ПЛАТФОРМА ДЛЯ БЕЗОПАСНОЙ ПЕРЕВОЗКИ ПО ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГЕ БОЛЬШИХ ГРУЗОВ, БОЯЩИХСЯ УДАРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Полезная модель относится к области транспортировки по железной дороге больших грузов, к большегрузным платформам, в том числе и к платформам - турникетам для перевозки длинных грузов, размещаемых на двух или трех вагонах.
Известны конструкции платформ - турникетов - неподвижной и подвижной (Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах. - М.: «Юртранс», 2003, стр.339, 340), используемых для транспортировки больших длинномерных грузов по железной дороге на сцепе из двух четырехосных вагонов-платформ.
Неподвижная и подвижная платформы - турникеты состоят из нижней опорной рамы - основания, промежуточной рамы и верхней рамы - грузовой площадки, боковых скользунов, закрепленных на нижней и верхней рамах с зазором, ограничивающим углы перекоса верхней рамы относительно нижней, сферических подпятников, жестко закрепленных на нижней раме, пятника, и шкворня, закрепленных на промежуточной раме, продольных и поперечных упоров, элементов усиления продольных упоров, закрепленных на нижней раме, закрепленных на верхней раме ограничителей хода верхней рамы, боковых скоб для установки убираемых фиксаторов - деревянных стоек, фиксирующих груз при погрузке. Промежуточная и верхняя рамы имеют наклонные и горизонтальные поверхности скольжения. Платформа - турникет закрепляется на вагоне-платформе с помощью продольных и поперечных упоров. Продольные упоры при установке платформы - турникета на вагон-платформу входят в стоечные скобы вагона без зазоров по их внутренним поверхностям с наружной стороны сцепа, а поперечные упоры, располагаются с внешней стороны армирующих уголков вагона.
Конструкции неподвижной и подвижной платформ - турникетов отличаются только тем, что у неподвижной платформы грузовая площадка имеет только возможность поворота вокруг вертикальной оси (шкворня). У подвижной платформы шкворень вместе с грузовой площадкой может, кроме поворота, также перемещаться вдоль продольной оси платформы, компенсируя взаимные перемещения вагонов-платформ сцепа. Грузовые площадки конструируются в соответствии с тех. условиями перевозки конкретного груза. Комплекты шкворневых платформ - турникетов, неподвижная и подвижная платформы образуют неподвижный турникет, а две подвижных платформы образуют подвижный турникет, обладающий возможностью продольного смещения груза вместе с грузовыми площадками при соударении вагонов, а также при проходе сцепа по кривым участкам пути и участкам с переломами профиля пути. Турникеты могут быть использованы для крепления и транспортировки длинномерных грузов массой до 60 т (см. технические условия размещения и крепления грузов, стр.76, 77).
Основным недостатком этих конструкций платформ - турникетов является отсутствие виброизоляции груза от ударов, воздействующих на него при транспортировке, и эффективного гашения кинетической энергии удара.
Очень часто возникает необходимость перевозки грузов с меньшей массой, например, с массой до 4 т и более, в том числе и длинномерных с массой до 8 т и более, но боящихся ударов, действующих на них при транспортировке. К таким грузам относятся взрывоопасные, бьющиеся грузы и изделия, которые могут под воздействием этой ударной нагрузки потерять товарный вид или работоспособность. Поэтому ставится задача создания конструкции грузовой платформы, пригодной для безопасной транспортировки таких грузов, эффективно гасящей кинетическую энергию ударной нагрузки, действующей по направлениям, соответствующим шести степеням свободы грузовой площадки платформы и груза.
Конструкция неподвижной платформы - турникета по технической сущности наиболее близка к предлагаемой полезной модели и принята за прототип.
0
01
Поставленная задача решается тем, что платформа для перевозки больших грузов по железной дороге, боящихся ударного воздействия, состоящая из нижней опорной рамы - основания и верхней рамы и грузовой площадки, продольных и поперечных упоров, элементов усиления продольных упоров, закрепленных на нижней раме, закрепленных на верхней раме боковых скоб для установки убираемых фиксаторов - деревянных стоек, фиксирующих груз при погрузке, отличается тем, что на нижней раме, на ее опорной поверхности закреплены четыре, восемь, двенадцать и более кассет, составленных друг к другу так, что они образуют четыре одинаковые группы, причем каждая группа в плане имеет форму прямоугольника со сторонами, параллельными сторонам нижней рамы, а по периметру этих прямоугольников имеются зазоры, через которые проходят тяги, жестко соединяющие демпферы продольных смещений верхней рамы, и тяги, жестко соединяющие демпферы поперечных смещений верхней рамы, и каждая кассета содержит основание, на которое установлен пакет, набранный из последовательно соединенных, многослойных, многопролетных, гофрированных пакетов, набранных в свою очередь из стальных, каленых, шлифованных или нешлифованных, гофрированных лент «гофр в гофр», между которыми проложены гладкие, стальные, каленые, шлифованные или нешлифованные ленты с толщиной, большей толщины гофрированных лент, на которые гофрированные пакеты опираются «вершина гофра к вершине гофра», сверху на пакет установлена крышка кассеты, и на концах гладких лент, основания и крышки имеются свободные участки, длина которых немного больше