ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ДЛИННОБАЗНАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ КРУПНОТОННАЖНЫХ КОНТЕЙНЕРОВ
RAILWAY LONG-WHEELBASE PLATFORM FOR LARGE-CAPACITY CONTAINERS

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к железнодорожным грузовым платформам для перевозки крупнотоннажных контейнеров.
Известна платформа для крупнотоннажных контейнеров и колесной техники модели 13-4085, содержащая установленную на две ходовые тележки раму с хребтовой и двумя боковыми балками, соединенные между собой двумя концевыми, двумя шкворневыми и поперечными балками, автосцепные устройства и тормозное оборудование [1].
Недостатком известной платформы для перевозки крупнотоннажных контейнеров является нерациональное использование массы рамы по формированию несущих сечений балок и ограниченная длина платформы для размещения нескольких крупнотоннажных контейнеров.
Известна также платформа для крупнотоннажных контейнеров модели 13-470, принятая за прототип, содержащая ходовые тележки, удлиненную раму сварной конструкции с фитинговыми упорами под контейнеры (неподвижные одинарные по углам и откидные сдвоенные в средней части рамы), автосцепные устройства и тормозное оборудование. Рама платформы состоит из хребтовой балки коробчатого сечения, двух боковых балок двутаврового сечения с увеличением высоты в средней части, двух концевых балок швеллерного сечения, двух шкворневых балок коробчатого сечения, поперечных балок коробчатого и двутаврового сечения, а также раскосов по углам рамы [2].
Недостатком известной платформы для крупнотоннажных контейнеров является недостаточная прочность и жесткость рамы и значительное увеличение массы тары платформы при повышении ее грузоподъемности.
Известны фитинговые упоры платформы под установку контейнеров, выполненные одинарными у торцов боковых балок и откидными в их средней части [3].
Недостатком откидных фитинговых упоров является недостаточная надежность фиксации откидной плиты фитингового упора на верхней полке боковой балки в случае засорения или заледенения опорных поверхностей плиты или полки.
Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение грузоподъемности платформы при снижении коэффициента тары платформы, т.е. отношения массы тары платформы к ее грузоподъемности, повышение прочности и жесткости рамы платформы на фоне снижения трудоемкости изготовления, а также повышение надежности фиксации контейнеров на платформе в эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что в железнодорожной длиннобазной платформе для крупнотоннажных контейнеров хребтовая балка коробчатого сечения на концевых частях и двутаврового сечения в средней части выполнена одной высоты по всей длине с усиливающими вертикальными ребрами в местах перехода сечений, две поперечные балки, последующие за шкворневыми балками, выполнены коробчатого сечения переменной высоты по длине балок, а все средние поперечные балки изготовлены из труб и вварены между хребтовой и боковыми балками на уровне средней плоскости сечения хребтовой балки.
Дополнительно для местного усиления перехода от меньшей к большей высоте двутаврового сечения боковых балок предусмотрена приварка в углы нижних полок симметричного швеллерного профиля переменной ширины и высотой меньше ширины нижней полки.
Повышение надежности фиксации контейнеров на платформе достигается тем, что откидные фитинговые упоры выполнены с двумя приварными упорами на плите, у которой с опорной стороны на верхнюю полку боковой балки образованы два выступа, соосных упорам, а с торцевых сторон выполнены U-образные выступы, которые в рабочем положении входят в соответствующие вырезы накладок, приваренных к верхней полке боковой балки, причем высота накладок не ниже верхней поверхности плиты.
В варианте исполнения плиты откидных фитинговых упоров предусмотрена зауженная опорная поверхность, вытянутая вдоль боковой балки симметрично профилю ее сечения и опертая на опорный лист, приваренный к верхней полке боковой балки.
Сущность предлагаемого изобретения представлена на следующих чертежах:
Фиг.1 - главный вид железнодорожной длиннобазной платформы для крупнотоннажных контейнеров;
Фиг.2 - вид сверху на платформу;
Фиг.3 - сечение А-А фиг.1 по местному усилению боковой балки;
Фиг.4 - элемент Б фиг.2 откидного фитингового упора;
Фиг.5 - сечение В-В фиг.4 откидного фитингового упора;
Фиг.6 - вариант исполнения элемента Б фиг.4;
Фиг.7 - сечение Г-Г фиг.6.
Железнодорожная длиннобазная платформа для крупнотоннажных контейнеров (фиг.1) содержит установленную на две ходовые тележки 1 раму 2 с автосцепными устройствами 3 и тормозное оборудование 4. Рама 2 сварной конструкции содержит (фиг.2) хребтовую балку 5, выполненную одной высоты на всей длине и имеющую в концевых частях коробчатое сечение, в средней части двутавровое сечение, а в местах перехода сечений - усиление вертикальными ребрами 6. К хребтовой балке 5 приварены две концевые балки 7 швеллерного сечения, соединенные с двумя боковыми балками 8, которые выполнены двутаврового сечения с увеличением высоты сечения в средней части. В местах опор на ходовые тележки 1 в раме 2 расположены шкворневые балки 9 коробчатого сечения. Последующие за шкворневыми балками две поперечные балки 10 выполнены коробчатого сечения переменной высоты по длине балок, а все средние поперечные балки 11 изготовлены из труб и вварены между хребтовой балки 5 и боковыми балками 8 на уровне средней плоскости сечения хребтовой балки 5. В зависимости от длины рамы и шкворневой базы платформы после концевых балок 7 могут быть вварены облегченные промежуточные балки 12.
