КУЗОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к конструкциям несущих рам с настилом пола съёмных кузовов грузовых вагонов, в том числе, и кузовов самих грузовых вагонов.
Из уровня техники известно железнодорожное транспортное средство, содержащее раму с настилом пола (см. крытый вагон модели 11-9962 http://www.nvzm.ru/index.php/krytyj-vagon). Однако данное устройство имеет высокую массу тары, обусловленную конструктивным исполнением рамы с настилом пола, предназначенного для размещения на нем груза и восприятия нагрузки от колёс погрузчика при погрузочно-разгрузочных работах.
Известно техническое решение, содержащее раму с настилом пола, при этом рама включает хребтовую, концевые, шкворневые, промежуточные поперечные балки и продольные балки, поддерживающие настил пола, выполненные из гофрированного листа (патент RU 116817 U1, B61D 3/00, B61D 17/08, B61D 17/10, опубл. 10.06.2012). Данное техническое решение повышает прочность железнодорожного транспортного средства за счет подкрепления настила пола гофрированным листом, однако не снижает его металлоемкость.
Известно техническое решение, направленное на повышение прочности транспортного средства без увеличения его веса, содержащее раму с настилом пола, при этом несущая рама включает хребтовую, концевые, шкворневые, промежуточные поперечные балки и продольные, поддерживающие настил пола балки (патент RU 2273575 С2, B61D 3/00, B61D 17/00, B61F 1/02, опубл. 10.04.2006) (прототип). Однако выполнение продольных балок из силовых профилей уголкового типа ухудшает технико-экономические показатели транспортного средства.
Технической проблемой, которую решает полезная модель, является создание кузова железнодорожного транспортного средства, изготавливаемого, в зависимости от вида перевозимого груза, в виде съёмного кузова грузового вагона или кузова самого грузового вагона с улучшенными технико-экономическими показателями.
Технический результат, достижение которого обеспечивается применением полезной модели, заключается в улучшении технико-экономических показателей железнодорожного транспортного средства путем уменьшения веса и технологического упрощения рамы кузова, и в уменьшении себестоимости железнодорожного транспортного средства в целом.
Достигается технический результат кузовом железнодорожного транспортного средства, содержащим настил пола, установленным на несущей раме, которая включает хребтовую, боковые, концевые, поперечные балки и продольные, поддерживающие настил пола балки, продольные, поддерживающие настил пола балки выполнены из вертикально установленного листового проката.
В качестве развития полезной модели, толщина продольной, поддерживающей настил пола балки может быть выполнена в диапазоне размеров от 4 мм до 20 мм; толщина продольной, поддерживающей настил пола балки в консольной части кузова может быть меньше толщины продольной, поддерживающей настил пола балки в центральной части кузова; высота продольной, поддерживающей настил пола балки может быть выполнена в диапазоне размеров от 20 мм до 250 мм; высота продольной, поддерживающей настил пола балки в консольной части кузова может быть меньше высоты продольной, поддерживающей настил пола балки в центральной части кузова; высота продольной, поддерживающей настил пола балки может быть выполнена обратно пропорциональной толщине продольной, поддерживающей настил пола балки; отношение значений расстояния M между продольной осью О-О и продольной, поддерживающей настил пола балкой к расстояниюN между продольной осью О-О и боковой балкой может составлять от 0,17 до 0,66; отношение значений расстояния M между продольной осью О-О и каждым участком продольной, поддерживающей настил пола балки к расстоянию N между продольной осью О-О и боковой балкой может составлять от 0,17 до 0,66; участки продольной, поддерживающей настил пола балки могут быть выполнены со смещением относительно друг друга; хребтовая балка может быть выполнена укороченной, жестко закрепленной своими торцами на концевых и поперечных балках по продольной оси О-О; место соединения продольной, поддерживающей настил пола балки с концевой балкой снизу может быть подкреплено пластиной.
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что продольные, поддерживающие настил пола балки выполнены из вертикально установленного листового проката; продольной, поддерживающей настил пола балки может быть выполнена в диапазоне размеров от 4 мм до 20 мм; толщина продольной, поддерживающей настил пола балки в консольной части кузова может быть меньше толщины продольной, поддерживающей пол балки в центральной части кузова; высота продольной, поддерживающей настил пола балки может быть выполнена в диапазоне размеров от 20 мм до 250 мм; высота продольной, поддерживающей настил пола балки в консольной части кузова может быть меньше высоты продольной, поддерживающей настил пола балки в центральной части кузова; высота продольной, поддерживающей настил пола балки может быть выполнена обратно пропорциональной толщине продольной, поддерживающей настил пола балки; отношение значений расстояния M между продольной осью О-О и продольной, поддерживающей настил пола балкой к расстоянию N между продольной осью О-О и боковой балкой может составлять от 0,17 до 0,66; отношение значений расстояния M между продольной осью О-О и каждым участком продольной, поддерживающей настил пола балки к расстоянию N между продольной осью О-О и боковой балкой может составлять от 0,17 до 0,66; что участки продольной, поддерживающей настил пола балки могут быть выполнены со смещением относительно друг друга; хребтовая балка может быть выполнена укороченной, жестко закрепленной своими торцами на концевых и поперечных балках по продольной оси О-О; место соединения продольной, поддерживающей настил пола балки с концевой балкой снизу может быть подкреплено пластиной. Такое отличие от прототипа даёт основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели – «новизна».
Полезная модель поясняется на примере съёмного кузова грузового вагона и представлена на чертежах, где показаны:
на фиг. 1 – съёмный кузов, общий вид;
на фиг. 2 – вид А фиг. 1;
на фиг. 3 – выносной элемент Б на фиг. 2;
на фиг. 4 - сечение В-В фиг. 2.
