Железнодорожный вагон для транспортировки стекла

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и касается вагонов, предназначенных для перевозки крупногабаритного листового стекла.
Известна рама для перевозки стекла (патент № CN 209337659 на полезную модель), которая размещается в полувагоне; устройство содержит нижнюю раму и А-образную раму, шарнирно соединенную с нижней рамой. А-образная рама содержит первую колонну клети и вторую колонну клети. Верх первого столбца и второго столбца соединяются, а низ разделяется; по меньшей мере, одна усиливающая балка расположена между первой стойкой клети и второй стойкой клети. Нижняя рама содержит первый корпус рамы и второй корпус рамы, которые шарнирно закреплены. При этом первый корпус рамы и второй корпус рамы расположены напротив друг друга, А-образная рама вставлена в нижнюю раму, между верхними гранями первого корпуса рамы и второго корпуса рамы образован прилежащий угол 3-6 градусов. и горизонтальная плоскость, соединительное устройство содержит соединительные элементы, расположенные на двух концах нижней рамы, и усиливающие сиденья, разъемно соединенные с соединительными элементами, причем усиливающие сиденья соединены с внутренней стенкой полувагона. Устройство просто по конструкции, быстро собирается и разбирается с полувагоном, складывается, удобно транспортировать и отправлять обратно, имеет очень высокую практичность.
Недостатком рамы по патенту № CN 209337659 является ее сложность и ненадежность.
Известен железнодорожный вагон для транспортировки крупногабаритного и супергабаритного стекла (патент РФ № 133484 на полезную модель), содержащий установленную на ходовые тележки несущую раму, кузов с настилом пола с размещенными элементами крепления для перевозимого груза, торцевые и сдвижные боковые стены, при этом вагон выполнен с длиной от 13 м до 13,5 м, кузов выполнен в виде как минимум двух телескопически соединенных подвижных относительно рамы вагона П-образных секций, образующих герметизирующее укрытие внутреннего пространства вагона, элемент крепления перевозимого груза выполнен в виде закрепленной на несущей раме симметрично относительно поперечной оси симметрии вагона, по крайней мере, одной А-образной пирамиды.
Известен вагон-кузов, специально приспособленный для перевозки большого листового стекла или другого тяжелого листового материала (патентный документ № US 763555), который можно легко сломать в руках. Вагон-кузов установлен на колесах в установленном порядке, и к этому кузову прикреплена станина или рама b, снабженная поперечинами Y и 15', к которым прикреплены ролики. б'. Упомянутые ролики Р приспособлены для установки скользящей или качающейся рамы или платформы, которая обычно опирается на верхнюю часть кузова вагона. Чтобы ограничить скользящее движение качающейся рамы, предусмотрены направляющие d, в которых приспособлено для зацепления роликовое соединение d', закрепленное на качающейся раме или платформе. К нижней стороне качающейся платформы прикреплен стержень е, имеющий загнутый конец е' и снабженный зубьями на внутреннем крае, которые приспособлены для зацепления с зубчатым колесом f. Указанное зубчатое колесо f установлено на валу f', который, в свою очередь, установлен на платформе b и кузове фургона a. Внешний конец вала f' снабжен квадратным концом f', к которому приспособлена рукоятка y, чтобы обеспечить средства для поворачивания вала, чтобы привести в действие шестерню и зацепить зубчатую планку. Чтобы направлять качающуюся платформу в ее движении и удерживать зубчатое колесо в зацеплении с зубчатым колесом на стержне, предусмотрена направляющая е' или кромка, которая приспособлена для зацепления с кольцевым выступом на зубчатом колесе - колесо f. Рядом с концом вала f' и закрепленным на нем храповым колесом g', а в зацеплении с упомянутым храповым колесом и прикрепленным к кузову вагона стопорной собачкой g', который используется в сочетании с указанным храповым колесом для блокировки деталей и предотвращения случайного смещения качающейся платформы.
Недостатком вагона-кузова является его сложность и ненадежность.
Вагон-кузов (№ US 763555) выбран в качестве наиболее близкого аналога.
