[1]Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции рамы крытых вагонов.
[2]Известна конструкция рамы крытого вагона модели 11-217 [И.Ф. Пастухов, В.В. Лукин, Н.И. Жуков «Вагоны», М., Транспорт 1988г., стр. 149], состоящей из хребтовой балки, двух боковых, двух концевых, двух шкворневых, двух основных и семи промежуточных поперечных балок, четырех раскосов, шести продольных балок для поддержания пола, одной балки для крепления тормозного цилиндра и двух подножек. Хребтовая балка сварена из двух Z-образных профилей №31. В концевых ее частях установлены задние упоры автосцепки, объединенные с пятниковой отливкой шкворневого узла, а также розетки, отлитые за одно целое с передними упорами автосцепки. Боковые балки выполнены из швеллеров №20. В зоне дверного проема к балкам приварены пороги из специальных Z-образных профилей. Концевые балки сварные П-образного сечения и выполнены из листов 6 мм. В месте постановки розетки балка имеет нишу 180 мм, позволившую заглубить розетку и уменьшить вылет автосцепки с 610 до 430 мм. Шкворневые балки сварные коробчатого сечения. Каждая из них состоит из двух вертикальных толщиной 6 мм, верхнего (8 мм) и нижнего (10 мм) горизонтальных листов. В местах пересечения шкворневых балок с хребтовой установлены стальные надпятниковые коробки, связывающие вертикальные стенки хребтовой балки, а также усиливающие пятниковый узел рамы. К нижним листам шкворневых балок приклепаны пятники и скользуны. Основные поперечные балки сварные двутаврового сечения, выполненные из листов толщиной 6 мм. Для обеспечения равнопрочности конструкции рамы концевые, шкворневые и основные поперечные балки имеют переменную высоту по своей длине. Раскосы рамы изготовлены из швеллера №14, а поперечные и продольные вспомогательные балки для поддержания пола - из гнутых швеллеров 100×80×5 мм.
[3]Существенным недостатком данной конструкции является то, что в раме для подкрепления пола установлены продольные балочки, а поперечные балочки поддерживают продольные балочки и участие в поддержании листов пола не принимают. Соответственно, листы пола при возникновении остаточных деформаций в процессе эксплуатации будут выгибаться в виде желобов, которые будут затруднять погрузо-разгрузочные работы.
[4]Также известна конструкция крытого вагона [Патент РФ на полезную модель №205109 опубликовано 28.06.2021], содержащая раму грузового вагона, включающую хребтовую балку, две боковые балки, а также две шкворневые балки, две концевые балки, две промежуточные балки, при этом вдоль рамы, между шкворневыми и промежуточными балками, а также между двумя смежными промежуточными балками устанавливаются по три продольные балки в виде гнутых швеллеров, которые подкреплены поперечными балками, при этом в местах пересечения продольных и поперечных балок установлены усиливающие ребра жесткости. Каждая концевая балка состоит из двух отдельных частей, примыкающих к хребтовой балке.
[5]Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
[6]Основным недостатком прототипа являются повышенные напряжения, возникающие в местах пересечения продольных и поперечных балок в конструкции узла, где располагаются усиливающие ребра жесткости. Кроме того, увеличение количества сварных швов приводит к возникновению усталостных трещин в процессе эксплуатации вагона.
[7]Вышеперечисленные недостатки приводят к увеличению массы вагона в целом, а также к значительному удорожанию изготовления и эксплуатации рамы крытого вагона за счет выполнения большого количества сварных швов и использования большого количества планок, что также снижает прочность конструкции рамы в местах соединения ребра со швеллером.
[8]Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание конструкции рамы крытого вагона, обеспечивающей повышение прочности решетки рамы, повышения устойчивости к эксплуатационным нагрузкам, а снижение массы крытого вагона за счет отсутствия в конструкции рамы подкрепляющих планок и выполнения большого количества сварных швов позволит уменьшить трудозатраты при изготовлении рамы крытого вагона.
[9]Поставленная задача решается за счет того, что подкрепляющие продольные балочки выполнены цельными по длине и соединены с двумя ближайшими поперечными балками рамы, а подкрепляющие поперечные балочки выполнены из нескольких отрезков, при этом в месте соединения продольной подкрепляющей балочки с поперечной подкрепляющей балочкой на одном конце отрезка выполнен вырез, повторяющий форму внутри швеллера продольной подкрепляющей балочки, которым отрезок жестко закреплен внутри продольной подкрепляющей балочки, причем с противоположной стороны продольной подкрепляющей балочки к её стенке жестко закреплен торцевой гранью следующий отрезок поперечной подкрепляющей балочки.
[10]Сущность предлагаемой конструкции заключается в том, что рама крытого вагона, выполненная в виде сварной конструкции, содержит хребтовую, боковые продольные балки, концевые, шкворневые, промежуточные поперечные балки, а также подкрепляющие балочки, выполненные из швеллеров, которые расположены в пространстве продольных и поперечных балок. Подкрепляющие продольные балочки выполнены цельными по длине и соединены с двумя ближайшими поперечными балками рамы, а подкрепляющие поперечные балочки выполнены из нескольких отрезков. В месте соединения продольной подкрепляющей балочки с поперечной подкрепляющей балочкой на одном конце отрезка выполнен вырез, повторяющий форму внутри швеллера продольной подкрепляющей балочки, которым отрезок жестко закреплен внутри продольной подкрепляющей балочки. С противоположной стороны продольной подкрепляющей балочки к её стенке жестко закреплен торцевой гранью следующий отрезок поперечной подкрепляющей балочки.