Кузов железнодорожного транспортного средства (фиг. 1, 2, 3, 4) содержит настил пола 1, установленный на несущей раме 2, которая включает хребтовую балку 3, боковые балки 4, концевые балки 5, поперечные балки 6 и поддерживающие настил пола 1 продольные балки 7 с участками 7.1 в консольной части кузова и 7.2 в центральной части кузова.
Технический результат, который заключается в улучшении технико-экономических показателей железнодорожного транспортного средства путем уменьшения веса и технологического упрощения рамы, и уменьшения себестоимости транспортного средства в целом, обеспечивается следующим образом.
Продольные, поддерживающие настил пола 1 балки 7 выполнены из вертикально установленного листового проката. Толщина продольной, поддерживающей настил пола1 балки 7 выполнена в диапазоне размеров от 4 мм до 20 мм. Выполнение толщины меньше 4 мм не обеспечит жесткость настила пола 1, а выполнение толщины больше 20 мм приведет к увеличению массы несущей рамы 2. Толщина продольной балки 7.1 в консольной части кузова меньше толщины продольной балки 7.2 в центральной части кузова. Данное выполнение позволит уменьшить массу несущей рамы 2 за счет применения продольной, поддерживающей настил пола 1 балки 7 меньшей толщины в местах, не испытывающих значительные нагрузки.
Высота продольной балки 7 выполнена в диапазоне размеров от 20 мм до 250 мм. Выполнение высоты менее 20 мм не обеспечит выполнение сварного шва. Превышение указанного диапазона высотой более 250 мм не обеспечит выполнение технического результата, из-за потери устойчивости продольной, поддерживающей настил пола 1 балки 7 и увеличения массы несущей рамы 2. При этом высота продольной балки 7.1 в консольной части кузова меньше высоты продольной балки 7.2 в центральной части кузова. Данное выполнение также направлено на уменьшение массы рамы 2.
Для обеспечения устойчивости продольной балки 7 и жесткости настила пола 1 продольная балка 7 выполнена высотой, обратно пропорциональной её толщине. Данная зависимость обусловлена тем, что при уменьшении высоты продольной балки 7 ее толщина будет увеличиваться и, соответственно, при увеличении высоты уменьшится ее толщина, что позволит обеспечить технологичность продольной балки 7, позволяя использовать широкую номенклатуру листового проката. Кроме того, при выполнении продольной, поддерживающей настил пола 1 балки 7 большой высоты и большой толщины приведет к увеличению как массы несущей рамы 2, так и к увеличению себестоимости кузова железнодорожного транспортного средства в целом. При выполнении продольной балки 7 меньшей высоты и меньшей толщины не обеспечит необходимую жесткость настила пола 1.
Продольные, поддерживающие настил пола 1 балки 7 установлены симметрично относительно продольной оси симметрии О-О. Отношение значений расстояния M между продольной осью О-О и продольной балкой 7 к расстоянию N между продольной осью О-О и боковой балкой 4 составляет от 0,17 до 0,66. При выходе за пределы указанного диапазона не обеспечивается жесткость настила пола 1. Так, при выходе за нижние пределы диапазона продольная балка 7 будет смешена к продольной оси О-О, а при выходе за верхние пределы диапазона продольная, поддерживающая настил пола 1 балка 7 будет смещена к боковой балке 4, что приведет к её смещению в места, не испытывающие больших напряжения. Таким образом выполнение продольной, поддерживающей настил пола 1 балке 7 в указанном диапазоне является оптимальным для поддерживания настила пола 1 в местах с наибольшим изгибающим моментом. Также в варианте исполнения отношение значений расстояния M между продольной осью О-О и каждым участком продольной, поддерживающей настил пола 1 балки 7 к расстоянию N между продольной осью О-О и боковой балкой составляет от 0,17 до 0,66, что позволит смещать участки продольной балки 7 относительно друг друга для достижения оптимальной жесткости настила пола 1. Выход за пределы указанного диапазона приведет к расположению участков продольной, поддерживающей настил пола 1 балки 7 в местах, не испытывающих больших напряжений.
Для уменьшения массы несущей рамы 2 хребтовая балка 3 может быть выполнена укороченной, жестко закрепленной своими торцами на концевых балках 5 и поперечных балках 6 по продольной оси О-О. При этом, заявляемое выполнение продольных балок 7 обеспечивает прочностные характеристики рамы 2, настила пола 1 и кузова железнодорожного транспортного средства в целом путём разведения продольных усилий по несущей раме 2. При этом высота и толщина продольных балок 7 определяется зависимостью нагрузок, например, от массы груза и его размещения, от падающей массы груза в форме глыбы или восприятия нагрузки от колёс погрузчика при погрузочно-разгрузочных работах.
Место соединения продольной, поддерживающей настил пола 1 балки 7 с концевой балкой 5 снизу подкреплено пластиной 8, что позволяет усилить сварные швы при восприятии ими продольных нагрузок, оказываемых на раму 2.
Кроме того, выполнение продольных, поддерживающих настил пола 1 балок 7 из вертикально установленного листового проката, менее затратного чем, например, из швеллера или уголка позволяет снизить металлоёмкость несущей рамы 2, обеспечить технологичность конструкции рамы 2 и снизить себестоимость кузова железнодорожного транспортного средства в целом при обеспечении его надёжности.
Таким образом, предлагаемая конструкция кузова железнодорожного транспортного средства позволяет добиться повышения его технико-экономических показателей.