ГРУЗОВОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ВАГОН

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается грузового вагона, предназначенного для перевозок грузов различного типа сыпучих грузов и контейнеров, обеспечивая перевозки без порожнего пробега как в прямом, так и в обратном направлениях.
Известно устройство для перевозки крупнотоннажных контейнеров в полувагонах и ином открытом подвижном составе (RU 203169 B61D 3/20, B60P 7/13, опубл. 24.03.2021). Данное устройство устанавливается во внутрь полувагона и содержит основание, несущие продольные балки, фитинговые упоры, установленные на несущих продольных балках. Однако данное техническое решение обладает большой массой, из-за чего установка такого устройства на ненесущие элементы рамы и кузова не обеспечивает достаточной прочности полувагона.
Известен железнодорожный вагон двойного назначения: вагон-контейнеровоз и полувагон, включающий установленный на раме кузов с боковыми стенками, торцовыми стенками и днищем, при этом рама снабжена упорами для фиксации контейнеров, устанавливаемых внутри кузова (CN 202911740, B61D 3/20, B61D 3/00, опубл. 01.05.2013).
Известен вагон для комбинированных перевозок, имеющий раму, ходовую часть с тележками, устройствами сцепления, торможения, кузов, выполненный в виде полувагона с боковыми, торцовыми стенками и днищем (RU 180512, B61D 3/00, B60P 7/13, B61D 7/00, опубл. 14.02.2018 г.). Рама комбинированного вагона снабжена угловыми упорами для фиксации устанавливаемых внутри кузова контейнеров (прототип).
Однако данные технические решения не обеспечивают достаточной прочности грузового железнодорожного вагона из-за конструктивного исполнения кузова, рамы и угловых упоров, которые не обеспечивают оптимальную передачу нагрузок от контейнера на раму.
Технической проблемой является недостаточная прочность грузового железнодорожного вагона при передаче нагрузок от перевозимого в нем контейнера на раму.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение прочности грузового железнодорожного вагона при перевозке контейнера, установленного внутри его кузова.
Технический результат обеспечивается грузовым железнодорожным вагоном, включающим в себя установленный на раме кузов с боковыми стенками, торцовыми стенками и днищем, при этом рама включает в себя боковые балки и упоры для фиксации контейнеров, устанавливаемые внутри кузова, в котором указанные упоры для фиксации контейнеров закреплены на боковых балках рамы через опорные основания, выполненные П-образного сечения с вертикальными полками, нижние кромки которых закреплены на боковых балках рамы, а внешние кромки состыкованы и жестко связаны с боковыми стенками кузова.
В качестве развития полезной модели каждое опорное основание упора для фиксации контейнеров может быть выполнено с верхней поверхностью с поперечным размером С в диапазоне размеров от 180 мм до 260 мм; кромки вертикальных полок опорного основания могут быть выполнены криволинейными; кромки вертикальных полок опорного основания могут быть выполнены по форме повторяющими профили поверхностей, с которыми они состыкованы; упоры для фиксации контейнеров могут быть выполнены внутри с ребрами жесткости; ребра жесткости могут быть прикреплены вдоль боковой балки рамы, при этом внешнее ребро жесткости дополнительно прикреплено к боковой стенке кузова; боковые балки рамы могут быть выполнены из замкнутого прямоугольного профиля; каждая боковая балка рамы может быть выполнена высотой A в диапазоне размеров от 80 мм до 160 мм, шириной B в диапазоне размеров от 80 мм до 160 мм.
