КОНЦЕВАЯ ЧАСТЬ РАМЫ ВАГОНА-ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ КОНТЕЙНЕРОВ

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть использована в конструкции рам вагонов-платформ для перевозки контейнеров.
Из уровня техники известна рама рельсового транспортного средства (DE 1530165, B61G 11/00, опубл. 25.09.1969), содержащая хребтовую балку и концевые балки. Особенностью данного технического решения является отсутствие боковых продольных балок, из-за чего концевые балки рамы испытывают большие напряжения и должны обеспечивать прочность при воздействии вертикальных нагрузок от силы тяжести груза и продольных инерционных нагрузок. Однако такое конструкционное исполнение концевых балок является металлоемким.
Известна рама вагона-платформы (RU 188273, B61F1/10, B61D3/00, опубл. 04.04.2019), содержащая хребтовую балку, две концевые балки, шкворневую балку и поперечную балку, при этом отношение длины концевой балки к длине шкворневой балки задано из диапазона от 1,5 до 2. Данное техническое решение направлено на снижение металлоёмкости конструкции рамы вагона-платформы при сохранении её жёсткости. Однако заявляемого отношения длины концевой балки к длине шкворневой балки при длине концевой балки, выполненной на ширину железнодорожного габарита, является недостаточным для снижения металлоемкости концевой части рамы.
Известна концевая балка рамы грузового вагона (RU 188280, B61F1/10, опубл. 04.04.2019), содержащая верхний и нижний листы, соединённые между собой вертикальными листами. Данное техническое решение направлено на снижение металлоемкости путем выполнения вертикальных листов разных толщин, однако является недостаточным для достижения оптимального снижения металлоемкости концевой части рамы.
Общей технической проблемой является избыточная металлоемкость концевой части рамы.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является снижение металлоёмкости конструкции концевой части рамы вагона-платформы для перевозки контейнеров при сохранении её прочности.
Указанный технический результат достигается концевой частью рамы вагона-платформы для перевозки контейнеров, включающей хребтовую балку, концевую балку длиной L, содержащую верхний лист, выполненный фигурным, и фитинговые упоры, в которой верхний лист выполнен длиной A и шириной B, выполненной в соотношении 0,3А≤B≤0,48А, и включает фигурный участок шириной С с вырезами, симметричными относительно продольной оси симметрии рамы, выполненными на расстоянии P от внешнего контура фигурного участка до внешнего контура выреза и на расстоянии S от внутреннего контура фигурного участка до внутреннего контура выреза.
В качестве развития полезной модели длина А верхнего листа может быть выполнена не более расстояния между внешними контурами фитинговых упоров; расстояние P от внешнего контура фигурного участка верхнего листа до внешнего контура выреза может быть выполнено в соотношении 0,2С≤P≤0,3С; расстояние S от внутреннего контура фигурного участка до внутреннего контура выреза может быть выполнено в соотношении 0,2С≤S≤0,3С.
В вариантах исполнения полезной модели ширина С фигурного участка верхнего листа может быть выполнена в соотношении С≤В; расстояние P от внешнего контура фигурного участка верхнего листа до внешнего контура выреза может быть равным расстоянию S от внутреннего контура фигурного участка до внутреннего контура выреза; фигурный участок верхнего листа может быть выполнен с центральным вырезом; длина L концевой балки не превышает ширину соответствующего железнодорожного габарита; между хребтовой балкой и концевой балкой могут быть установлены раскосы, прикрепленные к верхнему листу концевой балки.
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что верхний лист выполнен длиной A и шириной B, выполненной в соотношении 0,3А≤B≤0,48А, и включает фигурный участок шириной С с вырезами, симметричными относительно продольной оси симметрии рамы, выполненными на расстоянии P от внешнего контура фигурного участка до внешнего контура выреза и на расстоянии S от внутреннего контура фигурного участка до внутреннего контура выреза; длина А верхнего листа может быть выполнена не более расстояния между внешними контурами фитинговых упоров; расстояние P от внешнего контура фигурного участка верхнего листа до внешнего контура выреза может быть выполнено в соотношении 0,2С≤P≤0,3С; расстояние S от внутреннего контура фигурного участка до внутреннего контура выреза может быть выполнено в соотношении 0,2С≤S≤0,3С; ширина С фигурного участка верхнего листа до внешнего контура выреза может быть выполнена в соотношении С≤В; расстояние P от внешнего контура фигурного участка верхнего листа до внешнего контура выреза может быть равным расстоянию S от внутреннего контура фигурного участка до внутреннего контура выреза; фигурный участок верхнего листа может быть выполнен с центральным вырезом; длина L концевой балки не превышает ширину соответствующего железнодорожного габарита; между хребтовой балкой и концевой балкой могут быть установлены раскосы, прикрепленные к верхнему листу концевой балки. 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 концевая часть рамы вагона-платформы для перевозки контейнеров, изометрическая проекция; на фиг. 2 - концевая часть рамы вагона-платформы для перевозки контейнеров, вид сверху.
