РАМА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ПЛАТФОРМЫ

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу в частности к конструкции рам железнодорожных платформ.
Известен вагон-платформа для крупнотоннажных контейнеров (RU №2329906, МПК B61D 3/08, B61F 1/02, опубл. 27.07.2008), включающий ходовые части, автосцепное и тормозное оборудование, раму с фитинговыми упорами, установленными на боковых балках, при этом рама выполнена из двух концевых и средней частей, скрепленных между собой. Каждая концевая часть рамы содержит поперечные балки - шкворневую и торцевую, а также продольные балки - укороченную хребтовую и выступающие над ней боковые балки двутаврового сечения, к торцам свободных концов которых жестко закреплены плоские заглушки. К укороченной хребтовой балке примыкают два раскоса, соединяющих ее со шкворневой балкой, и два раскоса, соединяющих ее с заглушками боковых балок. К заглушкам примыкают поперечные связи, скрепленные соответственно с верхней и нижней полками раскосов, а средняя часть рамы содержит две боковые балки, жестко соединенные между собой несколькими поперечными балками. Каждая боковая балка выполнена коробчатой, в ее вертикальных стенках изготовлены несколько продольных отверстий, и своей торцевой частью примыкает к заглушке соответствующей боковой балки концевой части рамы с совмещением верхних и нижних полок стыкуемых балок. Наружная вертикальная стенка коробчатого профиля установлена в одной плоскости с вертикальной стенкой двутаврового профиля, а внутренняя вертикальная стенка совмещена с вертикальной стенкой раскоса укороченной хребтовой балки.
Недостатком известного вагона-платформы для крупнотоннажных контейнеров является применение катанного зетового профиля поперечной балки и раскосов, имеющих фиксированные толщины горизонтальных и вертикальных полок, что увеличивает массу конструкции рамы вагона.
Известна консоль рамы железнодорожной платформы (RU №184883, МПК B61F 1/02, опубл. 13.11.2018), содержащая поперечную балку, раскосы и укороченную хребтовую балку, при этом хребтовая балка дополнительно снабжена фигурным листом, а ее вертикальные стенки выполнены из двух листов переменной толщины, в свою очередь раскосы и поперечная балка выполнены двутаврового профиля, образующие силовой треугольник.
Недостатком известной консоли рамы железнодорожной платформы является наличие массивных диагональных раскосов, и как следствие повышенная металлоемкость конструкции.
Известна рама железнодорожной платформы для перевозки крупнотоннажных контейнеров (RU №183178, МПК B61D 3/00, B61F 1/02 опубл. 12.09.2018), принятая в качестве прототипа, включающая в себя укороченную хребтовую балку, соединенную с боковыми балками из двутавра через раскосы, шкворневую, лобовую, поперечные балки, а также фитинговые упоры, при этом платформа выполнена длиннообразной, а укороченная хребтовая балка имеет коробчатое сечение с выполнением вертикальных листов переменной толщины и дополнительно снабжена снизу фигурным листом. Раскосы выполнены двутавровым сечением и соединены в зоне примыкания к боковым балкам поперечной соединительной балкой, образуя силовой треугольник. Боковые балки являются несущими, выполненными в виде несимметричного двутавра, в средней части которых имеется дополнительная стенка, образующая коробчатое сечение балок. В вертикальных стенках несущих боковых балок выполнены отверстия, замкнутые обечайками. Поперечные соединительные балки выполнены из уголков и расположены друг под другом ближе к верхним и нижним полкам несущих боковых балок, визуально образуя прямоугольник в сечении. На несущих боковых балках расположены откидные фитинговые упоры, а по углам рамы на лобовых балках П-образного сечения жестко закреплены стационарные фитинговые упоры.
Недостатком известной рамы железнодорожной платформы является наличие массивных диагональных раскосов, и как следствие повышенная масса металлоконструкции.
Решаемой технической проблемой является повышенная масса металлоконструкции рамы железнодорожной платформы.
Технический результат заключается в снижении массы металлоконструкции рамы железнодорожной платформы при условии обеспечения требуемой прочности.
Указанный технический результат достигается за счет того, что рама железнодорожной платформы содержит продольные боковые балки, поперечные балки, консоль, включающую укороченную хребтовую балку коробчатого сечения, диагональные раскосы двутаврового сечения, шкворневую балку, концевую балку, промежуточные балки, связующую балку, при этом диагональные раскосы состоят из вертикальных ребер, расположенных диагонально между связующей балкой и промежуточной балкой, и вертикальных ребер, расположенных между промежуточной балкой и укороченной хребтовой балкой, нижний пояс, верхний пояс, который состоит из элементов, выполненных из листового проката различной толщины. Укороченная хребтовая балка состоит из вертикальных ребер, нижнего пояса и верхнего пояса, состоящего из элементов, выполненных из листового проката различной толщины. Вертикальные ребра, расположенные диагонально между связующей балкой и промежуточной балкой, образуют угол α, находящийся в пределах от 35° до 50°, а вертикальные ребра, расположенные между промежуточной балкой и укороченной хребтовой балкой, образуют угол β, который равен α/2, образуя, таким образом, перелом вертикальных ребер диагональных раскосов в зоне промежуточной балки. Верхние листы шкворневой балки и верхние листы промежуточной балки расположены под углом ψ относительно поверхности продольных боковых балок рамы, находящимся в диапазоне от 9° до 15°. Вертикальные ребра, расположенные диагонально между связующей балкой и промежуточной балкой, и вертикальные ребра, расположенные между промежуточной балкой и укороченной хребтовой балкой, имеют переменную высоту.
