РАМА ВАГОНА-ПЛАТФОРМЫ

Предложенная полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть использована в конструкции рам вагонов-платформ.
Из уровня техники известен многоцелевой железнодорожный вагон-платформа (Патент России на полезную модель №149429, опубликован 10.01.2015), содержащий ходовую часть, раму, включающую продольные хребтовую и боковые балки, а также поперечно расположенные концевые балки и шкворневые балки коробчатого сечения, причем нижний и верхний листы шкворневой балки в местах соединения с хребтовой и боковой балками выполнены с расширением вдоль продольной оси рамы как в сторону её центральной части, так и в сторону консольной, причем величины расширений листов в местах соединений с хребтовой балкой больше величин расширений листов в местах их соединений с боковой балкой, в свою очередь расширения как верхнего, так и нижнего шкворневых листов в сторону консольной части рамы больше расширений в сторону средней части рамы, при этом расширения верхнего и нижнего шкворневых листов в поперечном и продольном направлениях рамы выполнены в соотношении c>d.
Недостатком известного технического решения является недостаточная прочность конструкции рамы многоцелевого железнодорожного вагона-платформы.
Известен вагон-платформа длиннобазный (Патент России на полезную модель №142263, опубликован 27.06.2014), содержащий ходовую часть, тормозное оборудование, раму, выполненную из двух консольных и средней частей, соединенных между собой, при этом каждая консольная часть рамы содержит поперечные балки - шкворневую и концевую, а также продольные балки - хребтовую и боковые, причем в каждой из концевых частей рамы установлен металлический лист, соединяющий хребтовую балку, вертикальный лист концевой балки, диафрагму шкворневой балки и верхние пояса обеих боковых балок, причем в местах соединения верхнего листа шкворневой балки с верхними поясами боковых балок жестко закреплены косынки.
Недостатком известного технического решения является высокая металлоемкость конструкции рамы вагона-платформы, поскольку в конструкции шкворневых балок и концевых балок присутствуют верхние листы, а также косынки. Кроме того, недостатком является низкая надежность конструкции рамы из-за крепления металлического листа, в том числе к вертикальным листам концевой балки, так как в этом случае при отклонениях расстояния между указанными вертикальными листами могут возникнуть большие зазоры.
Известна рама железнодорожного вагона-платформы (Патент России на полезную модель №183699, опубликован 01.10.2018), включающая продольную хребтовую и боковые балки, а также поперечно расположенные концевые балки и шкворневые балки, причем в каждой из консольных частей рамы установлен металлический лист, соединяющий верхние полки хребтовой и боковой балок с верхними листами шкворневой и концевой балок.
Недостатком известного технического решения является высокая металлоемкость конструкции рамы железнодорожного вагона-платформы, поскольку в конструкции шкворневых балок и концевых балок присутствуют верхние листы. Кроме того, недостатком является форма металлического листа, а именно отсутствие в нем фигурных вырезов, что неизбежно приводит к концентрации напряжений.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая проблема высокой металлоемкости рамы вагона-платформы.
Технический результат заключается в снижении металлоемкости рамы вагона-платформы при повышении прочности рамы.
Технический результат достигается тем, что рама вагона-платформы содержит продольную хребтовую и боковые балки, включающие в себя верхние полки, а также концевые балки и поперечно расположенные шкворневые балки, включающие в себя вертикальные листы, при этом в консольных частях рамы установлен металлический лист, закрепленный посредством сварки к верхней полке хребтовой балки и верхним полкам боковых балок, а также к вертикальным листам концевой и шкворневой балки.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что сторона металлического листа, обращенная к середине рамы вагона-платформы, имеет фигурные вырезы.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что металлический лист выполнен составным.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что толщина металлического листа задана из диапазона от 2 до 8 мм.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что в средней части металлического листа, в месте его наложения на верхнюю полку хребтовой балки, выполнен продольный вырез.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется фигурами, на которых показано:
Фиг.1 – общий вид рамы вагона-платформы сверху (изометрическая проекция), где 1 – хребтовая балка, 1.1 – верхняя полка хребтовой балки, 2 – боковые балки, 2.1 – верхняя полка боковой балки, 3 – концевые балки, 3.1 – вертикальный лист концевой балки, 5 – металлический лист.