Концевая часть рамы вагона-платформы для перевозки контейнеров включает хребтовую балку 1, концевую балку 2 шириной L и фитинговые упоры 3. Концевая балка 2 содержит верхний лист 4, выполненный фигурным, и нижний лист 5, лобовой лист 6 и внутренний лист 7.
Технический результат заявляемой полезной модели, заключающийся в снижении металлоёмкости конструкции концевой части рамы вагона-платформы для перевозки контейнеров при сохранении её прочности, обеспечивается следующим образом.
Верхний лист 4 концевой балки 2 выполнен длиной A и шириной B, при этом ширина В выполнена в соотношении 0,3А≤B≤0,48А. Верхний лист 4 включает фигурный участок 4.1 шириной С с симметричными относительно продольной оси симметрии рамы вагона-платформы вырезами 8, выполненными на расстоянии P от внешнего контура 4.1.1 фигурного участка 4.1 до внешнего контура 8.1 выреза 8 и на расстоянии S от внутреннего контура 4.1.2 фигурного участка 4.1 до внутреннего контура 8.2 выреза 8. При этом ширина С фигурного участка 4.1 верхнего листа 4 может быть выполнена в соотношении С≤В. В вариантах исполнения, фигурный участок 4.1 верхнего листа 4 может быть выполнен с центральным вырезом 9.
В качестве развития полезной модели длина А верхнего листа 4 может быть выполнена не более расстояния между внешними контурами фитинговых упоров 3, что обусловлено расстоянием между осями фитинговых упоров стандартных грузовых контейнеров. Расстояние P от внешнего контура фигурного участка верхнего листа может быть выполнено в соотношении 0,2С≤P≤0,3С; расстояние S от внутреннего контура фигурного участка до внутреннего контура выреза может быть выполнено в соотношении 0,2С≤S≤0,3С. Расстояние P от внешнего контура 4.1.1 фигурного участка 4.1 верхнего листа 4 до внешнего контура 8.1 выреза 8 может быть равно расстоянию S от внутреннего контура 4.1.2 фигурного участка 4.1 до внутреннего контура 8.2 выреза 8.
Такое исполнение позволяет максимально допустимо снизить металлоемкость и массу концевой части рамы при обеспечении передачи сил инерции от фитинговых упоров грузовых контейнеров на несущую хребтовую балку 1. Выполнение ширины B верхнего листа 4 и ширины С фигурного участка 4.1 верхнего листа 4 менее 0,3 длины А верхнего листа 4 нецелесообразно, т.к. при снижении массы и металлоемкости напряжения превысят допускаемые, что приведет к изгибу концевой балки 2. Выполнение ширины B верхнего листа 4 и ширины С фигурного участка 4.1 верхнего листа 4 более 0,57 длины А верхнего листа 4 не обеспечит достижение технического результата, поскольку в этом случае жесткость становится избыточной, а металлоемкость завышенной. Заявленное расположение вырезов 8 обеспечивает снижение металлоемкости при обеспечении жесткости верхнего листа 4 концевой балки 2, поскольку вырезы 8 выполняются в зонах наименьших напряжений. Выход расстояния P от внешнего контура 4.1.1 фигурного участка 4.1 верхнего листа 4 до внешнего контура 8.1 выреза 8 и расстояния S от внутреннего контура 4.1.2 фигурного участка 4.1 до внутреннего контура 8.2 выреза 8 из заявленных соотношений нецелесообразно. Выполнение расстояний P и S менее 0,2 ширины C фигурного участка 4.1 верхнего листа 4 не приведет к значительному снижению массы и металлоемкости, и выполнение расстояний P и S более 0,3 ширины C фигурного участка 4.1 верхнего листа 4 также не приведет к большему снижению металлоемкости, однако приведет к возрастанию напряжений в фигурном участке 4.1 верхнего листа 4.
Выполнение центрального выреза 9 в фигурном участке 4.1 верхнего листа 4 в зоне хребтовой балки 1, которая не несет значительных эксплуатационных нагрузок, позволяет удалить металл для дополнительного снижения металлоёмкости конструкции концевой части рамы вагона-платформы.
Конкретным примером реализации полезной модели является вагон-платформа для перевозки контейнеров, включающий концевые части рамы, содержащие хребтовую балку 1, концевую балку 2 и фитинговые упоры 3. Концевую балку 2 собирают из верхнего листа 4 с фигурным участком 4.1 шириной С с центральным вырезом 9 и с симметричными относительно продольной оси симметрии рамы вагона-платформы вырезами 8, нижнего листа 5, лобового листа 6 и внутреннего листа 7. Между хребтовой балкой 1 и концевой балкой 2 устанавливают раскосы 10, которые прикрепляют к хребтовой балке 1, внутреннему листу 7 концевой балки 2 к верхнему листу 4 концевой балки 2. Такая конструкция является предпочтительной для достижения технического результата - снижения металлоёмкости конструкции концевой части рамы вагона-платформы для перевозки контейнеров при сохранении её прочности.