ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО (ВАРИАНТЫ)

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции вагона-платформы предназначенного для перевозки специальных грузов, а именно для транспортировки транспортного упаковочного комплекта ТУК-135.
Из области техники известна конструкция железнодорожной платформы для перевозки контейнеров [RU, Патент №82653 от 10.05.2009 г.]. Железнодорожная платформа для перевозки контейнеров, содержит ходовую часть, тормозную систему и несущую раму, которая включает в себя хребтовую балку, боковые, шкворневые, лобовые, поперечные балки, на боковых балках смонтированы опрокидывающиеся, а на лобовых - неподвижные упоры для установки контейнеров. Между лобовыми и шкворневыми балками установлены дополнительные продольные балки. Средняя часть нижней полки боковых балок усилена двутавром.
Перевозимые контейнеры устанавливаются на вагон-платформу, и фиксируются на ней посредством упоров. Опирание контейнеров осуществляется фактически только по боковым элементам рамы вагона, таким образом, в конструкции рамы данного вагона-платформы фактически остается недозагруженной центральная хребтовая балка. Также, если рассматривать данный вагон-платформу как транспортное средство для перевозки транспортного упаковочного комплекта ТУК-135, имеющего минимальные габаритные размеры при достаточно существенной его массе, по сравнению с контейнерами большая часть вагона будет также недозагруженной поскольку опирание перевозимого груза будет происходить на площади значительно меньшей с общей площадью рамы длиннобазного вагона-платформы.
Из уровня техники также известен вагон-платформа [RU, Патент №2329906 от 27.07.2008 г.]. Вагон-платформа как и выше описанный аналог также предназначен для перевозки крупнотоннажных контейнеров и имеет удлиненную базу. Вагон-платформа включает ходовые части, автосцепное и тормозное оборудование, раму с фитинговыми упорами. Рама состоит из скрепленных между собой двух концевых и средней частей. Каждая концевая часть рамы содержит поперечные балки - шкворневую и торцевую, и продольные балки - укороченную хребтовую и выступающие над ней боковые балки двутаврового сечения, к торцам свободных концов которых жестко закреплены плоские заглушки. К укороченной хребтовой балке примыкают два раскоса, соединяющих ее со шкворневой балкой, и два раскоса, соединяющих ее с заглушками боковых балок. К заглушкам примыкают поперечные связи, скрепленные с верхней и нижней полками раскосов. Средняя часть рамы содержит две боковые балки, жестко соединенные между собой поперечными балками. Каждая боковая балка выполнена коробчатой с продольными отверстиями в вертикальных стенках.
По сравнению с вагоном-платформой по патенту RU №82653 от 10.05.2009 г. конструкция рамы данного вагона спроектирована без хребтовой балки в межтележечном пространстве с равнонагруженными несущими элементами рамы. Центральные хребтовые балки по обоим консольным частям вагона начинаются от лобового листа концевых балок рамы и заканчиваются в зоне шкворневых балок. Боковые продольные балки в центральной части рамы вагона выполнены с увеличенным поперечным сечением, что придает им дополнительную прочность.
Конструкция данного вагона-платформы также как и конструкция выше приведенного аналога при перевозке транспортного упаковочного контейнера ТУК-135 будет недозагруженной. Размещение нескольких транспортных упаковочных комплектов ТУК-135 на одном вагоне-платформе не возможно, поскольку это связано с ограничением производственных площадей атомных электростанциий, вырабатывающих радиоактивные отходы, перевозимые в транспортных упаковочных комплектах ТУК-135.
К недостаткам обеих конструкций вагонов-платформ относится неиспользование пространства вагона между его тележками, поскольку в данной зоне располагается автотормозное оборудование и элементы конструкции рамы вагонов, перевозимые грузы (контейнеры) устанавливаются на раме вагона, тем самым у вагона повышается центр тяжести и уменьшается его поперечная устойчивость.
