Железнодорожная платформа для перевозки контейнеров

Полезная модель относится к подвижному составу железнодорожного транспорта, а именно к платформе, предназначенной для перевозки крупнотоннажных контейнеров, устанавливаемых на раму железнодорожной платформы посредством их фиксации, общей погрузочной длиной 80 футов.

Технический результат - снижение металлоемкости с сохранением прочности платформы при одновременном увеличении грузоподъемности и усталостной прочности, а также расширение функциональных возможностей платформы путем сочетания различных типов контейнеров, улучшение условий эксплуатации за счет удобства их загрузки и выгрузки.

В железнодорожной платформе для перевозки контейнеров, содержащей ходовую часть, тормозную систему и несущую раму, которая включает в себя хребтовую балку, боковые, шкворневые, лобовые, поперечные балки, на боковых балках смонтированы опрокидывающиеся, а на лобовых - неподвижные упоры для установки контейнеров, хребтовая балка выполнена из двух двутавров переменного сечения, между сдвоенными упорами для установки контейнеров установлены поперечные балки, обеспечивающие равномерную передачу напряжений на хребтовую балку и уменьшающие влияния концентраторов напряжений, поперечные балки закреплены к вертикальной стенке хребтовой балки с отступанием от ее нижней полки на 100-330 мм, при этом сдвоенные упоры для установки контейнеров установлены с возможностью откидывания внутрь на выступающие части поддерживающих их кронштейнов, а отношение толщин в средней части нижней полки t₁ двутавров хребтовой балки к ее крайней части t ₂ выполнено в пределах 1,2-1,8, при этом между лобовыми и шкворневыми балками установлены дополнительные продольные балки, средняя часть нижней полки боковых балок усилены двутавром.

1 п. ф-лы полезной модели, 6 ил.

Полезная модель относится к подвижному составу железнодорожного транспорта, а именно к платформе, предназначенной для перевозки крупнотоннажных контейнеров, устанавливаемых на раму железнодорожной платформы посредством их фиксации, общей погрузочной длиной 80 футов.

Известны железнодорожные платформы для перевозки контейнеров, включающая ходовую часть, хребтовую балку, несущую раму, на которой смонтированы опрокидывающиеся упоры для контейнера, которые расположены симметрично относительно поперечной и продольной осей платформы и ориентированы вдоль нее, при этом на противоположных боковых сторонах несущей рамы, с двух сторон от поперечной оси упоры смонтированы попарно, а у торцов рамы смонтированы одинарные упоры.

Опрокидывающиеся упоры контейнеров оборудованы шарнирами и выполнены с возможностью их складывания в продольном направлении./1, 2, 3, 4/

Известна специализированная четырехосная платформа модели 13-470, предназначенная для перевозки крупнотоннажных контейнеров, имеет массу 22 т, площадь грузовой рамы 46 м² , базу 14,72 м, длину по осям сцепления автосцепок 19,62, ширину 2,5 м, коэффициент тары 0,36, осевую нагрузку 200кН, погонную нагрузку 41,8 кН/м, конструктивную скорость 140 км/ч. На платформе можно перевозить шесть контейнеров типа 1Д грузоподъемностью 10 т, три контейнера типа 1С грузоподъемностью 20т или один контейнер типа 1А грузоподъемность 30т и один контейнер типа 1С. Платформа снабжена десятью упорами, поворачивающимися поперек платформы на 180°, и четырьмя угловыми неподвижными упорами, которые

удерживают контейнеры за нижние угловые фитинги от продольных и поперечных смещений.

При погрузке контейнеров используются только те упоры, которые расположены друг от друга на расстоянии, соответствующем длине перевозимого контейнера, а остальные поворотные упоры приводятся в нерабочее положение. Поворотные упоры укреплены на поворачивающихся панелях попарно на расстоянии 280 мм друг от друга. Хребтовая балка рамы выполнена из двух двутавров переменной по длине высоты сечения, боковые балки - из одного двутавра.

