Рама вагона-платформы сочлененного типа

Предложенное техническое решение относится к рамам железнодорожных транспортных средств.
Известна несущая рама вагона-платформы сочлененного типа, раскрытая в US 6968788, опубл. 29.11.2005, и содержащая поперечные балки и хребтовую балку, включающую в себя верхнюю полку, имеющую в средней части уширение.
Известна несущая рама вагона-платформы сочлененного типа, раскрытая в US 5092250, опубл. 03.03.1992, и содержащая поперечные балки и хребтовую балку, включающую в себя верхнюю стенку постоянной ширины.
Известна несущая рама вагона-платформы сочлененного типа, раскрытая в US 4947760, опубл. 14.08.1990, и содержащая поперечные балки и хребтовую балку, включающую в себя верхнюю стенку постоянной ширины.
Известна рама сочлененного вагона-платформы, раскрытая в патенте России на полезную модель № 82174, опубл. 20.04.2009, принятая в качестве наиболее близкого аналога и содержащая поперечные балки и хребтовую балку, включающую в себя верхнюю полку, содержащую сегмент, расположенный между поперечными балками и выполненный постоянной ширины.
Недостатком известных технических решений является увеличенная масса хребтовой балки.
Техническая проблема, решаемая при создании предложенного технического решения, заключается в избытке материала в верхней полке хребтовой балки в местах, не подверженных высоким напряжениям.
Технический результат, достигаемый при создании предложенного технического решения, заключается в уменьшении массы хребтовой балки при сохранении ее прочности и надежности.
Технический результат достигается за счет того, что рама вагона-платформы сочлененного типа содержит поперечные балки и хребтовую балку, включающую в себя верхнюю стенку, содержащую сегмент, расположенный между поперечными балками, выполненный переменной ширины и содержащий последовательно расположенные участки шириной X, Y, Z, при этом отношение k ширины Y к ширине X удовлетворяет условию 0,6 ≤ k < 1, отношение m ширины Y к ширине Z удовлетворяет условию 0,6 ≤ m < 1.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что отношение k ширины Y к ширине X задано из диапазона от 0,6 до 0,95.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что отношение m ширины Y к ширине Z задано из диапазона от 0,6 до 0,95.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что ширина X равна ширине Z.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что участки шириной X, Y, Z выполнены плавно переходящими от одного участка к другому через переходные участки.
Примерный вариант выполнения предложенного технического решения характеризуется чертежами, где на:
Фиг. 1 представлен вид сбоку вагона-платформы сочлененного типа,
Фиг. 2 представлен вид сверху вагона-платформы сочлененного типа,
Фиг. 3 представлен общий вид рамы вагона-платформы сочлененного типа до узла сочленения,
Фиг. 4 представлен вид сверху рамы вагона-платформы сочлененного типа.
Вагон-платформа 1 сочлененного типа, представленная на Фиг. 1-2, содержит три известные из уровня техники двухосные тележки 2: две крайние тележки 2.1 и промежуточную (среднюю) тележку 2.2 и автосцепные устройства 3.
Вагон-платформа 1 состоит из двух одинаковых секций 4, одна из которых представлена на Фиг 3-4. Каждая секция 4 вагона–платформы 1 содержит раму 5, фитинговые упоры 6, используемые для перевозки контейнеров, и поворотную площадку 7 с упорами 8 для перевозки контейнеров. Рамы 5 соединены посредством известного из уровня техники узла 9 сочленения, например, шарнирного, и установлены на две тележки 2: на одну крайнюю тележку 2.1 и промежуточную тележку 2.2, которая является общей для двух секций 4 вагона-платформы 1. В концевых частях каждой рамы 5 рядом с крайними тележками 2.1 расположены автосцепные устройства 3.
Рама 5 каждой секции 4 вагона-платформы 1 включает в себя хребтовую балку 10, шкворневую балку 11 и поперечные балки 12: поперечную балку 12.1, расположенную в концевой части рамы 5 рядом с автосцепным устройством 3, поперечную балку 12.3, расположенную в концевой части рамы 5 рядом с узлом сочленения 9, и промежуточную поперечную балку 12.2, являющуюся опорой для упомянутой поворотной площадки 7, расположенную между упомянутыми концевыми балками 12.1 и 12.3 и прикрепленную к хребтовой балке 10. Упомянутые фитинговые упоры 6 расположены в концевых частях поперечных балок 12, например, одной из концевых балок 12.1, расположенной рядом с автосцепным устройством 3, и на промежуточной поперечной балке 12.2.
Хребтовая балка 10 каждой рамы 5 секции 4 вагона-платформы 1 содержит верхнюю полку 13, нижние полки 14 и две боковые вертикальные стенки 15, прикрепленные к упомянутой верхней стенке 13 и упомянутой нижней стенке 14 предпочтительно посредством сварки. Верхняя стенка 13 хребтовой балки 10 представляет собой лист, выполненный металлическим. Нижняя стенка 14 представляет собой лист, выполненный металлическим. По меньшей мере одна, предпочтительно каждая, боковая вертикальная стенка 15, представляет собой лист, например, металлический.
