УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ КОНТЕЙНЕРОВ НА ПЛАТФОРМЕ
DEVICE FOR FASTENING CONTAINERS ON PLATFORM

Изобретение относится к области машиностроения в части железнодорожного транспорта и касается оборудования для перевозки контейнеров, или других подходящих грузов, на железнодорожных платформах. Изобретение может быть использовано и в других видах специализированного транспорта, например, автомобильного, водного и т.д., где требуются средства безопасности при перевозке контейнеров посредством их фиксации на платформах.
К важным требованиям, предъявляемым к перевозке грузов, относится обеспечение безопасности перевозок и сохранность грузов, которая в значительной степени разрешается посредством размещения грузов в контейнерах, которые при перевозке железнодорожным транспортом устанавливаются и крепятся на платформах, испытывающих при движении сильные толчки и колебания на неровностях пути. Толчки смягчаются с помощью применения рессор, однако, уменьшение толчков одновременно ведет к усилению колебаний, т.к. платформа на рессорном подвешивании находится в довольно свободном положении, что приводит к достаточно сильному и продолжительному раскачиванию, если не применить специальные средства - фитинговые упоры, которые и являются гасителем подобных колебаний при взаимодействии с ответными фитинговыми отверстиями контейнеров. С точки зрения эксплуатационных удобств наибольший интерес представляют фитинговые упоры, которые закрепляются на платформах с возможностью поворота для того, чтобы обеспечить возможность перевозки на платформах не только контейнеров, но и грузов, при перевозки которых нет необходимости использовать контейнеры. Обычно поворотные фитинговые упоры размещаются на платформе с помощью плиты-основания, на которой они предварительно жестко закрепляются и которая затем монтируется на железнодорожной платформе с возможностью поворота. Такие технические решения известны, например, из а.с. SU 518448 A1, а.с. SU 1213618 А1, патента RU 2259290 С2, US 4869177 А и т.д., а их недостатками прежде всего является то, что они не фиксируются от вертикальных перемещений, возникающих, в основном, при перевозках порожних контейнеров, которые при соударениях платформ подпрыгивают и увлекают за собой фитинговую опору вместе с плитой-основанием, шарнирно установленную на платформе, что не обеспечивает надежный контакт порожнего контейнера с вагоном, а, следовательно, и должный уровень безопасности перевозок, сохранности перевозимых грузов и самого контейнера, о чем свидетельствуют факты опрокидывания контейнеров в неблагоприятных погодных условиях, особенно при сильных поперечных ветровых нагрузках.
Возможность фиксации контейнеров от вертикальных колебаний при их перевозке на платформах железнодорожного или иного вида транспорта отмечена в патенте RU 2223188 С2, опубл. 10.10.2004 г., где описано устройство с фитинговым упором, закрепляемое на раме платформы с возможностью поворота и фиксируемое от перемещения в вертикальной плоскости затвором. Затвор, содержащий упорную планку и противовес, вставляют в крепежное отверстие на вертикальной продольной стенке фитинга, а затем поворачивают до установки упорной планки в горизонтальное положение. На поворотном упоре выполнен сквозной швеллерообразный паз, расположенный под углом относительно поперечной оси рамы платформы, параллельно оси затвора, устанавливаемого в крепежное отверстие фитинга контейнера и в паз. Затвор выполнен из прокатного профиля и оснащен планкой и противовесом. Однако, наличие сквозного швеллерообразного паза, выполненного на поворотном упоре, ослабляет и сам упор, и всю конструкцию устройства, что может привести к ее поломкам, разрушению при эксплуатации, следовательно, не позволяет судить о надежности и долговечности устройства, и, соответственно, об обеспечении необходимой безопасности перевозок. Кроме того, описанная в патенте RU 2223188 С2 конструкция устройства для крепления контейнеров имеет ограниченную область применения, т.к. не может быть использована для установки стандартных больших контейнеров, например, с шириной более 2556 мм. Выявленные недостатки устройства для крепления контейнеров на платформе по патенту RU 2223188 С2 не способствуют его широкому использованию.