В консольной части рамы установлены два раскоса коробчатого поперечного сечения из швеллеров, через которые передается избыточная часть продольной силы удара от концевой балки на продольные боковые при полном закрытии поглощающих аппаратов автосцепки. Шкворневые балки рамы замкнутого поперечного сечения сварены из двух вертикальных и двух горизонтальных листов. Средние поперечные балки рамы двутаврового поперечного сечения сварены из вертикального листа и двух горизонтальных листов. Тормозная система предназначена одновременно для обеих тележек. 151

Недостатками известных конструкций являются неэффективное использование грузоподъемности платформ, недостаточная прочность и, соответственно, надежность перевозок, невозможность перевозки всех типоразмеров контейнеров, включая и крупнотоннажные 40 футовые контейнеры.

Также необходимо отметить, что тормозная система, используемая в известных конструкциях платформ, не обеспечивает достаточной надежности торможения при неравномерном распределении нагрузки на тележки, и, соответственно, безопасности движения железнодорожного транспорта.

Известна железнодорожная платформа для перевозки контейнеров, содержащая ходовую часть, тормозную систему и несущую раму, которая

включает в себя хребтовую балку, выполненную из двух двутавров переменного сечения, боковые, шкворневые, лобовые, поперечные и промежуточные балки, при этом между лобовыми и шкворневыми балками установлены раскосы, причем на боковых балках смонтированы опрокидывающиеся, а на лобовых - неподвижные упоры для установки контейнеров, двутавры хребтовой балки выполнены с разрезами вдоль по оси симметрии и жестко соединены между собой посредством вставок, выполненных из перфорированных листов, жестко соединенных между собой, причем толщина (t) вставок в двутарах хребтовой балки выполнена в пределах 10t12 мм, а их высота (h) - 330h360 мм, при этом подрезка и подгибка нижних частей двутавров и крайних частей вставок выполнены под углом 12°17° к горизонтали.

Тормозная система выполнена раздельной для каждой тележки, с диагонально расположенными на несущей раме платформы автотормозами, подключенными к одной воздушной магистрали. /6/

Наиболее близким техническим решением к предложенной полезной модели является железнодорожная платформа для перевозки контейнеров, содержащая ходовую часть, тормозную систему и несущую раму, которая включает в себя хребтовую балку, боковые, шкворневые, лобовые, поперечные балки, при этом между лобовыми и шкворневыми балками установлены раскосы, на боковых балках смонтированы опрокидывающиеся, а на лобовых - неподвижные упоры для установки контейнеров, хребтовая балка выполнена из двух двутавров переменного сечения, двутавры которой выполнены с разрезами вдоль по оси симметрии и жестко соединены между собой посредством вставок, выполненных из перфорированных листов, а боковые балки выполнены из двутавров 30Ш2, при этом хребтовая балка усилена в нижней части плитами, установленными и закрепленными в ее средней части, причем между хребтовой и боковыми балками установлены

диафрагмы, которые усилены вертикальными и наклонными ребрам жесткости. /7/

К недостаткам существующих моделей железнодорожных платформ для перевозки контейнеров относится неравномерная передача напряжений на хребтовую балку, повышенная металлоемкость, недостаточная усталостная прочность.

Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача снижение металлоемкости с сохранением прочности платформы при одновременном увеличении грузоподъемности и усталостной прочности, а также расширения функциональных возможностей платформы путем сочетания различных типов контейнеров, улучшения условий эксплуатации за счет удобства их загрузки и выгрузки.

Поставленная техническая задача достигается тем, в железнодорожной платформе для перевозки контейнеров, содержащей ходовую часть, тормозную систему и несущую раму, которая включает в себя хребтовую балку, боковые, шкворневые, лобовые, поперечные балки, на боковых балках смонтированы опрокидывающиеся, а на лобовых - неподвижные упоры для установки контейнеров, хребтовая балка выполнена из двух двутавров переменного сечения, между сдвоенными упорами для установки контейнеров установлены поперечные балки, обеспечивающие равномерную передачу напряжений на хребтовую балку и уменьшающие влияния концентраторов напряжений, поперечные балки закреплены к вертикальной стенке хребтовой балки с отступанием от ее нижней полки на 100-330 мм, при этом сдвоенные упоры для установки контейнеров установлены с возможностью откидывания внутрь на выступающие части поддерживающих их кронштейнов, а отношение толщин в средней части нижней полки t₁ двутавров хребтовой балки к ее крайней части t₂