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью - создание простого по конструкции и надежного железнодорожного вагона, предназначенного для перевозки стекла.
Технический результат, достигаемый полезной моделью - упрощение конструкции и повышение надежности железнодорожного вагона для транспортировки стекла.
1
2
2
3
2
1
Технический результат достигается за счет того, что в железнодорожном вагоне для транспортировки стекла, содержащем установленную на ходовые тележки несущую раму, размещенную и жестко закрепленную на раме надстройку для размещения и крепления перевозимого стекла, согласно полезной модели несущая рама содержит центральную продольную несущую балку, жестко связанную с обоих концов с концевыми балками, несущие поперечные балки, размещенные между концевыми балками над ходовыми тележками симметрично относительно поперечных осей симметрии тележек, при этом концы несущих поперечных балок соединены с несущей продольной балкой раскосами, в плане угол между каждым раскосом и продольной несущей балкой составляет 30-45°, между несущими поперечными балками и ближайшими к ним концевыми балками с обеих сторон центральной продольной балки расположены продольные балки, образующие с концевыми и несущими поперечными балками жесткую конструкцию, расстояние Lмежду несущими поперечными балками, измеренное относительно их центральных продольных осей, составляет  (0,59÷0,67)⋅L, где L - длина вагона без учета автосцепных устройств, расстояние Lмежду концевыми балками и ближайшими к ним несущими поперечными балками составляет (0,5÷0,7)⋅(L-L), надстройка установлена на опорах, закрепленных на несущих поперечных балках.
Надстройка для размещения и крепления перевозимого стекла содержит основание, опирающееся на опоры, вдоль основания размещен пирамидальный стеллаж, предназначенный для крепления относительно него листов стекла.
Продольные края основания подняты относительно центрального продольного участка основания.
4
1.
Расстояние Lмежду опорами надстройки может быть равно L
Заявляемая полезная модель поясняется фигурами.
На фиг. 1 изображен общий вид заявляемого железнодорожного вагона для транспортировки стекла.
На фиг. 2 изображен вид сбоку заявляемого вагона.
На фиг. 3 изображена рама заявляемого железнодорожного вагона для транспортировки стекла.
4
1
На фиг. 4 изображена эпюра изгибающего момента в случае L= L.
4
1
На фиг. 5 изображена эпюра изгибающего момента в случае L≠ L.
Позиции на фигурах:
1 - рама;
2 - ходовые тележки;
3 - надстройка;
4 - продольная несущая балка;
5 - несущие поперечные балки;
6 - концевые балки;
7 - раскосы;
8 - опоры;
9 - основание;
10 - пирамидальный стеллаж;
11 - продольные балки.
1
2
2
3
2
1
4
1
4
1
Заявляемый железнодорожный вагон для транспортировки стекла содержит установленную на ходовые тележки 2 несущую раму 1; размещенную и жестко закрепленную на раме надстройку 3 для размещения и крепления перевозимого стекла, Несущая рама 1 содержит центральную продольную несущую балку 4, жестко связанную с обоих концов с концевыми балками 6, несущие поперечные балки 5, размещенные между концевыми балками 6 над ходовыми тележками 2 симметрично относительно поперечных осей симметрии тележек 2; при этом концы несущих поперечных балок 5 соединены с несущей продольной балкой 4 раскосами 7; в плане угол α между каждым раскосом 7  и продольной несущей балкой 4 составляет 30-45°; между несущими поперечными балками 5 и ближайшими к ним концевыми балками 6 с обеих сторон центральной продольной балки 4 расположены продольные балки 11, образующие с концевыми 6 и несущими поперечными балками 5 жесткую конструкцию; расстояние Lмежду несущими поперечными балками 5, измеренное относительно их центральных продольных осей, составляет (0,59÷0,67)⋅L, где L - длина вагона без учета автосцепных устройств; расстояние Lмежду концевыми балками 6 и ближайшими к ним несущими поперечными балками 5 составляет (0,5÷0,7)⋅(L-L), надстройка 3 установлена на опорах 8, закрепленных на несущих поперечных балках 5. Надстройка 3 для размещения и крепления перевозимого стекла содержит основание 9, опирающееся на опоры 8; вдоль основания 9 размещен пирамидальный стеллаж 10, предназначенный для крепления относительно него листов стекла. Продольные края основания 9 подняты относительно центрального продольного участка основания 9. Расстояние Lмежду опорами надстройки равно Lиз соображений равномерного распределения нагрузки на несущие поперечные балки и исключения в раме платформы изгибающего момента М, при этом, если расстояние Lмежду опорами надстройки не равно L (например±200 мм), наличие изгибающего момента неизбежно М, что приведет к снижению прочности и усталостной долговечности конструкции рамы платформы.
