RU221231U1 - Рама железнодорожного транспортного средства - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может применяться в качестве рамы в крытых универсальных грузовых вагонах, в вагонах-платформах и других железнодорожных транспортных средствах повышенной грузоподъёмности. Рама содержит хребтовые балки (1), расположенные в консольных частях рамы, боковые балки (2), концевые (3), шкворневые (4), поперечные промежуточные (5) балки, установленные между боковыми балками (2), диагональные балки-раскосы (6), посредством которых хребтовые балки (1) соединены с боковыми балками (2). Боковые балки (2) выполнены с уменьшением высоты от центральной части высотой Н к консольным частям высотой h. Отношение высот H/h находится в пределах от 1,3 до 2,4 (1,3 ≤ H/h ≤ 2,4). Диагональные балки-раскосы (6) имеют профиль замкнутого коробчатого сечения высотой от 50 мм до 400 мм и шириной от 50 мм до 350 мм. На диагональных балках-раскосах (6) в местах их соединения с хребтовыми балками (1) установлены накладки (7) v-образной формы с концами 7.1, которые закреплены на нижних поверхностях каждой пары балок-раскосов (6). Техническим результатом полезной модели является повышение прочности рамы железнодорожного транспортного средства. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может применяться в качестве рамы в крытых универсальных грузовых вагонах, в вагонах-платформах и других железнодорожных транспортных средствах повышенной грузоподъёмности.

Известна рама вагона-платформы для крупнотоннажных контейнеров, которая содержит элементы хребтовой балки в консольных частях и продольные боковые балки, связанные концевыми, шкворневыми и поперечными промежуточными балками, при этом хребтовые балки соединены с продольными боковыми балками через раскосы, а продольные боковые балки выполнены с переменной высотой, уменьшенной в консольных частях (см. RU 54880 U1, дата публикации 27.07.2006).

Известна также рама железнодорожной платформы для крупнотоннажных контейнеров, которая принята за наиболее близкий аналог, содержащая укороченные хребтовые балки из зетового профиля, боковые балки из двутавра, выполненные с уменьшением высоты в консольных частях, концевые и шкворневые балки, поперечные промежуточные балки, установленные между боковыми балками и распределённые по длине вагона, при этом хребтовые балки соединены с боковыми балками через раскосы, выполненные из зета, соответствующего профилю зета хребтовых балок (см. RU 83984 U1, дата публикации 27.06.2008).

Техническая проблема известных рам вагонов заключается в недостаточной прочности конструкций раскосов, соединяющих укороченные хребтовые балки с боковыми балками.

Техническим результатом полезной модели является повышение прочности рамы железнодорожного транспортного средства.

Технический результат достигается за счёт того, в раме железнодорожного транспортного средства, которая содержит хребтовые балки в консольных частях, боковые балки, выполненные с уменьшением высоты от центральной части к консольным частям, концевые и шкворневые балки, поперечные промежуточные балки, установленные между боковыми балками, при этом хребтовые балки соединены с боковыми балками через диагональные балки-раскосы, согласно полезной модели, боковые балки выполнены с отношением высоты центральной и консольных частей в пределах от 1,3 до 2,3, диагональные балки-раскосы имеют замкнутое коробчатое сечение, при этом на диагональных балках-раскосах в местах соединения с хребтовыми балками установлены накладки.

В частных случаях реализации диагональные балки-раскосы замкнутого коробчатого сечения выполнены высотой от 50 мм до 350 мм и шириной от 60 мм до 350 мм; накладки на диагональных балках-раскосах имеют v-образную форму.

Полезная модель представлена на чертежах, где на фиг. 1 изображён главный вид рамы предлагаемой конструкции; на фиг. 2 - то же самое, вид снизу, на фиг. 3 - то же самое, аксонометрическая проекция; на фиг. 4 - разрез по линии А-А на фиг. 2; на фиг. 5 - график зависимости эквивалентных напряжений элементов рамы от отношения высоты центральной и консольных частей боковых балок рамы; на фиг. 6 - график зависимости эквивалентных напряжений балки-раскоса от высоты профиля балки-раскоса; на фиг. 7 - график зависимости эквивалентных напряжений балки-раскоса от ширины профиля балки-раскоса.

Рама железнодорожного транспортного средства содержит хребтовые балки 1, которые расположены в консольных частях рамы, продольные боковые балки 2, концевые 3, шкворневые 4, поперечные промежуточные 5 балки, установленные между боковыми балками 2, диагональные балки-раскосы 6, посредством которых хребтовые балки 1 соединены с боковыми балками 2.

Боковые балки 2 выполнены с уменьшением высоты от центральной части к консольным частям. Центральная часть боковых балок 2 имеет высоту Н, консольные части - высоту h. Отношение высот H/h находится в пределах от 1,3 до 2,4 (1,3 ≤ H/h ≤ 2,4). Оптимальное значение отношения высот H/h находится в интервале от 1,4 до 2,3.

