УНИВЕРСАЛЬНОЕ МНОГООБОРОТНОЕ КРЕПЛЕНИЕ КОЛЕСНОЙ ТРАНСПОРТНОЙ И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ ТЕХНИКИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПЛАТФОРМАХ С ЗАЩИТОЙ ОТ ИНЕРЦИОННЫХ И УДАРНЫХ НАГРУЗОК

Полезная модель относится к транспортным средствам и железнодорожному транспорту, а именно, к устройствам, обеспечивающим надежную и безопасную перевозку легкой и тяжелой колесной транспортной техники различных типов и назначений с колесами различных типоразмеров и весо-габаритных показателей и специализированной техники (колесные тракторы, комбайны, погрузчики, экскаваторы, манипуляторы, роботы, полевые кухни, трейлеры, военная техника, в том числе, снаряженная, и т.д.) железнодорожным транспортом с повышением оборотности применяемых креплений и платформ, а также независимо от порядка размещения перевозимой транспортной техники на железнодорожных платформах с возможностью оптимизации ее размещения независимо от сцепов платформ с увеличением надежности крепления и повышенной защитой за счет более гибкого закрепления и автоматического распределения нагрузок между продольными фиксирующими элементами и растяжками, соединенных с перевозимой техникой и платформами цепочечными креплениями с повышенной защитой от их деформаций в динамике за счет перенаправления динамических нагрузок путем процедур сжатия петель при закреплении перевозимой транспортной техники.
Известно устройство защиты груза от перемещения в которое содержит специальный металлический настил, зацепляемые за кронштейны, бамперы или мосты специальные ленточные нерастяжимые растяжки, соединенные кольцами с цепочечными вставками, и карабинами, оканчивающимися крюками, которые зацепляют за скобы настила, растяжки расположены на перекрещивающихся направлениях и все располагают под автомобилем, также устройство может содержать элементы натяжения, соединенные с карабинами и цепочечными вставками, а натяжение растяжек производят до возможного предела и при при ослабевании периодически подтягивают [1].
В известном устройстве использована конфигурация закрепления растяжек, близкая к оптимальной с максимальной экономией места закрепления путем использования для протяжения растяжек пространства под закрепляемым ТС. Кроме того, при таком закреплении растяжки при возмущениях работают на прижатие ТС к настилу, на который оно установлено, что является очень положительным фактором, несколько улучшающим надежность закрепления.
Однако, существенными недостатками известного устройства является низкая надежность закрепления и невозможность перевозки сколько-нибудь более тяжелой транспортной техники, кроме самой легкой, что иллюстрируется чертежами и фотографиями. Это в значительной мере снижает функциональные возможности и универсальность устройства, не позволяющего закреплять и перевозить более тяжелую и специальную транспортную технику. Кроме того, ленточно-цепные нерастяжимые растяжки по причине их нерастяжимости не позволяют демпфировать импульсные ударные и инерционные нагрузки, ввиду чего являются недостаточно надежными, что снижает безопасность перевозок и не гарантируют защиту от смещений и повреждения креплений при ударных и инерционных нагрузках даже легкой колесной транспортной техники. Также устройство сложно в выполнении и обладает низкими эксплуатационными характеристиками, так как требует специального металлического покрытия пола, снабженного специальными силовыми элементами крепления, кроме того, закрепленные в натянутом положении растяжки требуют периодической ручной подтяжки. Помимо этого гибкие ленточные растяжки из полимерного и/или тканого материала сами по себе обладают недостаточной прочностью, что требует применение их очень большого количества даже для компенсации статических нагрузок при перевозках хоть немного более тяжелой транспортной техники. Также такие растяжки обладают низкой износостойкостью, что значительно ухудшает их эксплуатационные характеристики. Отсутствие упоров не позволяет принципиально организовать возможность работы растяжек на сжатие, что значительно снижает функциональные возможности устройства и его надежность и безопасность, особенно, в условиях переменных ускорений движения и изгибов маршрута.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является многооборотное устройство для фиксации колесной транспортной техники, перевозимой на железнодорожной платформе, содержащее по меньшей мере два продольных и два поперечных упора, каждый из которых содержит основание с заостренными элементами на нижней его поверхности, каждый поперечный упор содержит вертикально расположенный стопор вдоль одной стороны основания по его ширине на верхней его поверхности. Кроме того, продольный упор, содержащий по меньшей мере два ребра, каждое из которых выполнено в виде пластины треугольной, трапецеидальной или близкой к ней формы, предпочтительно с неравными боковыми сторонами; основание в виде плиты, кожуха, выполненного в виде рифленой полосы и, по меньшей мере, двух ножей, причем ребра установлены своими большими сторонами вдоль больших сторон основания, перпендикулярно к нему, либо близко к перпендикуляру к его плоскости и параллельно, либо близко к параллельности, друг к другу на расстоянии, меньшем или равном ширине кожуха, кожух закреплен поверх ребер, вплотную огибая их свободные от соединения с основанием стороны; на нижней поверхности основания, с противоположной стороны относительно расположения ребер и кожуха, закреплены ножи, плоскости которых направлены перпендикулярно, либо близко к перпендикулярному направлению к плоскости