Данный недостаток отсутствует в конструкции Железнодорожной платформы с кузовом для перевозки полуприцепа [RU, Патент №2126337 от 20.02.1999 г.]. Вагон-платформа оборудован двумя двухосными тележками, автоматическим и стояночным тормозами, смонтированными на раме вагона, автосцепными устройствами, установленными на каждом из концом вагона. Рама вагона-платформы состоит из двух центральных хребтовых балок, начинающихся от лобового листа концевых балок и заканчивающихся в зоне шкворневых балок рамы. По всей длине рамы симметрично ее продольной оси установлены боковые продольные балки. Между продольными боковыми балками и шкворневыми балками рамы образовано замкнутое по периметру пространства в котором размещается кузов для перевозки полуприцепа. Данный кузов включает в себя две боковые стенки, заднюю отбортовку и днище. Боковые стенки снабжены подъемными проушинами, обеспечивающими возможность подъема кузова с помощью подъемного крана. Проушины кузова удерживаются в требуемых положениях упорами, закрепленными на продольных боковых балках с обеих сторон проушин.
Конструкция данного вагона платформы выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
К недостаткам данного вагона-платформы относится то, что кузов, в который устанавливается полуприцеп, опирается только на центральные части боковых продольных балок вагона, тем самым в данных элементах рамы могут возникать повышенные напряжения, что может привезти к разрушению конструкции рамы вагона и созданию угрозы безопасности при эксплуатации подвижного состава. Для исключения данного фактора риска боковые продольные балки вагона-платформы должны изготавливаться из профилей с высокими прочностными характеристиками и с увеличенным поперечным сечением, что в свою очередь ведет увеличению массы тары вагона в целом и уменьшению его грузоподъемности.
Также, консольные части рамы вагона, включая, прежде всего, концевые балки в данной конструкции вагона-платформы не фактически не испытывают высоких нагрузок и фактически не имеют полезного использования при эксплуатации вагона-платформы.
Если рассматривать данный вагон-платформу как транспортное средство для перевозки транспортного упаковочного комплекта ТУК-135, имеющего минимальные габаритные размеры при достаточно существенной его массе, следует отметить, что база вагона, т.е расстояние между шкворнями тележек вагона выполнена с излишней длинной, поскольку пространство для размещения ТУК-135, образованное боковыми продольными и поперечными балками рамы вагона должно изготавливаться с минимально допустимыми размерами.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключатся в создании конструкции железнодорожного транспортного средства, позволяющего осуществляться безопасную транспортировку транспортного упаковочного комплекта ТУК-135, обладающего минимальными габаритными размерами, обеспечивающего надежное размещение на нем перевозимого груза и средств, с помощью которых перевозимый груз размещается на раме вагона. Кроме того, конструкция железнодорожного транспортного средства должна максимально возможно использовать его межтележечное пространство, за счет оптимального использования базы транспортного средства. Реализация поставленной задачи также позволит снизить металозатраты, а следовательно и расходы на изготовление транспортного средства
Поставленная задача решается следующим образом.
По первому аспекту полезной модели в конструкции рамы железнодорожного транспортного средства между ее продольными балками и дополнительными поперечными балками в зоне между поперечными осями симметрии двухосных тележек выполнен проем.
Отличительными особенностями по второму аспекту полезной модели является то, что проем в конструкции рамы железнодорожного транспортного средства выполнен между ее продольными балками и двумя шкворневыми поперечными балками в зоне между поперечными осями симметрии двухосных тележек.
По третьему аспекту полезной модели проем в конструкции рамы железнодорожного транспортного средства выполнен между ее продольными балками и одной из шкворневых поперечных балок и дополнительной поперечной балкой в зоне между поперечными осями симметрии двухосных тележек.