выполнено в пределах 1,2-1,8, при этом между лобовыми и шкворневыми балками установлены дополнительные продольные балки, средняя часть нижней полки боковых балок усилены двутавром.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется чертежами, где на представленных фигурах изображено на:

- фиг.1 - показан общий вид железнодорожной платформы для перевозки контейнеров;

- фиг.2 - железнодорожной платформы для перевозки контейнеров, вид сверху;

- фиг.3 - разрез А-А фиг.1;

- фиг.4 - разрез Б-Б фиг. 2;

- фиг.5 - рабочее положение упоров для установки контейнеров;

- фиг.6 - вид Г фиг. 3.

Железнодорожная платформа для перевозки контейнеров содержит ходовую часть 1, тормозную систему 2 и несущую раму 3, которая включает в себя хребтовую 4, выполненную из двух двутавров переменного сечения, боковые 5, шкворневые 6 , лобовые 7 балки, поперечные 8 балки.

На боковых балках 5 между поперечными балками смонтированы опрокидывающиеся упоры 9, а в районе лобовых балок на выступающих за габариты рамы кронштейнах установлены неподвижные 10 упоры для установки контейнеров.

Между сдвоенными упорами 9 для установки контейнеров установлены поперечные балки 8, обеспечивающие равномерную передачу напряжений на хребтовую балку 4 и уменьшающие влияния концентраторов напряжений.

Хребтовая балка 4 является основным несущим элементом, воспринимающим нагрузки как динамические при движении состава, так и

статические от массы груза и выполнена из двух двутавров переменного сечения сварной конструкции.

Благодаря плавным переходам по сечению в хребтовой балке 4 от концевых к средней части двутавра происходит уменьшение напряжений, возникающих в хребтовой балке 4, как в одном из основных несущих элементов платформы.

Все несущие элементы рамы 3 платформы жестко соединены между собой посредством сварки. Боковые 5 балки соединены с хребтовой 4 балкой лобовыми 7, шкворневыми 6, поперечными 8 балками.

Поперечные балки 8 закреплены к вертикальной стенке хребтовой балки 4 с отступанием от ее нижней полки на 100-330 мм, что соответствует оптимальному соотношению перераспределения нагрузок с боковых балок на хребтовую балку.

При отступе от нижней полки хребтовой балки меньшем, чем на 100 мм нагрузка от боковой балки через поперечную балку будет передаваться в наиболее нагруженную нижнюю часть двутавра хребтовой балки, также дополнительным концентратором напряжений в данном случае будет является, и рядом располагающийся тавровый сварной шов.

При отступе от нижней полки хребтовой балки большем, чем на 330мм происходит ослабление поперечной балки и увеличение напряжений в местах соединения поперечной балки с боковой и хребтовой балками.

Сдвоенные упоры 9 для установки контейнеров установлены с возможностью откидывания внутрь на выступающие части 11 поддерживающих их кронштейнов 12.

При этом в предлагаемой модели отношение толщин в средней части нижней полки двутавров хребтовой балки 4 к ее крайней части (t₁ /t₂) выполнено в пределах 1,2-1,8. Необходимо отметить, что выполнение отношения толщин в средней части нижней полки двутавров хребтовой балки к ее крайней части (t₁/t ₂) меньше 1,2 не обеспечивается необходимая прочность платформы, а при выполнении отношения (t₁/t₂) более 1,8

происходит неоправданное увеличение металлоемкости и, соответственно, и себестоимости железнодорожной платформы.

Между лобовыми 7 и шкворневыми 6 балками установлены дополнительные продольные 13 балки, которые позволяют дополнительно повысить прочность железнодорожной платформы.

Боковые балки 5 выполнены из двутавров сварной конструкции постоянного сечения. Средняя часть нижней полки боковых балок 5 усилены двутавром 14 (16Б ГОСТ 8239-89), что также дополнительно позволяет увеличить прочность платформы.

Тормозная система 2 выполнена раздельной для каждой тележки ходовой части 1, с диагонально расположенными на несущей раме 3 платформы автотормозами 15, подключенными к одной воздушной магистрали 16.