основания, заостренными частями в направлении от основания; два продольных и два поперечных упора образуют минимальный комплект, а нож выполнен в виде прямоугольной пластины с одной заостренной большей стороной, в основании выполнены прямоугольные отверстия по размерам сечения ножа, причем, длина отверстий на 5-20% превышает длину большей стороны ножа; каждый нож установлен в отверстии так, что острая кромка направлена в сторону от основания, а каждый нож частично утоплен в отверстии с одной стороны по направлению к боковому ребру на 5-20% его ширины, при этом угол наклона острой кромки к плоскости основания в плоскости ножа составляет 5-20 градусов, образуя острый угол. Кроме того, боковая опора поперечного упора выполнена в виде согнутой по дуге окружности полосы, причем, одна часть полосы боковой опоры, установленная на основании под прямым или близким к прямому углом в плоскости поперечного сечения основания или близкой нему, размещена с края основания, а вторая, согнутая часть полосы, плоскость которой параллельна, либо близка к параллельности, к первой части, направлена в сторону к центру основания и соединена с ним под острым углом. Кроме того, боковая опора содержит по меньшей мере два ребра жесткости, расположенные внутри и/или по бокам полосы по форме сечения внутреннего пространства боковой опоры, ограниченной согнутой полосой и основанием, или близкой к этой форме, плоскости ребер ориентированы перпендикулярно или близко к перпендикуляру относительно плоскости основания и плоскости полосы [2].
Недостатками известного устройства являются низкая надежность крепления при динамических инерционных и импульсных ударных нагрузках. При действии комбинированных нестационарных сил, действующих по различным направлениям, неизбежно возникают составляющие, направленные вверх, действующие на отрыв закрепленного транспортного средства, что обусловливает склонность к достаточно легкому к выскакиванию его из упоров. Поскольку устройство не содержит каких либо элементов, ограничивающих вертикальные смещения закрепленного транспортного средства, это обусловливает низкую надежность закрепления и низкую безопасность перевозок, особенно на сложных маршрутах. Отсутствие какого-либо демпфирование также увеличивает нагрузки на заостренные элементы упоров, что может легко привести их к поломке или выскакиванию из деревянного покрытия пола, особенно при его повышенной изношенности. Кроме того, это же определяет низкие функциональные возможности и низкую степень универсальности известного устройства, так как позволяет перевозить ТС только с низкой скоростью и ускорениями, а также заставляет избегать сложные извилистые маршруты. Помимо этого, низкая надежность крепления сужает диапазон допустимых весо-габаритных характеристик закрепляемых ТС и их типов, не позволяя с достаточной степенью безопасности перевозить, особенно, тяжелую, специальную и неисправную технику. Также практически невозможно осуществлять перевозки ТС с боекомплектом с помощью известного устройства.
Целью полезной модели является повышение надежности закрепления как можно более широких классов транспортных средств на железнодорожных платформах при их перевозке за счет усиления защиты от ударных и инерционных динамических нагрузок, в особенности, направленных на деформацию элементов крепления растяжек и самих растяжек при их активной работе, как наиболее уязвимых для таких нагрузок, за счет введения дополнительных элементов, соединенных и взаимодействующих предложенным образом между собой и с элементами прототипа, позволяющих динамически перераспределять возникающие при этом нестационарные динамические нагрузки в элементах крепления растяжек, а также перераспределять их с растяжек на упоры и обратно, и таким образом, позволяющих осуществить полноценную активную работу упоров при ударных и инерционных нагрузках, и, соответственно этому, разгрузку растяжек и их креплений; повышение безопасности перевозок и снижение вероятности катастроф, а также расширение функциональных возможностей и увеличение универсальности за счет расширения допустимых к перевозке транспортных средств (ТС), в том числе, военной техники с боезапасом, и ТС с неисправной тормозной системой, и расширения, с возможностью произвольного варьирования, диапазона их весо-габаритных показателей (как легких, так и тяжелых ТС различных типов, габаритов, с различным числом колесных пар различных типоразмеров, с различной шириной колеи и посадкой, а также специальных колесных ТС - колесные тракторы, комбайны, погрузчики, экскаваторы, манипуляторы, роботы, военная техника и т.д., а также оптимизации размещения перевозимой транспортной техники на платформах с помощью устройства с использованием сцепов и прилегающих к ним ближайших участков платформ за счет осуществления возможности размещения и закрепления транспортной техники над сцепами, за счет повышения надежности и гибкости устройства, возможности регулирования натяжения растяжек, степени демпфирования, закрепления и осуществления специальной защиты от деформаций; а также повышение оборотности (многократности) использования устройства и платформ, на которых перевозимая транспортная техника закрепляется при использовании стандартных ж/д платформ без специальной подготовки покрытия пола; также целью является улучшение эксплуатационных характеристик устройства за счет предотвращения смятия элементов крепления растяжек, возможности подбора и оптимизации количества и конфигурации всех крепежных элементов и их характеристик и упрощения процедур закрепления цепочечных петель к растяжкам.