проскальзывания конца гофрированного пакета при полном выпрямлении его гофров, и начальный выгиб гофров f гофрированных лент выбран так, чтобы при полном выпрямлении гофров в лентах не возникали пластические деформации, а основание и крышка кассеты имеют швеллерное поперечное сечение, и боковые полки основания на концах выполнены в виде направляющих, которые с небольшими зазорами по периметру входят в ответные отверстия в стенке крышки, а в среднем сечении дна основания жестко заделаны два направляющих стержня-фиксатора таким образом, что они проходят с небольшими зазорами сквозь полукруглые выкрушки, выполненные с обоих боков гофрированных пакетов и гладких лент в среднем сечении каждого пакета и ответные отверстия в крышке кассеты, а длина направляющих, выполненных на основании кассеты, и стержней - фиксаторов такова, что при полном выпрямлении гофрированных пакетов, они не упираются в грузовую площадку или опоры, закрепленные на верхней раме, а на крышке каждой кассеты в ее срединной плоскости, вдоль оси пакетов, жестко закреплена направляющая, выполненная из швеллера и закрытая с торцов приваренными к ней пластинками, в которой с возможностью вращения вокруг собственных осей размещены шары - катки, а стороны прямоугольной нижней рамы имеют коробчатое поперечное сечение, и на каждой ее стороне в зависимости от грузоподъемности платформы установлены симметрично оси рамы один или два демпфера - продольных смещений на сторонах, перпендикулярных пути и поперечных смещений на сторонах, расположенных вдоль пути, и каждый демпфер содержит корпус, охватывающий сторону нижней рамы с двумя зазорами по бокам стороны, в которые с натягом по вершинам гофров, большим остаточного выгиба гофров f, вставлены пакеты, набранные аналогично пакетам кассет из последовательно соединенных многослойных, многопролетных, гофрированных пакетов и гладких лент, но значения определяющих параметров гофрированных пакетов и гладких лент могут отличаться от параметров гофрированных пакетов и гладких лент кассет, и начальный выгиб гофров лент гофрированных пакетов f выбирается также из условия отсутствия пластических деформаций гофрированных лент при полном выпрямлении пакетов, а длина свободных участков на концах корпуса и гладких лент также немного больше проскальзывания конца гофрированного пакета при его полном выпрямлении, а корпус каждого демпфера состоит из основания и крышки, жестко соединенных болтами и гайками, причем длина болтов вертикального стыка выбрана из условия возможности создания требуемого натяга по вершинам гофров пакетов демпферов, а в сторонах нижней рамы, в середине длины каждого демпфера, жестко заделаны стержни-фиксаторы, по два с каждого бока стороны рамы, которые с небольшими зазорами проходят через полукруглые выкрушки, сделанные с боков каждого гофрированного пакета и гладких лент в их среднем сечении, и отверстия в основании и крышке корпуса демпфера, и длина стержней-фиксаторов такова, что они выступают из основания и крышки на ход корпуса демпфера, равный суммарной величине деформаций гофрированных пакетов в одном из зазоров демпфера при их полном выпрямлении, и на боковой поверхности стенки основания, в середине ее высоты приварены дистанционная прокладка вместе с направляющей, аналогичной по конструкции направляющей, установленной на крышке кассеты, в направляющей также с возможностью вращения установлены шары-катки, и толщина дистанционной прокладки подобрана таким образом, что суммарный размер диаметра шара-катка, толщины дистанционной прокладки и толщины стенки направляющей немного больше двух ходов демпфера, и все поверхности, открывающие доступ к многослойным пакетам кассет и демпферов, закрыты брезентовыми пологами, а на шары - катки кассет своими опорами установлена верхняя рама с жестко закрепленной на ней грузовой площадкой, и ширина каждой из этих опор выполнена такой, чтобы при продольном максимальном смещении верхней рамы, при полном выпрямлении нагружаемых гофрированных пакетов демпферов продольных смещений, сохранялся контакт шаров - катков кассет с опорными поверхностями опор верхней рамы, а длина и ширина верхней рамы выбраны такими, чтобы между шарами - катками демпферов и верхней рамой, по ее периметру, оставался небольшой зазор, не допускающий выпадания шара - катка из направляющей, а высота верхней рамы выбрана из условия, чтобы даже при полном выпрямлении пакетов кассет шары - катки демпферов не выходили из контакта с боковыми сторонами верхней рамы, и на нижней поверхности нижней рамы приварены опоры, высота которых выбрана такой, чтобы корпусы демпферов могли свободно смещаться в горизонтальной плоскости.
Предлагаемая конструкция грузовой платформы обладает очень высокими демпфирующими свойствами за счет работы сил сухого трения на контактных поверхностях гофрированных пакетов при их циклическом деформировании и эффективно гасит кинетическую энергию ударов, действующих на транспортируемый груз по всем направлениям, соответствующим шести степеням свободы верхней рамы, и закрепленного на ее грузовой площадке груза, как твердого тела, и может эффективно использоваться для транспортировки грузов, боящихся ударных воздействий, массой до 4 т и более и при этом габаритные размеры предлагаемой платформы будут вполне приемлемыми для четырехосных вагонов. Это подтверждено нашими расчетами. Методология расчетов является нашим «ноу-хау» и поэтому не приводится.