В вариантах исполнения каждая боковая балка рамы может быть выполнена высотой A предпочтительно в диапазоне размеров от 100 мм до 140 мм, шириной B предпочтительно в диапазоне размеров от 100 мм до 140 мм; днище кузова может быть выполнено с разгрузочными люками.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый грузовой железнодорожный вагон отличается от прототипа тем, что указанные упоры для фиксации контейнеров закреплены на боковых балках рамы через опорные основания, выполненные П-образного сечения с вертикальными полками, нижние кромки которых закреплены на боковых балках рамы, а внешние кромки состыкованы и жестко связаны с боковыми стенками кузова; каждое опорное основание упора для фиксации контейнеров может быть выполнено с верхней поверхностью с поперечным размером С в диапазоне размеров от 180 мм до 260 мм; кромки вертикальных полок опорного основания могут быть выполнены криволинейными; кромки вертикальных полок опорного основания могут быть выполнены по форме повторяющими профили поверхностей, с которыми они состыкованы; упоры для фиксации контейнеров могут быть выполнены внутри с ребрами жесткости; ребра жесткости могут быть прикреплены вдоль боковой балки рамы, при этом внешнее ребро жесткости дополнительно прикреплено к боковой стенке кузова; боковые балки рамы могут быть выполнены из замкнутого прямоугольного профиля; каждая боковая балка рамы может быть выполнена высотой A в диапазоне размеров от 80 мм до 160 мм, шириной B в диапазоне размеров от 80 мм до 160 мм; каждая боковая балка рамы может быть выполнена высотой A предпочтительно в диапазоне размеров от 100 мм до 140 мм, шириной B предпочтительно в диапазоне размеров от 100 мм до 140 мм; днище кузова может быть выполнено с разгрузочными люками. Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 показан главный вид грузового железнодорожного вагона; на фиг. 2 - изометрический вид грузового железнодорожного вагона; на фиг. 3 - изометрический вид углового упора; на фиг. 4 - вид спереди упора для фиксации контейнеров.
Грузовой железнодорожный вагон (фиг. 1, 2) включает установленный на раме 1 кузов 2 с боковыми стенками 3, торцовыми стенками 4 и днищем 5, при этом рама 1 снабжена угловыми упорами 6 для фиксации контейнеров, устанавливаемых внутри кузова 2.
Технический результат, который заключается в увеличении прочности грузового железнодорожного вагона при перевозке контейнера, установленного внутри его кузова, достигается следующим образом.
Указанные упоры 6 для фиксации контейнеров (фиг. 3, 4) закреплены на боковых балках 7 рамы 1 через опорные основания 8, выполненные П-образного сечения с вертикальными полками 8.1. Нижние кромки 8.1.1 вертикальных полок 8.1 опорного основания 8 закреплены на боковых балках 7 рамы 1, а внешние кромки 8.1.2 вертикальных полок 8.1 опорного основания 8 состыкованы и жестко связаны с боковыми стенками 3 кузова 2. Закрепление упоров 6 для фиксации контейнеров на боковых балках 7 рамы 1 обеспечивает передачу нагрузок от контейнера на несущие элементы рамы 1, что влияет на увеличение прочности грузового железнодорожного вагона, в отличие от типовых полувагонов, в которых для передачи нагрузок используется нижние обвязки боковых стенок из уголкового профиля. Выполнение опорного основания 8 упора 6 для фиксации контейнеров П-образного профиля влияет на увеличение прочности грузового железнодорожного вагона, так как обладает большим моментом сопротивления по сравнению с основанием, выполненным, например, из пластины. Кроме того, обеспечивает защиту рамы 1 от воздействия контейнера, что влияет на прочность рамы 1 и грузового железнодорожного вагона в целом. Прикрепление опорного основания 8 упора 6 для фиксации контейнеров к боковой стенке 3 кузова 2 внешними кромками 8.1.2 обеспечивает устойчивость опорного основания 8 упора 6 для фиксации контейнеров, передачу нагрузки от контейнера на боковую стенку 3 кузова 2. При этом одновременно является усиливающим элементом боковой стенки 3 кузова 2 при перевозке сыпучих грузов, что влияет на увеличение прочности грузового железнодорожного вагона. Закрепление опорного основания 8 упора 6 для фиксации контейнеров на боковой балке 7 рамы 1 нижними кромками 8.1.1 обеспечивает устойчивость основания 8 углового упора 6 для фиксации контейнеров при воздействии на него контейнера.
