ЯЩИК ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА-ПЛАТФОРМЫ Российский патент 2025 года по МПК B61D3/00 

Заявляемое изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкциям приспособлений, обеспечивающих хранение и транспортировку оборудования, применяемого для вагонов-платформ, оборудованных полом и откидными фитинговыми упорами.

Известна конструкция ящика для грузовых тягачей [патент РФ на полезную модель №219378, опубл. 13.07.2023], выполненный в виде крытого модуля, состоящего из опорной рамы, образованной металлическими профилями прямоугольного сечения, образующих решетку. Внутреннее пространство решетки заполнено емкостями для груза, причем металлические профили прямоугольного сечения соединены болтовым соединением с помощью уголков. Металлические профили прямоугольного сечения выполнены состоящими из поперечных, продольных и вертикальных элементов, образующих опорную раму. Каждые продольные и поперечные профили рамы выполнены одинаковой длины, на концах профилей выполнены сквозные отверстия, через которые профили соединены друг с другом через уголки, плоские уголки и прямоугольные пластины. Крепежная часть для фиксации опорной рамы к раме кузова грузового автомобиля выполнена из поперечных, продольных и вертикальных элементов, закрепленных друг с другом и с нижними продольными профилями опорной рамы посредством болтового соединения через уголки, плоские уголки и прямоугольные пластины. Каждые вертикальные, продольные и поперечные профили крепежной части выполнены одинаковой длины, а на концах профилей выполнены сквозные отверстия.

Ящик в виде крытого модуля, состоящего из опорной рамы, образованной металлическими профилями прямоугольного сечения, образующих решетку, обеспечивает прочностные качества ящика, однако, опорная рама и крепление её к раме кузова осуществляется посредством болтовых соединений, что в свою очередь усложняет процесс изготовления и сборки ящика, а также снижает эксплуатационную надёжность.

Данную конструкцию ящика нецелесообразно устанавливать на железнодорожный вагон-платформу, так как это затруднит погрузо-разгрузочные работы.

Кроме того, известна конструкция вагона-платформы [патент РФ на полезную модель №214289, опубл. 19.10.2022], содержащая раму, несущую опорный настил, причем рама оборудована фитинговыми упорами для контейнеров и подвесными ящиками для хранения штатных комплектующих элементов вагона-платформы. Опорный настил выполнен с люками над местами размещения фитинговых упоров, указанные люки снабжены съёмными крышками, которые при закрытых люках образуют единую опорную поверхность с опорным настилом. Люки над фитинговыми упорами выполнены шириной «В» в диапазоне 500-850 мм, длиной «L1», выдержанной в диапазоне 1000-1300 мм, в центральной части рамы вагона-платформы, и длиной «L2», выдержанной в диапазоне 500-900 мм, на концевых участках рамы выгона-платформы. Подвесные ящики оборудованы направляющими для размещения на них съёмных крышек люков. Подвесные ящики выполнены высотой «Н кор», выдержанной в диапазоне 300-400 мм, шириной «L кор», выдержанной в диапазоне 1300-1400 мм, и глубиной «В кор», выдержанной в диапазоне 800-950 мм. Рама снабжена подвесными ящиками, смонтированными по обеим боковым сторонам вагона-платформы. Также подвесной ящик снабжён направляющим поперечным ребром. Направляющие в подвесных ящиках оборудованы полками для размещения на них съёмных крышек люков.

Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемого изобретения.

К недостаткам вагона-платформы относится увеличение напряжений в раме вагон-платформы, вызванных подвесными ящиками. Подвесные ящики закреплены на раме посредством подвесов, в районах крепления которых возникают повышенные напряжения, при этом подвесы должны выдерживать статические и динамические нагрузки, которые испытывает вагон-платформа при эксплуатации.

Кроме того, подвесные ящики должны выполнять свою основную функцию, а именно хранение и транспортировка съемных крышек люков, устанавливаемых при необходимости в люки вагона-платформы, поэтому подвесные ящики должны иметь достаточную прочность для сохранения эксплуатационной надежности вагон-платформы в целом. Подвесные ящики для размещения на них съёмных крышек люков, оборудованные направляющими, не обеспечивают достаточных прочностных характеристик, что в процессе эксплуатации приведет к постоянным поломкам подвесов и подвесных ящиков, которые необходимо ремонтировать.

Задачей, на решение которой направлено изобретения, является создание конструкции ящика железнодорожного вагона-платформы, обладающей повышенной прочностью и эксплуатационной надежностью.

Поставленная задача решается за счёт того, что ящик содержит две верхние балки, к концевым частям каждой из которых жестко закреплены соединительные элементы для жесткого закрепления в раме вагона-платформы. К каждой из верхних балок приварена нижняя балка, образуя две сварные балки. Сварные балки соединены между собой поясами по верхней, нижней и средней плоскостям, а также по задней и передней сторонам. На верхнем, переднем поясе шарнирно установлена пластина, которая имеет фиксатор на нижнем переднем поясе.