Фиг.2 – местный вид рамы вагона-платформы снизу (изометрическая проекция снизу), где 1 – хребтовая балка, 1.1 – верхняя полка хребтовой балки, 2 – боковая балка, 2.1 – верхняя полка боковой балки, 3 – концевая балка, 3.1 – вертикальный лист концевой балки, 4 – шкворневая балка, 4.1 – вертикальный лист шкворневой балки.
Фиг.3 – результат моделирования напряжений (МПа) в консольной части рамы вагона-платформы с металлическим листом с фигурными вырезами.
Фиг.4 – результат моделирования напряжений (МПа) в консольной части рамы вагона-платформы с металлическим листом без фигурных вырезов.
Рама вагона-платформы содержит продольную хребтовую балку 1, включающую в себя верхнюю полку 1.1, боковые балки 2, также включающие в себя верхние полки 2.1, концевые балки 3, включающие в себя вертикальные листы 3.1, и шкворневые балки 4, также включающие в себя вертикальные листы 4.1. В консольных частях рамы установлен металлический лист 5, закрепленный посредством сварки к верхней полке 1.1 хребтовой балки 1 и верхней полке 2.1 боковых балок 2, а также к вертикальным листам 3.1 концевой балки 3 и вертикальным листам 4.1 шкворневой балки 4 (Фиг.1, Фиг.2).
В предпочтительном варианте выполнения полезной модели сторона металлического листа 5, обращенная к середине рамы вагона-платформы, имеет фигурные вырезы. В предпочтительном варианте выполнения полезной модели металлический лист 5 выполнен составным. В предпочтительном варианте выполнения полезной модели толщина металлического листа 5 задана из диапазона от 2 до 8 мм. В предпочтительном варианте выполнения полезной модели в средней части металлического листа 5, в месте его наложения на верхнюю полку 1.1 хребтовой балки 1, выполнен продольный вырез.
Наличие металлического листа 5, закрепленного, например, посредством сварки к верхней полке 1.1 хребтовой балки 1 и верхней полке 2.1 боковых балок 2, а также к вертикальным листам 3.1 концевой балки 3 и вертикальным листам 4.1 шкворневой балки 4, позволяет обеспечить снижение металлоемкости рамы вагона-платформы при повышении прочности рамы, поскольку при описанном варианте крепления металлического листа отсутствует необходимость в использовании верхних полок концевых балок 3 и шкворневых балок 4, толщина которых существенно больше толщины металлического листа 5, и ряда дополнительных подкрепляющих элементов (например раскосов), что позволяет сократить массу рамы вагона-платформы на 100 кг.
За счет выполнения стороны металлического листа 5, обращенной к середине рамы вагона-платформы, с фигурными вырезами также обеспечивается снижение металлоемкости рамы, при этом снижаются напряжения в указанных местах, что подтверждается результатами моделирования (Фиг.3, Фиг.4), из которых следует, что при выполнении в металлическом листе 5 описанных вырезов напряжения в месте наложения металлического листа 5 на шкворневую балку 4 ниже, чем при использовании металлического листа 5 без указанных вырезов.
Металлический лист 5 может быть выполнен составным, что обеспечивает удобство его изготовления и установки. Толщина металлического листа 5 задана из диапазона от 2 до 8 мм, что также обеспечивает снижение металлоемкости рамы вагона-платформы и является минимально достаточным для обеспечения ее прочности. При толщине металлического листа 5 менее 2 мм его прочность будет недостаточна, кроме того, в процессе эксплуатации возможен сквозной коррозионный износ и его деформация, при толщине более 8 мм прочность рамы становится избыточной, при этом повышается ее металлоемкость. В средней части металлического листа 5, в месте его наложения на верхнюю полку 1.1 хребтовой балки 1, выполнен продольный вырез для снижения металлоемкости рамы, а также с целью дополнительного крепления металлического листа 5 к верхней полке 1.1 хребтовой балки 1 с помощью сварного шва, что повышает прочность рамы вагона-платформы.
Таким образом, как показано в вышеприведённом описании полезной модели, достигается технический результат, заключающийся в снижении металлоемкости рамы вагона-платформы при повышении прочности рамы.
Предложенное техническое решение может быть использовано в известных из уровня техники вагонах-платформах.