РАМА ПОЛУВАГОНА С УСИЛИВАЮЩИМИ НАКЛАДКАМИ НА КОНЦЕВЫХ БАЛКАХ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к транспорту, в частности, к железнодорожному транспорту.
Из RU176422 известен грузовой полувагон, содержащий ходовые тележки, раму, установленную на ходовые тележки и включающую хребтовую балку и концевые балки, автосцепные устройства, тормозное оборудование и закреплённый на раме кузов.
Недостатком известного грузового полувагона является то, что места соединения концевой балки с хребтовой балкой имеют недостаточную прочность, что приводит к увеличению толщины концевой балки, повышенному расходу металла и увеличенной массе полувагона.
Задачей полезной модели является повышение прочности рамы полувагона в месте соединения концевой балки с хребтовой балкой при уменьшении его толщины.
Задача полезной модели решается с помощью рамы полувагона, имеющей хребтовую и концевые балки. Концевая балка состоит из листов. Лист концевой балки, соединяемый с хребтовой балкой, имеет усиливающие накладки, размещенные около места соединения листа с хребтовой балкой.
Усиливающие накладки могут прилегать к месту соединения с хребтовой балкой или быть на расстоянии от него, не превышающем максимальный размер накладки в том же направлении. Усиливающие накладки могут быть выполнены в виде металлических пластин. Форма усиливающих накладок может быть прямоугольной, треугольной, круглой, секторной или иной. Усиливающие накладки могут быть размещены по обе стороны хребтовой балки, например, симметрично. Концевая балка может иметь верхний и нижний листы и быть присоединенной к хребтовой балке нижним листом. Усиливающими накладками могут быть снабжены обе концевые балки. Усиливающие накладки могут быть размещены на нижнем листе концевой балки. Усиливающие накладки могут иметь толщину от 6 до 7 мм.
Техническим результатом полезной модели является повышение прочности листа концевой балки в месте его соединения с хребтовой балкой за счет использования усиливающих накладок при уменьшении его массы (толщины) ввиду снижения прочностных требований к листу концевой балки вследствие использования усиливающих накладок.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическими материалами.
На фиг. 1 показан полувагон.
На фиг. 2 показана рама полувагона.
На фиг. 3 показано соединение хребтовой и концевой балок, вид снизу.
На фиг. 4 показано сечение в месте соединения хребтовой и концевой балок.
На фиг. 5 показана концевая балка, вид с торца.
На фиг. 6 показана концевая балка и сечение хребтовой балки.
На фиг. 7 показано соединение хребтовой и концевой балок, вид сверху.
На фиг. 8 показано соединение хребтовой и концевой балок, вид снизу в аксонометрии.
Далее со ссылкой на сопровождающие фигуры описывается рама полувагона как один из возможных вариантов осуществления полезной модели. Как показано на фиг. 1, рама 1 является несущей конструкцией полувагона и установлена на тележках. На раме размещен кузов полувагона. Рама выполнена из металла, в частности, из стали.
На фиг. 2 рама 1 показана отдельно от остальных частей полувагона. На этой фигуре обозначены направления видов А и Д, показанных на фиг. 3 и 7, а также место сечения Г-Г, показанного на фиг. 6.
На фиг. 3 показан вид снизу соединения концевой балки с хребтовой балкой 3. Концевая балка состоит из нижнего листа 2, показанного на фиг. 3, 4 и 8, вертикального листа 5, показанного на фиг. 5, 6 и 8, а также верхнего листа 6, показанного на фиг. 7. В показанном на этих фигурах варианте концевая балка крепится к хребтовой балке нижним листом. На нижнем листе 2, как это изображено на фиг. 3, 4 и 8, расположены усиливающие накладки 4, размещенные около места соединения с хребтовой балкой 3.
Накладки выполнены в виде металлических, в частности, стальных пластин и прикреплены к концевой балке сваркой, но могут использоваться и другие способы крепления, известные из уровня техники. Форма металлических накладок 4 на фиг. 3 и 8 треугольная и секторная (часть круга), однако могут применяться и другие формы, такие как прямоугольная, круглая и т.п.
Усиливающие накладки могут прилегать к месту соединения с хребтовой балкой, например, как это делает треугольные накладки на фиг. 3 и 8, или быть на расстоянии от него, не превышающем максимальный размер накладки в том же направлении, как это выполнено в отношении секторных накладок. Направление определения расстояния от места соединения, а также максимального размера накладки может быть принято как перпендикуляр к оси хребтовой балки.
Как видно из фиг. 3 и 8, усиливающие накладки 4 расположены симметрично по обе стороны от хребтовой балки 3. В других вариантах, в зависимости от конструкции, расположение усиливающих накладок может быть другим. На фиг. 3-8 изображена только одна концевая балка; вторая концевая балка преимущественно выполнена аналогичным образом.
На фиг. 3 показано место проведения сечения Б-Б, представленного на фиг. 4, и обозначено направление вида В, показанного на фиг. 5. Как видно на фиг. 4, в зоне соединения нижнего листа 2 концевой балки и нижних полок Z-образных профилей хребтовой балки 3 устанавливаются усиливающие накладки 4, которые, в показанном сечении, прилегают к месту соединения. Нижний лист 2 частично накладывается на нижнюю полку Z-образного профиля и в том месте, где профиль заканчивается, продолжение листа 2 испытывает повышенную нагрузку.
Благодаря тому, что наиболее нагруженные участки концевой балки в зоне стыковки нижнего листа 2 с нижними полками Z-образного профиля усилены накладками в зоне наибольшего нагружения, увеличивается поперечное сечение нижнего листа в том месте, где необходимо обеспечить требуемые момент сопротивления и прочность. Усиливающие накладки 4 применяются в конкретных зонах, обеспечивая экономию металла и уменьшение массы концевой балки в целом за счет того, что сам нижний лист 2 выполнен из листов меньшей толщины, чем если бы он выполнялся без усиливающих накладок. В показанном примере накладки могут иметь толщину от 5 до 12 мм, причем наиболее предпочтительным диапазоном толщины является 6-7 мм. Без накладок толщину нижнего листа концевой балки нужно было бы брать 14 мм, а с накладками в локальных зонах толщина листа составляет 7 мм. Толщина и конфигурация накладок выбрана расчетным путем, для разных конструкций вагонов она может быть разной в зависимости от возникающих в зоне концевой балки напряжений. Указанный диапазон толщины накладок приведен для данной конструкции вагона. При толщине накладок менее 5 мм не достигается необходимая прочность. При толщине накладок более 12 мм появляется излишняя металлоемкость.
Вышеописанный вариант осуществления представлен с целью детального пояснения полезной модели и не предназначен для ограничения объема охраны, определяемого последующей формулой полезной модели. Различные вариации описанного варианта осуществления могут использоваться в любых комбинациях или по отдельности в зависимости от требований, предъявляемых к объекту, в котором используется полезная модель.