Сущность изобретения заключается в том, что ящик железнодорожного вагона-платформы включает направляющие для размещения на них съёмных крышек люков, при этом ящик содержит две верхние балки, к концевым частям каждой из которых жестко закреплены соединительные элементы для жесткого закрепления в раме вагона-платформы, также к каждой из верхних балок приварена нижняя балка, образуя две сварные балки, которые соединены между собой поясами по верхней, нижней и средней плоскостям, а также по задней и передней сторонам, причем на верхнем переднем поясе шарнирно установлена пластина, которая имеет фиксатор на нижнем переднем поясе.

Между передним средним поясом и задним средним поясом жестко закреплена горизонтальная связь в средней части поясов.

Между верхним задним поясом и нижним задним поясом в районе балок приварена вертикальная связь.

Между верхним поясом и средним поясом к горизонтальной связи приварено направляющее ребро.

Верхние и нижние балки выполнены из швеллера.

Пояса выполнены из уголка.

Соединительные элементы выполнены коробчатого сечения.

Верхняя балка и нижняя балка смещены относительно друг друга в горизонтальном направлении, при этом расстояние между верхними балками больше, чем расстояние между нижними балками.

Ящик выполнен шириной, выдержанной в диапазоне от 1200 до 1230 мм, и глубиной по сварным балкам, выдержанной в диапазоне от 880 до 920 мм.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами:

Фиг. 1 - Ящик железнодорожного вагона-платформы (аксонометрическая проекция);

Фиг. 2 - Ящик железнодорожного вагона-платформы (главный вид);

Фиг. 3 - Ящик железнодорожного вагона-платформы (вид спрва);

Фиг. 4 - Схема напряжений в ящике железнодорожного вагона-платформы (эквивалентные напряжения по Мизесу, при суммарной ударной нагрузке по I расчетному режиму, МПа (аксонометрическая проекция)).

Ящик железнодорожного вагона-платформы, включает направляющие 1, 2 для размещения на них съёмных крышек люков, при этом ящик содержит две верхние балки 3, к концевым частям 4, 5 каждой из которых жестко закреплены соединительные элементы 6 для жесткого закрепления в раме вагона-платформы. К каждой из верхних балок 3 приварена нижняя балка 7, образуя две сварные балки 8, которые соединены между собой поясами 9, 10, 11, 12, 13, 14 по верхней, нижней и средней плоскостям, а также по задней и передней сторонам. На верхнем переднем поясе 9 шарнирно установлена пластина 15, которая имеет фиксатор 16 на нижнем переднем поясе 11.

Между передним средним поясом 10 и задним средним поясом 13 жестко закреплена горизонтальная связь 17 в средней части поясов 10 и 13.

Между верхним задним поясом 12 и нижним задним поясом 14 в районе балок, приварена вертикальная связь 18.

Между верхним поясом 9 (12) и средним поясом 10 (13) к горизонтальной связи 17 приварено направляющее ребро 19.

Верхние 3 и нижние 7 балки выполнены из швеллера.

Пояса 9, 10, 11, 12, 13, 14 выполнены из уголка.

Соединительные элементы 6 выполнены коробчатого сечения.

Возможно изготовление ящика, когда верхняя балка 3 и нижняя балка 7 смещены относительно друг друга в горизонтальном направлении. В данном случае расстояние между верхними балками 3 больше, чем расстояние между нижними балками 7.

Ящик выполнен шириной (B), выдержанной в диапазоне от 1200 до 1230 мм, и глубиной (Н) по сварным балкам, выдержанной в диапазоне от 880 до 920 мм.

Технический результат от заявляемого изобретения заключается в том, что выполнение ящика из двух верхних балок, к концевым частям каждой из которых жестко закреплены соединительные элементы для жесткого закрепления в раме вагона-платформы, при этом к каждой из верхних балок приварена нижняя балка, образуя две сварные балки, которые соединены между собой поясами по верхней, нижней и средней плоскостям, а также по задней и передней сторонам, причем на верхнем переднем поясе шарнирно установлена пластина, которая имеет фиксатор на нижнем переднем поясе, обеспечивает повышение прочности и эксплуатационной надежности конструкции ящика вагона-платформы железнодорожного в целом, а также в районе крепления ящика для съемных крышек люков в раме вагона-платформы к хребтовой и боковой балкам, за счет включения в конструкцию ящика вагона-платформы не менее двух балочных конструкций, обладающих силовыми характеристиками, которые связанные между собой поясами.

Данный вывод основан на расчете заявляемого технического решения.

Ящик железнодорожного вагона-платформы изготавливается из стали класса прочности не ниже 345 МПа, исходя из данного условия, при суммарной ударной нагрузке по I расчетному режиму допускаемые напряжения составляют 345 МПа.

На основании проведенного расчета, определено максимальное значение напряжения в предлагаемой конструкции. При суммарной ударной нагрузке по I расчетному режиму максимальное значение напряжения составило 216,35 МПа.

