Рама железнодорожной платформы

Полезная модель относится к вагоностроению, а именно к конструкции рам железнодорожных платформ.
Известен вагон-платформа для крупнотоннажных контейнеров, включающий ходовые части, автосцепное и тормозное оборудование, раму с фитинговыми упорами, установленными на боковых балках, отличающийся тем, что рама выполнена из двух концевых и средней частей, скрепленных между собой, при этом 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, причем к укороченной хребтовой балке примыкают два раскоса, соединяющих ее со шкворневой балкой, и два раскоса, соединяющих ее с заглушками боковых балок, при этом 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, причем 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, при этом 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 (RU №2329906, МПК B61F 1/02, B61D 3/08, опубл. 27.07.2008).
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность рамы вагона-платформы под унифицированную перевозку как контейнеров, так и лесоматериалов.
Известна рама железнодорожной платформы, содержащая консоли, концевые балки, боковые балки, шкворневые балки и поперечные соединительные балки, каждая боковая балка содержит дополнительную стенку, которой в совокупности с верхней и нижней полками и стенкой образовано коробчатое сечение, при этом в стенке и дополнительной стенке выполнены отверстия, расположенные напротив друг друга и замкнутые между собой обечайками, отличающаяся тем, что каждая боковая балка выполнена из симметричного двутавра, а верхняя и нижняя полки боковой балки в местах сопряжения со шкворневой и концевой балками содержат выступы и радиусные переходы (RU №207327, МПК B61F 1/00, B61D 3/00, опубл. 22.10.2021).
Недостатком известного технического решения является недостаточная прочность конструкции рамы платформы под унифицированную перевозку контейнеров и лесоматериалов. По совокупности существенных признаков данное техническое решение принято за прототип.
Проблемой, решаемой заявленной полезной моделью, является недостаточная прочность боковых балок платформы для перевозки как контейнеров, так и лесоматериалов или трубного проката.
Техническим результатом является создание универсальной рамы платформы, способной на перевозку как контейнеров, так и лесоматериалов или трубного проката, с использованием всей ширины габарита железнодорожного подвижного состава, путем оптимизации характеристик балки боковой с сохранением ее надежности.
Технический результат достигается тем, что рама железнодорожной платформы выполнена сварной и состоит из двух консолей, двух балок боковых, шкворневых, лобовых и промежуточных балок, при этом боковые балки имеют конструкцию коробчатого сечения. Внутренняя продольная стенка каждой боковой балки расположена по оси фитинговых упоров, установленных на верхних листах боковых балок. Отклонение вертикальной оси внутренней продольной стенки от оси фитингового упора находится в диапазоне от 0 до 60 мм, а расстояние от продольной вертикальной оси фитингового упора до наружной продольной стенки боковой балки составляет от 20 до 360 мм.
Наружная продольная стенка боковой балки расположена симметрично внутренней стенке относительно продольной оси боковой балки.
Ширина верхних листов боковых балок может составлять от 140 до 500 мм.
Балка боковая может быть выполнена переменной высоты в диапазоне от 250 до 1250 мм.
Боковая балка может иметь конструкцию коробчатого сечения по всей своей длине.
Вертикальные стенки боковой балки могут быть выполнены одной толщины.
Признаками полезной модели являются:
1. Рама платформы
2. выполнена сварной,
3. состоит из двух консолей, двух балок боковых, шкворневых, лобовых и промежуточных балок,
4. при этом каждая боковая балка имеет конструкцию коробчатого сечения,
5. боковые балки имеют симметричную конструкцию,
6. внутренняя продольная стенка каждой боковой балки расположена по оси фитинговых упоров, установленных на верхних листах боковых балок,
7. при этом отклонение вертикальной оси внутренней продольной стенки от оси фитингового упора находится в диапазоне от 0 до 60 мм,
8. расстояние от продольной вертикальной оси фитингового упора до наружной продольной стенки боковой балки составляет от 20 до 360 мм.
Признаки 1-4 являются общими с прототипом, признаки 5-8 – отличительными от него.
Полезная модель поясняется чертежами:
на фиг. 1 – вид сверху рамы платформы;
на фиг. 2 – сечение А-А боковой балки рамы платформы фиг. 1;
на фиг. 3 – вид сбоку рамы платформы.
