Результат интеллектуальной деятельности: Железнодорожная вагон-платформа для перевозки контейнеров повышенной грузоподъемности

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно вагонам-платформам, предназначенным для перевозки контейнеров повышенной грузоподъемности.

Известен вагон-платформа для перевозки большегрузных контейнеров модель 13-935А, содержащий раму с фитинговыми упорами для крепления контейнеров (Грузовые железнодорожные вагоны колеи 1520, альбом-справочник 002И-97ПКБ Ц, 1998, стр. 108). Также известна железнодорожная платформа для перевозки контейнеров по патенту RU 23846 U1, B61D 3/20 от 26.03.2002 г.

Наиболее близким техническим решением является многофункциональный железнодорожный вагон-платформа по патенту RU 144146 U1, B61D 3/20 от 06.02.2014 г., содержащий установленную на тележках раму с деревянным настилом пола, фитинговые упоры, каждый из которых включает поворотную опорную плиту, штырьевую опору для взаимодействия с фитингом контейнера, при этом каждый фитинговый упор шарнирно установлен и выполнен с возможностью проворота его плиты с жестко закрепленной на ней штырьевой опорой в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Недостатком известных конструкций аналогов и прототипа является отсутствие возможности обеспечить надежную перевозку контейнеров повышенной грузоподъемности.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является создание конструкции железнодорожной платформы, позволяющей производить надежную и безопасную транспортировку контейнеров повышенной грузоподъемности.

Поставленная задача достигается тем, что железнодорожная платформа для перевозки контейнеров повышенной грузоподъемности, содержащая ходовые части с установленной на них рамой и расположенные на раме снабженные шарнирами фитинговые упоры, каждый из которых включает штыревую опору, поворотную опорную плиту и ограничительные элементы, закрепленные на раме платформы, при этом установленные на раме одинарные фитинговые упоры имеют параметры поперечного сечения штыревых опор в продольном направлении Е=83…100 мм, а в поперечном направлении Е*=50…60 мм, причем превышение номинального расстояния между центральными осями штыревых опор по отношению к номинальному расстоянию между центральными осями отверстий фитингов контейнеров в продольном направлении платформы Т=0…17 мм. Для обеспечения компенсации допусков на установочные размеры контейнера и установки фитинговых упоров на раме платформы опорные поворотные плиты фитинговых упоров выполнены с возможностью свободного перемещения не менее 3 мм в продольном направлении в сторону от центральной части контейнера, при этом T+E не более 100 мм. Кроме того опорные поворотные плиты фитинговых упоров выполнены с возможностью свободного перемещения в поперечном направлении не менее 8 мм в сторону от центральной части контейнера и до 2-х мм в противоположном направлении до упора в ограничительный элемент.

Сравнение предложенного технического решения с приведенными аналогом и прототипом позволило установить наличие в предложенном решении отличительных признаков, следовательно, данное техническое решение соответствует критерию «новизна».

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, которые показывают конструктивное исполнение железнодорожной платформы для перевозки контейнеров повышенной грузоподъемности, где:

на фиг. 1 - железнодорожная платформа, общий вид;

на фиг. 2 - железнодорожная платформа, вид сверху;

на фиг. 3 - схема взаимного расположения фитингов контейнера и фитинговых упоров;

на фиг. 4 - выносной элемент А на фиг. 2;

на фиг. 5 - сечение Б фитингового упора на фиг. 4.

Заявленная железнодорожная платформа содержит ходовые части с установленной на них рамой 1 и расположенные на ней снабженные шарнирами фитинговые упоры 2, каждый из которых включает штыревую опору 3, поворотную опорную плиту 4 и ограничительные элементы 5, закрепленные на раме платформы, причем установленные на раме одинарные фитинговые упоры 2 имеют параметры поперечного сечения штыревых опор 3 в продольном направлении Е=83…100 мм, а в поперечном направлении Е*=50…60 мм.

На фиг. 3 приведена схема взаимного расположения фитингов контейнера и фитинговых упоров на платформе (схема применима как в продольном, так и поперечном направлении платформы).

