Бункерный вагон
HOPPER RAILWAY CAR

Изобретение относится к железнодорожному бункерному вагону с наклоняемой погрузочной платформой, предназначенному для транспортировки крупногабаритных элементов большой ширины в наклонном режиме. Решение позволяет осуществлять транспортировку собранных путевых участков, в частности путевых стрелок, при соблюдении ограничений контура колеи подвижного состава и механизировать разгрузочные работы на путях, расположенных под контактной сетью, с использованием собственных поворотных кранов.
Компоненты переключателя рельсового пути, то есть переключатель, соединительные пути и крестовину, монтируют на шпалах при изготовлении элемента на функциональных блоках, для обеспечения высокого качества геометрии переключателя рельсового пути и уменьшить время установки непосредственно на пути.
Широко известны конструкции специальных железнодорожных вагонов для транспортировки железнодорожных блоков переключателей рельсового пути таких компаний, как Matisa, Kirow и Plasser. Погрузочные платформы данных железнодорожных вагонов могут быть наклонными, для того чтобы обеспечить транспортировку очень широких компонентов, в частности крестовин, в наклонном положении, так чтобы не нарушать колею подвижного состава. В том месте, где путь должен быть проложен, блоки переворачиваются в горизонтальное положение и транспортируются при помощи кранов в место их окончательной укладки.
Известно решение компании Plasser, описанное в патенте US 5431108 "Вагон для транспортировки собранного переключателя рельсового пути с использованием множества опорных платформ", которое представляет собой железнодорожный вагон для транспортировки переключателей рельсового пути. Он имеет ходовую часть с основной рамой по центру в форме трапецеидальной балки. Ходовая часть установлена с возможностью поворачивания на прицепных тележках. Фермы погрузочных платформ закреплены на балке с возможностью вращения, а их ось поворота проходит вдоль железнодорожного вагона. Между рамой и платформой железнодорожного вагона расположены механизмы и линейные приводы для вращения. Платформа может быть наклонена на угол до 71°, что постепенно регулируется предохранительным стержнем 26. Отдельные блоки переключателя рельсового пути закреплены на платформах. По длине железнодорожного вагона размещены, отделенные друг от друга, по меньшей мере две платформы, с минимум двумя приводами, предпочтительно может быть использовано четыре платформы.
Также, известно решение компании Kirow, описанное в патенте GB 2417511 "Устройство поперечного смещения для платформ для транспортировки стрелок", которое представляет собой железнодорожный вагон для транспортировки переключателя рельсового пути, в котором положение погрузочной платформы на раме, может регулироваться и фиксироваться замком его бокового смещения. Замок устройства взаимосвязан с механизмами для приведения в движение и наклона платформы. Наклон платформы определяют в положении, которое находится приблизительно по диагонали относительно вертикального положения подвижного состава.
Другое хорошо известное решение компании Plasser, описано в Европейской патентной заявке ЕР 0801022 "Железнодорожная рабочая машина с поворотным краном", представляет собой железнодорожный вагон для проведения строительных работ железнодорожных путей с использованием поворотных кранов. На обоих концах ходовой части железнодорожного вагона, установлены, с возможностью вращения, два крана с вертикальной осью вращения. Приводная кабина жестко соединен с краном для обеспечения возможности одновременного вращения вокруг горизонтальной оси вращения. Высота крана регулируется с помощью телескопической стрелки, которая удлиняется при помощи линейных приводов. Во время транспортировки, стрелы кранов выравниваются вдоль оси железнодорожного вагона.
Целью данного решения является обеспечение транспортировки крупногабаритных блоков переключателя рельсового пути, соблюдая при этом контур колеи подвижного состава и с возможностью осуществления разгрузочной работы на рельсах, расположенных под контактной сетью, при помощи собственных поворотных кранов.
Суть решения отличается тем, что бункерный вагон содержит:
- две пары прямоугольных поперечных рычагов для наклона каждой погрузочной платформы, установленных между опорной балкой ходовой части вагона и поперечными балками погрузочной платформы вместе с блокирующим механизмом наклонного положения платформы, в режиме транспортировки,
- два поворотных крана с вертикальной осью вращения, установленных с помощью оснований на ходовой части вагона в переходной зоне между опорной балкой и поворотной балкой, с механической блокировкой поперечного положения крана в режиме транспортировки,
- две пары выдвижных и вращающихся опорных ножек, установленных в основаниях кранов, с механической блокировкой вертикального положения вращающихся опорных ножек в режиме транспортировки,
- два корпуса блоков питания, содержащих двигатель и гидравлическое оборудование для каждого крана, установленных на поворотной балке между буферным брусом и основанием крана,
- два привода тормозов, установленных на боковине опорной балки на пятнике вагона, с тормозным рычагом, установленным в центре опорной балки через боковое отверстие,
- два балластных отсека, установленных под погрузочными платформами на боковине опорной балки на пятнике вагона между пластинами горизонтальных буферов.
