ХРЕБТОВАЯ БАЛКА ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к подвижному составу железнодорожного транспорта, в частности, к конструктивным элементам хребтовой балки рамы грузового вагона и шарнирного устройства сочленения.
Хвостовики частей устройства сочленения закреплены в соответствующих хребтовых балках рам двух вагонов посредством сварных швов, выполненных по краям соединения хвостовика с хребтовой балкой, в том числе, и с нижней стороны, так как стандартная хребтовая балка рамы грузового вагона имеет омегообразную форму из гнутого или из прямого профиля, то есть имеет снизу открытое пространство. При движении сочлененных вагонов на указанные сварные швы действуют различные нагрузки, которые в случае длительной эксплуатации могут привести к возникновению трещин или изломов на сварных швах, а в некоторых случаях и к полному срыву сварных швов, что ведет к отсоединению хвостовика одной из частей устройства сочленения вагонов от хребтовой балки, а также
отсоединению вагонов и падению устройства сочленения на железнодорожные пути.
Из уровня техники известно устройство шарнирного типа для сочленения вагонов (патент №147170, опубликованный 27.10.2014, B61G 1/00, B61G 5/02), характеризующееся наличием пятниковой части и шарнирной части, каждая из которых с одной стороны имеет хвостовик коробчатой формы, а с другой стороны соединительный конец. Ширина хвостовиков шарнирной и пятниковой частей соответствует внутренней ширине полости хребтовой балки вагона, при этом верхняя полка хвостовиков короче их нижней полки, а в основании хвостовиков выполнена ступенька. Торцы и нижние полки хвостовиков шарнирной и пятниковой частей имеют разделку под сварной шов. Хвостовики пятниковой или шарнирной частей устройства ввариваются в хребтовую балку вагона.
Недостатком данного технического решения является крепление хвостовиков устройства сочленения в соответствующих хребтовых балках с нижней стороны только посредством сварных швов, выполненных по краям соединения боковых поверхностей хребтовых балок и боковых граней хвостовиков устройства сочленения.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности хребтовой балки рамы грузового вагона, в том числе, соединения с хвостовиком одной из частей устройства сочленения.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в хребтовой балке грузового вагона, образующей полость для установки в ней и приварки по краям соединения хвостовика одной из частей устройства сочленения, содержащей боковые стенки и несущие полки, согласно настоящей полезной модели, под хвостовиком между боковыми стенками и на уровне несущих полок хребтовой балки установлена дополнительная опорная плита.
Установка дополнительной опорной плиты обеспечивает уменьшение нагрузки, оказываемой хвостовиком на сварные швы соединения с хребтовой
балкой грузового вагона при движении сочлененных вагонов, за счет увеличения площади равномерного распределения нагрузки по поверхности дополнительной опорной плиты, тем самым повышая надежность хребтовой балки и конструкции соединения в целом. Дополнительная опорная плита приваривается по линии соединения с боковыми стенками хребтовой балки на уровне несущих полок, а также же по краям соединения с нижней полкой хвостовика. Дополнительная опорная плита может быть выполнена из того же материала, что и хребтовая балка, что также существенно повышает надежность и прочность сварных швов, выполненных по краям соединения опорной плиты и боковых стенок хребтовой балки рамы грузового вагона.
Возможен вариант развития основного решения, заключающийся в том, что в дополнительной опорной плите хребтовой балки выполнено отверстие, в котором размещена базирующая бобышка, выполненная в нижней полке хвостовика одной из частей устройства сочленения, образуя дополнительную фиксацию хвостовика в хребтовой балке и дополнительной опорной плите, а также в конструкции соединения в целом, что повышает надежность. В случае срыва всех сварных швов, соединяющих хвостовик и хребтовую балку, хвостовик за счет дополнительной фиксации не выйдет из соединения с хребтовой балкой, а будет крепится за счет базирующей бобышки, установленной в соответствующем отверстии дополнительной опорной плиты.
Возможен вариант развития основного решения, заключающийся в том, что в основании верхней полки хвостовика выполнена ступенька, по которой выполнен сварной шов с торцом верхней полки хребтовой балки, что также повышает надежность.
Возможен вариант развития основного решения, заключающийся в том, что в основании нижней полки выполнены выступы, посредством которых хвостовик опирается на края несущих полок хребтовой балки, что образует новую точку (поверхность) опоры и обеспечивает увеличение площади распределения нагрузки и уменьшение нагрузки на сварные швы,
соединяющие хвостовик, хребтовую балку и дополнительную опорную плиту, тем самым повышая надежность хребтовой балки.