Стекло является одним из самых хрупких и специфичных грузов. Наиболее распространенным в настоящее время способом крепления стекла является применение пирамидальных стеллажей 10, которые устанавливают симметрично продольной оси вагона. Такие пирамидальные стеллажи 10 позволяют укладывать стекло наклонно, обеспечивая таким образом наилучшую сохранность стекла при транспортировке. Перед транспортировкой листы стекла собирают в транспортные пакеты. Конкретный тип крепления стекла в вагоне выбирается индивидуально для каждой погрузки, в зависимости от размеров, количества и массы стекла. Пирамидальный стеллаж 10 позволяет перевозить блоки листового стекла без специальной упаковки в деревянную тару без их значительного повреждения. Стеллаж 10 закрепляется в вагонах стационарно, имеет в основном ˄-образную форму. Стеллаж 10 закрепляется на основании 9, выполненном из поперечных и продольных балок, закрепленных на опорах 8. Продольные балки основания 9 подняты относительно центрального продольного участка основания 9 для обеспечения более устойчивого положения пакетов стекла на основании 9.
Поскольку транспортировка стекла должна осуществляться с минимальной вероятностью повреждения стекла из-за возникающих в процессе транспортировки динамических нагрузок, раму вагона выполняют таким образом, чтобы основные динамические нагрузки приходились на наиболее жесткие и надежные балки. Также для снижения количества конструктивных элементов, воспринимающих динамические нагрузки и способных передать их на надстройку 3, в раме 1 на участке между балками 6 отсутствуют продольные балки, соединяющие между собой концы балок 6. Пирамидальный стеллаж 10 расположен вдоль центральной продольной балки 4, при этом над балкой 4 расположена именно конструкция стеллажа 10, а не стекла. Стекла опираются на основание 9 сбоку от стеллажа 10. Для более устойчивого положения стекла, края основания 9 подняты. Кроме того, такое исполнение основания 9 обеспечивает наличие незначительных упругих свойств, что позволяет в некоторой степени компенсировать воздействующие на надстройку 3 динамические нагрузки.
Рама 1 выполнена с геометрическими параметрами, обеспечивающими ее достаточную жесткость и надежность.
1
4
Размер L, а, соответственно, и размер L, выбраны исходя из максимально возможных для безопасной и неповреждающей транспортировки габаритов стекла. При больших габаритах стекла, существенно снижается его собственная механическая прочность, существенно повышается риск его повреждения при транспортировке из-за возникающих в процессе движения динамических нагрузок.
2
Размер L выбран расчетным путем исходя из необходимости размещения ходовых тележек 2 в пределах габаритов рамы 1.
3
Размер Lвыбран также расчетным путемисходя из минимально необходимого и достаточного расстояния между балками 5 и 6 с точки зрения устойчивости рамы 1, а также исходя из обеспечения надежного сцепления между вагонами при прохождении кривых участков путей.
Значение угла α выбрано расчетным путем исходя из прочности и надежности рамы 1, а также исходя из необходимости восприятия основных динамических нагрузок балками 4 и 6, снижая нагрузки с раскосов 7.
Полезная модель в полной мере позволяет достичь (по сравнению с наиболее близким аналогом) технический результат, заключающийся в упрощении конструкции и повышении надежности железнодорожного вагона для транспортировки стекла.