Кроме того, с целью упрощения предлагаемой конструкции платформы и уменьшения ее габаритов - длины и ширины стержни-фиксаторы пакетов демпферов жестко заделываются в основание корпуса демпфера и свободно с небольшим зазором проходят через полукруглые выкрушки в гофрированных пакетах и гладких лентах и отверстия в стороне нижней рамы и крышке демпфера, причем стержни-фиксаторы выступают на ход демпфера только из крышки, а к полкам стороны нижней рамы на длине демпфера, или меньшей длине, приварены усиливающие накладки, а направляющая приваривается непосредственно к стенке основания, и суммарный размер диаметра шара-катка и толщины стенки основания выбирается только из конструктивных соображений.
Следовательно, этот суммарный размер может быть выполнен меньшим двух ходов корпуса демпфера, за счет чего габариты предлагаемой платформы будут уменьшены.
В случае, когда постановка груза на грузовую площадку платформы вызывает ее недопустимый перекос, например, когда на опоры перевозимого изделия, которыми оно установлено на грузовую площадку, действуют сильно отличающиеся нагрузки, суммарные жесткости гофрированных пакетов кассет выполняются различными и такими, чтобы при постановке и закреплении изделия на грузовой площадке приблизительно сохранялось горизонтальное
положение изделия и верхней рамы.
Для перевозки на сцепе из двух четырехосных вагонов длинномерного груза необходим неподвижный или подвижный турникет, для формирования которых нужны неподвижная и подвижная платформы - турникеты (см. выше).
Для перевозки длинномерного груза, боящегося ударного воздействия, нужны неподвижная и подвижная платформы - турникеты, эффективно гасящие ударное воздействие.
Конструкция такой неподвижной платформы - турникета будет отличаться от предложенной тем, что на верхней раме предлагаемой платформы, в ее центральной части, жестко закреплены два сферических подпятника, в центральном отверстии которых жестко закреплен шкворень, а еще одна рама с жестко закрепленными на ней грузовой площадкой и сферическим пятником без зазора или с очень маленьким зазором одета на шкворень с возможностью ее поворота вокруг шкворня, а на этой раме закреплены ограничители углов перекоса этой рамы в продольной и поперечной плоскостях.
Подвижной платформой - турникетом будем считать платформу, у которой допускается требуемое продольное смещение груза.
Конструкция предлагаемой подвижной платформы - турникета отличается от предлагаемой неподвижной платформы - турникета только тем, что демпферы продольных смещений содержат большее количество последовательно соединенных гофрированных пакетов в каждом зазоре и их количество определяется из условия обеспечения требуемого продольного смещения промежуточной и верхней рамы с грузом.
3
1
3
1
2
1
Кроме того, с целью обеспечения возможности переформирования платформ в подвижный турникет из двух подвижных платформ - турникетов, или в неподвижный турникет из одной неподвижной платформы - турникета и одной подвижной платформы - турникета, или в две грузовые платформы большой грузоподъемности (до 40 тс), или в две платформы грузоподъемностью до 10 тс из двух подвижных платформ - турникетов без добавления новых деталей корпусы демпферов продольных смещений - основание и крышка выполнены в размерах, необходимых для формирования неподвижной платформы - турникета, а в вертикальный стык корпуса вставлена дистанционная прокладка с толщиной, равной 2n(H+H), где n-разность между числом n гофрированных пакетов в боковом зазоре демпфера продольных смещений подвижной платформы - турникета и n - числом этих же пакетов у неподвижной платформы - турникета, Н=nh+f - высота гофрированного пакета, n - число гофрированных лент в пакете, h - толщина гофрированной ленты, H - толщина гладкой ленты, и в средней части стенок оснований корпусов демпферов продольных и поперечных смещений сделаны резьбовые отверстия для крепления тяг, жестко соединяющих друг с другом демпферы продольных смещений или демпферы поперечных смещений.
3
Тогда, демонтировав дистанционные прокладки из вертикальных стыков корпусов демпферов продольных смещений и убрав из каждого из их боковых зазоров по n гофрированных пакета и снова смонтировав эти демпферы, сформируем неподвижную платформу - турникет. Демонтировав верхнюю раму со сферическим пятником и оба сферических подпятника, сформируем платформу большой грузоподъемности. Убрав по два демпфера продольных и поперечных смещений, лишние тяги и лишние кассеты и смонтировав оставшиеся демпферы, по одному в середине каждой стороны нижней рамы и соединив их тягами, сформируем грузовую платформу с грузоподъемностью до 10 тc.
1
2
3
1
Эту же задачу можно решить по другому. У неподвижной платформы - турникета размеры корпуса демпферов продольных смещений выбраны для размещения в каждом их боковом зазоре с требуемым натягом n гофрированных пакетов, дистанционная прокладка в вертикальный стык корпуса не ставится, а в каждый боковой зазор устанавливают n гофрированных пакета и пакет гладких лент с суммарной толщиной n(Н+H), причем этот пакет может устанавливаться как снаружи гофрированных пакетов, так и добавляться по частям к гладким лентам, расположенным между гофрированными пакетами.
1
Тогда подвижную платформу - турникет можно сформировать из неподвижной, разместив в каждом боковом зазоре демпферов продольных смещений n гофрированных пакетов и убрав пакет гладких лент. Формирование других платформ из неподвижной платформы - турникета мало отличается от вышеописанного и здесь не описывается.
В этом случае сформированные грузовые платформы будут иметь больший габаритный размер вдоль оси поезда.
