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 иные крупногабаритные грузы.
Из патента №194256 на полезную модель известна рамная конструкция грузового вагона, содержащая продольные боковые балки и расположенные в консольных частях рамной конструкции надтележечные центральные балки, шкворневые балки, поперечные балки и раскосы, при этом на местах соединения шкворневых балок с продольными боковыми балками и местах соединения раскосов с поперечными балками и продольными боковыми балками установлены усиливающие элементы, при этом надтележечные центральные балки выполнены коробчатого поперечного сечения высотой от 525 мм до 560 мм и шириной от 335 мм до 400 мм с толщиной верхней стенки от 8 мм до 10 мм, нижней стенки от 20 мм до 24 мм и вертикальных стенок от 10 мм до 14 мм.
Недостатком известной из патента №194256 рамной конструкции является то, что при ее использовании в секции сочлененного вагона, она не будет обеспечивать надлежащую надежность и прочность конструкции вагона при ее использовании в конструкции сочлененного вагона, поскольку геометрия рамной конструкции по патенту №194256 не учитывает специфичные нагрузки, их распределение на рамы секций, а также на узел сочленения секций сочлененного вагона.
Из патента №207422 на полезную модель известна рама железнодорожной платформы, содержащая консоли, концевые балки, боковые балки, шкворневые балки и поперечные соединительные балки, при этом каждая консоль состоит из продольной балки, раскосов и поперечной балки, при этом угол наклона средней части каждого нижнего листа концевой балки находится в диапазоне β=10…25°, а верхние листы концевой балки, внешняя и внутренняя части каждого нижнего листа концевой балки выполнены параллельно.
Недостатком известной из патента №207422 рамы железнодорожной платформы является то, что при ее использовании в секции сочлененного вагона, она также не будет обеспечивать надлежащую надежность и прочность конструкции вагона при ее использовании в конструкции сочлененного вагона, поскольку геометрия рамы по патенту №207422 не учитывает специфичные нагрузки, их распределение на рамы секций, а также на узел сочленения секций сочлененного вагона.
Рама по патенту №207422 выбрана в качестве наиболее близкого аналога.
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью, - создание сочлененного вагона-платформы, обладающего высокой надежностью и прочностью; расширение арсенала средств (сочлененных вагонов-платформ) для перевозки грузов.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, - повышение надежности и прочности сочлененного вагона-платформы, уменьшение массы сочлененного вагона-платформы; обеспечение перевозки грузов посредством заявляемого сочлененного вагона-платформы.
3
3
2
1
1
2
Заявляемый технический результат достигается тем, что в сочлененном вагоне-платформе для перевозки грузов, содержащем автосцепные устройства, две секции, каждая из которых содержит раму, при этом рамы секций выполнены симметричными, каждая секция опирается на две железнодорожные тележки, при этом одна железнодорожная тележка является общей для обеих секций, каждая секция опирается на общую тележку посредством узла сочленения, соединяющего обе секции, каждая рама содержит надтележечные консоли, частично расположенные над соответствующей железнодорожной тележкой, концевые балки, боковые продольные балки, соединяющие концевые балки, поперечную балку, расположенную между консолями, каждая консоль содержит центральную продольную балку, соединенную с одной стороны с концевой балкой, с другой стороны центральная продольная балка выполнена с расходящимися под углом от балки раскосами, между которыми выполнена поперечная балка, соединенная с обоих концов с продольными боковыми балками, согласно полезной модели расстояние L между поперечными балками расположенных около узла сочленения консолей соседних секций составляет L=(3,17÷3,19)⋅(L-L), где L - база сочлененного вагона, L - длина сочлененного вагона без учета автосцепных устройств.
Боковые продольные балки могут быть выполнены цельными.
Боковые продольные балки могут быть выполнены составными.
Боковые продольные балки могут быть выполнены состоящими из нескольких участков, жестко соединенных между собой.
Боковые продольные балки могут быть выполнены состоящими из нескольких участков, жестко соединенных между собой посредством жесткого соединения.
Боковые продольные балки могут быть выполнены состоящими из нескольких участков, жестко соединенных между собой посредством сварки.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом.
На фиг. 1 представлен вид заявляемого сочлененного вагона-платформы сбоку.
На фиг. 2 представлены соединенные между собой узлом сочленения рамы обеих секций сочлененного вагона-платформы.
На фиг. 3 представлена эпюра распределения нагрузок на заявляемую платформу.
Позиции на чертежах:
1 - автосцепные устройства;
2 - первая секция сочлененного вагона;
3 - вторая секция сочлененного вагона;
4 - рамы секций;
5, 6, 7 - железнодорожные тележки;
8 - надтележные консоли;
9 - концевые балки;
10 - боковые продольные балки;
11 - поперечные балки;
12 - центральная продольная балка консоли;
13 - раскосы консоли;
14 - поперечная балка консоли;
15 - узел сочленения.