Предпочтительно, опорная балка ходовой части по центру имеет форму двутаврового прямоугольного блока с выступами, расположенными горизонтально двумя перемычками, причем в поперечной плоскости поперечной балки погрузочной платформы к одному боку опорной балки прочно прикреплены пластина горизонтального буфера, а к другой стороне - пластина наклонного буфера.
Предпочтительно, опорная балка на своих концах в продольном виде имеет, в основном треугольную форму, в то время как нижний выступ опорной балки образует дуговую поверхность, поднимающуюся вверх, и на этой поверхности находится переднее отверстие, которое выполнено симметрично относительно оси опорной балки, и на двух перемычках опорной балки, внутри и снаружи расположены дополнительные дугообразные ребра, которые расположены Т-образно.
Предпочтительно, поперечный рычаг погрузочной платформы состоит из:
- двух шарнирных выступов, петли и кронштейна, прочно установленных под поперечной балкой погрузочной платформы, и асимметрично расположенных относительно продольной оси погрузочной платформы на длинной части установленной шарнирной петли, перед которой проходит поворотная ось погрузочной платформы, расстояние между которыми образует первый элемент прямоугольного поворотного ротационного механизма,
- шарнирной пластины с двумя шарнирными соединениями, которая прочно установлена на верхнем выступе опорной балки и расположена асимметрично относительно оси опорной балки на короткой части установленной шарнирной петли, причем шарнирные соединения шарнирной пластины образуют второй элемент прямоугольного поворотного ротационного механизма,
- приводного рычага, соединенного снизу с шарнирным соединением шарнирной пластины и сверху с разъемом, шарниры которого образуют третий элемент прямоугольного поворотного ротационного механизма, и шарнирно соединенного со стороны разъема с приводом платформы, шарнирно соединенным с опорной балкой,
- разъема, который соединен при помощи шарнирного соединения с одной стороны с приводным рычагом, а с другой стороны соединен при помощи другого шарнирного соединения с кронштейном на поперечной балке погрузочной платформы, где указанные шарнирные соединения образуют четвертый элемент прямоугольного поворотного ротационного механизма.
Предпочтительно, в состоянии опущенной погрузочной платформы в горизонтальном положении, оси шарнирных соединений шарнирной пластины и рычаг привода поперечного рычага выровнены на линии отклонения от горизонта вниз на угол между 8° и 12°.
Предпочтительно, блокирующий механизм наклона погрузочной платформы выполнен в виде стопорной рукоятки, установленной при помощи шарнирного соединения на пластине наклонного буфера в выемке на поперечной балке погрузочной платформы.
Предпочтительно, угол наклона погрузочной платформы находится в диапазоне от 55° до 62°, и зависит от установленных на наклонном буфере взаимозаменяемых регулирующих прокладок.
Предпочтительно, вертикальная ось вращения крана расположена в горизонтальной проекции по отношению к продольной оси вагона, противоположно расположению поворотной оси погрузочной платформы, а в основании крана крест на крест расположены овальные отверстия для регулировки оси вращения (OZ) крана (4) по отношению к продольной оси (OW) вагона в поперечной плоскости вагона.
Решение имеет преимущество: благодаря своей универсальной и многоцелевой конструкции, которая позволяет использовать стандартные компоненты и облегчает разгрузку блоков переключателя рельсовой вагонетки под контактной сетью, используя собственные краны. Кранами можно управлять дистанционно и синхронно, что значительно облегчает работу на железнодорожных путях. Особое преимущество конструкции состоит в том, что сложенный кран находится в перпендикулярном положении, по отношению к продольной оси вагона, что значительно влияет на длину вагона при транспортировке блоков переключателя рельсового пути. Регулировка положения крана в поперечной плоскости вагона позволяет регулировать конструкцию для ограничения контура подвижного состава, в то время как вагон находится в пути.
Применяемая конструкция механизма поперечного рычага позволяет уменьшить ход привода платформы, благодаря чему нет необходимости использовать телескопические механизмы, а работа такого привода осуществляется с оптимальным распределением усилий во время подъема и опускания погрузочной платформы.
Структура опорной балки позволяет использовать обычные прицепные тележки с центральной тормозной тягой.