По всем трем вариантам полезной модели на раме жестко установлен вспомогательный транспортный модуль. Транспортный модуль представляет собой опорную площадку, каркасной конструкции, изготовленную преимущественно из фасонного металлопроката и обшитую листом. В средней части транспортного модуля выполнено отверстие с пазами для фиксации в нем транспортного упаковочного комплекта ТУК-135. Боковые стенки отверстия формируют посадочное гнездо транспортного модуля, которое размещается в образованном, поперечными и продольными балками рамы проеме. Ширина проема рамы - расстояние между поперечными балками рамы должна быть не менее 1100 мм поскольку при меньших размерах размещение в нем транспортного упаковочного комплекта ТУК-135, имеющего заданные размеры, не возможно. Для уменьшения базы железнодорожного транспортного средства расстояние между поперечными осями симметрии двухосных тележек должно иметь минимально допустимые размеры, т.е не менее длины тележки по гребням ее колес. Железнодорожное транспортное средство оборудовано одним автосцепными устройством, элементы которого расположены в полости хребтовой балки одной из консольных частей рамы железнодорожного транспортного средства. Поскольку железнодорожное транспортное средство оборудовано одним автосцепными устройством существует возможность уменьшения длины консольной части рамы, в которой не предполагается установка узлов и деталей автосцепного устройства, а именно поглощающего аппарата, переднего упора, тягового хомута и упорной плиты. В случае перевозки железнодорожным транспортным средством нескольких транспортных упаковочных контейнеров ТУК-135, оно оборудуется дополнительными поперечными промежуточными балками.
Сущность заявляемой полезной модели по первому аспекту заключается в том, что железнодорожное транспортное средство оборудовано стояночным тормозом и двумя двухосными тележками. На двухосных тележках установлена рама. Рама состоит из поперечных балок, а именно из двух шкворневых и двух концевых балок. Дополнительно рама оборудована промежуточными поперечными балками. Также рама имеет продольные балки - две центральные хребтовые балки, связывающие между собой поперечные балки рамы и две боковые балки. Дополнительно рама оборудована промежуточными продольными балками. В зоне между поперечными осями симметрии двухосных тележек имеется проем, образованный периметром из продольных и дополнительных поперечных балок. На раме железнодорожного транспортного средства жестко установлен транспортный модуль. Транспортный модуль имеет горизонтальную опорную площадку каркасной конструкции с отверстием. Боковые стенки отверстия формируют посадочное гнездо транспортного модуля, которое размещается в образованном, поперечными и продольными балками рамы проеме. Расстояние между дополнительными поперечными балками проема рамы, в котором располагается посадочное гнездо транспортного модуля не менее 1100 мм. Расстояние между поперечными осями симметрии двухосных тележек не менее длины тележки по гребням ее колес. Железнодорожное транспортное средство оборудовано одним автосцепным устройством, установленным на одной из консолей рамы.
Сущность заявляемой полезной модели по второму аспекту заключается в том, что железнодорожное транспортное средство оборудовано стояночным тормозом и двумя двухосными тележками. На двухосных тележках установлена рама. Рама состоит из поперечных балок, а именно из двух шкворневых и двух концевых балок. Также рама имеет продольные балки - две центральные хребтовые балки, связывающие между собой поперечные балки рамы и две боковые балки. Дополнительно рама оборудована промежуточными продольными балками. В зоне между поперечными осями симметрии двухосных тележек имеется проем, образованный периметром из продольных и шкворневых поперечных балок. На раме железнодорожного транспортного средства жестко установлен транспортный модуль. Транспортный модуль имеет горизонтальную опорную площадку каркасной конструкции с отверстием. Боковые стенки отверстия формируют посадочное гнездо транспортного модуля, которое размещается в образованном, поперечными и продольными балками рамы проеме. Расстояние между поперечными шкворневыми балками проема рамы, в котором располагается посадочное гнездо транспортного модуля не менее 1100 мм. Расстояние между поперечными осями симметрии двухосных тележек не менее длины тележки по гребням ее колес. Железнодорожное транспортное средство оборудовано одним автосцепным устройством, установленным на одной из консолей рамы.