Для реализации поставленной цели в известном устройстве для фиксации транспортных средств на платформе, содержащем по меньшей мере два продольных и два поперечных упора, каждый из которых содержит основание с заостренными элементами на нижней его поверхности, каждый поперечный упор содержит вертикально расположенный стопор вдоль одной стороны основания по его ширине на верхней его поверхности, дополнительно содержит, по меньшей мере, четыре растяжимые растяжки, каждая из которых содержит на каждом своем конце по одному элементу крепления и по меньшей мере четыре отрезка цепи по числу растяжек, причем, каждая цепь образует две цепочечные петли, каждая из которых обеими ветвями пропущена через один элемент крепления и через боковое отверстие в нем в аксиальном направлении растяжки, а, по меньшей мере, два поперечных упора выполнены с шириной оснований, превышающей длину их же оснований, и с соответственно удлиненными стопорами на их основаниях. Кроме того, каждый элемент крепления расположен на конце каждой растяжки так, что продольная ось его перпендикулярна продольной оси растяжки, элемент крепления выполнен в виде кольца и содержит два боковых отверстия, расположенных так, что ось, проходящая через центры обеих отверстий перпендикулярна продольной оси кольца и продольной оси растяжки, кроме того, кольцо содержит третье отверстие на боковой стороне, выполненное так, что продольная ось растяжки проходит через середину этого отверстия; каждая ветвь цепи проходит через свое боковое отверстие из первых двух, середина цепи образует петлю, обе ветви которой пропущены через третье отверстие. Кроме того, диаметр первых боковых отверстий элемента крепления растяжки превышает ширину одной ветви цепи, а диаметр третьего отверстия превышает ширину двух ветвей цепи. Кроме того, расстояния от края каждого бокового отверстия до торцевого среза элемента крепления выполнены равными. Кроме того, каждая растяжка выполнена в виде двух жестких стержней, стакана с закрепленной на нем крышкой и чешеобразных круглых элементов с центральными отверстиями, выполненных диаметром, меньше внутреннего диаметра стакана, на одних концах стержней выполнены горизонтальные крепления с отверстиями, оси которых перпендикулярны продольной оси растяжки, на другом конце одного стержня, на его торце, выполнен фланец, диаметр которого превышает диаметр стержня, а плоскость фланца перпендикулярна продольной оси стержня; конец первого стержня соединен с дном стакана по центру дна; второй стержень проходит через отверстие в центре крышки стакана так, что фланец расположен внутри стакана, а на стержне расположены нанизанные на него чашеобразные элементы через отверстия в центрах их дна от внутренней поверхности крышки до фланца, причем, элементы попарно обращены вогнутостями своих чешеобразных поверхностей друг к другу. Кроме того, соединение первого стержня со стаканом выполнено сварным. Кроме того, соединение первого стержня со стаканом выполнено резьбовым. Кроме того, на основании поперечного упора поперек его по ширине параллельно стопору на противоположном относительно стопора конце основания на его верхней поверхности выполнено ребро жесткости. Кроме того, ребро жесткости выполнено штампованным в виде изгиба основания. Кроме того, оно содержит по меньшей мере одну П-образную скобу на каждую растяжку, которая вставляется в звенья цепи насквозь двух параллельных ветвей цепочечной петли. Кроме того, скобу размещают ближе к внешнему концу петли. Кроме того, скоба имеет поворотную полку, соединенную с концом скобы шарниром с возможностью поворота ее на 90 градусов с возможностью соединения свободного конца полки со свободным концом скобы в замкнутый контур. Кроме того, основание широкого поперечного упора имеет облегчающие вырезы. Кроме того, основание широкого поперечного упора выполнено сетчатым.
