Рама железнодорожной платформы

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается в частности конструкции хребтовых балок рам длиннобазных платформ.
Известна железнодорожная платформа для перевозки крупнотоннажных контейнеров, содержащая установленную на ходовые тележки раму, включающую укороченную хребтовую балку из зетового профиля, соединенную раскосами с боковыми балками, фитинговые упоры, концевые, шкворневые и поперечные промежуточные балки, автосцепное и тормозное оборудование. Раскосы выполнены из зета, соответствующего профилю зета хребтовой балки, боковые балки - из сварного двутавра, верхняя поверхность которого находится на одном уровне с верхними поверхностями концевых и шкворневых балок и расположена выше укороченных хребтовых балок с раскосами и поперечных промежуточных балок. Фитинговые упоры установлены на боковых балках, причем крайние из них являются одинарными, остальные - спаренными с возможностью откидывания и расположением ближайших к шкворневым балкам над поперечными промежуточными балками, остальных - между другими поперечными промежуточными балками. Места соединения поперечных промежуточных балок с боковыми балками усилены ребрами, закрепленными на вертикальных стенках и верхних полках боковых балок (RU №83984, МПК B61D 3/08, B61F 1/08, опубл. 27.06.2009).
Недостатком известного технического решения является высокая загруженность элементов укороченной хребтовой балки из зетовых профилей и как следствие возникающие в зонах примыкания поперечных и шкворневых балок повреждений в эксплуатации.
Известен вагон-платформа для крупнотоннажных контейнеров, включающий ходовые части, автосцепное и тормозное оборудование, раму с фитинговыми упорами, установленными на боковых балках. 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, при этом к заглушкам примыкают поперечные связи, скрепленные соответственно с верхней и нижней полками раскосов.  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. Раскосы, соединяющие укороченные хребтовые балки с боковыми балками средней части рамы, выполнены из зетобразного профиля, при этом верхние полки профиля обращены к боковым балкам. Боковые балки концевых и средней частей рамы выступают над укороченными хребтовыми балками на величину, равную 0,23-0,25 высоты боковых балок средней части рамы. В нижних накладках, усиливающих места соединения раскосов с укороченными хребтовыми балками, выполнены отверстия, подкрепленные приварными шайбами. Ширина плоских заглушек равна ширине полок боковых балок средней части рамы. Профиль боковых балок концевых частей рамы в нижней части имеет переменную высоту с увеличением к средней части рамы. Места соединения раскосов и боковых балок с заглушками концевых частей рамы усилены горизонтальными и вертикальными ребрами, а с укороченными хребтовыми балками-накладками (RU №2329906, МПК B61D 3/08, B61F 1/02, опубл. 27.07.2008).
Недостатком известного технического решения является применение катанного зетового профиля поперечной балки и раскосов, имеющих фиксированные толщины горизонтальных и вертикальных полок и как следствие неравномерно нагруженную конструкцию рамы вагона.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является рама железнодорожной платформы для перевозки крупнотоннажных контейнеров, включающая в себя укороченную хребтовую балку, соединенную с боковыми балками из двутавра через раскосы, шкворневую, лобовую, поперечные балки, а также фитинговые упоры, отличающаяся тем, что платформа выполнена длиннобазной, а укороченная хребтовая балка имеет коробчатое сечение с выполнением вертикальных листов переменной толщины и дополнительно снабжена снизу фигурным листом, в свою очередь раскосы выполнены двутавровым сечением и соединены в зоне примыкания к боковым балкам поперечной соединительной балкой, образуя силовой треугольник, при этом боковые балки являются несущими, выполненными в виде несимметричного двутавра, в средней части которых имеется дополнительная стенка, образующая коробчатое сечение балок, причем в вертикальных стенках несущих боковых балок выполнены отверстия, замкнутые обечайками, при этом 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, при этом на несущих боковых балках расположены откидные фитинговые упоры, а по углам рамы на лобовых балках П-образного сечения жестко закреплены стационарные фитинговые упоры. (RU №183178, МПК B61F 1/02, B61D 3/00, опубл. 12.09.2018).
Недостатком наиболее близкого технического решения является недостаточная прочность рамы с использованием боковой балки указанной конструкции.
Технической проблемой, решаемой полезной моделью, является недостаточная прочность консольной части рамы железнодорожной платформы.
Технический результат предлагаемого решения заключается в повышении надежности консольной части рамы, за счет изменения формы полок продольной балки консоли и обеспечения равномерной нагрузки консоли.