Для местного усиления перехода от меньшей к большей высоте двутаврового сечения боковых балок 8 в углы нижних полок (фиг.3) вварен симметричный швеллерный профиль 13 переменной ширины и высотой меньше ширины нижней полки.
На верхних полках боковых балок 8 (фиг.2) расположены два типа фитинговых упоров под контейнеры: одинарные фитинговые упоры 14, приваренные на концах боковых балок 8, и откидные фитинговые упоры 15, установленные в средней части боковых балок 8. Откидные фитинговые упоры 15 выполнены сдвоенными (фиг.4): к плите 16 приварены два упора 17, которые с опорной стороны на верхнюю полку боковой балки 8 образуют два выступа 18 (фиг.5), соосные упорам 17. Фиксация плиты 16 на верхней полке боковой балки 8 осуществляется за счет U-образных вырезов (фиг.4), которые в рабочем положении входят в соответствующие выступы накладок 19, приваренных вдоль верхней полки боковой балки 8, причем высота накладок 19 не ниже верхней поверхности плиты 16. Поворот плиты 16 осуществляется вокруг оси 20 (фиг.4 и 5), ориентированной вдоль верхней полки боковой балки 8 и закрепленной в проушине плиты 16 и петлях 21, приваренных к верхней полке боковой рамы 8.
Вариантом исполнения откидного фитингового упора может быть узкая опорная поверхность 22 плиты 16 (фиг.6 и 7), вытянутая вдоль боковой балки 8 симметрично профилю ее сечения и опирающаяся на лист 23, приваренный на верхнюю полку боковой балки 8.
Платформа для крупнотоннажных контейнеров работает следующим образом.
Для выравнивания статических прогибов в средней части платформы с рамой, содержащей три длинных балки: хребтовую 5 и две боковые 8, под нагрузкой брутто в условиях силового воздействия, предписанного нормами расчета, необходимо обеспечить соответствие вертикальных жесткостей этих балок действующим нагрузкам. Поскольку контейнеры (на фиг.1 и 2 не показаны) опираются через фитинговые опоры 14 и 15 только на боковые балки 8, то для обеспечения высокого момента сопротивления изгибу при двутавровом поперечном сечении они должны иметь значительную высоту в средней части платформы. Затем высота боковых балок 8 должна быть уменьшена к концевым частям, где посредством шкворневых балок 9 рама 2 платформы опирается на две ходовые тележки 1.
Хребтовая балка 5 с автосцепными устройствами 3 воспринимает и передает на сцепленные соседние платформы все продольные силы, в том числе расчетные ударные нагрузки в составе, а также тормозные и инерционные продольные силы от ходовых тележек 1. Для снижения концентрации продольного силового воздействия только на хребтовую балку 5 используются потенциальные возможности боковых балок 8, для чего в раме 2 организуются силовые контуры между балками за счет концевых 7, шкворневых 9 и поперечных балок 10. При этом в средней части рамы необходимо соразмерить поперечное сечение хребтовой балки 5 по моменту сопротивления изгибу для выравнивания статических прогибов боковых 8 и хребтовой 5 балок под нагрузкой брутто. Поскольку основная вертикальная нагрузка приходится на боковые балки 8, а на долю хребтовой балки 5 в средней части рамы 2 приходится незначительная ее часть, то вышеуказанное условие приводит к малым значениям момента сопротивления изгибу сечения хребтовой балки 5. Поэтому в средней части хребтовая балка 5 может быть выполнена не коробчатого, а двутаврового сечения (снижается масса балки и трудоемкость ее изготовления), при этом обеспечивается ее устойчивость от сил сжатия благодаря установке поперечных балок 11 в средней части рамы.
В концевых частях рамы 2 хребтовая балка 5, как и шкворневые 9, выполнена развитого коробчатого сечения для обеспечения перераспределения продольных сил на боковые балки 8. В зависимости от длины рамы 2 и ее шкворневой базы соседние со шкворневой балкой 9 поперечные балки 10 могут быть как коробчатого, так и двутаврового сечения. Но в средней части рамы 2, когда завершилось перераспределение продольных силовых потоков, а статические прогибы трех длинных балок (хребтовой 5 и двух боковых 8) близки по своим значениям, появляется возможность применить средние поперечные балки 11 из труб. Их основная задача - связать длинные балки 5 и 8 в средней части рамы 2 между собой для сохранения устойчивости от действия расчетных продольных сил. Поскольку изгибающая нагрузка на средние поперечные балки 11 незначительна благодаря близости формы линий изгиба хребтовой 5 и боковых 8 балок в этой зоне рамы 2, то наружный диаметр трубы средних поперечных балок 11 может быть принят меньше высоты хребтовой балки 5 для их установки между хребтовой 5 и боковыми 8 балками на уровне средней плоскости сечения хребтовой балки 5. Благодаря такому решению достигается снижение трудоемкости изготовления платформы и снижение ее коэффициента тары.
В предложенной конструкции откидных фитинговых упорах 15 благодаря концентрации опорной нагрузки от веса контейнера на местные выступы и наличия вокруг них свободного пространства обеспечивается выжимание различных засорений и дробление заледенелых опорных поверхностей на верхней полки боковой балки 8, что обеспечивает надежность фиксации контейнеров на платформе в эксплуатации.
Источники информации
1. Альбом-справочник 002И-97 ПКБ ЦВ «Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм», издание ПКБ ЦВ МПС, 1998 г., стр.103.
2. Пастухов И.Ф., Лукин В.В., Жуков Н.И. Вагоны. - М.: «Транспорт», 1988 г., стр.190.
3. Патент RU 2259290 C2, 27.04.2005.