Сочлененный вагон-платформа для перевозки грузов

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к вагонам-платформам сочлененного типа для перевозки грузов, в частности, для комбинированных перевозок, таких как автомобильные полуприцепы, крупнотоннажные контейнеры и иные крупногабаритные грузы.
Сочлененными вагонами являются вагоны различного типа - сочлененные грузовые вагоны-платформы, сочлененные грузовые полувагоны (открытые вагоны), сочлененные грузовые крытые вагоны, сочлененные вагоны-хопперы, сочлененные вагоны-самосвалы (думпкары), сочлененные цистерны. Общим для всех вагонов сочлененного типа является то, что они содержат две отдельных секции, опирающихся на общую (среднюю) тележку (см. ГОСТ 33211-2014). Секции сочлененного вагона соединены между собой узлом сочленения - устройство, передающее силы между соседними секциями вагона сочлененного типа и обеспечивающее их опору на общую тележку (см. ГОСТ 33211-2014).
Из патента №178602 известен сочлененный вагон-платформа, состоящий из двух несущих частей рамы с автосцепками и с установленными центральными и концевыми фитинговыми упорами, и соединенных последовательно друг с другом узлом сочленения, и установленных на три ходовые тележки, при этом база вагона-платформы составляет 13000-15000 мм, полубаза вагона-платформы составляет 6500-7500 мм, при этом длина вагона-платформы по осям сцепления автосцепок составляет 18000-21000 мм.
Недостатком сочлененного вагона-платформы по патенту №178602 является его низкая грузоподъемность, а также ограничения по габаритам перевозимого груза, обусловленные геометрическими параметрами сочлененного вагона-платформы.
1
2
1
2
3
Из патента РФ №165448 на полезную модель известен сочлененный вагон-платформа для комбинированных перевозок включающий соединенные между собой узлом сочленения две секции-платформы, содержащие несущие рамы с автосцепками по наружным концам и опорами для седельной площадки автомобильного полуприцепа, несущие рамы установлены своими опорными пятниками на опорные подпятниковые поверхности надрессорных балок соответствующих ходовых тележек, отличающийся тем, что по концам несущих рам секций-платформ установлены концевые базирующие упоры с опорной поверхностью «Р» для фиксации контейнеров, средние участки несущих рам в межтележечной зоне выполнены с понижением на глубину «Н», измеренную от опорной поверхности «Р» концевых базирующих упоров до внутренней опорной поверхности «В» средних участков несущих рам межтележечной зоны и выдержанную в диапазоне от 300 до 1250 мм, средние участки несущих рам межтележечной зоны оснащены продольными боковыми несущими стенками, на которых на одном уровне с опорной поверхностью «Р» концевых базирующих упоров смонтированы дополнительные средние базирующие упоры для фиксации контейнеров, при этом нижняя наружная поверхность «D» средних участков несущих рам межтележечной зоны размещена на расстоянии «h» от верхней поверхности головок рельсов, выдержанном в диапазоне от 250 до 500 мм, расстояние «h» от опорной подпятниковой поверхности «d» надрессорной балки ходовых тележек до внутренней опорной поверхности «B» средних участков несущих рам межтележечной зоны, выполнено в диапазоне от 275 до 550 мм, база «L» каждой из секций-платформ выполнена в диапазоне от 13900 до 14900 мм, общая база «L» сочлененного вагона-платформы для комбинированных перевозок выполнена в диапазоне от 27800 до 29800 мм, расстояние между осями автосцепок «L» выполнено в диапазоне от 32680 до 35420 мм.
Недостатком технического решения по патенту №165448 является его недостаточная грузоподъемность из-за неэффективного распределения грузов на поверхности рамы, а также ограничения по габаритам перевозимого груза, обусловленные геометрическими параметрами сочлененного вагона-платформы.
Техническое решение по патенту №165448 выбрано в качестве наиболее близкого аналога.
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью - повышение надежности и грузоподъемности сочлененного вагона-платформы.
Технический результат, достигаемый полезной моделью - повышение грузоподъемности сочлененного вагона-платформы при обеспечении его требований к прочности и надежности, а также расширение его функциональных возможностей.
1
2
3
Технический результат достигается за счет того, что сочлененный вагон-платформа для перевозки грузов, содержащий соединенные между собой узлом сочленения две секции, каждая из которых содержит несущую часть, три ходовые тележки, при этом каждая секция вагона выполнена опирающейся на две ходовые тележки, при этом средняя ходовая тележка является общей для обеих секций, согласно полезной модели база L каждой секции составляет не менее 14980 мм, общая база L сочлененного вагона-платформы составляет не менее 29960 мм, расстояние между осями автосцепок L составляет не менее 38000 мм, продольная боковая вертикальная стенка несущей части выполнена переменной высоты, причем ее высота уменьшается по направлению от центрального участка к концевым участкам.
Каждая несущая часть может быть выполнена в виде рамы.
Каждая несущая часть может быть выполнена в виде полурам.
1
2
Соотношение высот каждого концевого участка боковой вертикальной стенки несущей части h к высоте ее среднего участка h находится в интервале 0,27-0,38.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. изображен вид сбоку сочлененного вагона-платформы.
Позиции на фигуре:
1, 2 - секции сочлененного вагона-платформы;
3, 4 - несущие части сочлененного вагона;
5 - автосцепки;
6 - узел сочленения;
7, 8, 9 - ходовые тележки сочлененного вагона-платформы;
10 - продольная боковая вертикальная стенка несущей части.
