ВАГОН-ПЛАТФОРМА УНИВЕРСАЛЬНЫЙ С ФИТИНГОВЫМИ УПОРАМИ
UNIVERSAL PLATFORM WAGON WITH FITTING STOPS

Заявляемое изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к многофункциональным вагонам-платформам, приспособленным для перевозки разнообразных грузов, таких как штучные грузы, лесоматериалы, строительные материалы, промышленное оборудование, колесные и гусеничные машины, а также крупнотоннажные контейнеры и касается в частности конструкции рамы вагон-платформы, установки фитинговых упоров на раме и конструкции фитинговых упоров.
Известна конструкция универсальной четырехосной платформы модели 13-4012 [И.Ф. Пастухов, В.В. Лукин, Н.И. Жуков «Вагоны», М., Транспорт 1988 г., стр. 185]. Кузов платформы состоит из рамы с комбинированным настилом пола с боковыми и торцевыми бортами. Боковые борта шарнирно закреплены на боковых балках рамы. Боковые и торцевые борта в закрытом положении удерживаются клиновыми запорами. На концевых балках рамы установлены опорные кронштейны удерживающие торцевые борта в горизонтальном положении. Для увязки груза внутри кузова предусмотрены скобы, а снаружи увязочные кольца. На боковых балках рамы приварены скобы для установки деревянных стоек. Сварная рама кузова состоит из хребтовой, двух боковых, двух концевых, двух шкворневых, трех основных и двух промежуточных поперечных балок, служащими совместно с вспомогательными для поддержания настила пола. Хребтовая балка образована двумя двутаврами №70 переменной высоты, связанными между собой диафрагмами и упорами автосцепок. Пересечения хребтовой и шкворневых балок усилены надпятниковыми диафрагмами. Боковая балка выполнена из двутавра №30 постоянной высоты. Концевые балки сварные, постоянной высоты по длине, изготовлены из Г-образного листа и элементов его усиления: уголков и ребер приваренных с внутренней стороны балки в местах размещения кронштейнов. Шкворневые балки сварные, замкнутого коробчатого сечения переменной высоты по длине и выполнены из двух вертикальных, верхнего и нижнего горизонтальных листов. К нижним листам приклепаны скользуны. Основные поперечные балки сварные двутаврового сечения, постоянной высоты по длине и состоят из вертикального и двух горизонтальных листов. Вспомогательные поперечные и крайние продольные балки, служащие для поддержания настила пола, выполнены из двутавра №10. Поперечные балки располагаются в раме ниже уровня пола на высоту вспомогательных продольных балок. Настил пола металлический в средней части и деревянный по бокам. Доски пола опираются на три продольные балки, один их конец заводится в S-образную балку а другой болтами крепится к боковой балке рамы. Со стороны боковых продольных балок доски армируются гнутыми П-образными элементами. Металлический пол настлан из рифленого листа. Боковые борта выполнены из гнутого профиля, с широкими продольными гофрами и отбортовками обеспечивающими жесткость. Все несущие элементы рамы изготовлены из низколегированной стали 09Г2Д.
Недостатком данной конструкции является отсутствие фитинговых упоров, посредством которых возможно осуществлять перевозку контейнеров. Исходя из этой конструктивной особенности рама не имеет усиленных поперечных балок, на которые возможно установить упоры. Пол на раме выполнен из металлического листа и деревянных досок затрудняем крепление груза на платформе.
Известна конструкция железнодорожного транспортного универсального вагон - платформы [заявка на изобретение CN 20111097984 от 19.04.2011 (публикация CN 102180172 (А) от 14.09.2011)]. Вагон-платформа содержит раму, которая состоит из хребтовой балки, боковых балок, концевых балок, шкворневых балок, промежуточных балок, центральной балки и продольных балок. Рама установлена на две тележки через пятники. В верхней части рамы установлен деревянный пол. Также в верхней части рамы на концевых и центральной балках установлены фитинговые упоры. Рама изготавливается путем сборки и сварки хребтовой балки, боковых балок, концевых балок, шкворневых балок, промежуточных балок, центральной балки и продольных балок, при этом для каждой балки используются высокопрочные пластины, такие как Н-образные стали и т.п. Центральная балка сварена из двух Н-образных сталей, двутавровых балок или стальных пластин в двутавровую конструкционную балку в коробчатую конструкцию. Конструкция рамы предусматривает установку на вагон-платформу двух 20 футовых контейнеров или одного 40 футового контейнера.
