RU215645U1 - Хребтовая балка рамы полувагона - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может применяться в конструкции грузовых полувагонов с люками в полу кузова. Хребтовая балка рамы полувагона содержит соединенные между собой нижнюю балку (1) и верхнюю балку (2). Верхняя балка (2) включает верхнюю полку (3), стенку (4) и нижнюю полку (5). На стенке (4) верхней балки (2) шарнирно закреплены петли (6) для крепления крышек люков. Нижняя балка (1) выполнена из двух Z-образных профилей. Технический результат, заключающийся в снижении металлоемкости и массы верхней балки при обеспечении прочности хребтовой балки рамы полувагона, обеспечивается тем, что верхняя балка (2) выполнена из разнополочного двутавра, при этом толщина t1 верхней полки (3), толщина t2 стенки (4) и толщина t3 нижней полки (5) выполнены в соотношении t1>t2>t3, при этом отношение толщины t1 верхней полки (3) к толщине t2 стенки (4) составляет от 1,25 до 1,5, отношение толщины t3 нижней полки (5) к толщине t2 стенки (4) составляет от 0,5 до 0,75, а ширина b1 верхней полки (3) и ширина b2 нижней полки (5) выполнены в соотношении b1>b2, отношение ширины b1 верхней полки (3) к ширине b2 нижней полки (5) составляет от 1,3 до 2. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может применяться в конструкции грузовых полувагонов с люками в полу кузова.

Из уровня техники известна хребтовая балка рамы железнодорожного вагона (RU 186015, B61D 1/02, опубл. 26.12.2018), содержащая нижнюю балку высотой В, закрепленную на ней верхнюю балку высотой С, при этом горизонтальные полки верхней балки выполнены шириной h в диапазоне от 90 до 300 мм, отношение В/С находится в диапазоне от 2,38 до 3,7, для обеспечения прочности хребтовой балки вертикальная стенка верхней балки выполнена толщиной от 8 до 16 мм. Данное техническое решение направлено на расширение технической и эксплуатационной возможности использования предлагаемой хребтовой балки, выражающееся в увеличении объема кузова, в расширении возможности размещения крышек люков в полу, шарнирно монтируемых на верхней балке, в увеличении прочности хребтовой балки при ее изготовлении, обеспеченной оптимальным подбором из предлагаемых диапазонов высот балок и толщины вертикальной стенки и горизонтальных полок верхней балки. Однако данное техническое решение имеет высокую металлоемкость и массу.

Известно техническое решение, направленное на снижение металлоемкости кузова полувагона, выполненного с люками в полу, принятое за прототип (RU 208386, B61D 3/00, B61F 1/02, опубл. 16.12.2021). Хребтовая балка рамы кузова полувагона состоит из соединенных между собой нижней балки и верхней балки, включающей в себя стенку и верхнюю и нижнюю полки, при этом на стенке верхней балки шарнирно закреплены крышки люков, а верхняя полка верхней балки хребтовой балки выполнена шириной от 76 до 89 мм. Однако такое решение не обеспечивает достаточного снижения металлоемкости и массы хребтовой балки рамы полувагона.

Общей технической проблемой является высокая металлоемкость и масса хребтовой балки рамы полувагона.

Техническим результатом полезной модели является снижение металлоемкости и массы верхней балки при обеспечении прочности хребтовой балки рамы полувагона.

Указанный технический результат достигается хребтовой балкой рамы полувагона, содержащей соединенные между собой нижнюю балку и верхнюю балку, включающую стенку, верхнюю полку и нижнюю полку, верхняя балка выполнена из разнополочного двутавра, при этом толщины верхней полки, стенки и нижней полки выполнены в соотношении t1>t2>t3, при этом отношение толщины t1 верхней полки к толщине t2 стенки составляет от 1,25 до 1,5, отношение толщины t3 нижней полки к толщине t2 стенки составляет от 0,5 до 0,75, а ширина верхней полки и ширина нижней полки выполнены в соотношении b1>b2, отношение ширины b1 верхней полки к ширине b2 нижней полки составляет от 1,3 до 2.

В вариантах исполнения полезной модели ширина b2 нижней полки верхней балки может быть выполнена от 50 до 100 мм; толщина t2 стенки верхней балки может быть равна 8 мм; верхняя балка может быть выполнена сварной конструкции; нижняя полка верхней балки может быть использована в качестве остающейся подкладки нижней балки из двух Z-образных профилей.

Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что верхняя балка выполнена из разнополочного двутавра, при этом толщины верхней полки, стенки и нижней полки выполнены в соотношении t1>t2>t3, при этом отношение толщины t1 верхней полки к толщине t2 стенки составляет от 1,25 до 1,5, отношение толщины t3 нижней полки к толщине t2 стенки составляет от 0,5 до 0,75, а ширина верхней полки и ширина нижней полки выполнены в соотношении b1>b2, отношение ширины b1 верхней полки к ширине b2 нижней полки составляет от 1,3 до 2; ширина b2 нижней полки верхней балки может быть выполнена от 50 до 100 мм; толщина t2 стенки верхней балки может быть равна 8 мм; верхняя балка может быть выполнена сварной конструкции; нижняя полка верхней балки может быть использована в качестве остающейся подкладки нижней балки из двух Z-образных профилей. Такие отличия от прототипа дают основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели - «новизна».