3
3
2
1
1
2
Заявляемый сочлененный вагон-платформа для перевозки грузов содержит автосцепные устройства 1, две секции 2 и 3, каждая из которых содержит раму 4; при этом рамы 4 секций выполнены симметричными; каждая секция 2 и 3 опирается на две железнодорожные тележки (5 и 6 или 6 и 7), при этом одна железнодорожная тележка 6 является общей для обеих секций 2 и 3; каждая секция 2 и 3 опирается на общую тележку 6 посредством узла сочленения 15, соединяющего обе секции 2 и 3; каждая рама 4 содержит надтележечные консоли 8, частично расположенные над соответствующей железнодорожной тележкой; концевые балки 9; боковые продольные балки 10, соединяющие концевые балки 9; поперечную балку 11, расположенную между консолями 8 и соединенную с боковыми продольными балками 10; каждая консоль 8 содержит центральную продольную балку 12, соединенную с одной стороны с концевой балкой 9, с другой стороны центральная продольная балка 12 выполнена с расходящимися под углом от балки раскосами 13, между которыми выполнена поперечная балка 14, соединенная с обоих концов с продольными боковыми балками 10. Расстояние L между поперечными балками 13 расположенных около узла сочленения 6 консолей соседних секций 2 и 3 составляет L=(3,17÷3,19)⋅(L-L), где L - база сочлененного вагона, L - длина сочлененного вагона без учета автосцепных устройств 1.
Боковые продольные балки 10 могут быть выполнены цельными или составными.
В случае выполнения боковых продольных балок 10 составными, их составные участки должны быть соединены посредством жесткого соединения, например посредством сварки, или посредством болтового соединения.
Выполнение боковых продольных балок 10 составными может быть обусловлено технологически, при этом такое их исполнение не должно ослаблять конструкцию рамы, поэтому составные участки продольных балок должны быть жестко соединены между собой.
Надежность и прочность сочлененного вагона с большой степени определяется узлом сочленения, в частности определяется адекватностью и корректностью функционирования узла сочленения при передаче нагрузок как на общую тележку обеих секций, так и при передаче нагрузок от одной секции на другую, особенно при прохождении кривых участков путей.
Для корректного функционирования узла сочленения в сочлененном вагоне - платформе с рамой 4 согласно заявляемой полезной модели, необходимо, чтобы при прохождении как прямых участков путей, так и при прохождении участков путей на их изгибах, необходимо, чтобы нагрузка от груза всегда приходилась на консоли 8.
3
Расчетным путем в процессе компьютерного моделирования установлено, что смещение консолей 8 за верхний или нижний пределы расстояния L приведёт к тому, что основная нагрузка от груза не будет приходиться на указанные консоли 8, и для компенсации этой нагрузки потребуются дополнительные усиливающие элементы, что приведёт увеличению массы рамы 1 и вагона-платформы в целом. Смещение нагрузки от груза за пределы консолей 8 при отсутствии специальных усиливающих элементов приведет к тому, что на узел сочленения 15 будут воздействовать дополнительные нагрузки, наличие которых обусловлено тем, что консоли 8 их перестают воспринимать. Воздействие чрезмерных, выходящих за пределы расчетных, прогнозируемых нагрузок на узел сочленения 15, может привести к его повреждению и возможно, к сходу сочлененного вагона-платформы с путей.
В процессе компьютерного моделирования задавались следующие геометрические параметры сочлененного вагона-платформы:
1
L=33000 мм;
2
L=36780 мм
3
L=3,18⋅(36780-33000)=12020 мм.
При таких параметрах было установлено, что при максимальной (94,8 т) и минимальной (87,8 т) нагруженности заявляемого сочлененного вагона-платформы, основная нагрузка при прохождении как прямых участков путей, так и участков путей на изгибах, всегда приходится на консоли 8. При этом нагрузки на узел сочленения находятся в требуемых пределах (фиг. 3), передача нагрузок от одной секции к другой посредством узла сочленения 15 - корректная, прогнозируемая, соответствующая расчетной.
Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает достижение заявляемого технического результата, выражающегося в повышении надежности и прочности сочлененного вагона-платформы, уменьшении массы сочлененного вагона-платформы.
Надежность и прочность заявляемого вагона-платформы повышены за счет того, что основные нагрузки от груза всегда будут восприниматься консолями 8, следовательно, на узел сочленения и иные конструктивные элементы заявляемого вагона не будут воздействовать не прогнозируемые (за пределами расчетных) нагрузки, которые могут привести к деформации конструктивных элементов заявляемого вагона.
Заявляемая полезная модель расширяет арсенал сочлененных вагонов-платформ, предназначенных для перевозки грузов, поскольку обеспечивает возможность перевозки грузов.