Использование раздельной тормозной системы 2 для каждой тележки ходовой части 1 обеспечивает возможность неравномерной загрузки платформы по длине, а при выходе из строя узлов в одном из тормозов другой остается полностью работоспособным, достаточно перекрыть разобщительный кран на поврежденном автотормозе.

Необходимо отметить, что конструкторские решения, использованные в предложенной полезной модели, а именно установление поперечных балок 8 между сдвоенными упорами 9 для установки контейнеров и закрепление поперечных балок 8 к вертикальной стенке хребтовой балки 4 с отступанием от ее нижней полки на 100-330 мм обеспечивает равномерную передачу напряжений на хребтовую балку 4 и уменьшает влияния концентраторов напряжений, выполнение отношения толщин в средней части нижней полки двутавров хребтовой балки 4 к ее крайней части в пределах 1,2-1,8, установление между лобовыми 7 и шкворневыми 6 балками дополнительных продольных 13 балок и усиление средней части нижней полки боковых балок двутавром 14 позволяет

дополнительно увеличить прочность и, соответственно, грузоподъемность железнодорожной платформы в целом.

Вся совокупность конструктивных признаков использованных в железнодорожной платформе позволило снизить металлоемкость, а также дополнительно и за счет использования хребтовой и боковых балок сварной конструкции при одновременном сохранении прочности и обеспечении безопасности перевозок контейнеров, увеличить полезную нагрузку на раму платформы, что дало возможность увеличить ее грузоподъемность и перевозить крупнотоннажные контейнеры с их различными комбинациями.

Использование предлагаемой конструкции полезной модели позволяет увеличить грузоподъемность по сравнению с существующими моделями платформ при уменьшении металлоемкости, повысить безопасность перевозок грузов за счет повышения прочности конструкции платформы, а также улучшить коммерческие свойства железнодорожной платформы за счет расширения функциональных возможностей и эффективности грузооборота.

Источники информации:

1. Свидетельство на полезную модель РФ 23846 «Железнодорожная платформа для перевозки контейнеров», МПК B61D 3/20, Бюл. 20, 2002 г.

2. Свидетельство РФ на полезную модель 23847 «Железнодорожная платформа для перевозки контейнеров», МПК B61D 3/20, Бюл. 20, 2002 г.

3 Свидетельство РФ на полезную модель 25305 «Железнодорожная платформа для перевозки контейнеров», МПК B61D 3/20, Бюл. 27, 2002 г.

4.Патент РФ на полезную модель 39555 «Железнодорожная платформа», МПК B61D 3/08, Бюл. 22, 2004 г.

5. Лукин В.В., Анисимов П.С., Федосеев Ю.П. Вагоны. Общий курс. Москва 2004 г. с. 145-146, 155.

6. Патент РФ на полезную модель 50495 «Железнодорожная платформа для перевозки контейнеров» МПК B61D 3/20, Бюл. 2, 2006 г.

7. Патент РФ на полезную модель 60457 «Железнодорожная платформа для перевозки контейнеров» МПК B61D 3/20, Бюл. 3, 2007 г.

Железнодорожная платформа для перевозки контейнеров, содержащая ходовую часть, тормозную систему и несущую раму, которая включает в себя хребтовую балку, боковые, шкворневые, лобовые, поперечные балки, на боковых балках смонтированы опрокидывающиеся, а на лобовых - неподвижные упоры для установки контейнеров, хребтовая балка выполнена из двух двутавров переменного сечения, отличающаяся тем, что между сдвоенными упорами для установки контейнеров установлены поперечные балки, обеспечивающие равномерную передачу напряжений на хребтовую балку и уменьшающие влияния концентраторов напряжений, поперечные балки закреплены к вертикальной стенке хребтовой балки с отступанием от ее нижней полки на 50-330 мм, при этом сдвоенные упоры для установки контейнеров установлены с возможностью откидывания внутрь на выступающие части поддерживающих их кронштейнов, а отношение толщин в средней части нижней полки двутавров хребтовой балки к ее крайней части выполнено в пределах 1,2-1,8, при этом между лобовыми и шкворневыми балками установлены дополнительные продольные балки, а средняя часть нижней полки боковых балок усилена двутавром.