Кроме того, с целью обеспечения большей равномерности распределения нагрузки по шарам - каткам кассет и боковых демпферов между шарами - катками и направляющими этих устройств установлены дистанционные прокладки, набранные из полосы, изготовленной из проволочного нетканого материала, и стальной каленой ленты, на которую опираются шары-катки.
3
Полосы изготавливаются из проволочного материала большой плотности - 0,03 г/см и более.
При нагружении платформы полосы и ленты этих дистанционных прокладок упруго деформируются. За счет чего и достигается более равномерное распределение действующей нагрузки по шарам-каткам.
С целью снижения силы звука при ударных воздействиях шары-катки выполнены из прочного полимера или керамики.
Кроме того, с целью дальнейшего повышения степени равномерности распределения нагрузки по шарам-каткам упругогистерезисные элементы каждой кассеты выполнены в виде двух, трех или более параллелепипедов, изготовленных из проволочного нетканого материала МР (А.с. 183174 СССР. Способ изготовления нетканого материала МР из металлической проволоки / А.М.Сойфер, В.В.Бузицкий, В.А.Першин. - Опубл. 1966, Бюл. №13), установленных на основание кассеты таким образом, чтобы плоскости основной массы витков спиралей материала располагались под углами к вертикали, мало отличающимися от 90°, и сверху с небольшим натягом на каждый параллелепипед установлена крышка с закрепленной на ней направляющей, в которой размещен один или два шара-катка с возможностью их вращения вокруг осей шара, а каждый демпфер продольных или поперечных колебаний составлен по длине из двух одинаковых частей, отличающихся от демпфера только длиной, и не скрепленных друг с другом, причем упругогистерезисный элемент каждой части выполнен в виде двух параллелепипедов, изготовленных из проволочного материала МР, один из которых вставлен с натягом в зазор между крышкой части и рамой платформы, а другой с натягом в зазор между рамой и основанием части так, что упругогистерезисный элемент части работает как двусторонний упругогистерезисный упор, и углы наклона плоскостей основной массы витков спиралей параллелепипедов у демпферов продольных колебаний мало отличались от 90° от направления продольной оси платформы и у демпферов поперечных колебаний от направления поперечной оси платформы, а на основании каждой части закреплена направляющая, в которой размещен один или два шара-катка и каждая часть жестко связана тягой с другой ответной частью противоположно расположенного демпфера, а с торцов демпферов на опорной раме закреплены с небольшими зазорами по торцам ограничители смещения демпфера вдоль стороны рамы, на которой установлен демпфер.
У этой конструкции предлагаемой платформы все части каждого демпфера и параллелепипеды упругогистерезисных элементов кассет работают отдельно, за счет чего достигается большая равномерность нагружения всех упругогистерезисных элементов платформы.
При прессовании витки спиралей проволочного материала теряют устойчивость и плоскости основной массы витков располагаются под углами к направлению прессующей силы, мало отличающимися от 90°, и усадка материала МР упругогистерезисного элемента при наработке будет наименьшей при нагружении его по направлению, совпадающему с направлением прессующей силы. Этим и объясняется расположение параллелепипедов из материала МР в устройстве.
Возможен вариант выполнения конструкции платформы, отличающийся тем, что корпусы демпферов по длине не разделены на части, но их упругогистерезисные элементы составлены из отдельных параллелепипедов, изготовленных из материала МР, а между шарами-катками и направляющей установлена дистанционная прокладка, составленная из прокладки из материала МР и стальной каленой ленты.
Кроме того, в случае, когда перевозится изделие, на опоры которого действуют различные статические и динамические силы упругодемпфирующие параметры кассет и параллелепипедов из материала МР, устанавливаемых в этих кассетах, могут быть различными и подбираться по ТЗ перевозчика груза.
Если на грузовой платформе перевозятся грузы, вес которых значительно меньше ее грузоподъемности, грузоперевозчик на платформу может установить только часть кассет, установить в них только часть параллелепипедов из материала МР, на каждую боковую сторону силовой рамы платформы установить только часть частей демпферов - три, две или даже одну часть демпфера, ограничив при этом в допустимых пределах с помощью установки на платформу ограничителей смещение частей демпферов вдоль стороны рамы, на которой они установлены, кассет по опорному основанию рамы и параллелепипедов по основанию кассет.
Конструкции предлагаемых грузовых платформ поясняются фигурами:
на фиг.1 изображена предлагаемая платформа (вид сверху);
на фиг.2 изображен разрез по А-А на фиг.1;
на фиг.3 изображен вид по стр.Б на фиг.1;
на фиг.4 изображен вид по стр.В на фиг.1;
на фиг.5 изображен вариант конструкции демпфера с стержнями - фиксаторами, заделанными в основании демпфера;
на фиг.6 изображена предлагаемая платформа малой грузоподъемности, до 10 тс, с одним демпфером на каждой стороне нижней рамы;
на фиг.7 изображена предлагаемая платформа - турникет (вид сбоку);
на фиг.8 изображен демпфер продольных смещений с дистанционной прокладкой в вертикальном стыке корпуса;
на фиг.9 изображен демпфер продольных смещений с пакетом гладких лент, установленным в каждом боковом зазоре демпфера снаружи гофрированных пакетов;
на фиг.10 изображен вид по стр.Г на фиг.6;
на фиг.11 изображена кассета, в направляющей которой под шары-катки установлена дистанционная прокладка, собранная из полосы, изготовленной из проволочного материала и стальной ленты;
на фиг.12 изображена платформа с упругогистерезисными элементами кассет и демпферов продольных и поперечных колебаний, изготовленных из нетканого проволочного материала (вид сверху);
на фиг.13 изображен разрез по А-А на фиг.12;
на фиг.14 изображен вид по стр.Б на фиг.12.
