ПРОТИВОВЕТРОВОЙ ФИТИНГОВЫЙ УПОР

Полезная модель относится к контейнерным перевозкам на железнодорожном транспорте, а именно, к конструкции устройств для крепления контейнеров на железнодорожных платформах посредством фитинговых упоров.
Предлагаемая полезная модель может быть использована в скоростных железнодорожных вагонах-платформах при скоростях движения до 120 км/ч и выше, а также для других видов специализированного транспорта, например, автомобильного, водного и т.д., требующих наличия средств безопасности при перевозке контейнеров посредством их фиксации.
Известны фитинговые штыревые и поворотные упоры, которые используются на железнодорожных платформах для закрепления на них контейнеров, описанные, например, в SU 1240657 A1, RU 165351 U1. Известные фитинговые поворотные упоры состоят из плиты-основания с жестко закрепленными на ней упорами для взаимодействия с фитингами контейнеров. Штыревые опоры жестко закреплены на плите-основании, которая в рабочем положении располагается на раме штыревыми опорами вверх и фиксируется фигурными планками, закрепляемыми сваркой на боковых балках рамы и взаимодействуют с вырезами в плите-основании. Недостатками таких известных фитинговых упоров является то, что штыревые опоры не имеют жесткой связи с платформой, контейнеры под собственным весом удерживаются на упорах, и при возникновении вертикально воздействующих сил, возникающих, в основном, при соударении платформ или при сильных поперечных ветровых нагрузках, контейнеры подпрыгивают, особенно порожние, и увлекают за собой штыревую опору с шарнирно установленной плитой-основанием, а также теряется контакт контейнера со штыревой опорой, что не обеспечивает надежную фиксацию порожнего контейнера на платформе, и, следовательно, не гарантируется требуемый уровень надежности крепления перевозимого контейнера, о чем свидетельствуют факты опрокидывания контейнеров в неблагоприятных погодных условиях.
В патенте SU 1594024 А1 опрокидывание контейнеров от бокового ветра и подпрыгивания при соударении вагонов предлагают решить поворотом опорной плиты и наклонным расположением упоров к опорной поверхности плиты, однако, при сильных боковых ударах, возникающих на поворотах и значительной скорости поезда, контейнеры самопроизвольно выходят из контакта с упорами, что приводит к их опрокидыванию, также предложенное устройство предполагает ручное управление закреплением контейнеров.
Из патентов RU 2676201 С1 и RU 2647358 С1 известны фитинговые упоры, препятствующие выходу из фитинга упора посредством закрепленного на раме платформы упора и специального стопора, выполненного из цельного круглого прутка, согнутого в виде скобы. Концевые части стопора выполнены разной длины. Короткая концевая часть стопора входит в отверстие фитинга, длинная концевая часть стопора закреплена на боковой части платформы. Общим недостатком данных устройств является то, что фиксация контейнеров требует применения ручного труда (для поворота стопора и закрепления его в нужном положении).
В патентах CN 2823108 Y и US 7883304 В2 рассматриваются фитинговые упоры для фиксации контейнеров на платформе, исключающее ручное управление во время погрузки и разгрузки посредством изготовления упоров специальной конфигурации, позволяющие избежать горизонтальное смещение, опрокидывание в левом и правом направлениях, подъема контейнера вверх при соударениях и вертикальных ветровых нагрузках. Вместе с тем, при одновременной боковой нагрузке на контейнер и наличии вертикальной силы фитинг упора выходит из зацепления, что приводит к опрокидыванию контейнера.
Известен патент на полезную модель - фитинговый упор (RU 175528 от 07.12.2017, МПК B61D 3/18, В60Р 7/13), принятый в качестве прототипа, включающий в себя упор, выполненный с возможностью взаимодействия с фитингом контейнера, и основание, на котором жестко неразъемно закреплен упор, размещенный вертикально вверх относительно горизонтальной плоскости основания. При этом одна пара противоположных сторон упора имеет две вертикальные поверхности, проходящие от горизонтальной плоскости основания и переходящие в две наклонные другу к другу поверхности, объединенные на вершине горизонтальной поверхностью. Одна из двух других противоположных сторон упора имеет вертикально ориентированную плоскую поверхность, сочлененную с основанием, и наклонную плоскую поверхность, проходящую от верхней поверхности упора с возможностью образования выступа при соединении с вертикально ориентированной плоской поверхностью. Другая из указанных противоположных сторон упора имеет вертикально ориентированную плоскую поверхность, проходящую вниз от вершины упора, и наклонную поверхность, проходящую от основания, с возможностью образования с указанной вертикально ориентированной плоской поверхностью углубленного внутрь упора паза. Со стороны углубленного внутрь упора паза выполнено сквозное отверстие для взаимодействия со штырем Г-образной формы, короткий конец которого выполнен с возможностью пропускания через сквозное отверстие, а длинный - с возможностью жесткого закрепления на платформе.
