Рама железнодорожного транспортного средства

Предложенное техническое решение относится к конструкциям рам железнодорожных грузовых вагонов, а более конкретно, к узлам соединения шкворневых балок с хребтовой балкой.
Из уровня техники известно техническое решение, раскрытое в SU 1315202, B61F 1/02, опубл. 07.06.1987, и содержащее хребтовую балку, соединённые с ней шкворневые и концевые балки.
Технической проблемой данного устройства является низкая прочность узла соединения шкворневых балок с хребтовой балкой.
Технический результат заключается в повышении прочности узла соединения шкворневых балок с хребтовой балкой.
Технический результат достигается за счёт того, что рама железнодорожного транспортного средства содержит хребтовую балку, включающую в себя боковые стенки, соединённые с ней концевые балки и шкворневые балки, включающие в себя боковые стенки, нижние и верхние полки, причём в проёмах между концевыми балками и шкворневыми балками нижние и верхние полки шкворневых балок выполнены с угловыми выступами-полками, под которыми под углом к продольной оси рамы жёстко закреплены внешние рёбра жёсткости, состыкованные одними своими концами с наружными поверхностями боковых стенок шкворневых балок и другими концами – с наружными поверхностями боковых стенок хребтовой балки, внутри шкворневых балок между их боковыми стенками также под углом к продольной оси рамы закреплены дополнительные внутренние рёбра жёсткости, при этом один из концов дополнительных внутренних рёбер жёсткости соединён с внутренними поверхностями боковых стенок шкворневых балок оппозитно месту соединения внешнего ребра жёсткости с боковой стенкой шкворневой балки.
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что в промежутках между концевыми балками и шкворневыми балками над углами соединения каждой шкворневой балки с хребтовой балкой нижние и верхние листы шкворневых балок выполнены с угловыми выступами-полками, между которыми под углом к продольной оси рамы транспортного средства жёстко закреплены внешние рёбра жёсткости, состыкованные одними своими концами с наружными поверхностями боковых стенок шкворневой балки и другими концами – с наружными поверхностями боковых стенок хребтовой балки, внутри шкворневых балок между их боковыми стенками также под углом к продольной оси рамы транспортного средства закреплены дополнительные внутренние рёбра жёсткости, при этом один из концов дополнительных внутренних рёбер жёсткости соединён с внутренней поверхностью боковой стенки шкворневой балки оппозитно месту соединения внешнего ребра балки со шкворневыми балками. Данные жёсткости отличительные признаки дают основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели – «новизна».
Предлагаемая полезная модель проиллюстрирована чертежами, где:
на фиг 1 представлен грузовой вагон, общий вид,
на фиг. 2 - рама грузового вагона, вид сверху,
на фиг. 3 - узел соединения шкворневой балки с хребтовой балкой горизонтальный разрез.
Грузовой вагон 1 (фиг. 1) содержит тележки 2, кузов 3, включающий в себя раму 4.
Рама 4 (фиг. 2) выполнена в виде балочного каркаса и содержит хребтовую балку 5 и поперечные балки: две шкворневые балки 6, две концевые балки 7 и промежуточные балки 8. Шкворневые балки 6, концевые балки 7 и промежуточные балки 8 жёстко соединены с хребтовой балкой 5.
Хребтовая балка 5 (фиг. 3) содержит две боковые вертикальные стенки 9. Каждая шкворневая балка 6 имеет коробчатое сечение и содержит боковые вертикальные стенки 10.
Нижние полки (позицией не показаны) шкворневых балок 6 выполнены с угловыми выступами-полками 14, расположенные в проёмах 13 между шкворневой балкой 6 и ближайшей к ней концевой балкой 7. Верхние полки шкворневых балок 6 выполнены с угловыми выступами-полками 15, расположенные в проёмах 13 между шкворневой балкой 6 и ближайшей к ней концевой балкой 7. Между упомянутыми угловыми выступами-полками 14, 15 под углом к продольной оси рамы 4 жёстко закреплены внешние рёбра 12 жёсткости.
Внешние рёбра жёсткости 12 состыкованы одними своими концами с наружными поверхностями боковых стенок 10 шкворневых балок 6, другими своими концами – с наружными поверхностями боковых стенок 9 хребтовой балки 5.
Внутри шкворневых балок 6 между их боковыми стенками 10 также под углом к продольной оси рамы 4 транспортного средства закреплены дополнительные внутренние рёбра 11 жёсткости.
Один из концов дополнительных внутренних рёбер 11 жёсткости соединён с внутренней поверхностью боковой стенки 10 шкворневой балки 6 оппозитно месту соединения внешнего ребра 12 жёсткости со стенкой 10 шкворневой балки 6, образуя жёсткий узел соединения хребтовой балки со шкворневыми балками.
Использование внутренних и наружных рёбер 11, 12 жёсткости позволило уменьшить катеты сварных швов за счёт исключения необходимости в увеличении толщины верхних и нижних полок и боковых стенок 10 шкворневой балки 6. Это позволило увеличить прочность конструкции рамы 4 грузового вагона 1.
Усиливающие угловые выступы-полки 14, 15 расположены над/под местами соединения шкворневых балок 6 с хребтовой балкой 5. Рёбра 11, 12 жёсткости передают нагрузки из более нагруженных мест, распределяют нагрузки, снижают уровень напряжений в шкворневом узле, что повышает прочность узла и рамы в целом.
Проведённые расчёты показали, что предложенная конструкция обладает необходимой прочностью и жёсткостью.
Предложенное техническое решение может быть использовано в известных из уровня техники вагонах, в частности грузовых.