Недостатком данной конструкции является сложность изготовления рамы, связанное с процессом сваривания элементов конструкции, выполненных из высокопрочной стали. Для выполнения качественных сварных соединений необходимо осуществить предварительный нагрев свариваемых между собой элементов, а после сварки обеспечить плавное остывание конструкции. В противном случае в сварных швах могут образовываться трещины, что потребует дополнительных трудозатрат на исправление сварочных дефектов. Изготовление вышеописанной конструкции вагон-платформы требует больших трудозатрат на изготовление. Также конструкция рамы не позволяет устанавливать на вагон-платформу один 45 футовый контейнер, или два 20 футовых контейнера с повышенной грузоподъемностью 36 тонн.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявленного изобретения.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание конструкции универсального вагон-платформы с фитинговыми упорами, рама которой обеспечивает надежное соединение хребтовой и шкворневой балок, а также соединение хребтовой и центральной балок, повышающее прочность и долговечность конструкции вагон-платформы в целом, в сочетании с уменьшением трудозатрат при изготовлении вагон-платформы.
Поставленная задача в заявляемом изобретении решается за счет усиления в нижней части рамы вагон-платформы соединения шкворневой и центральной балок с хребтовой балкой. Шкворневые балки и центральная балка сопряжены с хребтовой балкой в нижней части рамы посредством усиливающих элементов. Усиливающие элементы сопряжения каждой шкворневой балки и хребтовой балки со стороны концевой балки выполнены в виде пластин, ориентированных параллельно оси хребтовой балки, каждая из которых встык соединена с нижним листом шкворневой балки и приварена к нижней полке двутаврового профиля хребтовой балки, перекрывая ее продольную крайнюю грань. Со стороны центральной балки усиливающий элемент шкворневой балки, выполнен в виде пластины с двумя ветвями, соединенной с нижним листом шкворневой балки встык, при этом каждая ветвь ориентирована параллельно оси хребтовой балки и приварена к нижней полке двутаврового профиля хребтовой балки, перекрывая ее продольную крайнюю грань. Вместе с этим, в средней части пластины выполнен паз повторяющий пазы в нижних полках двутавров хребтовой балки, паз обрамлен усиливающим элементом. Кроме того, нижний лист центральной балки выполнен из двух концевых и одного центрального листа, соединенного встык с пластинами, имеющими две ветви, каждая из которых ориентирована параллельно оси хребтовой балки и приварена к нижней полке двутаврового профиля хребтовой балки.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что вагон-платформа универсальный железнодорожный с фитинговыми упорами содержит кузов, установленный на ходовые части состоящий из торцевых бортов, боковых бортов и рамы с деревянным полом, имеющей хребтовую, боковые, продольные балки, а также центральную, промежуточные, шкворневые, концевые балки, при этом в верхней части рамы в районе центральной балки и между концевой и шкворневой балками в отверстиях в полу установлены фитинговые упоры, также шкворневые балки и центральная балка сопряжены с хребтовой балкой в нижней части рамы посредством усиливающих элементов, при этом усиливающие элементы сопряжения каждой шкворневой балки и хребтовой балки со стороны концевой балки выполнены в виде пластин, ориентированных параллельно оси хребтовой балки, каждая из которых встык соединена с нижним листом шкворневой балки и приварена к нижней полке двутаврового профиля хребтовой балки, перекрывая ее продольную крайнюю грань, а со стороны центральной балки усиливающий элемент выполнен в виде пластины с двумя ветвями, соединенной с нижним листом шкворневой балки встык, каждая ветвь ориентирована параллельно оси хребтовой балки и приварена к нижней полке двутаврового профиля хребтовой балки, перекрывая ее продольную крайнюю грань, также в средней части пластины выполнен паз повторяющий пазы в нижних полках двутавров хребтовой балки, паз обрамлен усиливающим элементом, вместе с этим, нижний лист центральной балки выполнен из двух концевых и одного центрального листа, соединенного встык с пластинами, имеющими две ветви, каждая из которых ориентирована параллельно оси хребтовой балки и приварена к нижней полке двутаврового профиля хребтовой балки.
На нижнем листе шкворневой балки в районе продольной крайней грани нижней полки хребтовой балки, к крайним граням нижнего листа шкворневой балки установлены усиливающие накладки.
Сущность заявляемого изобретения поясняется фигурами:
Фиг. 1 - Вагон-платформа универсальный железнодорожный с фитинговыми упорами (общий вид);
Фиг. 2 - Вагон-платформа универсальный железнодорожный с фитинговыми упорами (вид сверху);
Фиг. 3 - Вагон-платформа универсальный железнодорожный с фитинговыми упорами (вид снизу);
Фиг. 4 - Вагон-платформа универсальный железнодорожный с фитинговыми упорами (выносной элемент А, Фиг. 3);
Фиг. 5 - Вагон-платформа универсальный железнодорожный с фитинговыми упорами (выносной элемент Б, Фиг. 3);
Фиг. 6 - Вагон-платформа универсальный железнодорожный с фитинговыми упорами (разрез В-В, Фиг. 4).
Вагон-платформа универсальный железнодорожный с фитинговыми упорами содержит кузов 1, установленный на ходовые части 2 состоящий из торцевых бортов 3, боковых бортов 4 и рамы 5. Рама 5 имеет деревянный пол 6 и состоит из хребтовой 7, боковых 8, продольных 9 балок, а также из центральной 10, промежуточных 11, шкворневых 12, концевых 13 балок.