Из патента следует, что конструкция описанного в нем фитингового упора предусматривает возможность снижения вероятности опрокидывания, в том числе пустых контейнеров, в неблагоприятных погодных условиях, особенно при сильных поперечных ветровых нагрузках. Однако вероятность опрокидывания не исключается вследствие применения современных больших скоростей движения составов по железнодорожному пути, сопутствующей вибрации платформ и соударения платформ, и, как следствие, вертикального перемещения самого контейнера относительно фитингового упора при сильном боковом ветре. При всем этом, наличие сквозного отверстия в середине выступа приводит к уменьшению толщины стенок упора и может привести к разрушению верхней части упора от воздействия динамической выталкивающей силы в вертикальном направлении и опрокидыванию контейнера. Тем более, наличие наклонной поверхности до углубленного паза создает выталкивающую силу, что оказывает значительные динамические удары фитингом снизу на штырь, что может привести к разрушению штыря. Также необходимость применения ручного труда при установке и поднятии контейнеров значительно снижает производительность труда и препятствует ускорению формирования контейнерных поездов.
Задачей полезной модели является повышение эксплуатационной безопасности при перевозке контейнеров на платформе за счет повышения надежности крепления, а именно, за счет надежной фиксации контейнеров на фитинговых упорах.
Технический результат обеспечивается за счет того, что противоветровой фитинговый упор для запирания на платформе контейнера, имеющего отверстие в нижней части, включает собственно упор, выполненный с возможностью взаимодействия с упомянутым отверстием контейнера, и основание, на котором жестко неразъемно закреплен штырь упора, размещенный вертикально вверх относительно горизонтальной плоскости основания. При этом одна пара противоположных сторон упора имеет две вертикальные поверхности, одна из двух других противоположных сторон упора имеет вертикально ориентированную плоскую поверхность, сочлененную с основанием упора, и одну наклонную плоскую поверхность, проходящую от верхней поверхности упора, с возможностью образования выступа при соединении с вертикально ориентированной плоской поверхностью посредством дополнительной направляющей наклонной плоской поверхности, переходящей в вертикально ориентированную плоскость. Новым является то, что другая из указанных противоположных сторон упора имеет две вертикально ориентированные плоские поверхности, проходящие вертикально вверх от основания упора. Причем, верхняя вертикально ориентированная плоская поверхность углублена к оси упора и соединена с нижней вертикально ориентированной плоскостью направляющей наклонной плоской поверхностью. Наклонная плоская поверхность проходит от верхней поверхности упора с возможностью образования замка-выступа при соединении с верхней вертикально ориентированной поверхностью. Две вертикальные поверхности одной пары противоположных сторон упора проходят от горизонтальной плоскости основания и объединены на верхней поверхности упора горизонтальной поверхностью. Основание упора и плита-основание выполнены как одно целое посредством литья или в виде отдельных деталей перпендикулярно и жестко неразъемно соединенных посредством сварки.
Такая конструкция предупреждает опрокидывание контейнера в поперечной плоскости из-за ветровых нагрузок при неблагоприятных погодных условиях при движении контейнерных поездов, в т.ч. ускоренных и скоростных.
Полезная модель поясняется с помощью графических материалов, где на фиг. 1-фиг. 3 показаны три проекции фитингового упора, на фиг. 4 показана схема размещения четырех фитинговых упоров на платформе, на фиг. 5-фиг. 10 представлены рисунки, иллюстрирующие принцип посадки нижнего фитинга на упор.
Полезная модель содержит: 1 - упор; 2 - плита-основание; 3 - основание упора; 4 - две вертикальные поверхности одной пары противоположных сторон упора; 5 - верхняя поверхность упора; 6 - вертикально ориентированная плоскость; 7 - одна наклонная плоская поверхность; 8 - выступ; 9 - другая наклонная поверхность; 10 - верхняя вертикальная плоскость; 11 - нижняя вертикальная плоскость; 12 - направляющая наклонная поверхность; 13 - наклонная поверхность; 14 - замок-выступ; 15 - левый край отверстия фитинга; 16 - правый край отверстия фитинга.
Как показано на фиг. 1 и на фиг. 2, противоветровой фитинговый упор выполнен с возможностью взаимодействия с отверстием фитинга контейнера (фиг. 5-фиг. 10) и плитой-основанием 2, на которой жестко неразъемно закреплен упор 1, размещенный вертикально вверх относительно горизонтальной плоскости плиты-основания 2. На фиг. 1 показано, что одна пара противоположных сторон упора имеет две вертикальные поверхности 3. На фиг. 2 показано, что одна из двух противоположных сторон упора (левая) имеет вертикально ориентированную плоскую поверхность 6, сочлененную с горизонтальной плитой-основанием 2 упора, и одну наклонную плоскую поверхность 7, проходящую от верхней поверхности 5 упора с возможностью образования выступа 8 при соединении с вертикально ориентированной плоской поверхностью 6 посредством дополнительной направляющей наклонной поверхности 9. На фиг. 2 показано, что другая из указанных противоположных сторон упора (правая) имеет две вертикально ориентированные плоские поверхности 10 и 11, проходящие вертикально вверх от основания упора 3, причем верхняя вертикально ориентированная плоская поверхностью углублена к оси упора и соединена с нижней вертикальной плоскостью 11, направляющей наклонной поверхностью 12, и наклонной плоской поверхностью 13, проходящей от верхней поверхности упора с возможностью образования замка-выступа 14 при соединении с верхней поверхностью 5 упора. Две вертикальные поверхности 4 (фиг. 1) одной пары противоположных сторон упора проходят от горизонтальной плоскости основания упора 3 и объединены на верхней поверхности упора горизонтальной поверхностью 5. Основание упора 3 и плита-основание 2 выполнены перпендикулярно, как одно целое посредством литья или в виде отдельных деталей, жестко неразъемно соединенных посредством сварки. Как показано на фиг. 4, предпочтительно, чтобы фитинговые упоры на платформе размещались попарно симметрично по отношению к осям Х-Х и Y-Y плоскости контейнера. Причем, выступы 8 обоих упоров на одной стороне плоскости Y-Y были направлены в одну сторону относительно плоскости Х-Х, а других двух упоров выступы 8, размещенные на другой стороне плоскости Y-Y, направлены в другую сторону относительно плоскости Х-Х.