Технический результат заключается в том, что значительно повышается надежность крепления ТС и безопасность их перевозки за счет специальных предложенных авторами введенных дополнительных элементов, выполненных предложенным образом и в соответствии с этим взаимодействующими с элементами прототипа, позволяющих эффективно защитить элементы крепления растяжек от деформаций под действием постоянно возникающих динамических нагрузок за счет предложенных дополнительных элементов, позволяющих так перераспределять динамические нагрузки, в том числе, импульсные ударные, с цепочечных петель на растяжки и обратно и с растяжек на продольные упоры и обратно, что позволяет предотвратить смятие элементов крепления растяжек, а также осуществить полноценную активную работу упоров при ударных и инерционных нагрузках без использования тормозов перевозимых ТС. Это дает возможность в значительной мере повысить надежность и безопасность перевозок транспортной техники, особенно, неисправной, либо уязвимой к ударным и инерционным нагрузкам, например, военной с боекомплектом и исключить возможные катастрофы.
Оптимизация степени закрепления ТС и надежности с помощью предложенного устройства позволяет повысить сохранность покрытий платформ за счет повышения сохранности самих устройств крепления и повышения надежности их установки, что способствует увеличению их многооборотности, снижения вероятности перезакрепления, а также за счет исключения катастрофических деформирующих покрытие смещений ТС во время движения.
Технический результат достигается также тем, что упрощается закрепление цепей на концах растяжек, а также значительно снижается вероятность необходимости перезакрепления ТС, что в совокупности сокращает время, необходимое на фиксацию ТС на платформах и улучшает эксплуатационные характеристики устройства.
Устройство позволяет расширить функциональные возможности и увеличить универсальность, поскольку предотвращает деформации, поломку и разрыв растяжек при инерционных, ударных и разнонаправленных комбинированных нагрузках, что позволяет размещать перевозимые ТС не только на отдельных платформах, но и на всем составе в целом, так как дает возможность размещать ТС независимо от сцепов, в том числе, если требуется, то и над ними. Все это позволяет увеличить количество перевозимых ТС на одном составе без потери надежности перевозки и даже с увеличением ее. Повышение гибкости, растяжимости и надежности креплений и возможность относительно простого регулирования степени демпфирования, предложенные в устройстве, позволяют гибко варьировать и точно подбирать степень перераспределения нагрузок между упорами и растяжками, что обеспечивает достаточно простую индивидуальную подстройку оптимальности закрепления для любой колесной техники различных классов, весо-габаритных показателей и в любом ее состоянии исправности, что, в свою очередь, расширяет функциональные возможности и повышает универсальность креплений. Это все позволяет повысить безопасность закрепления ТС различных классов в процессе перевозки, и сократить затраты на рассчитываемые при перевозке риски, расширить допустимые диапазоны скоростей и ускорений, а также повысить надежность при движении по сложным маршрутам, что позволяет упростить и снизить требования к управлению составом.
Указанные признаки полезной модели, таким образом, позволяют за счет предложенных дополнительно введенных элементов и связей между ними в совокупности, то есть в сочетании признаков, в том числе, отображенных в зависимых пунктах формулы полезной модели, которые не следует воспринимать отдельно от тех пунктов, на которые ссылаются данные зависимые пункты, обеспечить достижение технического результата, поскольку эффект от введения в первом независимом пункте формулы полезной модели отличительных признаков и их свойств, а для дополнительных признаков - только в совокупности с пунктами ссылок и независимым пунктом, отображающие элементы, соединенные предложенным образом и во взаимодействии их с ограничительными признаками, значительно превышает простую сумму эффективности дополнительных признаков, в связи с чем, отличительные признаки предложенной полезной модели можно считать удовлетворяющими критерию существенности отличий.
На фиг.1 изображена схема размещения закрепленных транспортных средств (ТС) на двух смежных платформах железнодорожного состава. Фиг.1А, В - варианты расположения растяжек при размещении ТС на платформах, фиг.1Б - вариант размещения ТС над сцепом.
На фиг.2, 3 изображен вид сбоку и сзади на закрепленное на платформе ТС с растяжками, закрепленными под тупыми углами относительно ТС.
На фиг.4 изображен аксонометрический вид растяжки.
На фиг.5 изображен вид сбоку верхнего элемента крепления растяжки.
На фиг.6 изображен аксонометрический вид верхнего элемента крепления растяжки с пропущенной через него цепью, показанной условной линией.
На фиг.7 показан отрезок цепи.
На фиг.8 изображен аксонометрический вид нижнего элемента крепления растяжки с пропущенной через него цепью, показанной условной линией и отрезками ветвей цепи.
