей мере один выступ (например, прямоугольный, округлый или иной формы), а основание 15 фитингового упора может содержать по ответный паз для упомянутого выступа. В других вариантах выполнения предложенного технического решения основание 15 фитингового упора может содержать по меньшей мере один выступ (например, прямоугольный, округлый или иной формы), а направляющая накладка 20 может содержать ответный паз для упомянутого выступа основания 15 фитингового упора.
[0045] В других вариантах выполнения предложенного технического решения ось 17 шарнира может быть разъёмно или неразъёмно соединена посредством по меньшей мере одной известной из уровня техники сборочной операции с и/или без использования по меньшей мере одного известного из уровня техники дополнительного устройств с одним из плеч шарнира.
[0046] В других вариантах выполнения предложенного технического решения средство фиксации фитингового упора в рабочем положении может содержать по меньшей мере один зацеп-упор 21. По меньшей мере один зацеп-упор 21 может содержать выступ, а основание 15 по меньшей мере одного фитингового упора может содержать ответный для упомянутого выступа паз. Основание 15 по меньшей мере одного фитингового упора может содержать выступ, а по меньшей мере один зацеп-упор 21 может содержать ответный для упомянутого выступа паз. В других вариантах выполнения предложенного технического решения зацеп-упор 21 и по меньшей мере одна направляющая накладка 20, например, две могут быть выполнены в виде одной детали. В других вариантах выполнения предложенного технического решения по меньшей мере один зацеп-упор 21 по меньшей мере одного устройства 8 для крепления контейнера может быть расположен с внутренней или внешней стороны рамы 1. В других вариантах выполнения предложенного технического решения зацеп-упор 21 может отсутствовать.
[0047] В других вариантах выполнения предложенного технического решения средство фиксации фитингового упора в нерабочем положении может содержать по меньшей мере один опорный кронштейн 22, например, два. Два опорных кронштейнов 22 могут быть необходимы, например, для фитингового упора с двумя упорными выступами 16 на одном основании 15. В описанном варианте осуществления предложенного технического решения такими фитинговым упорами являются фитинговые упоры, расоложенные в центральной части рамы 1 (см. Фиг. 1, 2). В других вариантах выполнения предложенного технического решения по меньшей мере один опорный кронштейн 22 по меньшей мере одного устройства 8 для крепления контейнера может быть расположен с внутренней или внешней стороны рамы 1. Для фиксации фитингового упора в рабочем положении и/или нерабочем положении может быть использовано по меньшей мере одно известное из уровня техники средство, например, по меньшей мере одна известная из уровня техники защёлка, по меньшей мере один известный из уровня техники упор, известный из уровня техники зацеп и т.п.
[0048] В других вариантах выполнения предложенного технического решения по меньшей мере один крепёжный кронштейн 18 и/или по меньшей мере один зацеп-упор 21 и/или по меньшей мере один опорный кронштейн 22 могут быть соединены с верхней полкой 10 и/или нижней полкой 11 и/или вертикальной стенкой 12 посредством по меньшей мере одной известной из уровня техники сборочной операции.
[0049] В других вариантах выполнения предложенного технического решения по меньшей мере одно внешнее ребро 23 может быть соединено с верхней полкой и/или нижней полкой и/или вертикальной стенкой поперечной балки и/или верхней полкой и/или нижней полкой и/или вертикальной стенкой боковой балки 3. В других вариантах выполнения предложенного технического решения по меньшей мере одно внутреннее ребро 24 может быть соединено с верхней полкой и/или нижней полкой и/или вертикальной стенкой поперечной балки и/или верхней полкой и/или нижней полкой и/или вертикальной стенкой боковой балки 3. Длина Lo внешнего ребра 23 зависит от расстояния между устройством, к которому ребро 23 прикреплено с одной стороны, и поперечной балкой, к которому ребро 23 прикреплено с другой стороны. Длина Li внутреннего ребра 24 зависит от расстояния между устройством, к которому ребро 24 прикреплено с одной стороны, и поперечной балкой, к которому ребро 24 прикреплено с другой стороны. В других вариантах выполнения предложенного технического решения по меньшей мере одно внешнее ребро 23 и/или по меньшей мере одно внутреннее ребро 24 может быть расположено горизонтально.