Сущность заявляемой полезной модели по третьему аспекту заключается в том, что железнодорожное транспортное средство оборудовано стояночным тормозом и двумя двухосными тележками. На двухосных тележках установлена рама. Рама состоит из поперечных балок, а именно из двух шкворневых и двух концевых балок. Дополнительно рама оборудована хотя бы одной промежуточной поперечной балкой. Также рама имеет продольные балки - две центральные хребтовые балки, связывающие между собой поперечные балки рамы и две боковые балки. Дополнительно рама оборудована промежуточными продольными балками. В зоне между поперечными осями симметрии двухосных тележек имеется проем, образованный периметром из продольных и одной из шкворневой поперечной балкой рамы и промежуточной поперечной балкой. На раме железнодорожного транспортного средства жестко установлен транспортный модуль. Транспортный модуль имеет горизонтальную опорную площадку каркасной конструкции с отверстием. Боковые стенки отверстия формируют посадочное гнездо транспортного модуля, которое размещается в образованном, поперечными и продольными балками рамы проеме. Расстояние между поперечной шкворневой балкой и промежуточной поперечной балкой проема рамы, в котором располагается посадочное гнездо транспортного модуля не менее 1100 мм. Расстояние между поперечными осями симметрии двухосных тележек не менее длины тележки по гребням ее колес. Железнодорожное транспортное средство оборудовано одним автосцепным устройством, установленным на одной из консолей рамы.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг. 1 - железнодорожное транспортное средство;
фиг. 2 - железнодорожное транспортное средство, без установленного транспортного модуля, вид сверху по первому варианту;
фиг. 3 - железнодорожное транспортное средство, без установленного транспортного модуля, вид сверху по второму варианту;
фиг. 4 - железнодорожное транспортное средство, без установленного транспортного модуля, вид сверху по третьему варианту;
фиг. 5 - аксонометрическая проекция транспортного модуля железнодорожного транспортного средства с вырезом ¼ части по центральным плоскостям.
По всем аспектам полезной модели железнодорожное транспортное средство представляет собой раму 1, установленную на двухосные тележки 2 и оборудованную стояночным тормозом 3, привод которого размещен на концевой балке 4 рамы 1. Рама 1 железнодорожного транспортного средства состоит из двух поперечных шкворневых балок 5 и двух поперечных концевых балок 4.
По первому и третьему аспекту полезной модели рама 1 дополнительно оборудована промежуточными поперечными балками 6.
По всем аспектам полезной модели все поперечные балки 4, 5 и 6 рамы 1 выполнены коробчатого сечения и состоят из вертикальных нижних и верхних листов. Также рама 1 включает в себя две продольные - центральные хребтовые балки 7, связывающие между собой поперечные балки 4, 5 и 6 рамы 1. Продольные центральные хребтовые балки 7 имеют коробчатое поперечное сечение и собираются из двутавровых профилей №60. Продольные боковые балки 8 рамы 1 изготавливаются из зетового профиля №31. Дополнительно рама 1 оборудована промежуточными продольными балками 9.
По первому аспекту полезной модели в зоне А между поперечными осями симметрии двухосных тележек 2 имеется проем 10, образованный периметром из промежуточных продольных балок 9 и промежуточных поперечных балок 6.
По второму аспекту полезной модели в зоне А между поперечными осями симметрии двухосных тележек 2 имеется проем 10, образованный периметром из промежуточных продольных балок 9 и поперечных шкворневых балок 5.
По третьему аспекту полезной модели в зоне А между поперечными осями симметрии двухосных тележек 2 имеется проем 10, образованный периметром из промежуточных продольных балок 9 и одной из поперечных шкворневых балок 5 и промежуточной поперечной балкой 6.
По всем аспектам полезной модели на раме 1 железнодорожного транспортного средства жестко установлен транспортный модуль 11. Транспортный модуль 11 имеет горизонтальную опорную площадку 12. Горизонтальная опорная площадка 12 представляет собой каркасную металлическую конструкцию, изготовленную из швеллеров 13 и обшитую металлическим листами 14. В центральной части горизонтальной опорной площадки 12 транспортного модуля 11 выполнено отверстие 15 для размещения в нем транспортного упаковочного комплекта ТУК-135. Боковые стенки 16 отверстия 15 формируют посадочное гнездо 17 транспортного модуля 11.