На фиг.9 показана схема конструкции скобы с поворотной полкой.
На фиг.10 показана развертка элемента крепления растяжки.
На фиг.11 изображен продольный разрез корпуса растяжки.
На фиг.12 изображен аксонометрический вид поперечного упора.
На фиг.13-14 изображены аксонометрические виды поперечного упора с широким основанием.
Универсальное многооборотное крепление колесной транспортной и специализированной техники на железнодорожных платформах с защитой от ударных и инерционных нагрузок (фиг.1-13) содержит поперечные 4 и продольные 5 (фиг.1-3) упоры снабженные заостренными элементами 7 и 8 соответственно, расположенными на нижних поверхностях оснований, обращаемых к полу 9 платформы 1 при их закреплении; устройство содержит также варьируемое при необходимости количество растяжек 10, каждая из которых закрепляется одним отрезком цепи 11, зацепляемой за силовые элементы перевозимого транспортного средства 2 и платформы 1, и верхний 12 и нижний 13 элементы крепления каждой растяжки 10; элементы крепления 12 и 13 каждой растяжки 10 выполнены в виде колец (фиг.5-7), приваренных к концам ее стержней 36, 37 перпендикулярно боковым поверхностям колец, каждое из которых содержит сквозные боковые отверстия 15 и 16 в верхнем элементе крепления и 21, 22 - в нижнем, а также по одному аксиальному отверстию 17, 24 соответственно, расположенному на продольной оси растяжки 10, плоскость отверстий перпендикулярна ей; кольцо верхнего элемента крепления 12 содержит две сквозные прорези 27, 28, расположенные на боковых поверхностях кольца 12 в направлении продольной оси растяжки 10, один конец каждой прорези соединен с боковыми отверстиями 15, 16 соответственно; кольцо нижнего элемента крепления 13 содержит две сквозные прорези 29, 30, расположенные на боковых поверхностях кольца 13 в направлении продольной оси растяжки 10, один конец каждой прорези соединен с боковыми отверстиями 21, 22 соответственно; ширина каждого кольца минимальна в месте соединения стержня растяжки 10 с кольцом, диаметр боковых отверстий 15, 16, 21, 22 одинаков выполнен таким, чтобы через них проходила цепь 11, диаметр аксиальных отверстий 17 и 24 также одинаков и выполнен таким, чтобы через эти отверстия проходили две ветви цепи одновременно; кольца креплений 12 и 13 выполнены переменной ширины так, что расстояния по ширине кольца от краев всех отверстий равны при одинаковой толщине развертки кольца (фиг.10). Один из стержней 36 растяжки 10 оканчивается фланцем 38 (фиг.11) и помещен в корпус 39, который выполнен в виде закрытого стакана дно которого соединено в центре со вторым стержнем 37 растяжки 10 резьбовым или сварным соединением, на стержень 36 внутри стакана 39 нанизаны чешеобразные элементы 40, сгруппированные в пары, причем, каждый элемент 40 в паре обращен широкой стороной к широкой стороне другого элемента 40. Поперечный упор 4 содержит основание 41 (фиг.12-13) выполненное в виде прямоугольной пластины с нижней стороны которой расположены заостренные элементы 7, а на другой верхней ее поверхности перпендикулярно к ней расположен стопор 42 вдоль одной из малых сторон основания (фиг.12) обычного поперечного упора для закрепления ТС на платформах, или вдоль одной из больших сторон основания поперечного упора с увеличенной (относительно первого поперечного упора) шириной (фиг.13-14) для закрепления ТС 2 над сцепами 3 платформ 1 (фиг.1); вдоль противоположной стороны основания 41 относительно стопора 42 расположен выступ 43, выполненный, например, штамповкой в виде изгиба основания 41 или в виде накладки; основание может быть выполнено сплошным или с облегчающими вырезами, или сетчатым, в особенности у поперечных упоров увеличенной ширины для закрепления ТС над сцепами платформ; стопор 42 может быть соединен с основанием поперечными ребрами, выполненными в виде треугольников, расположенных перпендикулярно основанию 41; также основание 41 поперечного упора на верхней поверхности содержит накладки 45 в виде прямоугольных полос, расположенных параллельно друг другу и сторонам основания, перпендикулярным стопору, накладки 45 расположены так, чтобы закрывать и усиливать, тем самым, места крепления заостренных элементов 7.
Универсальное многооборотное крепление колесной транспортной и специализированной техники на железнодорожных платформах с защитой от ударных и инерционных нагрузок (фиг.1-13) работает следующим образом.