Каждое опорное основание 8 упора 6 для фиксации контейнеров может быть выполнено с верхней поверхностью с поперечным размером С в диапазоне размеров от 180 мм до 260 мм. Такой диапазон размеров обусловлен прочностными характеристиками опорного основания 8 и обеспечивает защиту рамы 1 от воздействия контейнера, что влияет на увеличение прочности рамы и грузового железнодорожного вагона в целом. Выполнение указанного диапазона размеров с превышением верхней границы не приведет к большему увеличению прочности грузового железнодорожного вагона, однако приведет к увеличению его массы тары. Выполнение указанного диапазона размеров с уменьшением его нижней границы приведет к снижению прочности грузового железнодорожного вагона из-за возможного воздействия на раму 1 при установке контейнера во внутрь кузова.
Кромки вертикальных полок 8.1 опорного основания 8 могут быть выполнены криволинейными. Выполнение основания 8 упора 6 для фиксации контейнеров с криволинейными кромками вертикальных полок 8.1 обеспечивает равномерное распределение напряжений в опорном основании 8 и передачу нагрузок на несущие элементы кузова 2 и рамы 1, повторяя профили боковой стенки 3 кузова 2 и боковой балки 7 рамы 1 в месте их сопряжения, что влияет на увеличение прочности грузового железнодорожного вагона при перевозке контейнера, установленного внутри его кузова.
В вариантах исполнения полезной модели кромки вертикальных полок 8.1 опорного основания 8 могут быть выполнены по форме повторяющими профили поверхностей, с которыми они состыкованы, что обеспечивает устойчивость опорного основания при вертикальных нагрузках и передачу нагрузок на несущие элементы кузова 2 и рамы 1, что влияет на увеличение прочности грузового железнодорожного вагона.
В качестве развития полезной модели упоры 6 для фиксации контейнеров могут быть выполнены внутри с ребрами жесткости 9. Наличие ребер жесткости 9 обеспечивает увеличение прочности крепления углового упора 6 для фиксации контейнеров на боковой балке 7 рамы 1. Кроме того, ребра жесткости 9 могут быть прикреплены вдоль боковой балки 7 рамы 1, при этом внешнее ребро жесткости (позицией не показано) дополнительно прикреплено к боковой стенке 3 кузова 2. Такое исполнение обеспечивает увеличение прочности крепления упора 6 для фиксации контейнеров на боковой балке 7 рамы 1, образовывая коробчатую опорную конструкцию опорного основания 8 упора 6 для фиксации контейнеров, обеспечивая устойчивость от продольных и поперечных перемещений упора 6 для фиксации контейнера, что влияет на увеличение прочности грузового железнодорожного вагона в целом.
Боковые балки 7 рамы 1 могут быть выполнены из замкнутого прямоугольного профиля. Выполнение боковых балок 7 рамы 1 из замкнутого прямоугольного профиля, который обладает высокими прочностными характеристиками, влияет на увеличение прочности грузового железнодорожного вагона, и обеспечивает устойчивое базирование упоров 6 для фиксации контейнеров, что также влияет на прочностные характеристики грузового железнодорожного вагона.
Каждая боковая балка 7 может быть выполнена высотой A в диапазоне размеров от 80 мм до 160 мм, шириной B в диапазоне размеров от 80 мм до 160 мм. Такие диапазоны размеров обусловлены прочным базированием опорного основания 8 упора 6 для фиксации контейнеров и прочностными характеристиками боковой балки 7 рамы 1 для восприятия нагрузок от контейнера на раму 1. Выполнение указанных диапазонов размеров с превышением верхних границ не приведет к большему увеличению прочности грузового железнодорожного вагона, однако приведет к увеличению его массы тары. Выполнение указанных диапазонов размеров с уменьшением их нижних границ приведет к снижению прочности грузового железнодорожного вагона, т.к. заявляемые диапазоны размеров обусловлены пределом прочности на заданных режимах нагрузок.
