ВАГОН-ПЛАТФОРМА

Полезная модель относится к железнодорожному вагону-платформе, в частности, к вагону-платформе сочленённого типа, а именно к конструкции узла соединения поперечных балок с соответствующими хребтовыми балками рамы вагона-платформы.
Известен вагон-платформа, содержащий рамы, соединённые узлом сочленения, опирающиеся на ходовые тележки, каждая рама содержит хребтовую балку с боковыми стенками, верхней и нижней полками, хребтовая балка соединена со стороны узла сочленения с поперечной балкой коробчатой конструкции с вертикальными стенками и верхней полкой, см. RU 193168, B61F 1/02, B61D 3/10, опубл. 15.10.2019 (прототип).
Технической проблемой, присущей данному устройству, является низкая прочность и жёсткость, в частности места соединения поперечных балок с хребтовой балкой рамы вагона-платформы.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение прочности и жёсткости рамы вагона-платформы.
1
1
Указанный технический результат достигается вагоном-платформой, содержащим раму, опирающуюся на ходовые тележки и содержащую хребтовую балку с боковыми стенками и верхней полкой, поперечную балку коробчатого сечения с боковыми стенками и верхней полкой, в котором в углах, образованных пересечением боковых стенок хребтовой балки и боковых стенок поперечной балки, диагонально установлены наружные рёбра жёсткости высотой «h», жёстко соединённые концами с указанными боковыми стенками, во внутренней полости хребтовой балки между её боковых стенок на участке установки концов наружных рёбер жёсткости поперечно закреплено внутреннее ребро высотой «h», при этом участки кромок торцов наружных рёбер жёсткости и участки кромок торцов внутреннего ребра выполнены высотой от 1,05 до 3,0 значений высот «h» и «h» средних участков соответствующих рёбер и при этом плавно сопряжены с нижними кромками рёбер;
1
- высота «h» наружных рёбер жёсткости и высота «h» внутреннего ребра выполнены в диапазоне от 100 до 300 мм, при толщине «S» наружных рёбер жёсткости и внутреннего ребра от 5 до 20 мм;
1
- высота «h» наружных рёбер жёсткости и высота «h» внутреннего поперечного ребра выполнены в диапазоне от 25 до 100 мм, при их толщине «S» от 20 до 32 мм;
- внутреннее ребро своей верхней кромкой жёстко соединено с верхней полкой хребтовой балки.
1
1
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что в углах, образованных пересечением боковых стенок хребтовой балки и боковых стенок поперечной балки, диагонально установлены наружные рёбра жёсткости высотой «h», жёстко соединённые концами с указанными боковыми стенками, во внутренней полости хребтовой балки между её боковых стенок на участке установки концов наружных рёбер жёсткости поперечно закреплено внутреннее ребро высотой «h», при этом участки кромок торцов наружных рёбер жёсткости и участки кромок торцов внутреннего ребра выполнены высотой от 1,05 до 3,0 значений высот «h» и «h» средних участков соответствующих рёбер и при этом плавно сопряжены с нижними кромками рёбер;
1
- высота «h» наружных рёбер жёсткости и высота «h» внутреннего ребра выполнены в диапазоне от 100 до 300 мм, при толщине «S» наружных рёбер жёсткости и внутреннего ребра от 5 до 20 мм;
1
- высота «h» наружных рёбер жёсткости и высота «h» внутреннего поперечного ребра выполнены в диапазоне от 25 до 100 мм, при их толщине «S» от 20 до 32 мм;
- внутреннее ребро своей верхней кромкой жёстко соединено с верхней полкой хребтовой балки.
Такие отличия дают основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели – «новизна».
Полезная модель представлена на чертежах, где:
- на Фиг. 1 – вагон-платформа сочленённого типа, общий вид, изометрическая проекция;
- на Фиг. 2 – выносной элемент «А» с Фиг. 1, остальные детали вагона-платформы условно не показаны, изометрическая проекция;
- на Фиг. 3 – концевая часть рамы, вид снизу, изометрическая проекция;
- на Фиг. 4 – поперечный разрез концевой части рамы вагона-платформы, изометрическая проекция.