На платформе 1 размещают согласно штатной инструкции по транспортированию железнодорожным (ж/д) транспортом одно или несколько (последовательно по одному) транспортных средств 2 (ТС), подлежащих транспортировке, или другой специализированной колесной техники (колесные тракторы, комбайны, экскаваторы, погрузчики, манипуляторы, роботы, трейлеры, военная техника и т.д.). Это осуществляют путем установки их продольными осями вдоль продольных осей платформы в количестве на одной платформе 1 в зависимости от габаритов ТС 2. По мере необходимости ТС 2 могут устанавливаться над сцепами 3 платформ 1 так, что одна часть одной единицы ТС устанавливается на одной платформе, а другая часть - на смежной с ней. Таким образом, экономится место размещения ТС, и на одном и том же количестве платформ можно установить больше ТС. Далее обычным путем производят установку и закрепление поперечных 4 и продольных 5 (фиг.1) упоров у покрышек 6 каждой единицы ТС 2, например, путем вдавливания заостренных элементов 7 и 8 соответственно упоров 4 и 5 в деревянный настил пола 9 (фиг.2) стандартной платформы 1. После закрепления упоров 4 и 5 производят закрепление растяжек 10, входящих в комплект устройства. Количество и расположение растяжек может варьироваться по необходимости в зависимости от массо-габаритных показателей конкретного каждого ТС и его конструкции (фиг.1). Растяжки 10 могут располагаться под острыми углами к закрепляемому ТС (фиг.1А, Б) или под тупыми (фиг.1В). Для закрепления растяжек 10 используют цепи 11 по одному отрезку цепи на оба элемента крепления растяжек 10 - верхнего 12 и нижнего - 13. Вначале обычно производят зацепление отрезка цепи 11 за бампер, буксировочные элементы или другие силовые элементы крепления закрепляемого ТС 2, после чего цепь 11 пропускают в отверстия верхних креплений 12 растяжек 10, затем - в отверстия нижних креплений 13, после чего зацепляют за крепежные элементы платформы 1, например, стоечные скобы.
При перевозке ТС 2 постоянно с неизбежностью возникают комбинированные продольно-поперечные, а также диагональные и опрокидывающие смещения ТС за счет инерционных и ударных нагрузок, возникающих при при действии продольных ускорений при изменениях скорости состава, подпрыгивании на стыках, неровностях рельефа местности, поворотах и т.д. и передающихся через крепления на ТС, которые испытывают при этом существенные перегрузки. Кроме того, за счет того, что существуют зазоры между элементами креплений и колесами 6, которые невозможно закрепить абсолютно точно, или за счет амортизации гибкими частями шин колес 6, продавливающихся под действием перечисленных инерционных и ударных сил, также может происходить отрыв и деформация упоров 4 и 5 от пола 9 платформы 1 (фиг.1, 2), при этом с большой вероятностью происходит разрушение крепящих элементов 4, 5. При дополнительном закреплении ТС 2 растяжками 10, соединенных с ТС 2 и крепежными скобами платформы 1, например, цепями 11, при описанных нагрузках с большой вероятностью может происходить деформация элементов крепления 12, 13 цепей 11 к растяжкам 10, в результате чего возможна поломка растяжек 10, отрыв цепей 11 крепления, расшатывание и сброс ТС с платформ, а следовательно, катастрофические последствия. Причиной этого является нерациональное распределение сил в зоне крепления растяжек 10 к цепям 11, определяемое конфигурацией закрепления цепей в элементах 12 и 13 крепления их к растяжкам 10.