За счет расположения диагональных раскосов под меньшим углом нагрузка перераспределяется на продольные боковые балки рамы, частично разгружая при этом диагональные раскосы, поэтому верхний и нижний пояс диагональных раскосов выполнены меньшей ширины, находящейся в диапазоне от 160 мм до 180 мм, а увеличение длины диагональных раскосов до 2000 мм позволяет сократить длину массивной укороченной хребтовой балки до 4200 мм. Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в снижении массы металлоконструкции рамы железнодорожной платформы при условии обеспечения требуемой прочности.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом:
на фиг. 1 показан общий вид рамы железнодорожной платформы;
на фиг. 2 показана консоль рамы железнодорожной платформы;
на фиг. 3 показано двутавровое сечение диагональных раскосов;
на фиг. 4 показан вид снизу укороченной хребтовой балки;
на фиг. 5 показано коробчатое сечение хребтовой балки;
на фиг. 6 показан угол α образованный вертикальными ребрами, расположенными диагонально между связующей балкой и промежуточной балкой;
на фиг. 7 показан угол β образованный вертикальными ребрами, расположенными между промежуточной балкой и укороченной хребтовой балкой;
на фиг. 8 показан угол ψ образованный верхними листами шкворневой балки и верхними листами промежуточной балки относительно поверхности продольных боковых балок рамы.
Рама 1 железнодорожной платформы (фиг. 1) включает в себя продольные боковые балки 2, поперечные балки 3, консоль 4 (фиг. 2), содержащую укороченную хребтовую балку 5 (фиг. 1, 2), диагональные раскосы 6, шкворневую балку 7, концевую балку 8, промежуточные балки 9, связующую балку 10, при этом диагональные раскосы 6 и связующая балка 10 образуют силовой треугольник.
Диагональные раскосы 6 имеют двутавровое сечение А-А (фиг. 3) и содержат вертикальные ребра 11 (фиг. 2), расположенные диагонально между связующей балкой 10 и промежуточной балкой 9, и вертикальные ребра 12, расположенные между промежуточной балкой 9 и укороченной хребтовой балкой 5, верхний пояс 13 состоящий из элементов 14, 15 и нижний пояс 16. Для повышения удобства соединения рамы 1 железнодорожной платформы с тележкой в нижнем поясе 16 выполнено технологическое отверстие 22 (фиг. 4).
Укороченная хребтовая балка 5 представляет собой сварную конструкцию коробчатого сечения Б-Б (фиг. 5) и содержит вертикальные ребра 17 (фиг. 2), верхний пояс 18, состоящий из элементов 19, 20 и нижний пояс 21. Для уменьшения массы укороченной хребтовой балки 5, и повышения удобства проведения монтажа автосцепного оборудования в нижнем поясе 21 (фиг. 4) выполнено технологическое отверстие 24, а в верхнем поясе 18 в элементе 19 выполнено овальное отверстие 23 (фиг. 2).
Верхний пояс 13 и нижний пояс 16 диагональных раскосов 6 выполнены шириной, находящейся в диапазоне от 160 мм до 180 мм, длина диагональных раскосов 6 составляет 2000 мм, а укороченная хребтовая балка 5 сокращена до 4200 мм.
Элементы 14, 15 верхнего пояса 13 диагональных раскосов 6 и элементы 19, 20 верхнего пояса 18 укороченной хребтовой балки 5 выполнены из листового проката различной толщины.
Вертикальные ребра 11 (фиг. 2), расположенные диагонально между связующей балкой 10 и промежуточной балкой 9, и вертикальные ребра 12, расположенные между промежуточной балкой 9 и укороченной хребтовой балкой 5, имеют переменную высоту.
Вертикальные ребра 11, расположенные диагонально между связующей балкой 10 и промежуточной балкой 9, образуют угол α (фиг. 6) находящийся в пределах от 35 до 50°. Вертикальные ребра 12 (фиг. 7), расположенные между промежуточной балкой 9 и укороченной хребтовой балкой 5, образуют угол β, который равен α/2. Таким образом, вертикальные ребра 11 и вертикальные ребра 12 образуют перелом в зоне промежуточной балки 9. За счет перелома вертикальных ребер 11 угол между диагональными раскосами 6 уменьшен, за счет чего уменьшена ширина верхнего пояса 13 и нижнего пояса 16, а также за счет увеличения длины диагональных раскосов 6 сокращена длина укороченной хребтовой балки 5, что снижает металлоемкость консоли 4, и как следствие рамы 1 железнодорожной платформы.
Верхние листы 25 (фиг. 2) шкворневой балки 7 и верхние листы 26 промежуточной балки 9 расположены под углом ψ (фиг. 8) относительно поверхности продольных боковых балок 2 рамы 1 находящимся в диапазоне от 9° до 15°.
Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в снижении массы металлоконструкции рамы железнодорожной платформы при условии обеспечения требуемой прочности.