По первому аспекту полезной модели посадочное гнездо 17 транспортного модуля 11 размещается в образованном, промежуточными поперечными 6 и продольными 9 балками рамы 1 проеме 10. Расстояние L между промежуточными поперечными балками 6 проема 10 рамы 1, в котором располагается посадочное гнездо 17 транспортного модуля 11 должно быть не менее 1100 мм.
По второму аспекту полезной модели посадочное гнездо 17 транспортного модуля 11 размещается в образованном, шкворневыми поперечными 5 и боковыми продольными 8 балками рамы 1 проеме 10. Расстояние L между шкворневыми поперечными балками 5 проема 10 рамы 1, в котором располагается посадочное гнездо 17 транспортного модуля 11 должно быть не менее 1100 мм.
По третьему аспекту полезной модели посадочное гнездо 17 транспортного модуля 11 размещается в образованном, одной из шкворневых поперечных 5, промежуточной поперечной 6 и продольными 9 балками рамы 1 проеме 10. Расстояние L между шкворневыми шкворневой поперечной 5 и промежуточной поперечной 6 балками 5 проема 10 рамы 1, в котором располагается посадочное гнездо 17 транспортного модуля 11 должно быть не менее 1100 мм.
По всем аспектам полезной модели в боковых стенках 16 транспортного модуля, также выполнены пазы 18, необходимые для погрузочно-разгрузочных работ с транспортным упаковочным комплектом ТУК-135. Расстояние зоны А между поперечными осями симметрии двухосных тележек 2 должно быть не меньше длины 1 тележки 2 по гребням ее колес. Транспортный модуль 11 оборудован ограждением 19 для обслуживающего персонала. Железнодорожное транспортное средство оборудовано одним автосцепным устройством 20, установленным на одной из консолей рамы 1.
Технический результат от решения поставленной задачи заключается в том, что создана конструкция железнодорожного транспортного средства, позволяющего осуществляться безопасную транспортировку транспортного упаковочного комплекта ТУК-135. Конструкция железнодорожного транспортного средства обладает минимальными габаритными размерами и прежде всего его минимальной общей длинной, за счет того что уменьшено расстояние между поперечными осями симметрии двухосных тележек до размера исключающего контакт между собой колесных пар двухосных тележек. Данный технический результат прежде всего относится к полезной модели, заявляемой по второму аспекту.
Перевозимый груз (транспортный упаковочный комплект ТУК-135) надежно фиксируется в транспортном модуле, который опирается своей горизонтальной поверхностью практически по всей длине железнодорожного транспортного средства, тем самым равномерно распределяя нагрузку по всем элементам рамы транспортного средства. В образованном проеме рамы размещается посадочное гнездо транспортного модуля, таким образом, рационально используется не только зона межтележечного пространства железнодорожного транспортного средства, но и всей конструкции в целом, позволяя существенно снизить затраты на изготовление изделия, связанные с расходом металла.
По первому аспекту полезной модели применение дополнительных промежуточных поперечных балок позволит перевозить одновременно несколько транспортных упаковочных контейнеров.
По третьему аспекту полезной модели расположение посадочного гнезда транспортного модуля в проеме образованном одной из шкворневых балок и промежуточной поперечной балкой позволит размещать транспортный упаковочный контейнер ассиметрично относительно центральной поперечной оси железнодорожного транспортного средства, что может быть востребовано технологическими процессами на отдельно взятых атомных электростанциях.
Наличие одного автосцепного устройства также позволило уменьшить общую длину железнодорожного транспортного средства, сделать облегченную конструкцию одной из его консолей, поскольку нет необходимости размещать элементы второго комплекта автосцепного устройства.
В настоящее время по заявляемой полезной модели разработана конструкторская документация, изготавливаются опытные образцы для проведения необходимых испытаний.