РАМА ВАГОНА-ПЛАТФОРМЫ

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть использована в конструкции рам вагонов-платформ.
Из уровня техники известна балка боковая рамы железнодорожной платформы (RU 183177, B61F 1/02, B61D 3/00, опубл. 12.09.2018). Данное техническое решение направлено на повышение прочности конструкции за счет применения в балке боковой верхнего, нижнего и вертикального листов переменной толщины, а также верхнего и нижнего листов неравной ширины. Однако такое техническое решение не обеспечивает достаточной прочности из-за неравномерно нагруженной конструкции рамы вагона.
Известен скоростной вагон-платформа для крупнотоннажных контейнеров (RU 2770231, B61F 1/00, B61D 3/20, опубл. 14.04.2022), содержащий несущую раму, включающую в себя боковые балки, состоящие из верхнего горизонтального пояса, нижнего горизонтального пояса и вертикальной диафрагмы, шкворневые и концевые балки, при этом в нижнем горизонтальном поясе боковых балок в районе шкворневых узлов предусмотрено местное уширение, соединенное с помощью усиливающих ребер с диафрагмой боковых балок. Однако данное техническое решение не отвечает требованиям прочности из-за концентрации напряжений в следствие расположения сварного шва в высоконагруженной зоне.
Известна рама железнодорожной платформы (RU 207327, B61F 1/00, B61D 3/00, опубл. 22.10.2021), содержащая консоли, концевые балки, боковые балки, шкворневые балки и поперечные соединительные балки, каждая боковая балка выполнена из симметричного двутавра, а верхняя и нижняя полки боковой балки в местах сопряжения со шкворневой и концевой балками содержат выступы и радиусные переходы, при этом выступы верхней и нижней полок боковой балки имеют высоту не менее 180 мм, радиус радиусных переходов от полок боковой балки к концевой и шкворневой балкам составляет не менее 150 мм.
Общей технической проблемой данных технических решений является размещение соединительного сварного шва боковых и шкворневых балок в зоне высоких напряжений, что негативно влияет на характеристики прочности и усталостной прочности рамы вагона-платформы.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение прочности соединения боковых и шкворневых балок рамы вагона-платформы.
Технический результат обеспечивается следующим образом. В раме вагона-платформы, содержащей шкворневые балки и боковые балки, при этом нижние полки боковых балок в местах соединения со шкворневыми балками содержат выступы и радиусные переходы, выступы нижних полок боковых балок выполнены высотой h от 9 мм до 109 мм.
В качестве развития полезной модели выступы нижних полок боковых балок выполнены длиной L от 400 мм до 1500 мм, радиусные переходы выполнены по радиусу R от 300 мм до 1200 мм.
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что выступы нижних полок боковых балок имеют высоту h от 10 мм до 100 мм; выступы нижних полок боковых балок могут быть выполнены длиной L от 400 мм до 1500 мм, радиусные переходы могут быть выполнены по радиусу R от 300 мм до 1200 мм. Такое отличие от прототипа даёт основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели – «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется графическими изображениями, где на фиг. 1 показана рама вагона-платформы, вид снизу; на фиг. 2 – фрагмент А фиг. 1; на фиг. 3 – фрагмент нижнего листа боковой балки; на фиг. 4 – диаграмма зависимости коэффициента запаса сопротивления усталости от высоты h выступов нижней полки боковой балки.
Рама вагона-платформы содержит шкворневые балки 1 и боковые балки 2, соединенные между собой сварными швами. Нижние полки 3 боковых балок 2 в местах соединения со шкворневыми балками 1 содержат выступы 4 и радиусные переходы 5.
Технический результат заявляемой полезной модели, заключающийся в повышении прочности соединения боковых и шкворневых балок рамы вагона-платформы, обеспечивается следующим образом.
Выступы 4 нижних полок 3 боковых балок 2 имеют высоту h от 9 мм до 109 мм. Такое исполнение боковой балки 2 позволяет вывести сварной шов из высоконагруженной зоны, значительно увеличить сопротивление усталости в местах соединения боковых балок со шкворневыми балками рамы вагона-платформы. Выполнение выступов 4 высотой h менее 9 мм нецелесообразно, т.к. не обеспечит достижение технического результата, выполнение высоты h выступов 4 более 109 мм, приведет к размещению сварного шва в высоконагруженной зоне.
В качестве развития полезной модели выступы 4 нижних полок 3 боковых балок 2 могут быть выполнены длиной L от 400 мм до 1500 мм, радиусные переходы 5 могут быть выполнены по радиусу R от 300 мм до 1200 мм. Такое выполнение выступов 4 и радиусных переходов 5 обеспечивает снижение концентраторов напряжений в боковых балках 2 и влияет на повышение прочности мест соединения боковых балок 2 со шкворневыми балками 1. Выполнение длины L выступов 4 менее 400 мм не обеспечит достижение минимального значения коэффициента запаса сопротивления усталости в местах соединения боковых балок со шкворневыми балками. Выполнение длины L выступов 4 более 1500 мм не обеспечит большей прочности, однако приведет к увеличению массы боковой балки 2. Выполнение радиуса R радиусных переходов 5 от 300 мм до 1200 мм определяется из условий обеспечения достаточной прочности от действий эксплуатационных нагрузок.