Для этого первый конец 14 цепи 11 (фиг.6) пропускают через первое боковое отверстие 15 верхнего трубчатого элемента крепления 11 растяжки 10, далее выводится наружу через торец трубчатого трубчатого элемента крепления 11 и снова вводится внутрь элемента 11 через второе боковое отверстие 16. После этого этот конец цепи 14 пропускают через аксиальное отверстие 17 наружу, располагая первую ветвь 18 цепи 11 параллельно продольной оси растяжки 10 и образуя из нее петлю 19, которую зацепляют за силовые элементы крепления ТС 2. Далее конец 14 цепи 11 пропускают через аксиальное отверстие 17 внутрь верхнего элемента 12 крепления растяжки 10, при этом образуется вторая ветвь 20 цепи 11, которая вместе с первой занимают положение, параллельное продольной оси растяжки 10 при натяжении цепи 11. Затем конец 14 цепи 11 протягивают вниз до нижнего элемента 13 крепления растяжки 10 и производят те же манипуляции, пропуская цепь через боковые отверстия 21 и 22 (фиг.8) нижнего крепления 13 и образуют цепочечную петлю 23, которую пропускают через аксиальное отверстие 24 нижнего элемента 13 и зацепляют за крепления платформы 1, например за их стоечные скобы. При натяжении цепи 11 происходит сжатие цепочечных петель 19 и 23 вплоть до продольного соприкосновения их ветвей, соответственно, 18, 20 и 25, 26. Благодаря этому при натяжении цепи 11 и растяжки 10 практически не возникает составляющих сил, отклоняющихся от продольных осей ветвей 18, 20, 25, 26 цепи 11, что не приводит к деформации элементов креплений 12 и 13, неизбежно происходящих при любой другой конфигурации закрепления цепей. Кроме того, при натяжении цепи 11 ветви ее, проходящие через боковые отверстия 15, 16 верхнего элемента 12 и боковые отверстия 21, 22 нижнего элемента 13, перемещаются в щелевые вырезы 27-30, и в натянутом положении цепи 11 в них автоматически фиксируются, что значительно упрощает закрепление растяжек 10 и процесс закрепления ТС в целом. Для повышения надежности сжатия ветвей 18, 20 и 25, 26 цепочечных петель 19 и 23 на всем протяжении ветвей, особенно ближе к месту зацепления их за силовые элементы ТС и платформы, может использоваться скоба 31 (фиг.9). С этой целью скобу 31 продевают свободными концами 32, 33 через звенья обоих ветвей 18 и 20 или 25 и 26 в непосредственной близости от места зацепления петли за силовые элементы ТС и/или платформы. Для надежности удержания скобы 31 она может иметь поворотную в шарнире 34 на одном конце 33 скобы полку 35, которую распрямляют перед продеванием сквозь цепочечные звенья (фиг.8, 9) до совпадения ее продольной оси с концом скобы 33, на котором установлен шарнир 34. После продевания скобы 31 через соответствующие звенья цепи 11, полку 35 поворачивают в шарнире на угол 90 градусов до замыкания скобы 31 в замкнутый контур. При необходимости свободный конец полки 35 может скрепляться со свободным концом 32 скобы контровкой, штифтом, или болтом с гайкой. Это позволяет еще более сблизить две ветви каждой цепочечной петли на всем их протяжении, что с лучшим качеством гарантировано позволяет направлять растягивающие усилия вдоль ветвей цепи по направлениям, наиболее близким к продольным осям растяжек, что, в свою очередь, предохраняет элементы крепления растяжек от деформаций и поломок.
3
1
2
Благодаря такому выполнению устройства, позволяющему реализовать цели полезной модели, элементы крепления растяжек могут быть облегчены (фиг.10), что снижает общую массу устройства и улучшает, тем самым, его эксплуатационные характеристики. Ввиду предложенного перераспределения сил, благодаря дополнительно введенным элементам, выполненным и соединенным предложенным образом, возможно выполнение креплений 12 и 13 переменной ширины с соблюдением условий соотношения площадей S≤S (S) или линейного размера ширины соответствующих участков при одинаковой толщине листа заготовки крепления 12 (13). Выполнение этого соотношения позволяет выполнить крепление 12 (13) переменным по ширине (фиг.10), что облегчает вес растяжки и улучшает эксплуатационные характеристики устройства.
При действии ударных и инерционных нагрузок усилия с платформы через силовые элементы крепления (стоечные скобы) передаются через цепи 11 креплений на растяжки 10. В результате их небольшой регулируемой растяжимости часть этих усилий до тех пор, пока полного растяжения растяжек не произошло, воспринимают упоры 4, 5. После полного натяжения растяжек 10 усилия начинают восприниматься системой растяжек 10, в связи с чем, происходит оптимальное распределение нагрузок между растяжками 10 и упорами, причем, и те и другие воспринимают не полную нагрузку, а части ее, поделенные между ними. Это снижает абсолютные величины нагрузок на каждый элемент закрепления, что защищает его от поломок и деформаций, а также дает возможность снизить весо-габаритные и прочностные показатели элементов крепления, а, следовательно, улучшить эксплуатационные характеристики. При натяжении цепей 11 при закреплении ТС, растягивающие усилия передаются на стержни 36, 37 (фиг.11) растяжек 10, при этом первый стержень 36, оканчивающийся штоком 38, перемещается вовне из корпуса 39 растяжки 10. Натяжение цепей 11 производят до соприкосновения пар элементов 40 между собой. В процессе перевозки ТС, стержень 36 может перемещаться только под действием инерционных и/или ударных нагрузок, сжимая чашеобразные элементы 40 в сторону уменьшения их чашеобразности, то есть уплощения, что дает возможность упруго демпфировать инерционные и ударные нагрузки. В отличие от известных устройств натяжение растяжек происходит не до конца, а с возможностью их дальнейшего растяжения при возникновении инерционной или ударной нагрузки и сжатия после прекращения ее действия, то есть растяжки постоянно находятся в активном полунагруженном состоянии с определенным количеством запасенной энергии упругих элементов.