В патенте RU 71308 U1, опубл. 10.03.2008, описано устройство, которое может быть использовано для крепления на раме платформы и больших, крупнотоннажных контейнеров. Это известное устройство содержит фитинговый упор, который крепится на платформе через основание и поворотные плиты. В патенте RU 71308 U1 отмечено, что поворотные плиты и основание выполнены методом точного литья совместно с фитинговым упором для взаимодействия с фитинговым отверстием контейнера, что направлено на повышение точности изготовления устройства при отсутствии материальных отходов и непроизводительного ручного труда, на исключение возможности подпрыгивания штыревых опор в шарнирах вместе с пустыми контейнерами при эксплуатации. Недостатки устройства, описанного в патенте RU 71308 U1, обусловлены прежде всего наличием повышенной концентрации напряжений в зоне перехода фитингового упора к основанию в связи с малой площадью их контакта и применением метода точного литья, что отрицательно влияет на прочность конструкции и, как следствие, на продолжительность срока службы фитинговых упоров. Кроме того, при переводе фитингового упора из нерабочего положения в рабочее и наоборот возможно заклинивание горизонтальных направляющих в пазах, что приводит к затруднениям при эксплуатации и может привести к поломке устройства, что не позволяет судить о его высокой надежности. Кроме того, при изготовлении описанного в патенте RU 71308 U1 устройства требуется использование высокоточного оборудования, что приводит к значительному удорожанию устройства. К недостаткам устройства, описанного в патенте RU 71308 U1, относится также и необходимость использования ручного труда при установке контейнера на фитинговые упоры, что усложняет и замедляет процесс установки контейнеров на фитинговые упоры при фиксации на платформе. Очевидно, что в совокупности, перечисленные выше недостатки устройства, описанного в патенте RU 71308 U1, затрудняют и делают нецелесообразным его широкое применение как в железнодорожном, так и других видах транспорта.
В патенте RU 17749 U1, опубл. 21.02.2018, описано устройство для крепления контейнеров на железнодорожных платформах посредством фитинговых упоров, размещаемых на платформах с возможностью поворота (откидываемых), создание которого, как отмечено в патенте, направлено на повышение прочностных характеристик фитинговых упоров и продление срока их службы. Это устройство состоит из плиты-основания, штыревой опоры (фитингового упора), который выполнен в виде профильного стержневого элемента со скругленной вершиной и плоскими боковыми гранями, выступающей в нижней части из плиты-основания, оси, упорной плиты, проушин, трубки (оси поворота), нижней плиты. Плита-основание, штыревая опора и трубка соединены посредством сварных швов, образуя верхнюю часть устройства. Упорная плита соединена посредством сварки с проушинами и с нижней плитой, образуя нижнюю часть устройства. Верхняя часть устройства шарнирно соединена с нижней частью устройства через ось поворота (трубку) верхней части устройства, которая размещается в проушинах нижней части устройства. В патенте RU 17749 U1 также отмечено, что толщина штыревой опоры (фитингового упора) h должна составлять 40-60, а ширина от 1h до 1,9h, штыревая опора в нижней части должна выступать из плиты-основания на величину R от 20 до 40 мм, толщина упорной плиты должна составлять от 0,2R до 3R.
К недостаткам устройства по патенту RU 17749 U1 прежде всего следует отнести консольное закрепление поворотной оси, что неизбежно приводит к вертикальным вибрациям и самого устройства, и контейнера, установленного на фитинговых упорах этого устройства, что очевидным образом может привести и к поломкам фитинговых упоров, и к опрокидыванию контейнеров, особенно с легким грузом, или порожних, что не позволяет судить об обеспечении надежности и безопасности перевозок.
Другой недостаток описанного в патенте RU 177439 U1 устройства обусловлен небольшим, ограниченным сроком его службы, т.к. в процессе эксплуатации при повороте верхней части устройства из рабочего положения в нерабочее и обратно неизбежно происходит истирание поворотной оси, что приводит к сбоям в работе во время эксплуатации устройства, и к его полной непригодности, что требует замены всего устройства, возможность же замены поворотной оси в устройстве по патенту RU 177439 U1 не предусмотрена.
