ВАГОН-ПЛАТФОРМА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ
CAR-PLATFORM FOR TRANSPORTATION OF TIMBER

Заявляемое изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции кузова грузового вагона.
Известна конструкция вагона [патент RU 166282 U1 от 27.05.2016]. Вагон-платформа со стойками, содержит ходовые тележки, на которые установлена несущая рама с хребтовой балкой, поперечными балками, соединенными с хребтовой балкой и с продольными боковыми балками. Сверху поперечные балки усилены накладными опорными балками, в узлах соединения поперечных балок с продольными боковыми балками закреплены вертикальные стойки, снабженные выдвижными телескопическими наконечниками. Для увеличения прочности и жесткости несущей рамы концы поперечных балок, соединенные с продольными боковыми балками, выполнены с расширением. Нижние концы вертикальных стоек закреплены на вынесенных несущих кронштейнах, закрепленных на продольных боковых балках. С наружной и внутренней сторон - относительно продольной оси вагона-платформы - нижние концы вертикальных стоек снабжены усиливающими наружными и внутренними накладками. Усиливающие наружные накладки выполнены с расширенной нижней опорной частью, соединенной с вынесенными несущими кронштейнами, которые снизу укреплены поперечными ребрами жесткости, соединенными с продольными боковыми балками. Средняя часть внутренних усиливающих накладок выполнена с расширением и с изгибом, образующим горизонтальную опорную часть, приваренную на расширенном конце поперечных балок. На горизонтальных опорных частях внутренних усиливающих накладок закреплены концы накладных опорных балок, также выполненных с расширением своих концов. Нижние концы вертикальных стоек снабжены боковыми наклонными ребрами жесткости, размещенными и закрепленными между выступающими кромками усиливающих наружных и внутренних накладок. Своими нижними частями боковые наклонные ребра соединены с несущими кронштейнами, и, как вертикальные стойки, дополнительно усилены фасонными накладками, сопряженными и жестко соединенными с наружной поверхностью изгиба средней части внутренними усиливающими накладками. Между накладными опорными балками с опорой на продольные боковые балки и хребтовую балку закреплены металлические листы, образующие единый несущий настил вагона-платформы.
Недостатком данной конструкции является сложность изготовления.
Известна конструкция вагон-платформы для перевозки леса и пиломатериалов [патент RU 159879 U1 от 22.12.2014], содержащая установленную на ходовые тележки несущую раму, на которой закреплены торцевые стенки, боковые стойки, установленные и закрепленные своими нижними концами на несущей раме попарно относительно продольной оси вагона. Между каждой парой боковых стоек на несущей раме в поперечном продольной оси вагона направлении выполнено усиление, расположенное ниже уровня верхней опорной поверхности поперечной грузовой опоры.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа.
К недостаткам данной конструкции можно отнести выполнение стоек с равномерным поперечным сечением до элемента заделки к раме, что при эксплуатации вагона и возникновении нагрузок от распора при перевозках, создает периодический момент, который, при повторяющихся циклических нагрузках, может привести к возникновению трещин стоек или их заделки. В представленной заявке риск возникновения подобных разрушений сведен к минимуму.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является уменьшение массы тары при сохранении габаритных параметров вагона, увеличение прочности крепления вертикальных стоек, обеспечение сохранности груза, в сочетании с возможностью перевозки лесоматериалов и контейнеров, а также уменьшение трудозатрат при изготовлении вагон-платформы.
Поставленная задача в заявляемом изобретении решается за счет плавного увеличения поперечного сечения стоек наружу для получения оптимального поперечного сечения в критических зонах и равномерного распределения нагрузок на стойки при эксплуатации. Боковые вертикальные стойки имеют переменное сечение, наибольшее в нижней части, у рамы, и уменьшающееся к верхней части стойки, а каждая стенка вертикальной стойки изготовлена из листов разной толщины, причем в нижней части стоек установлены более толстые листы, поверхность стойки, обращенная внутрь вагона, образует с поперечной опорой рамы прямой угол, а увеличенное сечение стойки развито с наружной стороны вагона, при этом, подкрепляющий элемент стойки выступает над уровнем поперечной опоры не более 10 мм, а стойки, расположенные по обе стороны от центральной балки рамы, по бокам дополнительно подкреплены наклонными косынками.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что вагон-платформа содержит кузов, установленный на ходовые части состоящий из торцевых стен, боковых вертикальных стоек и рамы с фитинговыми упорами, имеющей продольные боковые и хребтовую балки, а также поперечные концевые, шкворневые, промежуточные, центральную балки, при этом, между каждой парой боковых вертикальных стоек на раме вагона расположена поперечная опора, а каждая боковая вертикальная стойка жестко закреплена на продольных боковых балках рамы, отличающийся тем, что боковые вертикальные стойки имеют переменное сечение, наибольшее в нижней части, у рамы, и уменьшающееся к верхней части стойки, при этом каждая стенка вертикальной стойки изготовлена из листов разной толщины, причем в нижней части стоек установлены листы большей толщины, также поверхность стойки, обращенная внутрь вагона, образует с поперечной опорой рамы прямой угол, а увеличенное сечение стойки развито с наружной стороны вагона, вместе с этим, подкрепляющий элемент стойки выступает над уровнем поперечной опоры не более 10 мм, а стойки, расположенные по обе стороны от центральной балки рамы, по бокам дополнительно подкреплены наклонными косынками.