Заявляемое техническое решение поясняется графическими изображениями, где

на фиг.1 показан фрагмент хребтовой балки рамы полувагона, изометрическая проекция;

на фиг.2 - хребтовая балка рамы полувагона, вид сбоку.

Хребтовая балка рамы полувагона содержит соединенные между собой нижнюю балку 1 и верхнюю балку 2. Верхняя балка 2 включает верхнюю полку 3, стенку 4 и нижнюю полку 5. На стенке 4 верхней балки 2 шарнирно закреплены петли 6 для крепления крышек люков. Нижняя балка 1 выполнена из двух Z-образных профилей.

Технический результат, заключающийся в снижении металлоемкости и массы верхней балки при обеспечении прочности хребтовой балки рамы полувагона, обеспечивается следующим образом.

Верхняя балка 2 выполнена из разнополочного двутавра, при этом толщина t1 верхней полки, толщина t2 стенки 4 и толщина t3 нижней полки 5 выполнены в соотношении t1>t2>t3, при этом отношение толщины t1 верхней полки 3 к толщине t2 стенки 4 составляет от 1,25 до 1,5, отношение толщины t3 нижней полки 5 к толщине t2 стенки 4 составляет от 0,5 до 0,75, а ширина b1 верхней полки 3 и ширина b2 нижней полки 5 выполнены в соотношении b1>b2, при этом отношение ширины b1 верхней полки 3 к ширине b2 нижней полки 5 составляет от 1,3 до 2.

В вариантах исполнения ширина b2 нижней полки верхней балки может быть выполнена от 50 до 100 мм. Толщина t2 стенки верхней балки предпочтительно равна 8 мм. Верхняя балка 2 может быть выполнена сварной конструкции. Нижняя полка 5 верхней балки 2 использована в качестве остающейся подкладки нижней балки 1 из двух Z-образных профилей.

Верхняя полка 3 верхней балки 2 служит элементом, позволяющим обеспечить герметичность кузова полувагона в зоне между люками. Стенка 4 верхней балки 2 служит для крепления на ней крышек люков через приварные петли 6. Нижняя полка 5 верхней балки 2 служит для крепления стенки 4 верхней балки 2 к Z-образным профилям нижней балки 1 и является остающейся подкладкой для шва приварки верхних полок Z-образных профилей нижней балки 1. Так как верхняя полка 3 верхней балки 2, стенка 4 верхней балки 2 и нижняя полка 5 верхней балки 2 имеют различное функциональное назначение, рационально верхнюю балку 2 изготавливать из разнополочного двутавра с верхней полкой 3, стенкой 4 и нижней полкой 5 различной толщины и с верхней полкой 3 и нижней полкой 5 различной ширины для снижения металлоемкости и массы верхней балки 2 при сохранении прочности хребтовой балки рамы. Значение отношения толщины t1 верхней полки 3 к толщине t2 стенки 4 менее 1,25 нецелесообразно из-за снижения прочности верхней балки 2, а значение более 1,5 приведет к повышению металлоемкости верхней балки 2. Значение отношения толщины t3 нижней полки 5 к толщине t2 стенки 4 менее 0,5 не целесообразно из-за снижения прочности верхней балки 2, а более 0,75 приведет к увеличению металлоемкости и массы. Толщина t2 стенки 4 верхней балки 2, равная 8 мм, - минимальная необходимая толщина, обеспечивающая снижение металлоемкости при сохранении прочности крепления крышек люков, что влияет на прочность хребтовой балки. Выполнение ширины b2 нижней полки 5 верхней балки 2 менее 50 мм не целесообразно из-за недостаточности ширины для наложения швов приварки верхних полок Z-образных профилей нижней балки 1, а более 100 мм не обеспечит снижения металлоемкости. Предпочтительно выполнение ширины t2 нижней полки 4 верхней балки 2, равной 75 мм, для оптимального снижения металлоемкости и обеспечения прилегания свариваемых кромок при неровности листового проката.

Claims (5)

1. Хребтовая балка рамы полувагона, содержащая соединенные между собой нижнюю балку и верхнюю балку, включающую стенку, верхнюю полку и нижнюю полку, отличающаяся тем, что верхняя балка выполнена из разнополочного двутавра, при этом толщины верхней полки, стенки и нижней полки выполнены в соотношении t1>t2>t3, при этом отношение толщины t1 верхней полки к толщине t2 стенки составляет от 1,25 до 1,5, отношение толщины t3 нижней полки к толщине t2 стенки составляет от 0,5 до 0,75, а ширина b1 верхней полки и ширина b2 нижней полки выполнены в соотношении b1>b2, при этом отношение ширины b1 верхней полки к ширине b2 нижней полки составляет от 1,3 до 2.

2. Хребтовая балка по п. 1, отличающаяся тем, что ширина b2 нижней полки верхней балки выполнена от 50 до 100 мм.

3. Хребтовая балка по п. 1, отличающаяся тем, что толщина t2 стенки верхней балки равна 8 мм.

4. Хребтовая балка по п. 1, отличающаяся тем, что верхняя балка выполнена сварной конструкции.

5. Хребтовая балка по п. 1, отличающаяся тем, что нижняя полка верхней балки использована в качестве остающейся подкладки нижней балки из двух Z-образных профилей.

Images