РАМА ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Предложенная полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к конструкциям рам грузовых вагонов, и может быть использована в грузовых вагонах.
Из уровня техники известна рама полувагона (Патент России на полезную модель №188496, опубликован 16.04.2019), содержащая хребтовую балку, концевые балки, снабженные усиливающими накладками, причем усиливающие накладки размещены на нижнем листе концевой балки и имеют толщину от 5 до 12 мм.
Недостатком известного технического решения является увеличенная длина вагона по осям автосцепок.
Известна рама вагона-платформы (Патент России на полезную модель №184003, опубликован 11.10.2018), принятая за прототип, содержащая продольную хребтовую балку и закрепленную на ней поперечную концевую балку, причем концевая балка содержит вертикальные листы, выполненные вогнутыми внутрь вагона-платформы в средней части, в месте расположения автосцепного устройства, нижние листы, сопряженные с вертикальными листами, и верхний лист, выполненный вынесенным наружу вагона-платформы за вертикальные листы в средней части.
Недостатком известного технического решения является недостаточная жесткость концевой балки рамы грузового вагона.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая проблеманедостаточной жесткости концевой балки рамы грузового вагона.
Технический результат заключается в повышении жесткости концевой балки рамы грузового вагона при уменьшении длины вагона по осям автосцепок.
Технический результат достигается тем, что рама грузового вагона содержит продольную хребтовую балку и закрепленную на ней поперечную концевую балку, причем концевая балка содержит вертикальный лист, нижний лист, верхний лист, причем верхний лист выполнен изогнутой формы в продольном направлении вагона, причем концевая балка содержит дополнительный вертикальный лист, установленный между верхним и нижним листами и состоящий из двух частей, при этом между верхним и нижним листом установлены ребра жесткости.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что части дополнительного вертикального листа выполнены с вырезами.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что концевая балка содержит четыре ребра жесткости.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что ребра жесткости выполнены с вырезами.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что вертикальный лист выполнен из частей разной толщины.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что нижний лист выполнен изогнутой формы в поперечном направлении вагона.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что верхний лист выполнен с отверстиями.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется фигурами, на которых показано:
Фиг.1 - общий вид рамы грузового вагона (вид сверху), где 1 - хребтовая балка, 2 - концевая балка, 3 - шкворневая балка, 4 - консольная балка.
Фиг.2 - концевая балка (вид спереди), где 5 - вертикальный лист, 7 - верхний лист, 11 - отверстия.
Фиг.3 - концевая балка (вид сзади), где 5 - вертикальный лист, 6 - дополнительный вертикальный лист 6, состоящий из двух частей 6.1 и 6.2, 7 - верхний лист, 8 - нижний лист, 9 - ребра жесткости, 10 - вырезы частей 6.1 и 6.2.
Фиг.4 - концевая балка (вид сверху), где 5 - вертикальный лист, 6.1 и 6.2 - части дополнительного вертикального листа 6, 7 - верхний лист, 9 - ребра жесткости, 11 - отверстия.
Рама грузового вагона (фиг.1) содержит продольную хребтовую балку 1, поперечную концевую балку 2, шкворневую балку 3 и консольную балку 4. Концевая балка 2 (фиг.2, фиг.3, фиг.4) рамы грузового вагона содержит вертикальный лист 5 и дополнительный вертикальный лист 6, установленный между верхним 7 и нижним 8 листами и состоящий из двух частей 6.1 и 6.2, верхний лист 7, выполненный изогнутой формы в продольном направлении вагона, и нижний лист 8. Между верхним листом 7 и нижним листом 8 установлены ребра жесткости 9.