На фигурах пакеты на видах и в разрезах изображены условно для облегчения чтения рисунков.
Предлагаемая платформа для перевозки больших грузов по железной дороге, боящихся ударного воздействия (см. фиг.1 и 2), состоит из нижней опорной рамы - основания 1 и верхней рамы 2 с грузовой площадкой 3, продольных 4 и поперечных упоров 5, элементов усиления продольных упоров 6 (см. фиг.1 и 4), закрепленных на нижней раме 1, закрепленных на верхней боковых скоб 7 для установки фиксаторов - деревянных стоек, фиксирующих груз при погрузке и убираемых после погрузки груза (на фигуре не показаны). На нижней раме 1, на ее опорной поверхности 8, закреплены четыре, восемь, двенадцать и более (в зависимости от грузоподъемности платформы) кассет 9 (см. фиг.1), составленных друг к другу так, что они образуют четыре одинаковые группы 10, причем каждая группа в плане имеет форму прямоугольника со сторонами, параллельными сторонам нижней рамы 1, а по периметру этих прямоугольников имеются зазоры 11, через которые проходят тяги 12, жестко соединяющие демпферы 13 продольных смещений верхней рамы 2, и тяги 14, жестко соединяющие демпферы 15 поперечных смещений верхней рамы.
Возможно применение и большего четного количества кассет 9 у платформ с грузоподъемностью, большей 40 тс, но в этом случае габариты платформы в плане могут превысить обычно применяемые 3×3 м.
0
Каждая кассета 9 содержит основание 16 (см. фиг.1 и 2), на которое установлен пакет 17, набранный из последовательно соединенных, многослойных, многопролетных, гофрированных пакетов 18, набранных в свою очередь из стальных, каленых, шлифованных или нешлифованных, гофрированных лент 19 «гофр в гофр», между которыми проложены гладкие, стальные, каленые, шлифованные или нешлифованные ленты 20 с толщиной, большей толщины гофрированных лент 19, на которые гофрированные пакеты 18 опираются «вершина гофра к вершине гофра». Сверху на пакет 17 установлена крышка 21 кассеты, и на концах гладких лент 20, основания 16 и крышки 21 имеются свободные участки 22, длина которых немного больше проскальзывания конца гофрированного пакета 18 при полном выпрямлении его гофров, и начальный выгиб f гофров гофрированных лент 19 выбран так, чтобы при полном выпрямлении гофров в лентах не возникали пластические деформации.
Основание 16 и крышка 21 кассеты имеют швеллерное поперечное сечение и боковые полки 23 основания 16 (см. фиг.3) на концах выполнены в виде направляющих 24, которые с небольшими зазорами по периметру (см. фиг.1) входят в ответные отверстия 25 в стенке 26 крышки 21, а в среднем сечении дна 27 основания 16 (см. фиг.3) жестко заделаны два направляющих стержня - фиксатора 28 таким образом, что они проходят с небольшими зазорами сквозь полукруглые выкрушки 29 (см. фиг.1), выполненные с обоих боков гофрированных пакетов 18 и гладких лент 20 в среднем сечении каждого пакета 18 и ответные отверстия 25 в крышке 21 кассеты 9. Длина направляющих 24, выполненных на основании 16 кассеты 9, и стержней - фиксаторов 28 такова, что при полном выпрямлении гофрированных пакетов 18 они не упираются в грузовую площадку 3 или опоры 30 (см. фиг.2 и 3), закрепленные на верхней раме 2. На крышке 21 каждой кассеты 9 в ее срединной плоскости, вдоль оси пакетов 17, жестко закреплена направляющая 31 (см. фиг.1 и 2), выполненная из швеллера и закрытая с торцов приваренными к ней пластинками 32, в которой с возможностью вращения вокруг собственных осей размещены шары-катки 33.
Стороны прямоугольной нижней рамы 1 (см. фиг.2) имеют коробчатое поперечное сечение, и на каждой ее стороне в зависимости от грузоподъемности платформы установлены симметрично оси рамы один или два демпфера, 13 - продольных смещений на сторонах, перпендикулярных пути, и 15 - поперечных смещений на сторонах, расположенных вдоль пути.
01
Каждый демпфер 13 и 15 содержит корпус 34, охватывающий сторону нижней рамы 1 с двумя зазорами 35 и 36 по бокам стороны, в которые с натягом по вершинам гофров, большим остаточного выгиба гофров f, вставлены пакеты 37, набранные аналогично пакетам 17 кассет 9 из последовательно соединенных многослойных, многопролетных, гофрированных пакетов 38 и гладких лент 39, но значения определяющих параметров гофрированных пакетов 38 и гладких лент 39 могут отличаться от параметров гофрированных пакетов 18 и гладких лент 20 кассет 9. Начальный выгиб гофров лент 40 гофрированных пакетов 38 f выбирается также из условия отсутствия пластических деформаций гофрированных лент 40 при полном выпрямлении пакетов 38, а длина свободных участков 41 (см. фиг.1) на концах корпуса 34 и гладких лент 39 также немного больше проскальзывания конца гофрированного пакета 38 при его полном выпрямлении.
