РАМА ВАГОНА СОЧЛЕНЁННОГО ТИПА

Предложенное техническое решение относится к рамам с хребтовыми балками вагонов сочленённого типа.
Из уровня техники известна рама вагона-платформы сочленённого типа, раскрытая в патенте России на полезную модель № 172198, опубл. 30.06.2017, принятая в качестве наиболее близкого аналога и содержащая две рамы, соединённые последовательно друг с другом узлом сочленения и установленные на три ходовые тележки. Одна из упомянутых ходовых тележек является общей для рам. Каждая рама включает в себя хребтовую балку и поперечную балку для опирания на общую ходовую тележку, соединённую с хребтовой балкой и содержащую верхнюю стенку, нижнюю стенку, боковые вертикальные стенки, соединённые с верхней стенкой и нижней стенкой, и две боковые опоры на скользуны, каждая из которых соединена с одной из боковых вертикальных стенок.
Недостатком известного технического решения является повышенная масса рамы вагона-платформы.
Техническая проблема, решаемая при изготовлении предложенного технического решения, заключается в повышенной массе конструкции поперечной балки рамы.
Техническим результатом предложенного технического решения является уменьшение массы рамы вагона сочленённого типа при сохранении надёжности поперечных балок рамы в области узла сочленения вагона и при обеспечении беспрепятственного прохода рамы над колёсами общей тележки при поворотах вагона.
1
2
1
2
Технический результат достигается за счёт того, что рама вагона сочленённого типа включает в себя хребтовую балку и поперечную балку, предназначенную для опирания на общую ходовую тележку, соединённую с хребтовой балкой и содержащую верхнюю стенку, нижнюю стенку, боковые вертикальные стенки, соединённые с верхней стенкой и нижней стенкой, и две боковых опоры на скользуны, каждая из которых соединена с одной из боковых вертикальных стенок, причём каждая боковая вертикальная стенка имеет высоту h в месте соединения поперечной балки и хребтовой балки и высоту h в консольной части поперечной балки, а отношение k высоты h к высоте h удовлетворяет условию 1 < k ≤ 4.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что упомянутая поперечная балка содержит усиливающие рёбра, соединённые с верхней стенкой, нижней стенкой и двумя боковыми вертикальными стенками.
Примерный вариант выполнения предложенного технического решения характеризуется чертежами, где на:
- Фиг. 1 представлен участок вагона в зоне узла сочленения несущих частей рамы,
-Фиг. 2 представлен участок поперечной балки,
- Фиг 3 представлена одна из боковых вертикальных стенок поперечной балки.
Вагон-платформа сочленённого типа (далее – вагон-платформа) содержит три ходовые тележки 1, две последовательно соединённые друг с другом одинаковые рамы 2, установленные на ходовые тележки 1 узел 3 сочленения, прикреплённый к рамам 2 и предназначенный для соединения рам 2, и автосцепные устройства, смонтированные в концевых частях вагона-платформы на соответствующих рамах 2. Одна из ходовых тележек 1 является общей для двух рам 2. Узел 3 сочленения может представлять собой шарнирный узел сочленения.
На Фиг. 1 представлена зона сочленения двух рам 2 вагона-платформы.
Каждая ходовая тележка 1 предпочтительно представляет собой двухосную тележку, при этом общая ходовая тележка 1 содержит надрессорную балку 4, боковые опоры 5 для скользунов, которые предпочтительно прикреплены к надрессорной балке 4, и четыре скользуна.
Каждая рама 2 содержит хребтовую балку 6 и соединённую с ней поперечную балку 7, предназначенную для опирания на общую тележку 1 и расположенную перпендикулярно хребтовой балке 6.
С целью более ясного описания строения поперечной балки 7 на Фиг. 2 представлен один из её участков.
Каждая поперечная балка 7 содержит верхнюю стенку 8, гнутую нижнюю стенку 9, боковые вертикальные стенки 10, соединённые с упомянутой верхней стенкой 8 и нижней стенкой 9, например, посредством сварки, усиливающие рёбра 11, соединённые с верхней стенкой 8, нижней стенкой 9 и двумя боковыми вертикальными стенками 10 и расположенные внутри поперечной балки 7, и две боковых опоры 12 на скользуны, каждая из которых соединена с одной из боковых вертикальных стенок 10. Верхняя стенка 8, нижняя стенка 9, боковые вертикальные стенки 10 и усиливающие рёбра 11 предпочтительно выполнены в виде листов, например, металлических, в частности, из стали. С каждой стороны от продольной оси рамы 2 расположено по две упомянутых боковых вертикальных стенки 10. Таким образом, поперечная балка 7 имеет коробчатое сечение. Упомянутые боковые опоры 12 на скользуны расположены по двум сторонам от продольной оси рамы 2 со стороны упомянутого узла 3 сочленения. Упомянутые усиливающие рёбра 11 повышают прочность и надёжность конструкции поперечной балки 7, рамы 2 и вагона в целом, а также предотвращают скапливание инородных объектов, например, грязи, и жидкости, например, воды, в полости поперечной балки 7. Два усиливающих ребра 11 расположены в концевых частях поперечной балки 7 и представляют собой её торцевые стенки.
1
2
1
2
1
2
На Фиг. 3 представлена одна из боковых вертикальных стенок 10. Каждая боковая вертикальная стенка 10 выполнена уширяющейся к продольной оси рамы 2, в направлении хребтовой балки 6, и имеет высоту h в месте соединения поперечной балки 7 и хребтовой балки 6 и высоту h в консольной части поперечной балки 7, при этом отношение k высоты h к высоте h удовлетворяет условию 1 < k = h/h ≤ 4, т.е. k может составлять более 1 и не более 4. Значения k, заданные из указанного диапазона, позволяют размещать на поперечной балке 7 боковые опоры 12 на скользуны, при этом обеспечивается снижение металлоёмкости, массы, прочности и надёжности поперечной балки 7, рамы 2, вагона в целом. Кроме того, предотвращается задевание поперечной балкой 7 колёс 13 тележки 1 при поворотах вагона-платформы и реализовано расширение арсенала средств определённого назначения. При k ≤ 1 при повороте колеса общей тележки 1 будут задевать поперечные балки 7 для опирания на общую тележку 1, что может привести к сходу с рельсов. При k > 4 уменьшена прочность поперечной балки 7. Прочность в зоне поперечной балки 7 в основном регламентируется вертикальными динамическими нагрузками, характеризуемыми коэффициентом вертикальной динамики, который в районе тележки 1 может быть значительно больше, чем в средней части рамы 1. Соответственно, проектировать сечение поперечной балки 7 для опирания на общую тележку 1 с бóльшими перепадами высот нецелесообразно с точки зрения прочности.
Предложенная конструкция поперечной балки 7 может быть использована в различных вагонах сочленённого типа, например, полувагонах, вагонах-хопперах, вагонах-цистернах.