В вариантах исполнения полезной модели днище 5 кузова 2 может быть выполнено с разгрузочными люками (не показано).
Конкретным примером реализации полезной модели является сочлененный грузовой железнодорожный вагон для перевозки различного типа сыпучих грузов и контейнеров, который включает установленный на раме 1 кузов 2, при этом кузов 2 с рамой 1 разделены на две секции, опирающиеся на две крайние тележки 10, соединенные между собой узлом сочленения 11, который опирается на среднюю тележку 10.1. Каждая секция включает боковые стенки 3, торцовые стенки 4 и днище 5 с разгрузочными люками (не показано). Упоры 6 для фиксации контейнеров (фиг. 3) закреплены на боковых балках 7 рамы 1 через опорные основания 8, выполненные П-образного сечения с вертикальными полками 8.1 и с верхней поверхностью 8.2 с поперечным размером С в диапазоне размеров от 180 мм до 260 мм. Нижние кромки 8.1.1 вертикальных полок 8.1 опорного основания 8 закреплены на боковых балках 7 рамы 1, а внешние кромки 8.1.2 вертикальных полок 8.1 опорного основания 8 состыкованы и жестко связаны с боковыми стенками 3 кузова 2. При этом боковые балки 7 рамы 1 выполнены из замкнутого прямоугольного профиля. Каждая боковая балка 7 рамы 1 выполнена высотой A предпочтительно в диапазоне размеров от 100 мм до 140 мм, шириной B предпочтительно в диапазоне размеров от 100 мм до 140 мм. Кроме того, упоры 6 для фиксации контейнеров выполнены внутри с ребрами жесткости 9. Ребра жесткости 9 прикреплены вдоль боковой балки 7 рамы 1, при этом внешнее ребро жесткости (позицией не показано) дополнительно прикреплены к боковой стенке 3 кузова 2. Данное выполнение наиболее оптимально для обеспечения прочности грузового железнодорожного вагона при перевозке контейнера, установленного внутри его кузова.
Полезная модель работает следующим образом.
Опорное основание 8 упора 6 для фиксации контейнеров выполняют П-образного сечения с вертикальными полками 8.1 и с верхней поверхностью с поперечным размером С в диапазоне размеров от 180 мм до 260 мм. Кромки вертикальных полок 8.1 опорного основания 8 выполняют, например, криволинейными. Кромки вертикальных полок 8.1 опорного основания 8 выполняют, например, по форме повторяющими профили поверхностей, с которыми они состыкованы. Боковые балки 7 рамы 1 выполняют из замкнутого прямоугольного профиля высотой A в диапазоне размеров от 80 мм до 160 мм и шириной B в диапазоне размеров от 80 мм до 160 мм.
При монтаже упоров 6 для фиксации контейнеров нижние кромки 8.1.1 вертикальных полок 8.1 опорного основания 8 закрепляют на боковых балках 7 рамы 1, а внешние кромки 8.1.2 вертикальных полок 8.1 опорного основания 8 состыковывают и жестко связывают с боковыми стенками 3 кузова 2. Упоры 6 для фиксации контейнеров выполняют с ребрами жесткости 9. Ребра жесткости 9 прикрепляют вдоль боковой балки 7 рамы 1, при этом внешнее ребро жесткости (позицией не показано) дополнительно прикрепляют к боковой стенке 3 кузова 2.
В эксплуатации грузового железнодорожного вагона, предназначенного для перевозок грузов различного типа сыпучих грузов и контейнеров, при необходимости перевозки 20-ти футовых контейнеров, каждый контейнер устанавливают внутрь кузова 2 на упоры 6 для фиксации контейнеров при обеспечении прочностных характеристик грузового железнодорожного вагона.
Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает достижение технического результата - увеличение прочности грузового железнодорожного вагона при перевозке контейнера, установленного внутри его кузова.