Технический результат достигается тем, что рама железнодорожной платформы содержит две консоли, соединенные с несущими боковыми балками шкворневыми балками. Несущие боковые балки соединены между собой поперечными соединительными балками. Концевые балки П-образного сечения, являются замыкающим звеном рамы. Консоль рамы железнодорожной платформы состоит из продольной балки, раскосов и поперечной балки. Продольная балка имеет коробчатое сечение и содержит нижнюю полку, верхнюю полку и две стенки, каждая из которых выполнена из двух листов переменной толщины. От продольных нагрузок нижняя полка продольной балки консоли усилена снизу фигурным листом. Полка верхняя и полка нижняя продольной балки консоли выполнены фигурными в местах установки верхних и нижних листов шкворневой и концевой балок. Фигурность полки верхней и полки нижней продольной балки консоли обусловливается тем, что полки и имеют выступы высотой не менее 180 мм, радиус радиусных переходов от продольной балки к концевой и шкворневой балкам составляет не менее 150 мм. Длина продольной балки до перехода к раскосам составляет 3100…3600 мм.
Раскосы консоли имеют двутавровое или коробчатое сечение и содержат верхний лист и нижний лист равной или не равной ширины, а также стенки. Раскосы соединены с поперечной балкой. Верхний лист и нижний лист раскосов консоли установлены параллельно друг другу, а угол между стенками раскосов консоли находится в диапазоне α = 45…60º.
Поперечная балка включает в себя нижний лист и верхний лист, а также стенки и может иметь двутавровое или коробчатое сечение, а верхний лист и нижний лист имеют равную или не равную ширину. Стенка продольной балки со стенкой раскоса соединена через вертикальный соединительный лист.
Продольная балка дополнительно снабжена диафрагмами, соединяющими стенки продольной балки посредством сварных швов.
Признаками полезной модели являются:
1. Рама железнодорожной платформы
2. содержит две консоли,
3. соединенные с боковыми балками шкворневыми балками,
4. боковые балки соединены между собой поперечными соединительными балками.
5. Концевые балки П-образного сечения, являются замыкающим звеном рамы
6. Консоль рамы железнодорожной платформы состоит из продольной балки, раскосов и поперечной балки.
7. Продольная балка консоли имеет коробчатое сечение
8. и содержит нижнюю полку, верхнюю полку и стенки
9. стенки выполнены из двух листов переменной толщины.
10. От продольных нагрузок нижняя полка усилена снизу фигурным листом.
11. Полка верхняя и полка нижняя продольной балки консоли выполнены фигурными в местах установки верхних и нижних листов шкворневой и концевой балок.
12. Полки продольной балки консоли имеют выступы высотой не менее 180 мм,
R
13. радиус  радиусных переходов от продольной балки консоли к концевой и шкворневой балкам составляет не менее 150 мм.
14. Длина продольной балки до перехода к раскосам составляет 3100…3600 мм.
15. Раскосы консоли имеют двутавровое или коробчатое сечение
16. и содержат верхний лист и нижний лист равной или не равной ширины,
17. а также стенки.
18. Раскосы соединены с поперечной балкой.
19. Верхний лист раскоса является также верхним листом поперечной балки.
20.  Нижний лист раскоса является также нижним листом поперечной балки.
21. Верхний и нижний лист раскоса и поперечной балки в конструкции консоли установлены параллельно друг другу, а угол между стенками раскоса находится в диапазоне 45°…60º.
22. Поперечная балка включает в себя нижний лист, верхний лист, а также стенку и имеет двутавровое или коробчатое сечение,
23. а верхний лист и нижний лист имеют равную или не равную ширину.
24. Стенка продольной балки со стенкой раскоса соединена через вертикальный соединительный лист.
25. Продольная балка дополнительно снабжена диафрагмами, соединяющими стенки продольной балки посредством сварных швов.
26. Раскосы и поперечная балка выполнены двутаврового профиля.
Признаки 1-10, 14-24, 26 являются общими с прототипом, признаки 11-13, 25 являются отличительными признаками полезной модели.
Полезная модель поясняется чертежами:
– на фиг. 1-2 представлен вид сверху рамы железнодорожной платформы;
– на фиг. 3 – представлена аксонометрическая проекция консоли при ее ориентации сверху;
– на фиг. 4 – представлен вид сверху консоли;
– на фиг. 5 – представлено сечение М-М на фиг. 4, на котором изображены раскосы;
– на фиг. 6 – представлено сечение Н-Н на фиг. 4, на котором изображена поперечная балка;
– на фиг. 7 – представлено сечение А-А на фиг. 1, на котором изображены диафрагмы.