Изобретение, в одном варианте осуществления, изображено на прилагаемых чертежах, на которых:
Фиг. 1 - продольный вид вагона;
Фиг. 2 - детальное изображение края вагона, обозначенного на Фиг. 1;
Фиг. 3 - вид вагона сверху;
Фиг. 4 - вид вагона спереди с опорными выдвижными ножками;
Фиг. 5 - поперечное сечение вагона (без фона) в плоскости поперечного рычага с погрузочной платформой под наклоном;
Фиг. 6 - поперечное сечение вагона (без фона) в плоскости поперечного рычага с погрузочной платформой в горизонтальном положении;
Фиг. 7 - фрагмент наклонной защелки замка, обозначенная на Фиг. 5;
Фиг. 8 - продольное сечение наклонной защелки замка, обозначенной на Фиг. 7;
Фиг. 9 - фрагмент крепления крана на ходовую часть;
Фиг. 10 - вид основания крана на задней части ходовой части, обозначенный на Фиг. 9;
Фиг. 11 - поперечное сечение основания крана и опорной балки, обозначенное на Фиг. 10;
Фиг. 12 - фрагмент края магистральной балки в поперечном сечении.
Бункерный вагон содержит ходовую часть 1, которая снабжена двумя наклонными погрузочными платформами 2, двумя стандартными двухосными Y25Ls1-K прицепными тележками 3, двумя стандартными HDS кранами 4 на основаниях 5 с отдельными структурами, двумя корпусами блока питания 6, и двумя парами выдвижных опорных ножек 7.
Ходовая часть 1 представляет собой несущую конструкцию вагона и состоит из прокатных профилей, изогнутых элементов и металлических листов, приваренных между собой.
Ходовая часть 1 состоит из двух буферных брусьев 101, двух поворотных балок 102 и одной опорной балки 103.
Буферные брусья 101 выполнены из сложенных листовых металлических пластин толщиной в 10 мм. Буферные брусья 101 соединены с поворотной балкой 102.
Поворотная балка 102 выполнена в виде сварной коробчатой конструкции из металлических листов. В середине, в нижней части, к нижнему выступу поворотной балки приварено центрирующее кольцо, которое используется для крепления ротационного рулевого шарнира вагона болтами к подрамнику прицепной тележки 3. С обеих сторон, на расстоянии 850 мм от оси поворота, установлено две опоры с возможностью взаимодействия с упругими опорами прицепной тележки 3.
Опорная балка 103 изготовлена из приваренных металлических листов. Ось опорной балки 103 расположена в продольной оси OW вагона. По центру опорной балки 103, в ее поперечном сечении, опорная балка 103 имеет форму двутаврового прямоугольного блока с выступами, расположенными горизонтально, и с двумя перемычками. Кроме того, на своих концах, в переходной зоне между опорной балкой 103 и поворотной балкой 102, опорная балка 103 в продольном виде имеет, в основном треугольную форму, в то время как нижний выступ опорной балки 103 образует дуговую поверхность поднимающуюся вверх, и на этой поверхности находится переднее отверстие (19), которое выполнено симметрично относительно продольной оси OW вагона. На опорной балке 103 по краям обоих перемычек, внутри и снаружи, расположены дополнительные дугообразные ребра 18, которые Т-образно расположены. При этом дугообразные ребра 18 образуют дополнительную дугообразную Т-балку переходной зоны, которая поддерживает ослабленную зону переднего отверстия 19.
Перед переходной зоной, на боковине опорной балки 103 выполнено боковое отверстие 20, через которое в центр устанавливается тормозной рычаг 23. Тормозной рычаг 23 соединен с приводом тормозов 22, который установлен на боковине опорной балки 103 на пятнике вагона, непосредственно за боковым отверстием 20.
Расположение переднего отверстия 19 и бокового отверстия 20 в опорной балке 103 позволяет контролировать центральную тормозную тягу прицепной тележки 3, причем указанная тяга установлена внутри опорной балки 103.
Каждая погрузочная платформа 2 является ферменной конструкцией, которая выполнена из продольных и поперечных балок 201, и установлена с возможностью поворота на опорной балке 103 на двух поперечных рычагах, которые установлены в вертикальной плоскости поперечных балок 201 на их общей ОР поворотной оси, проходящей параллельно продольной оси OW вагона. Поперечный рычаг образован прямоугольным поворотным ротационным механизмом, который соединен с приводом платформы 8 для наклона погрузочной платформы 2.