Верхняя стенка 13 хребтовой балки 10 содержит расположенный между ближайшими поперечными балками 12 сегмент 16, а именно между концевой балкой 12.1, расположенной рядом с упомянутым узлом 9 сочленения, и промежуточной поперечной балкой 12.2. Упомянутый сегмент 16 верхней стенки 13 хребтовой балки 10, расположенный между поперечными балками 12, выполнен переменной ширины и состоит из последовательно расположенных и плавно переходящих от одного к другому через переходные участки 17 участков 18 различной ширины и содержит первый участок 18.1 шириной X, второй участок 18.2 шириной Y, третий участок 18.3 шириной Z, первый переходный участок 17.1 расположенный между участком 18.1 шириной X и участком 18.2 шириной Y, и второй переходный участок 17.2, расположенный между участком 18.2 шириной Y и участком 18.3 шириной Z. Переходные участки 17 обеспечивают плавный переход между участками 18, что уменьшает концентрацию напряжений и не снижает прочность и надежность верхней стенки 13 хребтовой балки 10. При этом ширина первого переходного участка 17.1 плавно, например, равномерно, уменьшается от первого участка 18.1 шириной X ко второму участку 18.2 шириной Y, а ширина второго переходного участка 17.2 плавно, например, равномерно, увеличивается от второго участка 18.2 шириной Y к третьему участку 18.3 шириной Z. Условные границы переходных участков 17 и участков 18 обозначены на чертежах пунктирными линиями. Отношение k ширины Y второго участка 18.2 к ширине X первого участка 18.1 предпочтительно задано из диапазона от 0,6 до 0,95 включительно, т. е. k удовлетворяет условию 0,6 ≤ k ≤ 0,95. Отношение m ширины Y второго участка 18.2 к ширине Z третьего участка 18.3 предпочтительно задано из диапазона от 0,6 до 0,95 включительно, т.е. m удовлетворяет условию 0,6 ≤ m ≤ 0,95. При k = Y/X < 0,6 или m = Y/Z < 0,6 ширина Y второго участка 18.2 или может приблизиться, или станет меньше, или станет равной расстоянию между упомянутыми боковыми вертикальными стенками 15 хребтовой балки 10, что приведет к понижению прочности хребтовой балки 10 и рамы 5 секции 4 вагона-платформы 1, например, за счет роста напряжений в сварных швах. При k > 0,95 или m > 0,95 увеличится трудоемкость изготовления верхней стенки 13 хребтовой балки 10, а именно увеличится трудоемкость резки листа, по сравнению с достигаемыми от уменьшения массы преимуществами. Для ясности, второй участок 18.2 верхней стенки 13 расположен между первым участком 18.1 верхней стенки 13 и третьим участком 18.3 верхней стенки 13. Очевидно, что для сохранения прочности хребтовой балки 10 второй участок 18.2 верхней стенки 13 расположен в месте, не подверженном высоким напряжениям, что определяется математическими расчетами. Таким образом, второй участок 18.2 шириной Y верхней стенки 13 хребтовой балки 10 представляет собой участок сужения и обеспечивает снижение материалоемкости, уменьшение массы верхней стенки 13, хребтовой балки 10, рамы 5 секции 4 вагона-платформы 1, вагона-платформы 1, при этом сохраняется прочность и надежность, в частности эксплуатационная, хребтовой балки 10 и рамы 5 секции 4 вагона-платформы 1 в целом.
Решение технической проблемы и достижение технического результата продемонстрированы выше на примерном варианте выполнения предложенного технического решения. Следует отметить, что вышеприведенное подробное описание с обращением к сопровождающим чертежам приведено с целью пояснения сущности предложенной полезной модели и приведения примеров материально-технических средств, которые могут служить для реализации признаков. Специалисту в данной области техники могут быть очевидны другие варианты выполнения признаков полезной модели, не выходящие за рамки сущности и ее объема.
Вагон-платформа 1 сочлененного типа может содержать по меньшей мере три известные из уровня техники тележки 2 и по меньшей мере две секции 4, причем рамы 5 по меньшей мере двух секций 4 опираются на общую для них тележку 2 и каждая пара секций соединена посредством известного из уровня техники узла 9 сочленения.
Специалисту в области техники очевидно, что участок 18.1 шириной X и участок 18.3 шириной Z верхней стенки 13 хребтовой балки 10 рамы 5 секции 4 вагона–платформы 1 могут иметь одинаковую ширину, т.е. X = Z.
Специалисту в области техники также очевидно, что уменьшение массы хребтовой балки 10 может быть достигнуто, если отношение k ширины Y второго участка 18.2 к ширине X первого участка 18.1 задано из диапазона от 0,6 до 1, т. е. k удовлетворяет условию 0,6 ≤ k < 1, а отношение m ширины Y второго участка 18.2 к ширине Z третьего участка 18.3 задано из диапазона от 0,6 до 1, т.е. m удовлетворяет условию 0,6 ≤ m < 1.