ХРЕБТОВАЯ БАЛКА РАМЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ПЛАТФОРМЫ

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции хребтовых балок рам длиннобазных платформ.
Известна взятая за прототип хребтовая балка рамы железнодорожной платформы, выполненная в виде замкнутого коробчатого профиля, образованного парой прокатных элементов с переменной по длине высотой с отверстиями, которые жестко соединены между собой накладками (см., например, описание полезной модели к патенту RU 62075 U1, - класс МПК B61F 1/02, 2006 г, опубликовано 2007 г. бюл. №9).
Недостатком известной хребтовой балки является большой прогиб (провисание), в частности, при использовании ее в длиннобазной платформе, перевозящей, два 40-футовых контейнера или четыре 20-футовых контейнера или их различные сочетания, в виду недостаточности жесткости хребтовой балки платформы, из-за ограничения по увеличению тары платформы в связи с увеличением ее длины. Это связано с максимально допустимой нагрузкой на ось тележки, от которой и зависит грузоподъемность платформы, причем хребтовая балка данной платформы выполнена из тяжелых профилей.
Заявляемая полезная модель решает задачу снижения прогиба хребтовой балки длиннобазных платформ в связи с увеличением длины хребтовой балки, путем выполнения основных несущих элементов хребтовой балки с различной жесткостью, облегчая тару платформы в пределах сохранения ее прочности, и оригинального выполнения несущих элементов хребтовой балки.
Технический результат достигается тем, что в известной хребтовой балке рамы железнодорожной платформы, выполненной в виде замкнутого коробчатого профиля, вертикальные стенки которого имеют переменную по длине высоту, согласно заявляемой полезной модели стенки хребтовой балки выполнены из листов, образующих коробку переменного сечения с диафрагмами с отверстиями, причем отношение площади поперечного сечения консольной части хребтовой балки к площади поперечного сечения в средней части составляет 0.66÷0,68, а отношение толщины вертикальных листов средней части хребтовой балки к толщине вертикальных листов консольной части составляет 0,82÷0,84, при этом верхняя поверхность средней части вертикальных листов выполнена выпукло под уклоном, а нижняя вогнуто симметрично относительно поперечной оси, а места сопряжения вертикальных листов с нижним листом в местах переменного сечения хребтовой балки выполнены с поднутрением.
Предлагаемая полезная модель позволяет повысить прочность хребтовой балки путем снижения прогиба. Это достигается тем, что ее элементы выполняются с различной жесткостью и подобрано оптимальное отношение площади поперечного сечения консольной части хребтовой балки к площади поперечного сечения в средней части, составляющее 0.66÷0,68 и отношение толщины вертикальных листов средней части хребтовой балки к толщине вертикальных листов консольной ее части, составляющее 0,82÷0,84. Эти соотношения соответствуют применению более тонких, но более высоких вертикальных листов средней части хребтовой балки по отношению к толщине и высоте листов ее консольной части. Снижению прогиба хребтовой балки способствует также выполнение средней ее части (между шкворневыми балками) изначально с прогибом по направлению обратным рабочему прогибу, что обеспечивается формой вертикальных листов хребтовой балки, в которых верхняя поверхность средней части выполнена выпукло, а нижняя вогнуто симметрично относительно поперечной оси балки. Места сопряжения вертикальных листов с нижним листом в местах
перегибов для повышения надежности и долговечности хребтовой балки (улучшается качество сборки и сварки) выполнены с поднутрением (плавным радиусным переходом большой величины с R 1000÷5000 мм).
Техническим преимуществом заявляемой хребтовой балки является появление возможности применения ее в длиннобазной платформе благодаря выполнению ее конструкции из облегченных (в пределах сохранения ее прочности) элементов и сокращения неизбежного увеличения прогиба, в связи с увеличением базы платформы за счет применения более тонких, но более высоких вертикальных листов средней части хребтовой балки по отношению к толщине и высоте листов ее консольной части благодаря подобранному соотношению площадей поперечного сечения элементов хребтовой балки.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена хребтовая балка, вид сбоку; на фиг.2 - разрез А-А на фиг 1 (разрез хребтовой балки).
Заявляемая хребтовая балка состоит из вертикальных листов 1 (фиг.1, 2) верхнего листа 2 (фиг.1, 2), нижнего листа 3 (фиг.1, 2), диафрагм 4 (фиг.2) с отверстиями 5 (фиг 2).
Для сохранения прочности хребтовая балка (фиг.1, 2) выполнена из двух вертикальных листов 1, сужающихся в нижней части к шкворневым балкам (фиг.1) и соединяющих их листов верхнего 2 и нижнего 3, расположенных перпендикулярно к вертикальным листам 1. Толщина вертикальных листов 1 в средней части меньше толщины листов консольной части, а высота вертикальных листов значительно больше в средней части, чем в консольной благодаря чему образуется коробка переменного сечения с оптимальной переменной жесткостью по длине, внутри которой расположены усиливающие диафрагмы 4 с овальным отверстием 5. Диафрагмы располагаются в зонах соединения хребтовой балки с поперечными балками платформы.
Для снижения прогиба (провисания) хребтовой балки средняя ее часть (между шкворневыми балками) выполнена изначально с прогибом по направлению обратным рабочему прогибу 6 (фиг.1), например 24÷26 мм.
Это обеспечивается формой вертикальных листов 1 хребтовой балки, в которых верхняя поверхность средней части выполнена выпукло, а нижняя вогнуто симметрично относительно поперечной оси хребтовой балки.
Места сопряжения вертикальных листов 1 с нижним листом 3 (фиг.1) в местах перегибов 7 и 8 для повышения надежности и долговечности хребтовой балки выполнены с поднутрением (плавного радиусного перехода большой величины с R 1000÷5000 мм). Надежность мест сопряжения обусловлена повышением качества сборки и сварки хребтовой балки в данных местах.
Таким образом, предлагаемая конструкция хребтовой балки позволяет повысить надежность и долговечность конструкции хребтовой балки особенно в длиннобазных платформах, что обусловлено повышением ее прочности и снижением прогиба, что обеспечивается выполнением основных элементов хребтовой балки оригинальной формы и точно подобранному соотношению профилей различных несущих элементов.