Изобретение направлено на повышение надежности и безопасности перевозок, что обеспечивается за счет того, что устройство для крепления контейнеров на платформе содержит нижнюю часть, включающую нижнюю плиту, выполненную с возможностью закрепления на элементах платформы, и скрепленную с нижней плитой упорную плиту, снабженную парой проушин со сквозными отверстиями, верхнюю часть, шарнирно соединенную с нижней частью, и включающую плиту-основание с поворотной осью и жестко закрепленным на ней фитинговым упором, причем, поворотная ось выполнена с возможностью поворота в сквозных отверстиях проушин упорной плиты нижней части, а фитинговый упор выступает вертикально вверх относительно плиты-основания и нижней частью установлен в отверстии, выполненном в ней. При этом, согласно изобретению, упорная плита снабжена второй парой проушин, которые жестко скреплены с ней и размещены попарно симметрично проушинам первой пары, проушины второй пары выполнены со сквозными отверстиями, диаметр которых совпадает с диаметром сквозных отверстий первой пары проушин, для размещения в них фиксирующей оси, на одном конце которой имеется головка, диаметр которой больше диаметра сквозных отверстий проушин, а второй конец фиксирующей оси снабжен средством, предохраняющим фиксирующую ось от выпадения из проушин время эксплуатации устройства, отверстие, выполненное в плите-основании для нижнего конца фитингового упора, имеет высоту, которая меньше толщины плиты-основания, и сообщается с отверстием, которое выполнено в плите-основании со стороны ее нижней части и имеет диаметр, больше диаметра отверстия для нижнего конца фитингового упора, в фитинговом упоре выполнено базовое отверстие со стороны его верхней поверхности таким образом, что его вертикальная ось перпендикулярна горизонтальным плоскостям нижней плиты, упорной плиты, плиты-основания, поворотная и фиксирующая оси имеют одинаковые диаметры, а их продольные оси параллельны между собой и размещены на одинаковом расстоянии от верхней поверхности упорной плиты, один конец поворотной оси снабжен головкой, внешний диаметр которой больше диаметра сквозного отверстия проушины, к которой она прилегает, а второй конец поворотной оси, выступающий из сквозного отверстия проушины, снабжен кольцом, или втулкой, надеваемыми на него и жестко скрепляемыми с поворотной осью, при этом внешний диаметр кольца больше диаметра сквозного отверстия проушины. Предпочтительно фитинговый упор изготавливать методом поковки из высокопрочной стали и жестко соединять с плитой-основанием посредством сварки, к которой также посредством сварки прикреплена поворотная ось. Предпочтительно упорная плиту изготавливать совместно с проушинами посредством литья и жестко соединять с нижней плитой посредством сварки. Предпочтительно, чтобы фитинговый упор был изготовлен из стали 10ХСНД, или 09Г2С, или из любой другой марки высокопрочной стали. В качестве средства, предохраняющего фиксирующую ось от выпадения из проушин во время эксплуатации устройства, могут быть использованы любые известные разъемные средства, которые могли бы быть размещены на выступающем из отверстия проушины конце фиксирующей оси, например, такие как разрезная шайба, или кусок проволоки, или флажок. При использовании в качестве средства, предохраняющего фиксирующую ось от выпадения из проушин во время эксплуатации устройства, флажка, конец фиксирующей оси, выступающий из сквозного отверстия проушины выполняют с прорезью с возможностью размещения в ней флажка, который выполнен плоским с центральным продольным отверстием, ширина которого соответствует диаметру фиксирующей оси, а на концах которого имеются цилиндрические поверхности с диаметром, равным диаметру фиксирующей оси. В нижней плите выполнено сквозное отверстие с возможностью размещения фитингового упора вершиной вниз после поворота устройства и приведения его в нерабочее состояние.
Изобретение поясняется с помощью чертежей, где на фиг. 1-3 устройство для крепления контейнеров изображено схематично в собранном виде, подготовленном для закрепления на платформе.