[11]Высота швеллера продольных и поперечных подкрепляющих балочек располагается в диапазоне от 50 до 100 мм.
[12]Подкрепляющие балочки выполнены из горячекатаного швеллера.
[13]Подкрепляющие балочки выполнены из гнутого швеллера, изготовленного из листового проката.
[14]Каждый отрезок подкрепляющей поперечной балочки направлен двумя полками вверх.
[15]Каждый отрезок подкрепляющей поперечной балочки направлен одной полкой вверх.
[16]Каждый отрезок подкрепляющей поперечной балочки направлен стенкой вверх.
[17]Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:
[18]фиг. 1 - общий вид рамы крытого вагона;
[19]фиг. 2 - рама крытого вагона (разрез А-А);
[20]фиг. 3 - рама крытого вагона (выносной вид Б);
[21]фиг. 4 - подкрепляющая поперечная балочка рамы крытого вагона;
[22]фиг. 5 - подкрепляющие продольная и поперечная балочки в разрезе.
[23]Рама крытого вагона (1), выполненная в виде сварной конструкции, содержащая хребтовую (2), боковые (3), продольные балки, концевые (4), шкворневые (5), промежуточные (6) поперечные балки, а также подкрепляющие (7) балочки, выполненные из швеллеров, которые расположены в пространстве продольных и поперечных балок, причем подкрепляющие продольные балочки (7.1) выполнены цельными по длине и соединены с двумя ближайшими поперечными балками рамы, а подкрепляющие поперечные балочки (7.2) выполнены из нескольких отрезков, при этом в месте соединения продольной подкрепляющей балочки (7.1) с поперечной подкрепляющей балочкой (7.2) на одном конце отрезка выполнен вырез (8), повторяющий форму внутри швеллера продольной подкрепляющей балочки (7.1), которым отрезок жестко закреплен внутри продольной подкрепляющей балочки (7.1), причем с противоположной стороны продольной подкрепляющей балочки (7.1) к её стенке (9) жестко закреплен торцевой гранью (10) следующий отрезок поперечной подкрепляющей балочки (7.2).
[24]Высота (H) швеллера продольных (7.1) и поперечных (7.2) подкрепляющих балочек располагается в диапазоне от 50 до 100 мм.
[25]Подкрепляющие балочки (7.1, 7.2) выполнены из горячекатаного швеллера.
[26]Подкрепляющие балочки (7.1, 7.2) выполнены из гнутого швеллера, изготовленного из листового проката.
[27]Каждый отрезок подкрепляющей поперечной балочки (7.2) направлен двумя полками вверх.
[28]Каждый отрезок подкрепляющей поперечной балочки (7.2) направлен одной полкой вверх.
[29]Каждый отрезок подкрепляющей поперечной балочки (7.2) направлен стенкой вверх.
[30]Технический результат заявляемой полезной модели, заключающийся в изготовлении рамы крытого вагона таким образом, что подкрепляющие продольные балочки выполнены цельными по длине и соединены с двумя ближайшими поперечными балками рамы, а подкрепляющие поперечные балочки выполнены из нескольких отрезков, при этом в месте соединения продольной подкрепляющей балочки с поперечной подкрепляющей балочкой на одном конце отрезка выполнен вырез, повторяющий форму внутри швеллера продольной подкрепляющей балочки, которым отрезок жестко закреплен внутри продольной подкрепляющей балочки, причем с противоположной стороны продольной подкрепляющей балочки к её стенке жестко закреплен торцевой гранью следующий отрезок поперечной подкрепляющей балочки, что позволяет обеспечить необходимую прочность и снизить возникновение трещин и изломов на раме в процессе проведения погрузо-разгрузочных работ, а значит, повысить прочностные эксплуатационные характеристики рамы крытого вагона. Кроме того, выполнение рамы крытого вагона с описанной системой подкрепляющих балочек позволяет снизить массу конструкции рамы крытого вагона за счет установки подкрепляющих балочек без применения подкрепляющих планок, что, в свою очередь, позволяет уменьшить количество сварных швов и снизить трудоемкость.
[31]Выполнение рамы крытого вагона из продольных и поперечных подкрепляющих балочек из горячекатаных швеллеров высотой в диапазоне от 50 до 100 мм, позволяет обеспечить оптимальное сочетание прочности и снижение металлоемкости конструкции рамы крытого вагона.
[32]Выполнение рамы крытого вагона с системой подкрепляющих балочек из горячекатаного швеллера позволяет повысить прочность рамы.
[33]Выполнение рамы крытого вагона с системой подкрепляющих балочек из гнутого швеллера, изготовленного из листового проката, позволяет обеспечить уменьшение массы рамы крытого вагона.
[34]Варианты установки отрезка подкрепляющей поперечной балочки, направленной двумя полками вверх, одной полкой вверх и стенкой вверх обеспечивают увеличение количества опорных точек для надёжного крепления настила пола, а значит, повышает прочность и долговечность рамы крытого вагона в совокупности с настилом пола, что позволяет обеспечить эксплуатационную надежность.
[35]В настоящее время на заявленную полезную модель разработана конструкторская документация и проводятся всесторонние испытания опытных образцов.