В верхней части рамы 5 в районе центральной балки 10 и между концевой 13 и шкворневой 12 балками в отверстиях 14 в полу 6 установлены фитинговые упоры 15.
Вместе с этим, шкворневые балки 12 и центральная балка 10 сопряжены с хребтовой балкой 7 в нижней части рамы 5 посредством усиливающих элементов 16, 17, 18, 30. Усиливающие элементы 16 сопряжения каждой шкворневой балки 12 и хребтовой балки 7 со стороны концевой балки 13 выполнены в виде пластин, ориентированных параллельно оси 19 хребтовой балки 7, каждая из которых встык соединена с нижним листом 20 шкворневой балки 12 и приварена к нижней полке 21 (36) двутаврового профиля 22 (37) хребтовой балки 7, перекрывая ее продольную крайнюю грань 23 (38). Со стороны центральной балки 10 усиливающий элемент 17 выполнен в виде пластины с двумя ветвями 24 и 25, при этом усиливающий элемент 17 соединенной с нижним листом 20 шкворневой балки 12 встык, каждая ветвь 24 и 25 ориентирована параллельно оси 19 хребтовой балки 7 и приварена к нижней полке 21 (36) двутаврового профиля 22 (37) хребтовой балки 7, перекрывая ее продольную крайнюю грань 23 (38).
В средней части 26 пластины 17 выполнен паз 27 повторяющий пазы 28 и 29 в нижних полках 21 и 36 двутавров 22 и 37 хребтовой балки 7. Паз 27 обрамлен усиливающим элементом 30.
Нижний лист 31 центральной балки 10 выполнен из двух концевых 32 и одного центрального листа 33, соединенного встык с пластинами 18, имеющими две ветви 34 и 35, каждая из которых ориентирована параллельно оси 19 хребтовой балки 7 и приварена к нижней полке 21 (36) двутаврового профиля 22 (37) хребтовой балки 7.
Кроме того, на нижнем листе 20 шкворневой балки 12 в района продольной крайней грани 23 (38) нижней полки 21 (36) хребтовой балки 7, к крайним граням 39 и 40 нижнего листа 20 шкворневой балки 12 установлены усиливающие накладки 41.
Технический результат от заявляемого изобретения заключается в том, что усиление в нижней части рамы вагон-платформы соединения шкворневой и центральной балок с хребтовой балкой, выполнено таким образом, что шкворневые балки и центральная балка сопряжены с хребтовой балкой в нижней части рамы посредством усиливающих элементов, при этом усиливающие элементы сопряжения каждой шкворневой балки и хребтовой балки со стороны концевой балки выполнены в виде пластин, ориентированных параллельно оси хребтовой балки, каждая из которых встык соединена с нижним листом шкворневой балки и приварена к нижней полке двутаврового профиля хребтовой балки, перекрывая ее продольную крайнюю грань, а со стороны центральной балки усиливающий элемент выполнен в виде пластины с двумя ветвями, соединенной с нижним листом шкворневой балки встык, каждая ветвь ориентирована параллельно оси хребтовой балки и приварена к нижней полке двутаврового профиля хребтовой балки, перекрывая ее продольную крайнюю грань, также в средней части пластины выполнен паз повторяющий пазы в нижних полках двутавров хребтовой балки, паз обрамлен усиливающим элементом, вместе с этим, нижний лист центральной балки выполнен из двух концевых и одного центрального листа, соединенного встык с пластинами, имеющими две ветви, каждая из которых ориентирована параллельно оси хребтовой балки и приварена к нижней полке двутаврового профиля хребтовой балки, и обеспечивает повышение прочности узлов соединения шкворневых и центральной балок с хребтовой балкой рамы кузова вагона-платформы, при этом обеспечивает надежное соединение хребтовой и шкворневой балок а также соединение хребтовой и центральной балок, повышающее долговечность конструкции вагон-платформы в целом. Предлагаемая конструкция рамы позволяет уменьшить трудозатраты при изготовлении вагон-платформы, так как для такой конструкции возможно применить марки сталей обладающие пределом прочности от 300 МПа до 400 МПа и имеющие хорошую свариваемость.
Данная конструкция вагона-платформы с предлагаемой рамой кузова, обеспечивает установку на вагон-платформу одного 40 футового контейнера, или одного 45 футового контейнера, или двух 20 футовых контейнера с обычной грузоподъемностью 30, 48 тонн и повышенной грузоподъемностью 36 тонн.
Установка на нижнем листе шкворневой балки в районе продольной крайней грани нижней полки хребтовой балки, к крайним граням нижнего листа шкворневой балки усиливающих накладок, обеспечивает повышение прочности крайних частей нижнего листа шкворневой балки в районе пятника.
В настоящее время на заявляемую конструкцию вагон-платформа, разработана конструкторская документация и изготовлены опытные образцы.