На чертежах показано, что устройство для крепления контейнеров на платформе содержит нижнюю часть, включающую нижнюю 1 плиту, которая при использовании прикрепляется, обычно сваркой, к элементах платформы (на фиг. не показано), скрепленную с нижней 1 плитой упорную плиту 2, снабженную первой парой проушин 3 со сквозными отверстиями 4, верхнюю часть, шарнирно, с возможностью поворота соединенную с нижней частью. Верхняя часть включает плиту-основание 5 с жестко закрепленными на ней фитинговым упором 6 и поворотной осью 7, которая при сборке устройства размещается в сквозных отверстиях 4 проушин 3. Фитинговый упор 6 выступает вертикально вверх относительно плиты-основания 5 и своей нижней частью установлен в отверстии 8, выполненном в плите-основании 5.
Упорная плита 2 снабжена второй парой проушин 9, которые жестко скреплены с ней и размещены попарно симметрично проушинам 3 первой пары. В фитинговом упоре 6 выполнено базовое отверстие 10, которое имеет вертикальную ось O1. Каждая из проушин 9 второй пары выполнена со сквозным отверстием 11 для размещения в них фиксирующей оси 12, на одном конце которой имеется головка 13, диаметр которой больше диаметра сквозного отверстия 11 проушины 9, к которой она прилегает, а второй конец фиксирующей оси 12 снабжен средством 14, предохраняющим фиксирующую ось 12 от выпадения из отверстий 11 проушин 9 второй пары во время эксплуатации устройства, т.е. при тряске и вибрации, неизбежных при перемещении транспортного средства, что направлено на повышение надежности и безопасности перевозок.
Использование в устройстве второй оси 12, фиксирующей, позволяет исключить вертикальное смещение установленного на фитинговом упоре 6 контейнера (на фиг. не показан), что обеспечивает как сохранность самого фитингового упора 6 от поломки под воздействием усилий, передаваемых на него контейнером, так и исключает опрокидывание контейнера (особенно пустого) при движении платформы, которое неизбежно сопровождается вибрациями и колебаниями как самой платформы, так и размещенного на ней контейнера, что очевидным образом свидетельствует об обеспечении высоких надежности и безопасности перевозок.
В плите-основании 5 выполнено отверстие 8, предназначенное для размещения в нем нижнего конца фитингового упора 6. Отверстие 8 имеет высоту h, которая меньше толщины плиты-основания 5 и сообщается со сквозным отверстием 15, которое выполнено в плите-основании 5 со стороны ее нижней части, причем, диаметр отверстия 15 больше диаметра отверстия 8. Такое выполнение сквозных сообщающихся отверстий 8 и 15 в плите-основании 5 обеспечивает возможность приварки фитингового упора 6 к плите-основанию 5 со стороны отверстия 15 с большим прочным сварным швом, заполняющим все пространство отверстия 15, что исключает возможность отламывания, разрушения фитингового упора 6 у его основания, т.е. в месте прикрепления к плите-основанию 5, а также обеспечивает плотное прилегание, контакт, соприкасающихся горизонтальных плоскостей плиты-основания 5 и упорной плиты 2, образующих при этом единую сборку, что в совокупности обеспечивает цельность, прочность и устойчивость конструкции устройства, повышая тем самым ее долговечность, а также надежность и безопасность перевозок. Базовое отверстие 10 выполнено со стороны верхней поверхности фитингового упора 6 таким образом, что его вертикальная ось O1 перпендикулярна параллельным между собой горизонтальным плоскостям нижней плиты 1, упорной плиты 2, плиты-основания 5. Базовое отверстие 10 служит ориентиром (реперной точкой) и используется для определения точного места расположения фитинговых упоров на платформе при их установке на ней, позволяя исключить ручной труд и улучшая тем самым удобство эксплуатации и повышая производительность труда. Продольные оси O2 и О3 поворотной 7 и фиксирующей 12 осей параллельны между собой и находятся на одинаковом расстоянии от верхней поверхности упорной плиты 2.