В предпочтительном варианте выполнения полезной модели части 6.1 и 6.2 дополнительного вертикального листа 6 выполнены с вырезами 10. В предпочтительном варианте выполнения полезной модели концевая балка 2 содержит четыре ребра жесткости 9, причем ребра жесткости 9 выполнены с вырезами. В предпочтительном варианте выполнения полезной модели вертикальный лист 5 выполнен из частей разной толщины. В предпочтительном варианте выполнения полезной модели нижний лист 8 выполнен изогнутой формы в поперечном направлении вагона. В предпочтительном варианте выполнения полезной модели верхний лист 7 выполнен с отверстиями 11 для крепления кузова, посредством которых достигается универсальность рамы за счет возможности сделать кузов съемным.
За счет выполнения верхнего листа 7 изогнутой формы в продольном направлении вагона, а именно вогнутым в средней части в сторону хребтовой балки, обеспечивается уменьшение длины вагона по осям автосцепок, при этом жесткость концевой балки 2 повышается, поскольку обеспечивается плавный переход от верхнего листа 7 концевой балки 2 к хребтовой балке 1, в свою очередь нагрузка плавно переходит от крайних частей концевой балки 2 к центру ее соединения с хребтовой балкой 1, тем самым обеспечивается отсутствие концентраторов напряжений. Уменьшение длины вагона по осям автосцепок достигается за счет того, что крайние точки концевой балки 2 расположены дальше, чем средняя точка концевой балки 2 в продольном направлении вагона, что достигается за счет изогнутости верхнего листа 7, и расположения соответствующим образом вертикального листа 5, дополнительного вертикального листа 6 и нижнего листа 8. Крайние точки концевой балки 2 позволяют устанавливать на них кузов (или контейнер) фиксированной длины, в то время как средняя часть концевой балки 2 сдвинута внутрь вагона. В пересечении средней части концевой балки 2 и хребтовой балки 1 располагается передний упор автосцепного устройства, как раз расположение переднего упора автосцепного устройства по длине вагона влияет на длину вагона по осям автосцепок. В свою очередь грузовой поезд из таких вагонов в итоге будет иметь меньшую длину, что обеспечит более эффективную перевозку.
За счет наличия дополнительного вертикального листа 6, установленного между верхним листом 7 и нижним листом 8 и состоящего из двух частей 6.1 и 6.2, повышается прочность и жесткость концевой балки 2, поскольку в таком случае сечение концевой балки 2 выполнено в виде прямоугольного замкнутого профиля, который, в свою очередь, имеет больший момент сопротивления, чем швеллер (при отсутствии дополнительного вертикального листа 6), что подтверждается расчетами момента сопротивления концевой балки 2 с дополнительным вертикальным листом 6 и при его отсутствии. Нагрузка от верхнего листа 7 эффективно воспринимается ребрами жесткости 9 и дополнительным вертикальным листом 6.
За счет наличия между верхним листом 7 и нижним листом 8 ребер жесткости 9 обеспечивается повышение жесткости концевой балки 2. В предпочтительном варианте концевая балка содержит четыре ребра жесткости 9, поскольку при меньшем количестве ребер жесткости 9, жесткость и прочность, соответственно, ниже. Кроме того, ребра жесткости 9 выступают как дополнительные опорные элементы концевой балки 2. Выполнение нижнего листа 8 изогнутой формы в поперечном направлении вагона обеспечивает повышение прочности и жесткости концевой балки 2, по сравнению со ступенчатой формой балки, поскольку в концевой балке 2 при такой форме не возникает концентраторов напряжений.
Выполнение дополнительного вертикального листа 6, состоящего из двух частей 6.1 и. 6.2 с вырезами 10, а также выполнение ребер жесткости 9 с вырезами и выполнение вертикального листа 5 из частей разной толщины обеспечивает снижение материалоемкости концевой балки 2, при сохранении ее достаточной жесткости.
Таким образом, как показано в вышеприведённом описании полезной модели, достигается технический результат, заключающийся в повышении жесткости концевой балки рамы грузового вагона при уменьшении длины вагона по осям автосцепок.
Предложенное техническое решение может быть использовано в известных из уровня техники грузовых вагонах.