Корпус 34 каждого демпфера 13 и 15 состоит из основания 42 и крышки 43 (см. фиг.2), жестко соединенных болтами 44 и 45 и гайками 46. Длина болтов 45 вертикального стыка выбрана из условия возможности создания требуемого натяга по вершинам гофров пакетов 38 демпферов 13 и 15.
На сторонах нижней рамы 1, в середине длины каждого демпфера 13 и 15, жестко заделаны стержни-фиксаторы 47, по два с каждого бока стороны рамы 1, которые с небольшими зазорами проходят через полукруглые выкрушки 48, сделанные с боков каждого гофрированного пакета 38 и гладких лент 39 в их среднем сечении, и отверстия 49 (см. фиг.2) в основании 42 и крышке 43 корпуса 34 демпфера. Длина стержней-фиксаторов 47 такова, что они выступают из основания 42 и крышки 43 на ход корпуса демпфера, равный суммарной величине деформаций гофрированных пакетов 38 в одном из зазоров демпфера при их полном выпрямлении. На боковой поверхности стенки 50 основания 42 (см. фиг.2), в середине ее высоты приварены дистанционная прокладка 51 вместе с направляющей 52, аналогичной по конструкции направляющей 31, установленной на крышке 21 кассеты 9. В направляющей 52 также с возможностью вращения установлены шары-катки 53. Толщина дистанционной прокладки 51 подобрана таким образом, что суммарный размер диаметра шара - катка 53, толщины дистанционной прокладки 51 и толщины стенки 54 направляющей 52 немного больше двух ходов демпфера.
Все поверхности, открывающие доступ к многослойным пакетам кассет 9 и демпферов 13 и 15, закрыты брезентовым пологом 55 (см. фиг.1), который на фигуре изображен условно штрихпунктирной линией с двумя точками. Конструкцию полога 55 разрабатывает отправитель груза.
На шары-катки 33 (см. фиг.1 и 2) кассет 9 своими опорами 30 установлена верхняя рама 2 с жестко закрепленной на ней грузовой площадкой 3. Ширина каждой из этих опор 30 выполнена такой, чтобы при продольном максимальном смещении верхней рамы 2, при полном выпрямлении нагружаемых гофрированных пакетов 38 демпферов 13 продольных смещений, сохранялся контакт шаров - катков 33 кассет 9 с опорными поверхностями опор 30 верхней рамы 2.
Длина и ширина верхней рамы 2 выбраны такими, чтобы между шарами - катками 53 демпферов 13 и 15 и верхней рамой 2, по ее периметру, оставался небольшой зазор 56, не допускающий выпадания шара-катка 53 из направляющей 52. Высота верхней рамы 2 выбрана из условия, чтобы даже при полном выпрямлении пакетов 18 кассет 9 шары-катки 53 демпферов 13 и 15 не выходили из контакта с боковыми сторонами верхней рамы 2.
На нижней поверхности нижней рамы 1 (см. фиг.2) приварены опоры 57, высота которых выбрана такой, чтобы корпусы 34 демпферов 13 и 15 могли свободно смещаться в горизонтальной плоскости.
Кроме того, стержни-фиксаторы 47 (см. фиг.5) пакетов 38 демпферов жестко заделываются в основание 42 корпуса демпфера и свободно с небольшим зазором проходят через полукруглые выкрушки 48 в гофрированных пакетах 38 и гладких лентах 39 и отверстия в стороне нижней рамы и крышке 43 демпфера, причем стержни-фиксаторы 47 выступают на ход демпфера только из крышки 43, а к полкам стороны нижней рамы на длине демпфера, или меньшей длине, приварены усиливающие накладки 58, а направляющая 52 приваривается непосредственно к стенке основания 42, и суммарный размер диаметра шара - катка 53 и толщины стенки 50 основания 42 выбирается только из конструктивных соображений.
В случае, когда постановка груза на грузовую площадку 3 платформы вызывает ее недопустимый перекос, например, когда на опоры перевозимого изделия, которыми оно установлено на грузовую площадку 3, действуют сильно отличающиеся нагрузки, суммарные жесткости гофрированных пакетов 18 у разных кассет 9 выполняются различными и такими, чтобы при постановке и закреплении изделия на грузовой площадке приблизительно сохранялось горизонтальное положение изделия и верхней рамы 2.
Конструкция предлагаемой платформы грузоподъемностью до 10 тc с одним демпфером 13, закрепленным на каждой из двух сторон нижней рамы 1, перпендикулярных пути, и с одним демпфером 15, закрепленным на каждой из сторон нижней рамы 1, параллельных пути, хорошо видна из фиг.6 и подробно не описывается.
Выше предлагаемая конструкция грузовой платформы небольшими доработками может быть переделана в неподвижную платформу - турникет (см. фиг.7). Для чего на верхней раме 2 предлагаемой платформы, в ее центральной части, жестко закреплены два сферических подпятника 59, и на нее установлена еще одна рама 60, на которой жестко закреплены грузовая площадка 61 и ответный сферический пятник 62, в центральном отверстии которого жестко закреплен шкворень 63, входящий с небольшим зазором в центральное отверстие в сферических подпятниках 59, а на раме 60 закреплены ограничители 64 углов перекоса рамы 60 относительно верхней рамы 2 в продольной и поперечной плоскостях.
