Турнікетна опора

Турнікетна опора, яка складається з нижньої плити, жорстко закріпленої на підлозі транспортного засобу, і верхньої плити, жорстко зв'язаної з вантажем, на обернених одна до одної робочих гранях цих плит виконані виїмки, в яких розміщене тіло кочення, яка відрізняється тим, що між верхньою та нижньою опорними плитами розміщено проміжну плиту з, щонайменше, двома виїмками на верхній її грані та з одною на нижній її грані, при цьому відповідні виїмки на нижній грані верхньої 3 закріплену на підлозі транспортного засобу, і верхню плиту, жорстко зв'язану із вантажем, причому обернені одна до одної робочі грані цих плит мають вгнуті виїмки, між якими розміщене циліндричне тіло кочення. Недоліком цього пристрою є те, що він не забезпечує безпеку руху поїздів і є ненадійним в експлуатації під час руху платформи (або зчепу платформ) на залізничних кривих і стрілочних переводах. Причиною цього є те, що в конструкції пристрою-прототипу не допускається переміщення верхньої плити (разом із вантажем) у поперечному напрямку, що і призводить до виникнення значних поперечних відцентрових інерційних сил, що діють на вантаж. А це, в свою чергу, породжує виникнення значного обертального моменту цих сил відносно відповідних точок перевертання вантажу у поперечній площині, що і створює аварійні ситуації на залізниці. Особливо це небезпечно для великогабаритних конструкцій із високим розташуванням їх центра мас (пакетів вертикально закріплених ферм або довгомірних вантажів, розміщених в декілька ярусів по висоті тощо). Крім того, значні поперечні відцентрові інерційні сили призводять до пошкодження і руйнування транспортованого вантажу. В основу корисної моделі було поставлено задачу створення турнікетної опори: шляхом реалізації можливості контрольованих поперечних переміщень вантажу відносно нижньої опорної плити на кожній турнікетній опорі забезпечити його стійкість під дією поперечних інерційних сил та виключити виникнення аварійних ситуацій при перевезеннях великогабаритних вантажів. Поставлена задача вирішується тим, що в турнікетній опорі, яка складається з нижньої плити, жорстко закріпленої на підлозі транспортного засобу, і верхньої плити, жорстко зв'язаної з вантажем, на обернених одна до одної робочих гранях цих плит виконані виїмки, в яких розміщене тіло кочення, згідно з корисною моделлю між верхньою та нижньою опорними плитами розміщено проміжну плиту з, щонайменше, двома виїмками на верхній її грані та з одною на нижній її грані, при цьому відповідні виїмки на нижній грані верхньої плити і верхньої грані проміжної плити виконані у вигляді криволінійних циліндричних поверхонь кососиметричного профілю по відношенню одна до одної із радіусом їх кривини, що зменшується на проміжній плиті і збільшується на верхній плиті при переміщенні від вертикальної поздовжньої площини, яка проходить через центр мас вантажу, причому твірні вказаних виїмок є перпендикулярними вертикальній поперечній площині та між згаданими поверхнями розміщені додаткові тіла кочення у вигляді котків, а виїмки на нижній грані проміжної плити і верхньої грані нижньої плити виконані у вигляді криволінійних циліндричних поверхонь з твірними, перпендикулярними вертикальній поздовжній площині, причому між вказаними поверхнями також розміщене тіло кочення, яке взаємодіє з ними і виконане у вигляді котка. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, та технічним результатом полягає в у такому. 62396 4 Ознаки корисної моделі, пов'язані із введенням в склад турнікетної опори проміжної плити із виїмками на верхній її грані та виконанням відповідних їм виїмок на нижній грані верхньої плити дозволяє останній (разом із вантажем) переміщуватись у поперечному напрямку за рахунок перекочування тіл кочення по цих виїмках. Через те, що запропонована турнікетна опора забезпечує вільне поперечне переміщення верхньої плити разом із вантажем, відцентрові інерційні сили, які діють на вантаж, різко зменшуються порівняно із жорстким закріпленням вантажу у поперечному напрямку. При цьому зовнішній коток (по відношенню до миттєвого центру повороту зчепа платформ) піднімається на більшу висоту, ніж внутрішній, за рахунок вибору різної величини радіусів кривини виїмок на верхній і проміжній плитах. Отже, за рахунок вибору такого кососиметричного профілю вказаних виїмок зі змінним радіусом кривини центр мас вантажу відхиляється у бік, протилежний його переміщенню в поперечному напрямку. Все це, разом взяте, компенсує обертальний момент, що діє на вантаж, та, відповідно, забезпечує його стійкість при проходженні зчепом платформ кривих малого радіусу та стрілочних переводів. Аналогічна картина спостерігається на крутих поворотах "правильно" отпрофільованих швидкісних автомобільних трас, коли при вході в поворот зовнішні (по відношенню до миттєвого центра повороту автомобіля) колеса автомобіля піднімаються (за рахунок похилого "всередину" полотна траси), а внутрішні - опускаються по відношенню до його поздовжньої осі. Тому автомобіль на такому повороті набуває динамічної стійкості. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 показано загальний вид завантаженого зчепу з двох платформ із застосуванням запропонованих турнікетних опор; на Фіг. 2 - переріз опори по А-А на Фіг. 1 в статиці; на Фіг. 3 - переріз опори по А-А на Фіг. 1 під дією поперечних інерційних сил. Турнікетна опора включає верхню опорну плиту 1 з криволінійними циліндричними виїмками 2 і 3 на нижній її грані 4, розташованими симетрично відносно вертикальної поздовжньої площини, яка проходить через центр мас вантажу 5, проміжну плиту 6 із виїмками 7 і 8 на верхній її грані 9, розташованими кососиметрично по відношенню до відповідних їм виїмок 2 і 3 на нижній грані 4 верхньої опорної плити 1, причому твірні зазначених виїмок перпендикулярні вертикальній поперечній площині опори. При цьому радіус кривини виїмок 2 і 3 збільшується, а радіус кривини виїмок 7 і 8 зменшується при віддаленні від вертикальної поздовжньої площини опори, що проходить через центр мас вантажу 5. Крім того, на нижній грані 10 проміжної плити 6 виконано криволінійну циліндричну виїмку 11, яка розташована над відповідною їй виїмкою 12 на верхній грані 13 нижньої опорної плити 14. При цьому твірні вказаних циліндричних виїмок 11 і 12 є перпендикулярними до вертикальної поздовжньої площини турнікетної опори. До складу опори також входять тіла кочення у вигляді котків 15,16,17, які розташовані у виїмках 2,3, 7,8 і 5 11,12 відповідно. Вантаж 5 закріплено до верхньої опорної плити 1, а нижню опорну плиту 14 закріплено до платформи 18. Турнікетна опора в динаміці під дією поперечних інерційних сил спрацьовує у такий спосіб. Під час руху зчепу платформ у складі поїзда по залізничних кривих та стрілочних переводах верхня плита 1 разом із вантажем 5 під дією від Fпопер центрових інерційних сил переміщується вздовж поперечної осі платформи 18. При цьому тіла кочення 15 і 16 перекочуються відповідно по криволінійних виїмках 7 і 8 верхньої грані 9 проміжної плити 6. Це призводить до того, що верхня опорна плита 1 разом із вантажем 5 плавно підіймається на відповідну висоту, переміщуючись у вертикальній поперечній площині турнікетної опори із поворотом навколо центра мас Ц вантажу 5. Зазначений поворот верхньої плити 1 разом із вантажем 5 здійснюється таким чином, що якщо  Fпопер відцентрова інерційна сила напрямлена вправо (так, як показано на Фіг. 3), то праве тіло кочення 16 піднімається на більшу висоту за рахунок зменшення радіуса кривини поверхні виїмки 8, ніж ліве тіло кочення 15, яке котиться по криволінійній виїмці 7 із радіусом кривини, що збільшується. В результаті цього вказаний поворот верхньої плити 1 разом із вантажем 5 здійснюється проти  Fпопер годинникової стрілки. Якщо ж напрямлена вліво, то розмірковуючи аналогічно, можна дійти висновку, що поворот плити 1 із вантажем 5 буде здійснюватись за годинниковою стрілкою. Все це призводить до того, що поперечна вісь b-b, що проходила через центр мас вантажу 5 (точка Ц на Фіг. 2) і займала до цього горизонтальне положення, повертається і займе деяке похиле положення b'-b' з кутом нахилу α відносно початкового горизонтального положення осі b-b. Цей нахил буде направлений в сторону розташування миттєвого центру повороту зчепа платформ. При цьому зме F ншується або плече АВ (якщо попер діє вправо),  F або плече CD (якщо попер діє вліво). Тут АВ найкоротша відстань від точки дотику В тіла кочення 16 і виїмки 3 до осі b-b (перпендикуляр, проведений з точки В до прямої b-b); CD - найкоротша відстань від точки дотику D тіла кочення 15 і виїмки 2 до осі b-b (перпендикуляр, проведений з точки D до прямої b-b). Зменшуючи вказані плечі, можна 62396 6 значно зменшити обертальний момент, що діє на верхню плиту 1 із вантажем 5. Це можна зробити, збільшуючи кут повороту α осі b-b відносно горизонтального її положення за рахунок відповідного вибору кривини виїмок 2,3, 7 і 8. Очевидно, що для розглянутого випадку одночасно з моментом перевертання Mперев  ВЦ  Fпопер вантажу відносно точки В буде виникати компенсуючий момент утримання вантажу, який обумовлений дією сил ваги Pваги верхньої плити 1 разом із вантажем 5 відносно тої ж самої точки перевертання (точка В для першого М випадку). Його величина утрим дорівнює модулю векторного добутку ВЦ  Pваги . Динамічна рівновага (відносно точки В) для першого випадку дії поперечних відцентрових інерційних сил на вантаж може бути записана у вигляді таких еквівалентних рівнянь:  ВЦ  Fпопер  ВЦ  Рваги , або ВА  Fпоп  АЦ  Рваги . Таким чином, поглинання поперечних інерційних сил здійснюється за рахунок підіймання верхньої плити 1 разом із вантажем 5 із одночасним їх поворотом відносно центра мас Ц за або проти годинникової стрілки в залежності від напряму дії поперечних сил Fn. При цьому забезпечується динамічна стійкість вантажу 5 разом із верхньою плитою 1 відносно тіл кочення 15 або 16. Разом із демпфіруванням поперечних інерцій Fпопер них сил запропонований пристрій є ефекти Fпозд вним і під час дії поздовжніх інерційних сил , які поглинаються турнікетною опорою за рахунок перекочування третього тіла кочення 17 по криволінійній циліндричній виїмці 11 на нижній грані 10 проміжної плити 6 і відповідній їй виїмці 12 на верхній грані 13 нижньої опорної плити 14. Таким чином, запропоновані ознаки дозволяють отримати очікуваний технічний результат: шляхом реалізації можливості контрольованих поперечних переміщень вантажу відносно нижньої опорної плити на кожній турнікетній опорі забезпечити його стійкість під дією поперечних інерційних сил та виключити виникнення аварійних ситуацій при перевезеннях великогабаритних вантажів. 7 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 62396 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601