1
2
3
Заявляемый сочлененный вагон-платформа для перевозки грузов содержит соединенные между собой узлом сочленения 6 две секции 1 и 2, каждая из которых содержит несущую часть 3, 4; три ходовые тележки 7,8,9; при этом каждая секция 1,2 вагона выполнена опирающейся на две ходовые тележки, при этом средняя ходовая тележка 6 является общей для обеих секций 1,2. База L каждой секции 1,2 составляет не менее 14980 мм; общая база L сочлененного вагона-платформы составляет не менее 29960 мм; расстояние Lмежду осями автосцепок 5 составляет не менее 38000 мм; продольная боковая вертикальная стенка несущей части 3,4 выполнена переменной высоты, причем ее высота уменьшается по направлению от центрального участка к концевым участкам. Каждая несущая часть может быть выполнена в виде рамы или двух полурам.
Для повышения производительности (грузоподъемности) вагонов, стремятся обеспечить возможность погрузки на них максимально возможного количества транспортируемого груза, в том числе крупнотоннажных контейнеров, съемных кузовов и т.п. При этом необходимо обеспечивать одновременно надлежащие маневренность, надежность и прочность вагона.
1
2
Увеличив по сравнению с наиболее близким аналогом габаритные размеры заявляемого сочлененного вагона-платформы по осям автосцепок 5 (не менее 38000 мм), необходимо определить соответствующие значения базы L каждой секции 1,2 и общей базы L с точки зрения распределения нагрузок на несущие части 3,4 и тележки 7,8,9.
2
Путем имитационного моделирования и произведенных расчетов установлено, что при значении длины сочлененного вагона – платформы по осям автосцепок не менее 38000 мм, значение базы каждой секции 1,2 должно составлять не менее 14980 мм, а значение общей базы L сочлененного вагона-платформы должно составлять не менее 29960 мм.
Имитационное моделирование осуществлялось при следующих параметрах заявляемого сочлененного вагона:
3
- длина L сочлененного вагона-платформы по осям автосцепок 38000 мм;
1
- значение базы Lкаждой секции 1,2 составляет 14980 мм;
2
- значение общей базы L сочлененного вагона-платформы составляет 29960 мм.
Для еще большего увеличения грузоподъемности указанные геометрические параметры увеличиваются пропорционально друг другу.
При таких геометрических параметрах обеспечивается должная маневренность сочлененного вагона (не ниже, чем у наиболее близкого аналога), а также обеспечивается должные надежность и прочность (в соответствии с нормативными требованиями) в результате максимально возможного равномерного распределения нагрузок на несущие части, на тележки, на узел сочленения. Следует дополнительно отметить, что при таких геометрических параметрах сочлененного вагона-платформы обеспечивается вписывание в заявленный габарит, обеспечивается автоматическая сцепляемость вагонов, а также корректное функционирование средней тележки, она не испытывает дополнительных нагрузок, которые могли бы быть обусловлены чрезмерными нагрузками на консольные участки вагона в местах узла сочленения, вследствие неправильного выбора их длины.
Поскольку габаритные значения каждой секции заявляемого вагона-платформы и всего вагона в целом (база секции, база вагона и длина вагона по осям автосцепок) имеют большие значения, чем у наиболее близкого аналога, возникает проблема более равномерного распределения нагрузок по несущей части каждой секции между тележками, чтобы исключить возможность деформации, прогиба несущей части на участках между тележками (участок, идентифицируемый как база секции) продольную боковую стенку несущей части 3,4 выполняют переменной высоты, уменьшающейся по направлению от центрального участка к концевым участкам. При таком выполнении продольной боковой стенки несущей части обеспечивается смещение центра тяжести несущей части к центральному участку между тележками. Таким образом, происходит усиление центрального участка несущей части (ее продольной боковой стенки), не опирающейся на тележки, соответственно происходит перераспределение, выравнивание напряжений по длине несущей части.
1
2
Соотношение высот каждого концевого участка боковой вертикальной стенки несущей части h к высоте ее среднего участка h находится в интервале 0,27-0,38. Такое соотношение известно из патента №207327 и является оптимальным при оценке инерционных характеристик по критериям прочности. Т.е. при таком соотношении высот продольной боковой стенки обеспечивается необходимая маневренность вагона при одновременном обеспечении его надлежащей прочности и надежности.
Кроме того, выполнение продольной боковой вертикальной стенки несущей части с изменяющейся высотой позволяет обеспечить ее надлежащую прочность и надежность, не увеличивая ее вес, поскольку любое увеличение веса конструктивных элементов вагона имеет нежелательные последствия в виде снижения маневренности, повышения нагрузок на тележки, на узел сочленения, т.е. увеличение веса конструктивных элементов вагона снижает его прочность и надежность.
Повышение грузоподъемности в заявляемом сочлененном вагоне-платформе обеспечивается за счет увеличения его геометрических параметров по сравнению с наиболее близким аналогом при одновременном обеспечении максимально равномерного распределения нагрузок на несущие части, тележки и узел сочленения. Поэтому увеличение грузоподъемности не приведет к снижению прочности и надежности конструкции заявляемого вагона в целом.
Расширение функциональных возможностей заявляемого сочлененного вагона-платформы обеспечивается за счет расширения арсенала перевозимого груза, в том числе за счет увеличения габаритов перевозимого груза, ограниченного только габаритами заявляемого вагона. Поскольку габариты заявляемого сочлененного вагона больше, чем у наиболее близкого аналога, следовательно, арсенал транспортируемого посредством заявляемого вагона груза будет также больше (в том числе по весу и по габаритам).
Заявляемый сочлененный вагон-платформа позволяет в полной мере осуществлять перевозку крупнотоннажных контейнеров (в пределах габаритов заявляемого вагона), а также перевозку съемных кузовов и других, менее габаритных грузов.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет обеспечить достижение заявленного технического результата, выражающегося в повышении грузоподъемности сочлененного вагона-платформы при обеспечении его требуемых прочности и надежности, а также расширении его функциональных возможностей.