Отметим, что убрав раму 60 с пятником 62 и шкворнем 63 и демонтировав подпятники 59 легко переоборудуем платформу - турникет в предлагаемую выше грузовую платформу.
Подвижная платформа - турникет допускает требуемое продольное смещение груза.
Конструкция предлагаемой подвижной платформы - турникета отличается от предлагаемой неподвижной платформы - турникета только тем, что демпферы 13 продольных смещений содержат большее количество последовательно соединенных гофрированных пакетов 38 в каждом зазоре 35 и 36, и их количество определяется из условия обеспечения требуемого продольного смещения верхней рамы 2 и рамы 60 с грузом.
Конструкции грузовых площадок 3 и 61 и крепления грузов выполняются по ТЗ отправителя грузов.
3
1
3
1
2
1
Кроме того, корпусы 34 демпферов 13 продольных смещений - основание 42 и крышка 43 могут быть выполнены в размерах, необходимых для формирования неподвижной платформы - турникета, а в вертикальный стык корпуса 34 вставлена дистанционная прокладка 65 (см. фиг.8) с толщиной, равной 2n(Н+H), где n - разность между числом n гофрированных пакетов 38 в боковом зазоре демпфера 13 продольных смещений подвижной платформы - турникета и n - числом этих же пакетов у неподвижной платформы - турникета, Н=nh+f - высота гофрированного пакета 38, n - число гофрированных лент в пакете 38, h - толщина гофрированной ленты 40, H - толщина гладкой ленты 39, и в средней части стенок оснований 42 корпусов 34 демпферов 13 и 15 продольных и поперечных смещений сделаны резьбовые отверстия 66 (см. фиг.10) для крепления тяг 12 и 14, жестко соединяющих друг с другом демпферы 13 продольных смещений или демпферы 15 поперечных смещений.
1
2
3
1
Кроме того, у неподвижной платформы - турникета (см. фиг.9) размеры корпуса 34 демпферов 13 продольных смещений могут быть выбраны для размещения в каждом их боковом зазоре с требуемым натягом n гофрированных пакетов 38. Дистанционная прокладка 65 в вертикальный стык корпуса 34 в этом случае не ставится, а в каждый боковой зазор устанавливают n гофрированных пакета 38 и пакет 67 гладких лент с суммарной толщиной n(Н+H), причем этот пакет 67 может устанавливаться как снаружи гофрированных пакетов 38, так и добавляться по частям к гладким лентам 39, расположенным между гофрированными пакетами 38.
Под шары - катки 33 кассет 9 могут быть установлены дистанционные прокладки 68 (см. фиг.11), собранные из прокладки из проволочного материала МР 69 и стальной каленой ленты 70. Аналогичные прокладки 68 могут быть поставлены и под шары-катки 53 демпферов 13 и 15. В этом случае дистанционные прокладки 51 могут не устанавливаться (на фиг. не показано).
Шары-катки 33 и 53 могут быть изготовлены из прочного полимера или керамики.
Кроме того, упругогистерезисные элементы 71 (см. фиг.12, 13, 14) каждой кассеты 72 могут быть выполнены в виде двух, трех или более параллелепипедов 73, изготовленных из проволочного нетканого материала МР, установленных на основание 16 кассеты 72 таким образом, чтобы плоскости основной массы витков спиралей материала располагались под углами к вертикали, мало отличающимися от 90°. Сверху с небольшим натягом на каждый параллелепипед 73 установлена крышка 74 с закрепленной на ней направляющей 75, в которой размещен один или два шара-катка 33 с возможностью их вращения вокруг осей шара. Каждый демпфер продольных 76 или поперечных колебаний 77 составлен по длине из двух одинаковых частей 78, не скрепленных друг с другом. Упругогистерезисный элемент 79 каждой части 78 выполнен в виде двух параллелепипедов 80, изготовленных из проволочного материала МР, один из которых вставлен с натягом в зазор между крышкой 81 части 78 и рамой 1 платформы, а другой с натягом в зазор между рамой 1 и основанием 82 части 78 так, что углы наклона плоскостей основной массы витков спиралей параллелепипедов 80 у демпферов продольных колебаний 76 мало отличались от 90° от направления продольной оси платформы и у демпферов поперечных колебаний 77 от направления поперечной оси платформы. На основании 82 каждой части 78 закреплена направляющая 83, в которой размещен один или два шара-катка 53 каждая часть 78 жестко связана тягой 84 с другой ответной частью 78 противоположно расположенного демпфера, а с торцев демпферов 76 и 77 на опорной раме 1 закреплены с небольшими зазорами по торцам ограничители 85 смещения демпфера вдоль стороны рамы 1, на которой установлен демпфер.
Возможен вариант выполнения конструкции платформы с демпферами, неразделенными на части, но с упругогистерезисными элементами 79, составленными из отдельных параллелепипедов 80, изготовленных из материала МР. В этом случае между шарами - катками 53 и направляющей 52 следует установить дистанционную прокладку 68, составленную из прокладки 69 из материала МР и стальной каленой ленты 70 (см. на фиг. не показано).
