RU191840U9

RU191840U9 - Рама глуходонного полувагона

Info

Publication number: RU191840U9
Application number: RU2019110932U
Authority: RU
Inventors: Роман Александрович Савушкин; Кирилл Вальтерович Кякк; Анна Михайловна Орлова; Дмитрий Сергеевич Коротков; Александр Юрьевич Новоселов; Денис Владимирович Шевченко; Станислав Игоревич Попович
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2020-03-26
Also published as: RU191840U1

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к универсальным полувагонам, и, более конкретно, к конструктивному исполнению деталей промежуточных поперечных балок рамы глуходонного полувагона. Рама глуходонного полувагона содержит нижнюю обвязку 5 и хребтовую балку 1, на которой закреплены промежуточные поперечные балки, причем каждая промежуточная поперечная балка включает в себя горизонтальную опорную балку 3 и подкрепляющий элемент 4, соединяющий горизонтальную опорную балку 3 с нижней обвязкой. Подкрепляющий элемент 4 каждой промежуточной поперечной балки выполнен из гнутого листа, имеющего в поперечном сечении П-образную форму, с боковыми стенками, в которых выполнены сквозные отверстия. Технический результат заключается в увеличении надежности конструкции рамы с точки зрения усталостной прочности. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к полувагонам. Более конкретно, настоящая полезная модель относится к конструктивному исполнению деталей промежуточных поперечных балок рамы глуходонного полувагона.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известны различные технические решения в области рам полувагонов.

Из уровня техники известен патент RU2273575 с названием «Кузов железнодорожного полувагона с глухим полом» (МПК B61D3/00, B61D17/00, B61F1/02, опублик. 10.04.2006). В указанном патенте описана рама кузова железнодорожного полувагона с боковыми и торцевыми стенами, содержащая хребтовую, шкворневые и поперечные балки, соединенные нижней обвязкой уголкового типа с боковыми стенами кузова, состоящими из вертикальных стоек, выступающих за обшивку на высоту поперечных балок и связанных понизу с поперечными балками накладками. Поперечные балки рамы выполнены в виде профилей швеллерного типа и в местах соединения с вертикальными стойками закрыты вертикальными пластинами с образованием коробчатой конструкции. Между поперечными балками, соединяя их, параллельно хребтовой балке жестко закреплены силовые профили уголкового типа, образующие силовое днище решетчатого типа.

Недостатком известного решения является сложность и металлоемкость конструкции крепления поперечных балок рамы с боковыми стенами кузова железнодорожного полувагона.

Прототипом настоящей полезной модели является патент на полезную модель RU165694 с названием «Полувагон» (МПК B61D17/08, B61D3/00, B61F1/00, опублик. 27.10.2016). Описанный полувагон включает в себя кузов, который состоит из боковых и торцевых стен, установленных на раме, которая содержит хребтовую балку, на которой закреплены концевые, шкворневые и промежуточные поперечные балки. Стойки боковых стен продлены вниз за нижнюю обвязку и соединены со шкворневыми и промежуточными балками рамы. Промежуточные поперечные балки рамы выполнены составными и включающими в себя горизонтальную опорную балку и подкрепляющий элемент, соединяющий выступающую ниже горизонтальной опорной балки часть стойки боковой стены кузова с горизонтальной опорной балкой. Подкрепляющий элемент может быть выполнен в виде листовой косынки или в виде балки гнутого или прокатного профиля.

Недостатком известных технических решений является низкая надежность и прочность конструкции рамы полувагона, что может приводить к поломкам и необходимости ремонта.

Дальнейшие работы по усовершенствованию конструкций грузовых вагонов показали, что крепление подкрепляющих элементов, выполненных в виде балок гнутого или прокатного профиля, к промежуточным поперечным балкам с помощью углового сварного шва небольшой длины снижает надежность конструкции с точки зрения усталостной прочности.