– на фиг. 8 – представлена аксонометрическая проекция сечения А-А на фиг. 1, на котором изображены диафрагмы.
Обозначения на чертежах:
1 – консоль,
2 – боковая балка,
3 – шкворневая балка,
4 – поперечная соединительная балка,
5 – концевая балка,
6 – продольная балка консоли,
7 – раскос консоли,
8 – поперечная балка консоли,
9 – нижняя полка продольной балки консоли,
10 – верхняя полка продольной балки консоли,
11, 12 – стенки продольной балки консоли,
13 – фигурный лист нижней полки продольной балки консоли,
14 – верхний лист раскоса и поперечной балки консоли,
15 – нижний лист раскоса и поперечной балки консоли,
16 – стенка раскоса консоли,
17 – стенка поперечной балки консоли,
18 – выступы полок продольной балки консоли,
19 – вертикальный лист, соединяющий стенку 12 продольной балки 6 и стенку 16 раскоса консоли 7,
20 – диафрагмы, соединяющий стенки 11 и 12, а также вертикальные листы 19 продольной балки 6,
h
– высота выступов полок продольной балки консоли,
R
– радиус радиусных переходов от продольной балки к концевой и шкворневой балкам,
L
– длина продольной балки до перехода к раскосам консоли,
α – угол между стенками 16.
Рама железнодорожной платформы содержит две консоли 1, соединенные с несущими боковыми балками 2, шкворневыми балками 3. Несущие боковые балки 2 соединены между собой поперечными соединительными балками 4. Концевые балки 5 П-образного сечения, являются замыкающим звеном рамы (фиг. 1).
Консоль 1 рамы железнодорожной платформы (фиг. 2) состоит из продольной балки 6, раскосов 7 и поперечной балки 8.
h
R
L
Продольная балка 6 консоли 1 имеет коробчатое сечение и содержит нижнюю полку 9 и верхнюю полку 10, две стенки, каждая из которых выполнена из двух листов 11 и 12 переменной толщины (фиг. 3). От продольных нагрузок нижняя полка 9 усилена снизу дополнительным фигурным листом 13 (фиг. 3). Полка верхняя 10 и полка нижняя 9 продольной балки 6 консоли 1 выполнены фигурными (фиг. 3-4) в местах установки верхних и нижних листов шкворневой 3 и концевой 5 балок. Полки 9 и 10 имеют выступы 18 высотой не менее 180 мм, радиус  радиусных переходов от продольной балки 6 к концевой 5 и шкворневой 3 балкам составляет не менее 150 мм (фиг. 4). Длина продольной балки 6 до перехода к раскосам 7 составляет 3100…3600 мм (фиг. 4). Данная длина является оптимальной для рамы длиннобазной платформы. Длина менее 3100 мм не обеспечит необходимую надежность, длина более 3600 мм не целесообразна из-за повышения массы и ограничения грузоподъемности вагона-платформы.
Раскосы 7 консоли имеют двутавровое или коробчатое сечение и содержат верхний лист 14 и нижний лист 15 равной или не равной ширины, а также стенки 16 (фиг. 3, 5). Раскосы 7 соединены с поперечной балкой 8 (фиг. 2). Верхний лист 14 и нижний лист 15 раскосов 7 консоли установлены параллельно друг другу, а угол между стенками 16 раскосов 7 консоли находится в диапазоне α = 45…60º (фиг. 3-4).
Верхний лист 14 раскоса 7 является также верхним листом поперечной балки 8.
Нижний лист 15 раскоса 7 является также нижним листом поперечной балки 8.
Поперечная балка 8 (фиг. 3) включает в себя нижний лист 14, верхний лист 15, а также стенку 17 и имеет двутавровое или коробчатое сечение, а верхний лист 14 и нижний лист 15 имеют равную или не равную ширину. (фиг. 6).
Стенка 12 продольной балки 6 со стенкой 16 раскоса 7 соединена через вертикальный соединительный лист 19 (фиг. 3).
Продольная балка 6 консоли 1 дополнительно снабжена диафрагмами 20 (фиг. 7-8), соединяющими ее стенки, выполненные из листов 11 и 12, а также вертикальные листы 19 посредством сварных швов.
Каждая стенка продольной балки 6 консоли 1 может быть как составной, выполненной из нескольких листов, так и цельной, выполненной из одного листа.
В результате применения предлагаемого конструктивного исполнения достигается равномерное распределение нагрузок во всех элементах рамы платформы при оптимальной металлоемкости конструкции рамы платформы.