Возможен вариант развития основного решения, заключающийся в том, что во внутренней полости хвостовика устройства сочленения в поперечном сечении выполнены ребра жесткости, которые предназначены для увеличения прочности и жесткости хвостовика, что, соответственно, увеличивает жесткость и надежность.
Таким образом, заявляемая полезная модель, всей своей совокупностью существенных признаков позволяет достигнуть повышения надежности хребтовой балки рамы грузового вагона, в том числе, соединения с хвостовиком одной из частей устройства сочленения за счет установки дополнительной опорной плиты, которая обеспечивает надежное крепление хвостовика в соответствующей хребтовой балке вагона и является опорой устройства сочленения при действующих сверху нагрузках, а также за счет выполнения базирующей бобышки в нижней полке хвостовика и ответного отверстия в дополнительной опорной плите, которые обеспечивают дополнительную фиксацию хвостовика одной из частей устройства сочленения в хребтовой балке рамы вагона.
Сущность технического решения поясняется на чертежах: фиг. 1 - конструкция соединения хребтовой балки и устройства сочленения грузовых вагонов (вид сверху), фиг. 2 - то же (изометрическая модель), фиг. 3 - возможный вариант развития конструкции на фиг. 1 (вид сверху), фиг. 4 - то же (изометрическая модель).
Конструкция соединения, представленная на фигурах 1 и 2, содержит хребтовую балку 1 рамы вагона, хвостовик 2 одной из частей устройства сочленения 3 (в данном случае представлена поводковая часть устройства сочленения), которые приварены друг к другу по краям соединения 4. Под хвостовиком 2, между боковыми стенками 5 и на уровне несущих полок 6 (не показано на фиг. 1) хребтовой балки 1, установлена дополнительная опорная плита 7, которая приварена встык к боковым сторонам 5 хребтовой балки и по
краю соединения с хвостовиком 2, а также к основанию нижней полки 8 хвостовика 2 поводковой части устройства сочленения 3.
На фигурах 3 и 4 представлены возможные варианты развития основного технического решения. В хвостовике 2 одной из частей устройства сочленения 3 (в данном случае представлена поводковая часть) выполнена базирующая бобышка 9, которая размещена в соответствующем отверстии 10, выполненном в дополнительной опорной плите 7. Базирующая бобышка 9 приварена по краям соединения к дополнительной опорной плите 7, по линии соединения бобышки 9 и отверстия 10. В основании верхней полки хвостовика 2 выполнена ступенька 11 (не показано на фиг. 4), по которой проходит сварной шов, соединяющий хребтовую балку 1 и хвостовик 2. В основании нижней полки хвостовика 2 выполнены выступы 12 (с обеих сторон), которые устанавливаются на несущие полки 6 хребтовой балки 1 и привариваются к ним. На внутренней поверхности боковых стенок хвостовика 2 выполнены ребра жесткости 13.
Сборка конструкции происходит следующим образом: хвостовик 2 одной из частей устройства сочленения 3 устанавливается во внутренней полости хребтовой балки 1 рамы вагона и приваривается по краям соединения 4. Далее под хвостовиком 2, между боковыми стенками 5 и на уровне несущих полок 6 хребтовой балки 1 рамы вагона устанавливается дополнительная опорная плита 7, которая приваривается по краям соединения с хвостовиком 2 и хребтовой балкой 1. При наличии у хвостовика 2 базирующей бобышки 9, при установке дополнительной опорной плиты 7, бобышка 9 устанавливается в соответствующее отверстие 10 и приваривается по краям соединения. Если в основании верхней полки хвостовика 2 одной из частей устройства сочленения 3 выполнена ступенька 11, выполняется сварной шов, соединяющий хвостовик 2 и хребтовую балку 1. В случае наличия у хвостовика 2 выступов 12 в основании нижней полки, выступы 12 устанавливаются на несущие полки 6 хребтовой балки 1 грузового вагона и привариваются к ним.
Таким образом, заявляемая полезная модель, всей своей совокупностью существенных признаков, позволяет повысить надежность хребтовой балки рамы грузового вагона, в том числе, соединения с хвостовиком одной из частей устройства сочленения.