На фиг. 4 и фиг. 5 приведен пример фитингового упора платформы, где показаны места расположения параметров "Е", "С₁" и "С₂" (со звездочкой - при поперечной, без звездочки - при продольной схеме расчета).

Ниже приведен пример расчета установки фитинговых упоров. Параметры фитингов контейнеров соответствуют ГОСТ Р 51891 и «Российскому морскому регистру судоходства». Расчет проведен для 40-футового (1А, 1АА, 1ААА) контейнера. Для остальных типов контейнеров условия стыковки являются менее жесткими вследствие меньших отклонений предельных допусков на отклонение от номинальных размеров между осями отверстий фитингов и уменьшение разности диагоналей по этим отверстиям.

При расчете учитываются предельные отклонения параметров, приводящих к ухудшению выполнения условий стыковки контейнера и платформы.

Условные обозначения:

А_н, А_к, А_в - параметры отверстий фитингов контейнера;

Б_н, Б_к, Б_в - параметры фитинговых упоров платформы;

А₀, ΔА - номинальный размер и величина допуска расстояния между осями отверстий фитингов контейнера;

Б₀, ΔБ - номинальный размер и величина допуска расстояния между осями штыревых опор фитинговых упоров платформы;

Т - разница номинальных расстояний между осями штыревых опор фитинговых упоров и осями фитингов контейнера;

Т=Б₀-А₀;

м, Δм - размер и величина допуска отверстия фитинга контейнера в рассматриваемом сечении;

Е, ΔЕ - размер и величина допуска штыревой опоры фитингового упора платформы в рассматриваемом сечении;

ΔД_П, ΔД_к ^- разность диагоналей по упорам на платформе и контейнера;

С₁, С₂ - величина зазора между опорной поверхностью основания фитингового упора платформы и ограничительным элементом в рассматриваемом сечении с внешней и внутренней стороны контейнера соответственно;

min, max - минимальная и максимальная величина параметра.

В продольном направлении (исходные приведены в мм):

А₀=11985_,5; ΔА=±6,5; Т=15; ΔБ=±3; ΔД_П=10; ΔД_К=19; Е=85; м=124; Δм=1,5; С₁=10.

Условия входимости штыревых опор фитинговых упоров платформы в отверстия фитингов контейнера:

где

где

Условие обеспечения опирания штыревых опор фитинговых упоров платформы в фитингах контейнера со стороны воздействия усилия на контейнер:

где

Из анализа зависимостей (1) и (3) имеем следующее соотношение:

Т+Е≤100.

В поперечном направлении:

А₀*=2259; ΔА*=±4; ΔБ*=±2; Е*=57; м*=63.5; Δм*=1.5; С₁*=9; С₂*=1 (исходные данные приведены в мм).

Условия входимости направляющих фитинговых упоров платформы в отверстия фитингов контейнера:

где

где

Условие обеспечения опирания штыревых опор фитинговых упоров платформы в фитингах контейнера со стороны воздействия усилия на контейнер:

где

Сочетание параметров разности расстояний между осями отверстий фитингов контейнера и расстояния между осями штыревых опор в сочетании с возможностью свободного перемещения опорных поворотных плит фитинговых упоров позволяет увеличить размеры поперечного сечения штыревых опор и, следовательно, повысить их прочность. Одновременно это позволяет обеспечить восприятие нагрузок, действующих на контейнер, фитинговыми упорами, расположенными со стороны воздействия этих нагрузок, что приводит к дополнительному прижатию контейнера к платформе, а не к его отрыву.

Вышеприведенный расчет установки фитинговых упоров платформы выполнен для предельных допусков параметров. Вероятность возникновения таких экстремальных случаев (при котором наихудшее возможное сочетание допусков контейнера и его угловых фитингов в одном направлении совпадает с наихудшим сочетанием допусков рамы и ее фитинговых упоров в другом направлении) чрезвычайно мала. Поэтому на практике возможно применение менее жестких параметров для фитинговых упоров рамы.

В настоящее время на заявляемую конструкцию железнодорожной платформы разработан эскизный проект и выполнены расчеты на прочность.