УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ КОНТЕЙНЕРОВ

Полезная модель относится к вагоностроению, а именно, к оборудованию для железнодорожных платформ для перевозки контейнеров и грузов.
Известны применяемые для платформ железных дорог колеи 1520 мм литые фитинговые упоры 31887-НСБ, 31887-Н-01СБ, 31884-Н-01, 31896-НСБ (Каталог изготавливаемой продукции ООО «Трансвагонмаш», 2008 г.), представляющие собой штыревую опору с плитой-основанием. В соответствии с типовой методикой испытаний вагонов-платформ для перевозки крупнотоннажных контейнеров оценка срока службы фитингового упора проводится по результатам ресурсных стендовых испытаний путем сравнения накопленного при испытаниях усталостного повреждения с усталостным повреждением, эквивалентным расчетному назначенному ресурсу.
Недостатком известных фитинговых упоров является их малый срок службы - в среднем 3 года, ограниченный в соответствии с результатами ресурсных испытаний.
Известен упор фитинговый поворотный (патент республики Казахстан на изобретение №26448, МПК B60P7/00, B60P07/13 от 30.11.2012), состоящий из плиты основания с призматическим упором, имеющим в плане форму прямоугольника, при этом сверху и снизу на плите основания имеются подвижные призматические упоры, имеющие возможность поворота вокруг оси перпендикулярной поверхности плиты.
Достоинством известного упора фитингового поворотного является возможность крепления контейнера от опрокидывания во время транспортировки на железнодорожной платформе.
Недостатками указанного упора фитингового являются высокая металлоемкость конструкции, наличие подвижных частей крепежного механизма, что вызывает риск заклинивания при установке и снятии контейнера на железнодорожной платформе, а также возможность деформации во время эксплуатации, что значительно снижает их срок службы.
Известно устройство для крепления грузов на платформе (патент РФ на изобретение №2259290, МПК B61D 3/18, B61D 3/20 от 10.11.2003), содержащее основание, шарнирно смонтированное на раме транспортного средства, стоечные конструкции с вертикальными стойками, гибкую связь для фиксации груза, опорные пластины.
Недостатками этого устройства является то, что упор изготавливают из толстолистового металла с применением огневой резки и сварки, поэтому он имеет низкую точность и повышенный расход материала, кроме этого, способ сборки устройства и применяемые материалы не способствуют повышению прочностных характеристик.
Также известен фитинговый упор для крупнотоннажных контейнеров (патент РФ на полезную модель № 71308, МПК B61D 3/18, B61Р 7/13 от 10.03.2008), принятый в качестве прототипа, содержащий штыревую опору, основание, поворотные плиты для установки контейнеров, при этом поворотные плиты и основание выполнены методом точного литья совместно со штыревой опорой для взаимодействия с фитингом контейнера.
Недостатками известного фитингового упора является повышенная концентрация напряжений в зоне перехода штыревой опоры к основанию, обусловленная применяемыми методами точного литья, а также малая площадь контакта штыревой опоры и основания. Указанные недостатки отрицательно влияют на прочность конструкции, и, как следствие, на продолжительность срока службы фитинговых упоров.
Решаемой технической проблемой является недостаточно высокие прочностные характеристики откидных фитинговых упоров и, как следствие, их малый срок службы.
Технический результат заключается в повышении прочностных характеристик откидных фитинговых упоров, повышении их износостойкости и продлении срока службы.
Указанный технический результат достигается путем увеличения взаимодействующей площади контакта штыревой опоры и упорной плиты, что позволяет равномерно распределять нагрузку от фитинга контейнера на штыревую опору и упорную плиту, которая противодействует этой нагрузке, тем самым уменьшая износ поверхности штыревой опоры.
Исходя из площади контакта штыревой опоры и нижней плиты, где находятся зоны распределения нагрузок от фитинга контейнера на штыревую опору, выбраны геометрические параметры устройства, обеспечивающие повышение прочностных характеристик, а именно: выполнение штыревой опоры в виде профильного стержневого элемента со скругленной вершиной и плоскими боковыми гранями, толщиной h из диапазона от 40 до 60 мм и шириной, составляющей от 1h до 1.9h, при этом упорная плита выполняется толщиной от 0,2R до 3R.
Максимальные значения диапазонов толщины и ширины штыревой опоры обусловлены размерами и допусками гнезд фитингов в соответствии с  ГОСТ Р 51891-2002, минимальные значения диапазонов толщины и ширины штыревой опоры обусловлены обеспечением соответствия прочности конструкции типовой методике испытаний вагонов-платформ для перевозки крупнотоннажных контейнеров в части оценки соответствия результатов ресурсных испытаний усталостного повреждения, а также обеспечением надежности при восприятии эксплуатационных нагрузок от фитингов по ГОСТ Р 51891-2002.
Максимальные и минимальные значения упорной плиты образуют величину площади контакта штыревой опоры и упорной плиты, обеспечивающую распределение эксплуатационных нагрузок от фитинга контейнера на штыревую опору таким образом, что максимальные возникающие напряжения удовлетворяют требованиям ГОСТ Р 51891-2002, методики испытаний вагонов-платформ для перевозки крупнотоннажных контейнеров, а также «Норм расчета и проектирования грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм».