[0050] Указанный выше диапазон расстояний Xo между внешним ребром 23 и вертикальной стенкой 12 боковой балки 3 является примерным и в других вариантах выполнения предложенного технического решения может быть иным. Минимальное расстояние упомянутого диапазона (35≤Xo≤65 мм) в 35 мм обусловлено тем, что при расстоянии Xo менее указанного минимального значения в 35 мм не обеспечивается прочность верхней полки 10 боковой балки 3, что снижает надёжность рамы 1 в целом. Верхняя граница диапазона в 65 мм обусловлена размерами верхней полки 10 боковой балки 3, поэтому может быть увеличена, а также при её превышении внешнее ребро 23 выходит из зоны, в которой требуется компенсация возникающих напряжений.
[0051] Указанный выше диапазон расстояний Xi внутренним ребром 24 и вертикальной стенкой 12 боковой балки 3 является примерным и в других вариантах выполнения предложенного технического решения может быть иным. Минимальное расстояние упомянутого диапазона (35≤Xi≤65 мм) в 35 мм обусловлено тем, что при расстоянии Xi менее указанного минимального значения в 35 мм не обеспечивается прочность верхней полки 10 боковой балки 3, что снижает надёжность рамы 1 в целом. Верхняя граница диапазона в 65 мм обусловлена размерами верхней полки 10 боковой балки 3, поэтому может быть увеличена, а также при её превышении внутреннее ребро 24 выходит из зоны, в которой требуется компенсация возникающих напряжений.
[0052] При значении расстояния Xo или значении расстояния Xi менее 35 мм вертикальная нагрузка, действующая на верхнюю полку 10 боковой балки 3 от контейнера через фитинговый упор, создаст момент, который приведёт к возникновению в верхней полке 10 боковой балки 3 напряжений, превышающих предельно допустимые.
[0053] В других вариантах выполнения предложенного технического решения по меньшей мере одно ребро, например, внешнее ребро 23, внутреннее ребро 24, может иметь иную форму и не содержать, в частности участок сужения. Участок сужения обеспечивает снижение массы ребра без потери его прочности и надёжности.
[0054] Для решения техническое проблемы и достижения технического результата необходимо, в частности, чтобы по меньшей мере одно ребро, например, внешнее ребро 23 или внутреннее ребро 24, было соединено с соответствующим поперечным элементом, в качестве которого может выступать опора 7 для опирания рамы 1 на домкрат или поперечная балка (например, шкворневая балка 5), расположено на соответствующем расстоянии X, отличным от нуля, от элемента боковой балки, например, на расстоянии Xo или расстоянии Xi, и расположено частично или полностью между поперечной балкой балочного каркаса и устройством 8 для крепления контейнера.
[0055] Предложенное техническое решение может быть использовано для перевозки по меньшей мере одного известного из уровня контейнера, поэтому оно может содержать по меньшей мере одно устройство 8 для крепления контейнера. В других вариантах выполнения предложенного технического решения по меньшей мере два устройства 8 для крепления контейнера могут быть расположены на заданном расстоянии друг от друга, например, отличным от представленных на чертежах.
[0056] Позиции на чертежах:
1 – рама вагона-платформы,
2 – хребтовая балка рамы 1,
3 – боковая балка рамы 1,
4 – концевая балка рамы 1,
5 – шкворневая балка рамы 1,
6 – промежуточная поперечная балка рамы 1,
7 – опора для опирания рамы 1 на домкрат,
8 – устройство для крепления контейнера,
9 – стенка шкворневой балки 5,
10 – верхняя полка боковой балки 3,
11 – нижняя полка боковой балки 3,
12 – стенка боковой балки 3,
13 – стенка опоры 7 для опирания рамы 1 на домкрат,
14 – полка опоры 7 для опирания рамы 1 на домкрат,
15 – основание фитингового упора,
16 – упорный выступ фитингового упора,
17 – ось,
18 – крепёжный кронштейн,
19 – проушина,
20 – направляющий упор,
21 – зацеп-упор,
22 – опорный кронштейн,
23 – первое ребро,
24 – второе ребро.