Поперечный рычаг погрузочной платформы 2 состоит из следующих компонентов и элементов:
- двух шарнирных выступов, петли 9 и кронштейна 10, прочно установленных под поперечной балкой 201 погрузочной платформы 2, и асимметрично расположенных относительно продольной оси погрузочной платформы 2 на длинной части установленной шарнирной петле, перед которой проходит поворотная ось ОР погрузочной платформы 2, расстояние между которыми образует первый элемент L1 прямоугольного поворотного ротационного механизма,
- шарнирной пластины 11 с двумя шарнирными соединениями, которая прочно установлена на верхнем выступе опорной балки 103 и расположена асимметрично относительно оси опорной балки 103 на короткой части установленной шарнирной петли, причем шарнирные соединения шарнирной пластины образуют второй элемент L2 прямоугольного поворотного ротационного механизма,
- приводного рычага 12, соединенного снизу с шарнирным соединением шарнирной пластины 11 и сверху с разъемом 13, шарниры которого образуют третий элемент L3 прямоугольного поворотного ротационного механизма, и шарнирно соединенного со стороны разъема 13 с приводом платформы 8, шарнирно соединенным с опорной балкой 103,
- разъема 13, который соединен при помощи шарнирного соединения с одной стороны с приводным рычагом 12, а с другой стороны соединен при помощи другого шарнирного соединения с кронштейном 10 на поперечной балке 201 погрузочной платформы 2, где указанные шарнирные соединения образуют четвертый элемент L4 прямоугольного поворотного ротационного механизма.
Элемент L1 больше, чем L3, и элемент L2 больше, чем L4.
В состоянии опущенной погрузочной платформы 2 в горизонтальное положение, оси шарнирных соединений шарнирной пластины 11 и приводной рычаг 12 поперечного рычага выровнены на линии отклонения от горизонта вниз на угол "b", в пределах от 8° до 12°, что позволяет приводу платформы 8 работать с оптимальным распределением сил во время подъема и опускания погрузочной платформы 2.
Для эксплуатации поперечного рычага в плоскости, пластина горизонтального буфера 14 постоянно прикреплена к одной боковине опорной балки 103 на пятнике вагона, а на другой стороне опорной балки 103 присоединена пластина наклонного буфера 15, которая определяет поворотную боковину вагона. Наклонное положение погрузочной платформы 2 в режиме транспортировки задается блокирующим механизмом. Блокирующий механизм наклонной погрузочной платформы 2 выполнен в виде стопорной рукоятки 16, установленной при помощи шарнирного соединения на пластине наклонного буфера 15 в выемке 202 на поперечной балке 201 погрузочной платформы 2.
Угол наклона "а" погрузочной платформы 2 находится в диапазоне от 55° до 62°, и зависит от установленных на наклонном буфере (15) взаимозаменяемых регулирующих прокладок, для того, чтобы точно адаптироваться к контуру подвижного состава при транспортировке.
Краны 4 установлены отдельно с помощью оснований 5 ходовой части 1 вагона в переходной зоне между опорной балкой 103 и поворотной балкой 102. Вертикальная ось вращения OZ крана 4 расположена в горизонтальной проекции по отношению к продольной оси OW вагона, противоположно расположению поворотной оси ОР погрузочной платформы 2, которая четко определяет поворотную сторону вагона. В основании 5 крана 4, овальные отверстия 17 для установки винтов 21 набора винтов М 42 расположены в поперечном направлении. Овальные отверстия 17 в основании 5 позволяют регулировать ось вращения OZ крана 4 в поперечной плоскости вагона. Это решение обеспечивает ограничение контура прокатываемого подвижного состава во время транспортировки. В режиме транспортировки, кран 4 складывается и его стрелы располагаются поперек продольной оси OW вагона и фиксируются в этом положении с помощью механического замка.
Каждый кран 4 имеет свой собственный источник питания от двигателя внутреннего сгорания. Корпус источника питания 6 содержит двигатель и гидравлическое оборудование крана 4, которое установлено на поворотной балке 102 между буферным брусом 101 и основанием 5 крана 4.
Вагон содержит опорные ножки 7, которые могут быть телескопически выдвинуты и повернуты вверх, а в режиме транспортировки создают дополнительное механическое блокирование в вертикальном положении перевернутых опорных ножек 7.
Кроме того, под каждой погрузочной платформой 2, на боковине опорной балки 103 на пятнике платформы между горизонтальными пластинами горизонтальных буферов 14 установлены балластные отсеки 24, предназначенные для того, чтобы уравновесить вес вагона.
После сборки на производственном объекте (например, завод, цех), переключатель железнодорожных путей делится на три функциональных блока. Каждый блок загружается на отдельный вагон. Блоки устанавливают на платформах 2 в горизонтальном положении. После того, как блоки прикреплены к погрузочной платформе 2, платформы наклоняют и фиксируют стопорной рукояткой 16 в наклонном положении. Предпочтительно, угол наклона устанавливают приблизительно 60°, что гарантирует, ограничение контура подвижного состава во время транспортировки блоков. Каждый блок транспортируется на строительную площадку на одном вагоне, и на месте, погрузочные платформы 2 опускают обратно в горизонтальное положение и с помощью кранов 4, которые управляются дистанционно и синхронно, данный блок переключателя железнодорожных путей перемещается и устанавливается на железнодорожную колею.
Список обозначений