Рама грузового полувагона

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к рамам грузовых полувагонов, включая сочлененные грузовые полувагоны, предназначенных для перевозки насыпных неагрессивных грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков.
Известна рама кузова глуходонного полувагона (патент №US8240256 В2, МПК B61D 17/00, B61D 7/00, опубл. 29.04.2010), оборудованная хребтовой балкой по всей длине вагона, где в межтележечном пространстве в полу вагона установлены два продольных бункера, а также внутри кузова вагона установлены поперечные распорки, соединяющие между собой стойки боковых стен и хребтовую балку.
Однако, конструкция рамы кузова известного полувагона утяжелена из-за наличия в раме хребтовой балки и поперечных распорок, соединяющих вертикальные стойки с хребтовой балкой. Кроме того, поперечные распорки и хребтовая балка в межтележечном пространстве затрудняют разгрузку кусковых грузов на вагоноопрокидывателе и делают невозможной разгрузку грузового полувагона при помощи грейфера.
Известна рама глуходонного полувагона (патент RU 2391239 С1, МПК B61D 3/00, B61F 1/00, опубл. 10.06.2010), ближайшая по технической сущности к заявляемому устройству и принятая за прототип, образованная двумя продольными боковыми балками и надтележечными хребтовыми балками, соединенными между собой концевыми и шкворневыми балками, внутренние концы надтележечных хребтовых балок рамы вварены в поперечные балки, между которыми размещены продольные балки, образующие профиль понижения пола кузова полувагона и вваренные в поперечные балки, изогнутые по профилю нижнего проектного очертания вписывания кузова в габарит и соединенные с продольными боковыми балками рамы.
Недостатками известных рам полувагона является их ненадежная конструкция из-за концентраторов напряжений в узлах, передающих продольные нагрузки от надтележечной хребтовой балки на боковые продольные балки рамы.
Технической проблемой, решаемой созданием полезной модели, является недостаточная прочность и надежность рамы грузового железнодорожного полувагона.
Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение надежности рамы грузового полувагона за счет снижения уровня напряжений в местах пересечения основных несущих элементов рамы.
Заявляемая рама грузового полувагона образована продольными боковыми балками и надтележечными хребтовыми балками, соединенными между собой концевыми и шкворневыми балками, причем между поперечными балками размещены продольные боковые балки, образующие профиль понижения пола кузова полувагона.
Новым в заявленном устройстве является то, что рама снабжена балками-подкосами, размещенными под углом между шкворневыми балками и местами соединения поперечных балок с продольными боковыми балками, ширина профиля поперечного сечения балок-подкосов находится в диапазоне от 150 до 250 мм.
Места соединения балок-подкосов усилены поперечными элементами жесткости.
Балки-подкосы прикреплены к центральной части шкворневых балок.
Снижение уровня напряжений в узлах достигается за счет наличия балок-подкосов, дополнительно закрепленных на раме. Выполнение ширины профиля поперечного сечения балок-подкосов в диапазоне от 150 до 250 мм придает раме повышенную прочность при эксплуатации грузового вагона. При ширине указанного профиля менее 150 мм в подкосах и примыкающих к ним элементах возникают напряжения, превышающие допустимые. При ширине профиля более 250 мм рама вагона имеет повышенную металлоемкость.
Заявляемое устройство поясняется на фигурах:
фиг. 1 - общий вид грузового сочлененного полувагона;
фиг. 2 - вид снизу рамы грузового сочлененного полувагона (аксонометрическая проекция);
фиг. 3 - силовая схема конструкции рамы грузового сочлененного полувагона.
На фигурах приведены следующие элементы:
1 - рама;
2 - кузов;
3 - пониженный пол;
4 - автосцепные устройства;
5 - тормозное оборудование;
6 - продольные боковые балки;
7 - надтележечные хребтовые балки;
8 - концевые балки;
9 - шкворневые балки;
10 - поперечные балки;
11 - балки-подкосы;
12 - поперечные элементы жесткости.
Рама 1 установлена на ходовые тележки и входит в состав грузового сочлененного полувагона, который также содержит кузов 2 с пониженным полом 3, образующим бункер в межтележечном пространстве, автосцепные устройства 4 и тормозное оборудование 5.
При этом рама 1 образована продольными боковыми балками 6, надтележечными хребтовыми балками 7, предназначенными для размещения автосцепного устройства 4, и соединенными между собой концевыми балками 8, шкворневыми балками 9, и поперечными балками 10.
Причем между поперечными балками 10 размещены продольные боковые балки 6, образующие профиль понижения пола кузова полувагона.
Поперечные балки 10 закреплены по контуру понижения пола, образующего бункер грузового полувагона.
Рама 1 дополнительно снабжена балками-подкосами 11, закрепленными своими концами между центральными частями шкворневых балок 9 и местами соединения поперечных балок 10 с продольными боковыми балками 6.
При этом места соединения концов балок-подкосов 11 с местами соединения поперечных балок с продольными боковыми балками усилены элементами жесткости 12, выполненными, например, в виде пластин (фиг. 2).
Ширина профиля поперечного сечения балок-подкосов 11 находится в диапазоне от 150 до 250 мм.
В процессе эксплуатации железнодорожного грузового полувагона, в том числе, сочлененного полувагона, оснащенного бункером в месте понижения пола, рама 1 воспринимает разнообразные знакопеременные нагрузки. Наибольшее влияние на прочность рамы 1 оказывают продольные нагрузки при проведении маневровых работ, трогании и осаживании тяжеловесного состава. Силовая схема конструкции рамы грузового сочлененного полувагона, приведенная на фиг. 3, позволяет оптимизировать передачу продольной нагрузки от передней части рамы 1 на продольные боковые балки 6 рамы.
Разгрузка грузового полувагона осуществляется путем поворота полувагона на вагоноопрокидывателе или при помощи грейфера.