Таким образом, технической проблемой, существующей в настоящее время, являются затруднения, связанные с недостаточной усталостной прочностью, следовательно, и с надежностью известных конструкций рам полувагонов. Предлагаемое техническое решение направлено на решение данной технической проблемы, а именно, на создание улучшенной конструкции рамы полувагона с повышенной прочностью за счет удлинения сварных швов между горизонтальной опорной балкой и подкрепляющим элементом промежуточных поперечных балок.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Предложена рама глуходонного полувагона, содержащая нижнюю обвязку и хребтовую балку, на которой закреплены промежуточные поперечные балки, причем каждая промежуточная поперечная балка включает в себя горизонтальную опорную балку и подкрепляющий элемент, соединяющий горизонтальную опорную балку с нижней обвязкой рамы. Подкрепляющий элемент каждой промежуточной поперечной балки выполнен из гнутого листа, имеющего в поперечном сечении П-образную форму, с боковыми стенками, в которых выполнены сквозные отверстия.

Технический результат предложенной полезной модели заключается в улучшении технических характеристик рамы глуходонного полувагона, а именно, в увеличении надежности конструкции рамы с точки зрения усталостной прочности.

Указанная техническая проблема решена за счет выполнения подкрепляющего элемента каждой промежуточной поперечной балки из гнутого листа, имеющего в поперечном сечении П-образную форму, с боковыми стенками, в которых выполнены сквозные отверстия.

Изменение формы сечения подкрепляющего элемента на П-образную и наличие сквозных отверстий в его боковых стенках позволяет увеличить длину сварного шва между горизонтальной опорной балкой и подкрепляющим элементом, а также выполнять этот шов как с внешней стороны каждой из боковых стенок подкрепляющего элемента, так и с внутренней стороны. Удлинение сварных швов между горизонтальной опорной балкой и подкрепляющим элементом промежуточных поперечных балок, а также возможность выполнения сварных швов как с внешней, так и с внутренней стороны подкрепляющего элемента позволяет значительно уменьшить удельную нагрузку на него, за счет чего существенно повышается прочность крепления. Боковые стенки подкрепляющего элемента могут быть выполнены трапециевидной или треугольной формы, в частности основания боковых стенок должны быть достаточно длинными для обеспечения удлиненных сварных швов.

Дополнительно, подкрепляющий элемент может быть соединен с горизонтальной опорной балкой с помощью сварных швов, проходящих по всей длине оснований обеих боковых стенок с их внешней стороны и внутренней стороны, что также обеспечивает увеличение надежности конструкции рамы с точки зрения усталостной прочности.

Также, толщина гнутого листа, из которого выполнен подкрепляющий элемент, может составлять от 4 до 12 мм.

С точки зрения прочности при высокой периодичности установки промежуточных поперечных балок (l/n <700 мм, где n – количество балок, l – база вагона, мм) достаточно толщины гнутого листа, равной 4 мм. В случае уменьшения периодичности установки промежуточных поперечных балок необходимо увеличить толщину гнутого листа. Выбор указанной толщины более 12 мм является нецелесообразным с позиции увеличения металлоемкости и утяжеления конструкции. Таким образом, указанная особенность обеспечивает увеличение надежности конструкции рамы с точки зрения усталостной прочности.

Кроме того, с торца, расположенного со стороны нижней обвязки рамы, подкрепляющий элемент может быть закрыт заглушкой, что также обеспечивает увеличение надежности конструкции рамы с точки зрения усталостной прочности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется следующими графическими материалами:

На фиг.1 представлен общий вид рамы глуходонного полувагона;

На фиг.2 представлена промежуточная поперечная балка рамы;

На фиг.3 представлен подкрепляющий элемент промежуточной поперечной балки.

Список ссылочных обозначений:

1 – хребтовая балка;

2 – настил пола;

3 – горизонтальная опорная балка промежуточной поперечной балки;

4 – подкрепляющий элемент промежуточной поперечной балки;

5 – нижняя обвязка рамы;

6 – заглушка;

7 – сварной шов.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Рама глуходонного полувагона согласно примеру содержит хребтовую балку 1, на которой закреплены концевые балки, шкворневые балки и промежуточные поперечные балки, и нижнюю обвязку 5 рамы. Промежуточная поперечная балка выполнена составной в виде горизонтальной опорной балки 3 и подкрепляющего элемента 4, выполненного из гнутого листа, имеющего в поперечном сечении П-образную форму, с боковыми стенками трапециевидной формы.