Возможно выполнение боковых стенок вертикальных стоек, расположенных поперек продольной боковой балки рамы, из цельного листа постоянной толщины.
Возможно выполнение боковых стенок вертикальных стоек, расположенных поперек продольной боковой балки рамы, с вырезом, повторяющий наружный контур профиля продольной балки рамы.
Возможно выполнение боковых стенок вертикальных стоек, расположенных поперек продольной боковой балки рамы, с ровной опорной площадкой для установки на боковую продольную балку рамы.
Возможно выполнение фитинговых упоров в количестве восьми штук, при этом четыре установлены на центральной балке рамы и по два фитинговых упора на каждой промежуточной балке, расположенной между концевой и шкворневой балками рамы.
Сущность заявляемого изобретения поясняется фигурами:
Фиг. 1 - Вагон-платформа для перевозки лесоматериалов (Общий вид);
Фиг. 2 - Вагон-платформа для перевозки лесоматериалов (сечение А-А с Фиг. 1);
Фиг. 3 - Вагон-платформа для перевозки лесоматериалов (сечение Б-Б с Фиг. 1);
Фиг. 4 - Вагон-платформа для перевозки лесоматериалов (сечение В-В с Фиг. 1);
Фиг. 5 - Вагон-платформа для перевозки лесоматериалов (выносной вид Г с Фиг. 1).
Вагон-платформа содержит кузов 1, установленный на ходовые части 2 состоящий из торцевых стен 3, боковых вертикальных стоек 4 и рамы 5 с фитинговыми упорами 6. Рама 5 имеет продольные боковые 7 и хребтовую балки 8, а также поперечные концевые 9, шкворневые 10, промежуточные 11, центральную 12 балки. Между каждой парой боковых вертикальных стоек 4 на раме 5 вагона расположена поперечная опора 13, а каждая боковая вертикальная стойка 4 жестко закреплена на продольных боковых 7 балках рамы 5. Боковые вертикальные стойки 4 имеют переменное сечение, наибольшее в нижней части 14, у рамы 5, и уменьшающееся к верхней части 15 стойки 4. Каждая стенка 16, 17, 18, 19 вертикальной стойки 4 изготовлена из листов разной толщины, причем в нижней части 14 стоек установлены листы большей толщины. Также поверхность 20 стойки 4, обращенная внутрь вагона, образует с поперечной опорой 13 рамы 5 прямой угол, а увеличенное сечение стойки 4 развито с наружной стороны вагона. Подкрепляющий элемент 21 стойки 4 выступает над уровнем 22 поперечной опоры 13 не более 10 мм, а стойки 4, расположенные по обе стороны от центральной балки 12 рамы 5, по бокам дополнительно подкреплены наклонными косынками 23. Расположенные поперек продольной боковой балки 7 рамы 5, боковые стенки 17, 18 вертикальных стоек 4 выполнены из цельного листа постоянной толщины, имеют вырез 24, повторяющий наружный контур профиля продольной балки 7 рамы 5, а также ровную опорную площадку для установки на боковую продольную балку 7 рамы 5. На раме 5 установлены восемь фитинговых упоров 6, при этом четыре фитинговых упора 6 установлены на центральной балке 12 рамы 5 и два фитинговых упора 6 на каждой промежуточной балке 11, расположенной между концевой 9 и шкворневой 10 балками рамы 5.
Технический результат от заявляемого изобретения заключается в том, что переменное сечение, развитое уменьшающимся к верхней части в стойке и применение листов разной толщины, при чем в нижней части стенок устанавливают более толстые листы, дает равномерное распределение напряжений в стойке, а также, исключает напряжение в районе заделки стойки, и в совокупности, приводит к уменьшению массы тары при сохранении габаритных параметров вагона и увеличению прочности крепления вертикальных стоек.
Увеличенное сечение стойки, развитое с наружной стороны вагона, обеспечивает лучшую оптимизацию распределения напряжений от распорных нагрузок.
Образование прямого угла между поверхностью стойки, обращенной внутрь, и поперечной опоры рамы необходим для максимального использования внутреннего объема кузова в поперечном сечении, а также для обеспечения сохранности пакетов пиломатериалов, за счет обеспеченного прямого угла между грузовой опорой и стойкой.
Наличие подкрепляющего элемента и его выступ на 10 мм обеспечивает увеличение прочности крепления вертикальных стоек и минимум требований к перевозке пакетов пиломатериалов и сохранении свободного пространства прямого угла.
Применение наклонных косынок уменьшает напряжения в заделке стойки от продольных нагрузок лесоматериала.
Изготовление боковых стенок вертикальной стойки из цельного листа постоянной толщины позволяет уменьшить трудозатраты при изготовлении стоек.
Наличие вырезов в боковых стенках вертикальных стоек, а также наличие ровной опорной площадки повышает надежность жесткого закрепления стоек на раме вагона-платформы.
Наличие на раме вагона-платформы фитинговых упоров в количестве восьми штук, четыре из которых установлены на центральной балке рамы и по два фитинговых упора на каждой промежуточной балке, расположенной между концевой и шкворневой балками рамы, позволяет, в сочетании с возможностью перевозки лесоматериалы, перевозить контейнера.
В настоящее время на заявляемую конструкцию вагон-платформы разработана конструкторская документация.