Таким образом, предлагаемой конструкции ящика железнодорожного вагона-платформы обеспечивает увеличение запаса прочности на 37,2%.

Выполнение верхней и нижней балок встроенного ящика из швеллера обеспечивает устойчивость, образованной балочной конструкции к напряжениям от сил сжатия, растяжения и кручения.

Выполнение поясов встроенного ящика из уголка, обеспечивает устойчивость встроенного ящика для съемных крышек люков к напряжениям от сил сжатия, растяжения и кручения.

Выполнение соединительных элементов коробчатого сечения также повышает прочность и эксплуатационную надежность балочных конструкций.

При жестком закреплении верхней балки и нижней балки со смещением относительно друг друга в горизонтальном направлении, у образованной балочной конструкции повышается момент сопротивления (W) относительно оси (y), не менее чем на 10,9%, что также обеспечивает повышение прочности конструкции рамы вагона-платформы железнодорожного и ящика.

Выполнение расстояния между верхними балками больше, чем расстояние между нижними балками, позволяет снизить массу ящика и сместить верхние балки и нижние балки относительно друг друга в горизонтальном направлении, ближе к центру ящика, что повышает момент сопротивления (W) относительно оси (y) балочных конструкций.

Жесткое закрепление между передним средним поясом и задним средним поясом горизонтальной связи в средней части поясов, а также между верхним задним поясом и нижним задним поясом в районе балок вертикальной связи, и между верхним поясом и средним поясом к горизонтальной связи направляющего ребра или ребер, обеспечивает повышение прочности и эксплуатационной надежности конструкции ящика вагона-платформы железнодорожного.

Предлагаемое изобретение позволяет ящику железнодорожного вагона-платформы выполнять свою основную функцию, заключающуюся в хранении и транспортировке съемных крышек люков, и при этом, по новому применению, выполнять функцию силовой конструкции, обеспечивающей упрочнение конструкции рамы вагон-платформы.

В настоящее время на заявляемое изобретение разработана конструкторская документация и ведутся всесторонние испытания опытных образцов.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкциям приспособлений, обеспечивающих хранение и транспортировку оборудования, применяемого для вагонов-платформ, оборудованных полом и откидными фитинговыми упорами. Ящик железнодорожного вагона-платформы включает направляющие (1, 2) для размещения на них съемных крышек люков, содержащий две верхние балки (3), к концевым частям (4, 5) каждой из которых жестко закреплены соединительные элементы (6) для жесткого закрепления в раме вагона-платформы. К каждой из верхних балок приварена нижняя балка (7), образуя две сварные балки (8), которые соединены между собой поясами (9, 10, 11, 12, 13, 14) по верхней, нижней и средней плоскостям, а также по задней и передней сторонам. На верхнем переднем поясе шарнирно установлена пластина (15), которая имеет фиксатор (16) на нижнем переднем поясе. Изобретение повышает прочность и эксплуатационную надежность ящика железнодорожного вагона-платформы. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Ящик железнодорожного вагона-платформы, включающий направляющие для размещения на них съемных крышек люков, отличающийся тем, что ящик содержит две верхние балки, к концевым частям каждой из которых жестко закреплены соединительные элементы для жесткого закрепления в раме вагона-платформы, также к каждой из верхних балок приварена нижняя балка, образуя две сварные балки, которые соединены между собой поясами по верхней, нижней и средней плоскостям, а также по задней и передней сторонам, при этом на верхнем переднем поясе шарнирно установлена пластина, которая имеет фиксатор на нижнем переднем поясе.

2. Ящик железнодорожного вагона-платформы по п. 1, отличающийся тем, что между передним средним поясом и задним средним поясом жестко закреплена горизонтальная связь в средней части поясов.

3. Ящик железнодорожного вагона-платформы по п. 1, отличающийся тем, что между верхним задним поясом и нижним задним поясом в районе балок приварена вертикальная связь.

4. Ящик железнодорожного вагона-платформы по п. 1, отличающийся тем, что между верхним поясом и средним поясом к горизонтальной связи приварено направляющее ребро.

5. Ящик железнодорожного вагона-платформы по п. 1, отличающийся тем, что верхние и нижние балки выполнены из швеллера.

6. Ящик железнодорожного вагона-платформы по п. 1, отличающийся тем, что пояса выполнены из уголка.

7. Ящик железнодорожного вагона-платформы по п. 1, отличающийся тем, что соединительные элементы выполнены коробчатого сечения.

8. Ящик железнодорожного вагона-платформы по п. 1, отличающийся тем, что верхняя балка и нижняя балка смещены относительно друг друга в горизонтальном направлении.

9. Ящик железнодорожного вагона-платформы по п. 1, отличающийся тем, что расстояние между верхними балками больше, чем расстояние между нижними балками.

10. Ящик железнодорожного вагона-платформы по п. 1, отличающийся тем, что выполнен шириной, выдержанной в диапазоне от 1200 до 1230 мм, и глубиной по сварным балкам, выдержанной в диапазоне от 880 до 920 мм.