С торца, расположенного со стороны нижней обвязки 5 рамы, подкрепляющий элемент 4 закрыт заглушкой 6.

Подкрепляющий элемент 4 соединен с горизонтальной опорной балкой 3 с помощью сварных швов 7, которые проходят вдоль оснований каждой боковой стенки подкрепляющего элемента 4 как с внешней стороны, так и с внутренней ее стороны.

Подкрепляющий элемент 4 характеризуется следующими параметрами:

s – толщина гнутого листа, H – высота, мм, L – длина, мм, k – ширина, мм, R – радиус изгиба гнутого листа, мм. Предпочтительно, толщина листа s лежит в диапазоне от 4 мм до 12 мм.

Параметры H, L, k, R определяются по результатам расчета прочности полувагона и составляют: 100 < H < 170; 300 < L < 600; 100 + 2s < k < 200 + 2s; 20 < R < 50.

Боковые стенки подкрепляющего элемента 4 имеют сквозные отверстия. Указанные отверстия позволяют выполнять сворной шов с внутренней стороны подкрепляющего элемента 4. Форма и размеры сквозных отверстий в боковых стенках подкрепляющего элемента 4 определяются по результатам расчетов прочности. Предпочтительно, сквозные отверстия имеют трапециевидную или треугольную форму.

Согласно одному примеру параметры подкрепляющего элемента 4 имеют следующие значения: H = 170 мм, L = 530 мм, k = 112 мм, R = 20 мм. Сквозные отверстия могут быть иметь по меньшей мере следующие размеры в соответствии с формой сквозных отверстий: высота равна 100 мм, длина равна 300 мм.

Согласно еще одному примеру боковые стенки имеют треугольную форму.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает улучшенными техническими характеристиками (повышенной надежностью конструкции с точки зрения усталостной прочности) по сравнению с известными конструкциями рам полувагонов.

Вышеописанный пример осуществления настоящей полезной модели представлен с целью иллюстрации настоящей полезной модели и не предназначен для ограничения объёма охраны, определяемого формулой настоящей полезной модели. Специалисту в данной области техники будут очевидны любые модификации, дополнения и улучшения без отступления от объема охраны настоящей полезной модели.

Claims

1. Рама глуходонного полувагона, содержащая нижнюю обвязку и хребтовую балку, на которой закреплены промежуточные поперечные балки, причем каждая промежуточная поперечная балка включает в себя горизонтальную опорную балку и подкрепляющий элемент, соединяющий горизонтальную опорную балку с нижней обвязкой, отличающаяся тем, что подкрепляющий элемент каждой промежуточной поперечной балки выполнен из гнутого листа, имеющего в поперечном сечении П-образную форму, с боковыми стенками, в которых выполнены сквозные отверстия.

2. Рама глуходонного полувагона по п. 1, отличающаяся тем, что боковые стенки имеют трапециевидную форму.

3. Рама глуходонного полувагона по п. 1, отличающаяся тем, что боковые стенки имеют треугольную форму.

4. Рама глуходонного полувагона по п. 1, отличающаяся тем, что подкрепляющий элемент соединен с горизонтальной опорной балкой с помощью сварных швов, проходящих по всей длине оснований обеих боковых стенок с их внешней стороны и внутренней стороны.

5. Рама глуходонного полувагона по п. 1, отличающаяся тем, что толщина гнутого листа, из которого выполнены подкрепляющие элементы, составляет от 4 мм до 12 мм.

6. Рама глуходонного полувагона по п. 1, отличающаяся тем, что с торца, расположенного со стороны нижней обвязки рамы, подкрепляющий элемент закрыт заглушкой.