1
Вагон-платформа сочленённого типа содержит рамы 1 (Фиг. 1), соединённые узлом 2 сочленения, опирающиеся на ходовые тележки 3. Каждая рама 1 содержит хребтовую балку 4 с боковыми стенками 4.1 (Фиг. 2), верхней полкой 4.2. Хребтовая балка 4 соединена с поперечной балкой 5 коробчатой конструкции с боковыми стенками 5.1 и верхней полкой 5.5. Место соединения хребтовой балки 4 и поперечной балки 5 усилено наружными рёбрами жёсткости 5.2 (Фиг. 3, 4), размещёнными диагонально в углах, образованных пересечением боковых стенок 4.1 хребтовой балки 4 и боковых стенок 5.1 поперечной балки 5, и жёстко соединённые своими концами с указанными стенками 4.1, 5.1. Наружные рёбра жёсткости 5.2 выполнены высотой «h», измеряемой между нижней и верхней кромками среднего участка наружного ребра жёсткости 5.2. Во внутренней полости хребтовой балки 4 между её боковых стенок 4.1 на участке установки концов наружных рёбер жёсткости 5.2 поперечно закреплено внутреннее ребро 4.3, выполненное высотой «h», измеряемой между нижней и верхней кромками среднего участка внутреннего ребра 4.3.
1
Участки 5.3 кромок торцов наружных рёбер жёсткости 5.2 и участки 4.4 торцов внутреннего поперечного ребра 4.3 выполнены увеличенной относительно средних участков рёбер 5.2 и 4.3 высоты и составляют от 1,05 до 3,0 соответствующих высот «h» и «h» и при этом плавно сопряжены с кромками средних своих участков.
Концы наружных рёбер жёсткости 5.2, соединённые с боковыми стенками 5.1 поперечных балок 5, могут быть выполнены с изгибом, образующим концевой участок 5.4, перпендикулярно состыкованный своей кромкой с поверхностью боковой стенки 5.1 поперечной балки 5.
1
1
Высота «h» наружных рёбер жёсткости 5.2 и высота «h» внутреннего поперечного ребра 4.3 могут быть выполнены в диапазоне от 100 до 300 мм, при их толщине «S» от 5 до 20 мм. Также высота «h» наружных рёбер жёсткости 5.2 и высота «h» внутреннего поперечного ребра 4.3 могут быть выполнены в диапазоне от 25 до 100 мм, при их толщине «S» от 20 до 32 мм.
1
1
Выполнение высоты «h» наружных рёбер жёсткости 5.2 и высоты «h» внутреннего поперечного ребра 4.3 менее 100 мм, при заданном диапазоне толщине «S» от 5 до 20 мм, не будет обеспечивать необходимой жёсткости; при превышении 300 мм произойдёт излишнее увеличение веса. Аналогично осуществляют выбор значений высоты «h» наружных рёбер жёсткости 5.2 и высоты «h» внутреннего поперечного ребра 4.3 в диапазоне от 25 до 100 мм, при их толщине «S» от 20 до 32 мм. Выбор диапазонов толщин «S» от 5 до 20 мм или от 20 до 32 мм осуществляют, исходя из конкретных технологических требований производства, условий эксплуатации и наличия комплектующих. В любом случае, изготовление указанных элементов из описанных диапазонов обеспечивает увеличение прочности и жёсткости узла соединения поперечных балок 5 с хребтовой балкой 4 рамы вагона-платформы.
В качестве дополнительных мер увеличения прочности и жёсткости наружные рёбра жёсткости 5.2 своими верхними кромками могут быть жёстко соединены с верхней полкой 4.2 хребтовой балки 4 и верхней полкой 5.5 поперечной балки 5, внутреннее поперечное ребро 4.3 своей верхней кромкой может быть жёстко соединено с верхней полкой 4.2 хребтовой балки 4.
1
Выполнение участков 5.3 кромок торцов наружных рёбер жёсткости 5.2 и участков 4.4 торцов внутреннего поперечного ребра 4.3 увеличенной высоты, которая может составлять от 1,05 до 3,0 соответствующих высот «h» и «h», обеспечивает увеличенную длину сварочного шва, увеличивает жёсткость связи между указанными элементами и соответствующими поверхностями боковых стенок балок рамы. Выполнение указанных элементов высотой менее 1,05 не оказывает существенного увеличения прочности. При выполнении высоты указанных элементов более 3,0 ухудшается технологичность их изготовления, усложняется их монтаж. При этом плавное сопряжение этих участков с нижними кромками средних участков исключает места с повышенной концентрации внутренних напряжений.
Выполнение концов наружных рёбер жёсткости 5.2, соединяемых с боковыми стенками 5.1 поперечных балок 5, с изгибом формирует отогнутый концевой участок 5.4 наружных рёбер жёсткости 5.2. В этом случае стыкуемая с боковыми стенками 5.1 кромка концевого участка 5.4 будет занимать перпендикулярное положение относительно поверхности боковых стенок 5.1, что обеспечивает более прочный и жёсткий монтажный соединительный шов, не требующий дополнительной разделки кромок соединяемой детали.
Таким образом, предложенная конструкция узлов соединения хребтовых балок 4 и поперечных балок 5 обеспечивает получение заявленного технического результата полезной модели – увеличение прочности и жёсткости рамы вагона-платформы.