Рама железнодорожной платформы (фиг. 1) выполнена сварной и состоит из двух консолей 1, двух балок боковых 2, шкворневых 3, лобовых 4 и промежуточных 5 балок. Каждая боковая балка 2 (фиг. 2) имеет конструкцию коробчатого сечения. Внутренняя продольная стенка 6 балки 2 располагается по оси установленных на её верхний лист фитинговых упоров 7, наружная продольная стенка 8 располагается симметрично внутренней стенки 6 относительно продольной оси балки, а ширина нижнего 9 и верхнего 10 листов боковой балки 2 определена расчетным методом для оптимизации погрузочной ширины платформы, а сама боковая балка 2 имеет симметричную конструкцию.
Применение боковых балок 2 симметричной конструкции повышает технологичность их изготовления, что позволяет снизить себестоимость платформы.
Отклонение вертикальной оси внутренней продольной стенки 6 от оси фитинговых упоров 7 должно находиться в диапазоне от 0 до 60 мм, а расстояние L от продольной вертикальной оси фитингового упора до наружной продольной стенки боковой балки составляет от 20 до 360 мм. Данные значения получены расчётным путем, при которых достигается максимальная погрузочная ширина платформы в заданном габарите железнодорожного подвижного состава с обеспечением необходимой прочности платформы при перевозке как контейнеров, так и лесоматериалов или трубного проката.
Для обеспечения максимальной погрузочной ширины платформы при условии вписывания в габарит железнодорожного подвижного состава ширина верхних листов боковых балок должна составлять от 140 до 500 мм.
Конструкция коробчатого сечения позволяет распределить нагрузки на элементы боковых балок 2 и обеспечить жесткость рамы от воздействия различных видов груза: внутренняя продольная стенка берет на себя основную нагрузку от воздействия контейнеров через фитинговые упоры 7, наружная продольная стенка воспринимает основную нагрузку от воздействия перевозимого груза на стойки боковые 11, например, при загрузке платформы лесоматериалами, при этом толщина стенок может быть от 3 до 30 мм в зависимости от заданных параметров грузоподъемности и массы тары платформы.
Ширина верхнего листа боковой балки 2 подобрана таким образом, что обеспечивает установку на него фитингового упора 7 под стандартизированный размер ширины контейнеров – 2259 мм, при этом погрузочная ширина платформы, ограниченная габаритом железнодорожного подвижного состава 12, является максимальной, таким образом, оптимизированы показатели грузоподъемности и полезного объема перевозимого груза.
Расстояние между вертикальными стенками боковой балки обеспечивает ее максимальное расчетное поперечное сечение с учетом вписывания в габарит железнодорожного подвижного состава 12 (фиг. 2), что повышает жесткость и надежность конструкции.
Балка боковая 2 выполнена переменной высоты (фиг. 3) в соответствии с расчетной схемой действующих на раму нагрузок и может быть в пределах от 250 до 1250 мм в зависимости от сечения, необходимого для обеспечения соответствия платформы заявленным характеристикам, таким как, например: грузоподъемность, масса тары, высота платформы. Выходя за расчётные пределы минимальной высоты боковой балки, не будет обеспечена жесткость конструкции рамы, а превышение расчетной высоты балки приведет к выступанию конструкции за пределы габарита железнодорожного подвижного состава. К выступанию конструкции за пределы габарита приводит и превышение расчетной ширины листов боковой балки, а также превышение расчетного расстояния между вертикальными стенками балки. Уменьшение же расстояния между вертикальными стенками, как и уменьшение ширины листов сверх расчетного, приводит к снижению полезного объема перевозимого груза.
Вертикальные стенки боковой балки могут быть выполнены одной толщины.
Примером реализации с положительным результатом можно считать раму, в которой симметричные балки боковые выполнены переменной высоты от 329 до 960 мм, их верхние листы имеют ширину 383 мм, нижние листы имеют ширину 204 мм, а толщина вертикальных стенок составляет 6 мм. Отклонение вертикальной оси внутренней продольной стенки от оси фитингового упора составило 2 мм, а расстояние от продольной вертикальной оси фитингового упора до наружной продольной стенки боковой балки составил 167 мм.
Проведена проработка конструкции платформы, разработана конструкторская документация, изготовлен опытный образец, проводятся испытания и постановка на производство.