Основание штыревой опоры имеет цилиндрическую форму диаметром F в диапазоне от 50 мм до 250 мм с допуском круглости 45-55 мм, а высота G цилиндрического основания штыревой опоры находится в диапазоне от 15 мм до 80 мм. Габариты обусловлены требованиями к прочности с учетом прикладываемой к элементам конструкции нагрузки (в том числе, ударной от фитингов контейнера) по ГОСТ Р 51891-2002. Минимальные значения диапазонов конструктивных параметров основания штыревой опоры обусловлены обеспечением соответствия прочности конструкции типовой методикой испытаний вагонов-платформ для перевозки крупнотоннажных контейнеров, а также ГОСТ Р 51891-2002. Выход из указанного диапазона в меньшую сторону может привести к разрушению конструкции и падению контейнера с вагона, а превышение указанного диапазона - к необоснованному увеличению металлоёмкости.
Нижняя грань цилиндрического основания штыревой опоры имеет фаску для исключения зацепления при переведении устройства из нерабочего в рабочее положение, и наоборот.
Штыревые опоры установлены посредством сварки в плите-основании с вылетом относительно поверхности плиты-основания на расстояние R, составляющее от 20 до 40 мм. Вылет штыревой опоры относительно поверхности плиты-основания обусловлен необходимостью создания плоской поверхности платформы при опускании устройства для крепления контейнеров в нерабочее состояние, при котором нижняя часть штыревой опоры выходит за пределы рамы платформы, в связи с тем, что платформа также предназначена для перевозки колесной техники, плоских грузов и тому подобного.
Вышеуказанные параметры оказывают влияние на ключевой фактор надежности работы устройства – на площадь контакта штыревой опоры и упорной плиты, так как увеличение площади контакта штыревой опоры и упорной плиты обеспечивает более благоприятное распределение нагрузок от фитинга контейнера на штыревую опору.
Кроме того, улучшение прочностных характеристик конструкции устройства для крепления контейнеров достигается за счёт того, что сварочный шов между штыревой опорой и плитой-основанием находится за пределами зоны удара контейнера по штыревой опоре напряжения в узле, нагрузки распределяются более равномерно, и не концентрируются на сварном шве.
Таким образом достигается технический результат, заключающийся в повышении прочностных характеристик откидных фитинговых упоров и продление их срока службы при перевозке тяжеловесных контейнеров.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом.
На фигуре 1 показан общий вид штыревой опоры устройства для крепления контейнеров, на фигуре 2 показана штыревая опора в сборе с плитой основанием, на фигуре 3 показан общий вид устройства для крепления контейнеров, на фигуре 4 показана нижняя плита устройства, на фигуре 5 показана аксонометрия устройства, на фигуре 6 показано сечение А-А фигуры 3.
Устройство для крепления контейнеров состоит из штыревой опоры 1 (фиг.1) в виде профильного стержневого элемента с основанием 1.2, скругленной вершиной, плоскими боковыми гранями, толщиной h, составляющей от 40 до 60 мм и шириной от 1h до 1.9h, выступающей в нижней части из плиты-основания 2 (фиг. 2) на величину R, составляющую от 20 до 40 мм, оси 6, упорной плиты 3 толщиной от 0,2R до 3R, проушин 4 (фиг 3), трубки 5, нижней плиты 8 и элементов фиксации 7. Основание 1.2 штыревой опоры 1 имеет цилиндрическую форму диаметром F в диапазоне от 50 мм до 250 мм с допуском круглости 45-55 мм и высотой G цилиндрического основания штыревой опоры, находящейся в диапазоне от 15 мм до 80 мм. Нижняя грань цилиндрической части основания 1.2 может иметь сопряжение.
В частном случае исполнения имеются продольные и поперечные ограничительные элементы 9 и 10, а плита-основание 2, штыревая опора 1 и трубка 5 соединены посредством сварных швов, образуя верхнюю часть устройства. Упорная плита 3 соединена посредством сварки с проушинами 4, образуя элемент сборки, который соединяется посредством сварного шва с нижней плитой 8, образуя нижнюю часть устройства. В нижней плите 8 предусмотрены отверстия 11 для отвода влаги и для исключения скопления мусора.
Верхняя часть устройства, состоящая из плиты-основания 2, штыревой опоры 1 и трубки 5, шарнирно соединяется с нижней частью устройства, состоящей из плиты упорной 3, проушин 4, нижней плиты 8 таким образом, что верхняя часть устройства подвижна относительно нижней части устройства.
В собранном виде устройство для крепления контейнеров монтируют в четном количестве от 4 шт. и более на вагон путем приварки нижней плиты 8 к элементам вагона при соблюдении необходимых расстояний между устройствами по диагоналям.
Устройство для крепления контейнеров находится в рабочем положении (фиг. 5а), когда штыревая опора 1 с плитой-основанием 2 лежит на опорной плите 3, жестко связанной с нижней плитой 8, и штыревая опора 1 скругленной вершиной направлена вверх. Устройство для крепления контейнеров находится в нерабочем положении (фиг. 5б) когда штыревая опора 1 с плитой-основанием 2 перевернута, и штыревая опора 1 скругленной вершиной направлена вниз. Поворот плиты-основания 2 со штыревой опорой 1 из рабочего положения в нерабочее осуществляют посредством шарнирного соединения, включающего проушины 4, трубки 5, ось 6 и элементы фиксации 7.
Устройство для крепления контейнеров в рабочем положении (фиг. 5а) предназначено для перевозки контейнеров, а в нерабочем (фиг. 5б) - для перевозки колесной техники, плоских грузов и тому подобного.
Ударная нагрузка, передаваемая от фитинга контейнера на штыревую опору 1, компенсируется фиксацией штыревой опоры 1 в упорной плите 3 и перераспределением сил, действующих на внутренние стенки сквозного отверстия 11, выполненного в упорной плите 3 (фиг. 6).