Сборка предлагаемой грузовой платформы производится следующим образом (см. фиг.1 и 2): на одну из сторон нижней рамы 1 устанавливаются предварительно собранные пакеты 37. Затем устанавливают основание 42 с приваренными к нему дистанционной прокладкой 51 и направляющей 52 и крышку 43 демпфера и стягивают их по вертикальному стыку болтами 44 и гайками 46, создавая тем самым требуемый натяг по вершинам гофров многослойных, многопролетных пакетов 38, и затем затягивают болты 45 горизонтального стыка. Аналогичным образом собирают остальные семь демпферов. Демпферы 13 и 15 жестко соединяются попарно тягами 14. При этом не допускается смещение корпусов 34 демпферов, составляющих пару, вдоль продольной оси тяги 14 и при необходимости допускается постановка дистанционных прокладок под крепежные фланцы тяг 14 (на фигурах не показано). В направляющие 52 устанавливают шары-катки 53, которые от выпадания фиксируются съемной технологической лентой, закрепленной винтами на направляющей 52, завернутыми в ее торцы (на фигурах не показаны).
Затем на нижней раме 1 крепятся предварительно собранные кассеты 9 и в их направляющие 31 устанавливают шары-катки 33, а на них устанавливают верхнюю раму 2 с грузовой площадкой 3 и демонтируют технологические ленты и крепящие их винты.
Сборку предлагаемых платформ - турникетов описывать не будем, так как предложенная выше конструкция платформы легко переоборудуется в платформу - турникет описанным выше способом.
Сборка предлагаемых платформ с упругогистерезисными элементами, изготовленными из проволочного материала МР более проста и во многом аналогична описанной и поэтому не рассматривается.
Предлагаемые конструкции платформ при ударном воздействии на груз как по любому отдельному направлению, соответствующему какой-либо из шести степеней свободы груза, так и при одновременном их воздействии сразу по нескольким направлениям, эффективно гасят кинетическую энергию ударов за счет работы сил сухого трения на контактных поверхностях многослойных, многопролетных, гофрированных пакетов 18 кассет 9 и 38 демпферов 13 и 15, или за счет работы сил сухого трения на контактных поверхностях витков спиралей упругогистерезисных элементов 71 кассет 72 и упругогистерезисных элементов 79 демпферов 76 и 77, изготовленных из материала МР, при их циклическом деформировании. Кроме того, кинетическая энергия ударов тратится на создание запаса потенциальной энергии упругой деформации деталей устройства, которая затем рассеивается в процессе затухающих свободных колебаний груза, возникающих после каждого ударного импульса, например, при соударении вагонов, или прохождении стыков рельс, также за счет работы все тех же сил сухого трения. Причем, чем больше будет последовательно соединенных пакетов в демпферах и кассетах, тем больше будет циклическая энергия, рассеиваемая устройством.
Предлагаемые платформы обладают очень высокими демпфирующими свойствами и при должном подборе их упругодемпфирующих свойств при тех скоростях, на которых производятся грузовые перевозки по железной дороге, способны между ударными импульсами снижать амплитуды свободных колебаний до безопасного уровня.
Предлагаемые платформы обладают и хорошими виброизолирующими (амортизирующими) свойствами и этот эффект может быть существенно усилен при постановке на платформы перевозимых изделий на ранее разработанные для их перевозки амортизаторы.
Кроме очень высоких упругодемпфирующих и виброизолирующих характеристик при воздействии на них всех видов ударной нагрузки, действующей при перевозке груза по железной дороге (у многослойных пакетов, работающих на циклическое сжатие максимальный коэффициент рассеивания в 4, 3, а у упругогистерезисных элементов из материала МР примерно в 3 раза больше, чем у резины), предлагаемые платформы обладают еще целым рядом положительных качеств.
Их габаритные размеры не превышают или превышают в вполне допустимых пределах габаритные размеры известных эксплуатируемых платформ той же грузоподъемности.
Грузоподъемность предлагаемых платформ, до 40 тc и более у грузовых платформ и до 80 тc и более у неподвижных и подвижных турникетов, перекрывает наиболее часто применяемый диапазон весов перевозимых грузов.
Предлагаемые платформы более просты конструктивно и в эксплуатации, чем гидравлические амортизаторы той же грузоподъемности.
При наличии технологической оснастки (штампов для изготовления гофрированных пакетов, или штампов для изготовления параллелепипедов из материала МР, из которых составлены упругогистерезисные элементы) технология их изготовления достаточно проста и, следовательно, их изготовление не будет дорогим.
Упругодемпфирующие и амортизирующие свойства предлагаемых платформ можно менять в широких пределах без переделки или замены технологического оборудования (штампов) за счет изменения числа гофрированных пакетов, числа гофрированных лент в них, изменения толщины гофрированных лент, или за счет параметров материала МР - диаметров проволоки и спиралей, плотности материала и т.д., а также за счет установки на платформы различного числа кассет, числа параллелепипедов в них, демпферов, частей этих демпферов и т.д.
Предлагаемые платформы универсальны, их универсальность заключается в том, что путем небольшой доработки предлагаемую грузовую платформу можно переоборудовать в неподвижную или подвижную платформу - турникет и сформировать из них неподвижный или подвижный турникет для перевозки длинномерных грузов в сцепе из двух четырехосных вагонов.
Предлагаемые платформы расчетны, т.е. оптимальные значения их параметров могут быть определены расчетом.