РАМА ВАГОНА-ПЛАТФОРМЫ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к раме вагона-платформы.
Известна рама вагона-платформы, содержащая жёстко соединённые своими концами лобовые и боковые продольные балки с вертикальными стенками и нижними и верхними полками, места соединения указанных балок выполнены с соединительными элементами, являющимися частью верхнего и нижнего листов лобовых балок, соединительные элементы выполнены с плавным угловым переходом между балками, выполненным по радиусу, см. RU 192752 B61F 1/02, B61D 3/20, опубл. 30.09.2019 (прототип).
Данная конструкция обладает низкой прочностью мест соединения концов лобовых и боковых продольных балок по причине приложения сил на сварные швы, которыми закреплены соединительные элементы.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение прочности рамы вагона-платформы в местах соединения лобовых и боковых балок.
Заявленный технический результат обеспечивается рамой вагона-платформы, содержащей жёстко соединённые своими концами лобовые и боковые балки, каждая из которых содержит вертикальную стенку, нижнюю и верхнюю полки, в местах соединения указанных балок установлены соединительные элементы, выполненные с плавным угловым переходом по радиусу R, в которой радиус R плавного углового перехода между балками выполнен в диапазоне от 100 до 400 мм, толщина S соединительных элементов составляет до 1,0 до 1,5 толщины s соответствующих полок лобовых и боковых балок, при этом боковая и лобовая балки в местах установки соединительных элементов выполнены без соответствующих полок, соединительные элементы закреплены на вертикальных стенках указанных балок и своими кромками жёстко соединены встык с кромками соответствующих, в частности, нижних, полок лобовых и боковых балок; разность между шириной B кромок соединительных элементов и шириной b соответствующих полок лобовых и боковых балок должна составлять не более 10%; соединительные элементы могут быть установлены в местах соединения лобовых и боковых балок снизу рамы и соединены встык с кромками нижних полок указанных балок; соединительные элементы могут быть установлены в местах соединения лобовых и боковых балок снизу рамы и соединены встык с кромками верхних полок указанных балок.
Сопоставительный анализ показывает, что предлагаемая рама вагона-платформы отличается от прототипа тем, что радиус R плавного углового перехода между балками выполнен в диапазоне от 100 до 400 мм, толщина S соединительных элементов составляет до 1,0 до 1,5 толщины s соответствующих полок лобовых и боковых балок, при этом боковая и лобовая балки в местах установки соединительных элементов выполнены без соответствующих полок, соединительные элементы закреплены на вертикальных стенках указанных балок и своими кромками жёстко соединены встык с кромками соответствующих, в частности, нижних, полок лобовых и боковых балок; разность между шириной B кромок соединительных элементов и шириной b соответствующих полок лобовых и боковых балок должна составлять не более 10%; соединительные элементы могут быть установлены в местах соединения лобовых и боковых балок снизу рамы и соединены встык с кромками нижних полок указанных балок; соединительные элементы могут быть установлены в местах соединения лобовых и боковых балок снизу рамы и соединены встык с кромками верхних полок указанных балок. Такие отличия от прототипа даёт основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом, где:
- на Фиг. 1 показан вид снизу на раму вагона-платформы;
- на Фиг. 2 - выносной элемент А на Фиг. 1;
- на Фиг. 3 - разрез «Б - Б» на Фиг. 2.
Рама 1 вагона-платформы (Фиг. 1, 2) содержит жёстко соединённые своими концами лобовые балки 2 и боковые балки 3. Лобовые балки 2 содержат вертикальные стенки 2.1 и нижние полки 2.2 толщиной s и шириной b. Боковые балки 3 содержат вертикальные стенки 3.1 и нижние полки 3.2 толщиной s и шириной b. В местах соединения лобовых 2 и боковых 3 балок снизу рамы 1 со стороны нижних полок 2.2, 3.2 установлены соединительные элементы 4, которые соединены встык с кромками нижних полок 2.2, 3.2. Соединительные элементы 4 могут быть установлены сверху рамы 1 со стороны верхних полок (позициями не показаны) балок 2 и 3 и соединяться встык с кромками указанных верхних полок. При этом лобовые балки 2 и боковые балки 3 в местах установки соединительных элементов 4 выполнены без соответствующих нижних, либо верхних полок в пределах габаритов соединительных элементов 4.
Соединительные элементы 4 выполнены с плавным угловым переходом 4.1 по радиусу R в диапазоне от 100 до 400 мм. Соединительные элементы 4 выполнены толщиной S и шириной B кромок. Толщина S соединительных элементов 4 составляет от 1,0 до 1,5 толщин s нижних полок 2.2, 3.2, либо верхних полок лобовых 2 и боковых 3 балок при установке соединительных элементов 4 снизу, либо сверху рамы, соответственно.
Монтаж соединительных элементов 4 осуществляют следующим образом. Соединительные элементы 4 закрепляют на свободных от нижних полок 2.2, 3.2 торцах вертикальных стенок 2.1 и 3.1 лобовых балок 2 и боковых балок 3. Соединительные элементы 4 кромками соединяют встык с кромками нижних полок 2.2, 3.2 лобовых балок 2 и боковых балок 3 и закрепляют с помощью сварных швов 5 и 6, создавая прочное и жёсткое место соединения. Использование соединительных элементов 4 в качестве единого связующего элемента между нижними полками 2.2 и 3.2 лобовых балок 2 и боковых балок 3 позволяет разгрузить сварные швы 5 и 6. В этом случае нагрузка, возникающая при эксплуатации рамы 1 вагона-платформы, будет восприниматься всем соединительным элементом 4, а не только сварными швами 5 и 6.
Разность между шириной B кромок соединительных элементов 4 и шириной b нижних полок 2.2 и 3.2, либо верхних полок лобовых 2 и боковых 3 балок при установке соединительных элементов 4 снизу, либо сверху рамы, соответственно, должна составлять не более 10%.
Отношение толщины S соединительных элементов 4 должно быть в пределах от 1,0 до 1,5 толщин s нижних полок 2.2, 3.2, либо верхних полок лобовых 2 и боковых 3 балок. Выполнение отношения менее 1,0 приведёт к понижению прочности места соединения и, соответственно, рамы 1 вагона-платформы. Выполнение отношения более 1,5 приведёт к необоснованному увеличению веса соединительных элементов 4 и рамы 1 вагона-платформы, к появлению ступеньки, требующей дополнительной механической обработки, а также к чрезмерному перепаду жёсткости конструктивных элементов рамы, что создаст дополнительные напряжения и снизит прочность рамы 1.
Выполнение радиуса R плавного углового перехода 4.1 более 400 мм приведёт к увеличению веса соединительных элементов 4, а также к появлению резкого перехода между соединительными элементами 4 и нижними полками 2.2 и 3.2, либо верхними полками лобовых балок 2 и боковых балок 3, что приведёт к появлению напряжений и понизит прочность рамы 1 вагона-платформы. Выполнение радиуса R менее 100 мм приведёт к увеличению концентрации напряжений и не даёт значительного увеличения прочности мест соединения лобовых балок 2 и боковых балок 3.
Таким образом, соединительные элементы 4, выполненные с предлагаемыми параметрами и заменяющие собой части нижних полок 2.2. и 3.2 лобовых балок 2 и боковых балок 3, либо части верхних полок указанных балок при установке соединительных элементов 4 сверху рамы, повышают прочность и жёсткость места соединения лобовых балок 2 и боковых балок 3, обеспечивая, тем самым, увеличение общей прочности рамы 1 вагона-платформы.