Установка контейнера на платформу с помощью предлагаемых противоветровых фитинговых упоров показана на фиг. 5-фиг 10. Технология предусматривает зигзагообразное движение фитинга относительно упора при посадке и снятии с упора. Зигзагообразное движение фитинга при установке контейнера осуществляется в несколько фаз:
- вхождение вершины 5 упора в отверстие фитинга (фиг. 5);
- скольжение левого края отверстия фитинга 15 по направляющей поверхности 7 упора (фиг. 6);
- вхождение левого выступа 8 упора в отверстие фитинга (фиг. 7);
- скольжение правого края отверстия фитинга 16 по направляющей наклонной поверхности 12;
- движение фитинга по вертикальным параллельным поверхностям 6 и 11 вниз;
- установка контейнера на основание упора 3 и плиту-основание 2.
Вследствие того, что установка контейнера на упор осуществляется плавно, то все фазы проходят плавным скольжением по наклонным поверхностям. Аналогично, при снятии контейнера с упора верхняя кромка отверстия фитинга плавно движется по вертикальным параллельным поверхностям 6 и 11, касается нижней наклонной поверхности 9 и по ней продолжает движение влево, пока не пройдет выступ 8, после которого направление движения фитинга изменяется на противоположное. В это время верхний край правой стороны отверстия фитинга (фиг. 7) касается наклонной поверхности 13, и движение замедляется, пока отверстие фитинга не пройдет второй замок-выступ 14. Таким образом, осуществляется снятие контейнера с упора.
Порывы ветра, соударение вагонов происходит динамично, контейнер приподнимается (подпрыгивает) и возникает выталкивающая сила, направленная от плиты-основания вверх. Фитинг контейнера динамично начинает движение вертикально вверх по параллельным направляющим поверхностям 6 и 11 (фиг. 9) и ударяется о наклонную поверхность 9, что замедляет несанкционированное движение фитинга вверх. В большинстве случаев после удара о наклонную поверхность 9 фитинг и контейнер обратно садятся на плиту- основание 2. Если же фитинг продолжает движение из-за значительной выталкивающей силы по наклонной поверхности 9, то он резко подается влево (фиг. 8). При этом правый край отверстия фитинга начинает скольжение по верхней вертикально ориентированной углубленной к оси поверхности 10. Затем происходит динамичное касание (удар) о наклонную поверхность 13, которая окончательно гасит движение вверх фитинга. После окончательного гашения вертикальной составляющей скорости фитинг осуществляет обратную посадку на плиту-основание.
В отличие от прототипа в случае воздействия ветровой нагрузки или соударения вагонов благодаря вертикальным параллельным поверхностям 6 и 11 фитинг получает вертикальное направление движения. Верхняя кромка отверстия фитинга непременно ударяется о наклонную поверхность 9 выступа 8 и практически гасится вертикальная составляющая скорости контейнера, а, в случае выхода фитинга за выступ 8, замок-выступ 14 позволяет окончательно погасить вертикальную скорость контейнера из-за соударения правой кромкой отверстия фитинга по наклонной поверхности 13 замка-выступа.
Предлагаемая конструкция упора, оптимально рассчитанные углы наклонных поверхностей направления и скольжения, позволяют полностью исключить возможность нежелательного вертикального перемещения порожнего контейнера, его разворот и опрокидывание при сильных поперечных ветровых нагрузках. Обеспечивает надежный контакт порожнего контейнера с платформой и должный уровень сохранности перевозимого в нем груза, повышая тем самым безопасность движения скоростных контейнерных поездов. Исключение дополнительного фиксирующего штыря позволяет автоматизировать процесс погрузки контейнеров на платформы и выгрузки с них, что, несомненно, положительно сказывается на экономических показателях.
Заявителем разработаны рабочие чертежи предлагаемых противоветровых фитинговых упоров, заводом-изготовителем изготовлены опытные образцы, и с участием заказчика проведены работы по экспериментальной проверке новой продукции, которые подтвердили проведенные расчеты надежности закрепления контейнеров, обеспечения инвариантности к ветровым нагрузкам и соударениям вагонов.