Один конец поворотной оси 7 снабжен головкой 16, диаметр которой больше диаметра сквозного отверстия 4 проушины 3, к которой он прилегает, а второй конец поворотной оси 7, выступающий из сквозного отверстия 4 другой проушины 3, снабжен кольцом, или втулкой 17, которые на него надеваются, при этом внешний диаметр кольца, или втулки 17 больше диаметра сквозного отверстия 4 проушины 3, к которой они прилегают. После размещения поворотной оси 7 в сквозных отверстиях 4 проушин 3 и размещении кольца, или втулки 17 на одном из ее концов, который выступает из одного из отверстий 4 проушины 3, кольцо, или втулка 17 жестко скрепляются с осью 7, например, посредством сварки, или с помощью любого другого разъемного средства, позволяющего удалить кольцо, или втулку 17 с оси 7 в случае необходимости, т.е. в случае истирания поворотной оси 7 в процессе эксплуатации. После удаления кольца, или втулки 17 пришедшая в негодность поворотная ось 7 извлекается из сквозных отверстий 4 проушин 3 и меняется на новую. При этом не требуется замена всего устройства, что значительно увеличивает срок его эксплуатации и повышает надежность, позволяя своевременно устранить неисправность, что в свою очередь влияет на повышение надежности и безопасности перевозок. Предпочтительно, чтобы фитинговый упор 6 был изготовлен методом поковки из высокопрочной стали (например, из стали 10ХСНД или 09Г2С ГОСТ 19281-2014), а с плитой-основанием 5 соединен посредством сварки, к которой также посредством сварки прикрепляется поворотная ось 7. Изготовление фитингового упора 6 методом поковки из высокопрочной стали позволяет обеспечить его высокую прочность и надежность, исключая необходимость проверки и контроля внутренней целостности фитингового упора, как это необходимо в случае его изготовления методом литья, при котором возможны внутренние пустоты, трещины и т.д. Кроме того, как известно, для проведения проверки и контроля внутренней целостности деталей (в том числе и фитингового упора 6), требуется использование дорогостоящего оборудования, что усложняет, удорожает и делает более продолжительным процесс изготовления и получения качественных деталей, что не требуется при изготовлении предлагаемого устройства. Упорная плита 2 может быть изготовлена совместно с проушинами 3 и 9 посредством литья и жестко соединена с нижней плитой 1 посредством сварки. Однако, возможно отдельное изготовление упорной плиты 2, проушин 3 и 9 и нижней плиты 1, и их скрепление методом сварки. В качестве средства, предохраняющего фиксирующую ось 12 от выпадения из проушин 9 во время эксплуатации устройства, могут быть использованы любые известные разъемные средства, которые могли бы быть размещены на выступающем из отверстия 11 проушины 9 конце фиксирующей оси 12, например, такие как разрезная шайба, или кусок проволоки, или флажок. На фигурах чертежей показано использование флажка 18, который имеет плоскую форму и сквозное продольное отверстие 19, ширина которого соответствует диаметру фиксирующей оси 12, а на концах сквозного продольного отверстия 19 имеются цилиндрические поверхности, диаметр которых соответствует диаметру фиксирующей оси 12. При этом флажок 18 размещают с возможностью поворота в прорези 20, которую выполняют на выступающем конце фиксирующей оси 12, не позволяя ей выпадать из сквозного отверстия при вибрациях во время движения платформы.
Предусмотрено выполнение в нижней плите 1 сквозного отверстия 21 для размещения фитингового упора 6 вершиной вниз на платформе после поворота устройства и приведения его в нерабочее состояние. Это дает возможность использовать платформу для перевозки грузов, не требующих их размещение в контейнерах.
На фигурах чертежей в качестве примера изображен фитинговый упор, описанный в патенте RU 175528 U1, т.к. описанная в этом патенте конструкция фитингового упора сама по себе при его взаимодействии с фитинговыми отверстиями контейнера работает на предотвращение возможности нежелательного вертикального перемещения порожнего контейнера, предотвращение его разворота и опрокидывания при сильных поперечных ветровых нагрузках, что, в совокупности с предлагаемым устройством усиливает надежный контакт контейнера, особенно порожнего, с платформой и обеспечивает должный уровень его сохранности, сохранности грузов и безопасность перевозок.
Таким образом, заявленное изобретение, устройство для крепления контейнеров на платформе, в представленной совокупности признаков обеспечивает высокий уровень надежности и безопасности перевозок, кроме того, имеет большой срок службы, может быть использовано для закрепления контейнеров любых типоразмеров, позволяет исключить ручной труд при установке контейнеров, технологично при изготовлении, что способствует его широкому использованию.