При закреплении ТС над сцепом 3 между двух платформ 1, что может осуществляться с целью экономии места при перевозке ТС, закрепление одновременно поперечными 4 и продольными упорами 5 производят только по одну сторону от сцепа 3 (фиг.1Б) - с той стороны ТС, к которой смещен его центр тяжести. Таким образом, жестко фиксируется только половина ТС на одной платформе 1. Чтобы обеспечить возможность смещения ТС в небольших пределах в заданных направлениях при поворотах состава на другой платформе 1, колеса его фиксируют только от поперечных смещений поперечными упорами 4 с увеличенной шириной основания 41 и соответственно увеличенными стопорами 42 (фиг.12). Ширина таких упоров 4 должна быть такой, чтобы обеспечить перекатывание колес 6 ТС в пределах ширины упоров 4 при любых поворотах железнодорожного состава. Ребро жесткости 43 основания 41 поперечного упора 4 позволяет защитить основание от прогибания при таком перекатывании колес ТС по нему, а ребра 44 между основанием 41 и стопором 42 дают возможность исключить проскальзывание колес 6.
Преимуществами предлагаемого универсального многооборотного крепления колесной транспортной и специализированной техники на железнодорожных платформах с защитой от ударных и инерционных нагрузок по сравнению с известными способами, в том числе, прототипом, являются:
- повышенная надежность закрепления ТС и, соответственно, более высокая степень безопасности транспортировки за счет осуществления возможности защиты от постоянно и неизбежно возникающих динамических инерционных и ударных нагрузок в процессе перевозки, деформирующих и разрушающих упоры и элементы крепления растяжек, благодаря дополнительно введенным предложенным элементам и взаимодействием их с элементами устройства-прототипа предложенным образом;
- повышенная безопасность перевозок и снижение вероятности катастроф за счет более рационального распределения нагрузок между упорами и растяжками с возможностью его регулирования и оптимизации этого, благодаря значительному повышению защиты элементов крепления растяжек от деформации;
- возможность динамического перераспределения нагрузок с упоров на растяжки и обратно при изменении величин и направления нагрузок за счет демпфируемости растяжечных соединений, что позволяет в автоматическом режиме разгружать упоры и растяжки в зависимости от мгновенного действия сил на платформу и ТС, что, в свою очередь, дает возможность повысить оборотность креплений, надежность крепления ТС и безопасность перевозок;
- широкие функциональные возможности и повышенная универсальность за счет введения дополнительных элементов и связей между ними, взаимодействующих предложенным образом с элементами и связями прототипа и позволяющих значительно расширить диапазон высоконадежного транспортирования на стандартных ж/д платформах любых колесных ТС самых различных классов, широкого диапазона весо-габаритных и типоразмерных показателей с любым числом колесных пар, типоразмерами колес, различными размерами колеи и посадки, а также специализированной техники (колесные тракторы, комбайны, экскаваторы, погрузчики, манипуляторы, роботы, военная техника и тд.) за счет повышения защищености растяжек и элементов их крепления от деформаций и поломок;
- простотой и малым временем закрепления, что обеспечивается наличием одной общей цепи для обоих элементов креплений растяжки и упрощенным креплением цепи в элементах растяжки, а также меньшей допустимой точностью установки упоров ввиду наличия разгружающих дополнительных демпфирующих растяжек;
- высокой универсальностью ввиду возможности более широкого варьирования количества и мест закрепления растяжек и упоров по причине повышенной защищенности растяжек от деформаций и разрушения и легкой подстройки их под конкретные виды и индивидуальные особенности закрепляемой техники, состояние изношенности платформы, состояние закрепляющих упоров и т.д.;
- снижение себестоимости устройства, упрощение и снижение стоимости технологического процесса поскольку ввиду введения дополнительных креплений снижаются требования к прочности элементов упора, что позволяет использовать более дешевые и легче обрабатываемые материалы, а также позволяет снизить вес поперечных и продольных упоров.
- повышенным сроком службы, то есть повышенной степенью оборотности упоров устройства поскольку растяжки с защитой от деформаций позволяют избежать поломки их при различных колебаниях ТС во время транспортирования, а также за счет гибкого перераспределения ударных и инерционных нагрузок с упоров на растяжки и обратно;
Использованные источники
1. патент US 20110250033 A1, B60P 7/06, B65D 63/02, 13.10.2011.
2. патент РФ №2399518, B60P 3/077, 25.08.2009.