Диагональные балки-раскосы 6 имеют профиль замкнутого коробчатого сечения высотой С от 50 мм до 400 мм и шириной В от 50 мм до 350 мм. Преимущественно размеры профиля балок-раскосов 6 выполнены в интервалах: высота С от 100 мм до 350 мм, ширина В от 60 мм до 300 мм.

На диагональных балках-раскосах 6 в местах их соединения с хребтовыми балками 1 установлены накладки 7. Накладки 7 имеют v-образную форму с концами 7.1, при этом концы 7.1 закреплены на нижних поверхностях соответствующих балок-раскосов 6 каждой пары балок-раскосов 6. Угол между концами 7.1 накладок 7 соответствует углу между балками-раскосами 6.

Выполнение боковых балок 2 рамы с уменьшением высоты от центральной части к консольным частям и при этом с отношением высоты Н центральной части и высоты h консольных частей в указанных интервалах значений обеспечивает прочность рамы при условии соблюдения нижней границы, составляющей 1,3, и оптимальную массу рамы при условии соблюдения верхней границы, составляющей 2,4. Зависимость эквивалентных напряжений элементов рамы от отношения H/h показана на графике (фиг. 5), из которого следует, что при изготовлении боковых балок 2 с отношением H/h ниже 1,3 эквивалентные напряжения в конструкции рамы превышают уровень допускаемых напряжений, равный 325 МПа. Указанное значение уровня допускаемых напряжений определено нормативными документами: ГОСТ 33211-2014 Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам, а также Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных), ГосНИИВ-ВНИИЖТ, М.,1996 г.

Применение диагональных балок-раскосов 6 с профилем замкнутого коробчатого сечения обеспечивает повышение прочности конструкции рамы. По сравнению с двутавровой балкой, которая применяется в конструкции наиболее близкого аналога, преимущество коробчатой балки в том, что она лучше сопротивляется кручению. Зависимость эквивалентных напряжений балок-раскосов от высоты С и ширины В профиля балки-раскоса 6 показана на графиках (фиг. 6, 7). При установке балок-раскосов 6 с высотой С и шириной В профиля менее нижних граничных значений указанных интервалов (50 мм и 50 мм, соответственно) эквивалентные напряжения в конструкции рамы превышают уровень допускаемых напряжений, равный 325 МПа, при котором повышается вероятность появления остаточных деформаций. Превышение верхних границ указанных интервалов высоты С и ширины В профиля балки-раскоса 6 (400 мм и 350 мм, соответственно) приводит к неоправданному повышению массы конструкции.

Установка на диагональных балках-раскосах 6 в местах их соединения с хребтовыми балками 1 накладок 7 также повышает прочность конструкции рамы. За счёт v-образной формы накладки 7, имеющей концы 7.1, каждый из которых закреплён на одной из пары балок-раскосов, происходит дополнительное соединение двух балок-раскосов 6 между собой и с хребтовой балкой 1 единой накладкой 7.

Таким образом, за счёт выполнения боковых балок рамы с отношением высоты центральной и консольных частей в пределах от 1,3 до 2,4, применения диагональных балок-раскосов с профилем замкнутого коробчатого сечения, а также установки накладок на диагональных балках-раскосах в местах соединения с хребтовыми балками достигается повышение прочности рамы железнодорожного транспортного средства.

Claims (4)

1. Рама железнодорожного транспортного средства, содержащая хребтовые балки в консольных частях, боковые балки, выполненные с уменьшением высоты от центральной части к консольным частям, концевые и шкворневые балки, поперечные промежуточные балки, установленные между боковыми балками, при этом хребтовые балки соединены с боковыми балками через диагональные балки-раскосы, отличающаяся тем, что боковые балки выполнены с отношением высоты центральной и консольных частей в пределах от 1,3 до 2,4, диагональные балки-раскосы имеют профиль замкнутого коробчатого сечения, при этом на диагональных балках-раскосах в местах соединения с хребтовыми балками установлены накладки v-образной формы с концами, закреплёнными на соответствующей балке-раскосе.

2. Рама железнодорожного транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что боковые балки выполнены с отношением высоты центральной и консольных частей в пределах от 1,4 до 2,3.

3. Рама железнодорожного транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что диагональные балки-раскосы имеют профиль замкнутого коробчатого сечения высотой от 50 мм до 400 мм и шириной от 50 мм до 350 мм.

4. Рама железнодорожного транспортного средства по любому из пп. 1, 3, отличающаяся тем, что диагональные балки-раскосы имеют профиль замкнутого коробчатого сечения высотой от 100 мм до 350 мм и шириной от 60 мм до 300 мм.