RU2828822C1 - Bent profile - Google Patents
Bent profile Download PDFInfo
- Publication number
- RU2828822C1 RU2828822C1 RU2023134092A RU2023134092A RU2828822C1 RU 2828822 C1 RU2828822 C1 RU 2828822C1 RU 2023134092 A RU2023134092 A RU 2023134092A RU 2023134092 A RU2023134092 A RU 2023134092A RU 2828822 C1 RU2828822 C1 RU 2828822C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- profile
- range
- bent
- bend
- angle
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции кузовов полувагонов, в частности, конструкции силовых профилей, используемых в торцевых стенах.The claimed invention relates to railway transport and concerns the design of gondola car bodies, in particular, the design of power profiles used in end walls.
Известна конструкция кузова полувагона модели 12-132, в торцевой стене которого используется силовой пояс, выполненный из горячекатаного профиля вагонной стойки, указанного в ГОСТ 5267.6-90 «Профиль вагонной стойки. Сортамент». Ширина профиля составляет 250 мм, высота профиля составляет 102 мм, стенка профиля составляет 13±1,5 мм, отгибка составляет 70+2,0 -7,5 мм, при этом отгибка расположена к полке под углом в диапазоне от 96° до 100°.The design of the gondola car body of model 12-132 is known, in the end wall of which a power belt is used, made of a hot-rolled profile of a car rack, specified in GOST 5267.6-90 "Profile of a car rack. Assortment". The width of the profile is 250 mm, the height of the profile is 102 mm, the wall of the profile is 13±1.5 mm, the bend is 70 +2.0 -7.5 mm, while the bend is located to the shelf at an angle in the range from 96 ° to 100 °.
Данный профиль обладает большими прочностными качествами: Wx=112,32 см3 (11232,0 мм3), Wy=117,54 см3 (11754,0 мм3), при этом массовая характеристика профиля очень высокая, например, пояс торцевой стены длиной 3000 мм весит 86,13 кг, что необоснованно увеличивает массу тары полувагона. Кроме того, профиль выполнен способом горячей прокатки, что увеличивает его стоимость.This profile has high strength properties: W x = 112.32 cm 3 (11232.0 mm 3 ), W y = 117.54 cm 3 (11754.0 mm 3 ), while the mass characteristic of the profile is very high, for example, the end wall belt 3000 mm long weighs 86.13 kg, which unreasonably increases the tare weight of the gondola car. In addition, the profile is made by hot rolling, which increases its cost.
Также известен шахтный горячекатаный металлический профиль для крепей подготовительных выработок [Патент РФ на изобретение №2191902, опубликовано 27.10.2002], состоящий из днища, стенок и фланцев. Профиль имеет габаритные параметры для типоразмера 18 кг/м: высоту h=82,0 мм, ширину b1=130,8 мм, общую ширину с фланцами b=294,1 мм, толщину днища, стенок и фланцев соответственно d=6,5 мм, d1=5,0 мм, h1=6,5 мм.Also known is a hot-rolled metal mine profile for supports of development workings [Patent of the Russian Federation for invention No. 2191902, published on 27.10.2002], consisting of a bottom, walls and flanges. The profile has the following overall parameters for the 18 kg/m size: height h=82.0 mm, width b1=130.8 mm, total width with flanges b=294.1 mm, thickness of the bottom, walls and flanges respectively d=6.5 mm, d1=5.0 mm, h1=6.5 mm.
Данный профиль выбран в качестве прототипа для заявляемого изобретения.This profile was chosen as a prototype for the claimed invention.
Вышеописанный профиль обладает приемлемой массой, например, пояс торцевой стены длиной 3000 мм весит 57,23 кг, что уменьшает массу пояса на 33,5%. Однако, данный профиль, выполнен методом горячей прокатки, что увеличивает его стоимость.The above-described profile has an acceptable weight, for example, a 3000 mm long end wall belt weighs 57.23 kg, which reduces the belt weight by 33.5%. However, this profile is made by hot rolling, which increases its cost.
Основным недостатком шахтного профиля является пониженные прочностные характеристики: Wx=66478,55 мм3, Wy=111531,13 мм3, что уменьшает прочность пояса: по оси х на 40,8%, по оси у на 5,11%. Особенно важно для пояса прочностные характеристики по оси у, так как пояс торцевой стены кузова полувагона, большинство нагрузок воспринимает в продольном направлении кузова по оси у.The main disadvantage of the shaft profile is the reduced strength characteristics: W x = 66478.55 mm 3 , W y = 111531.13 mm 3 , which reduces the strength of the belt: along the x axis by 40.8%, along the y axis by 5.11%. The strength characteristics along the y axis are especially important for the belt, since the belt of the end wall of the gondola car body takes most of the loads in the longitudinal direction of the body along the y axis.
Задача, на решение которой направлена заявляемое изобретение, заключается в создании конструкции гнутого профиля, который позволят повысить прочность силового пояса торцевой стены кузова полувагона, в сочетании с уменьшением металлоемкости.The problem, which the claimed invention is aimed at solving, is to create a bent profile design that will increase the strength of the power belt of the end wall of the gondola car body, in combination with a reduction in metal consumption.
Поставленная задача решается за счет того, что ширина профиля выполнена в диапазоне от 307 мм до 311 мм, высота профиля выполнена в диапазоне от 143 мм до 155 мм, стенка профиля выполнена в диапазоне от 187 мм до 200 мм, отгибка выполнена в диапазоне от 38 мм до 42 мм, причем одна отгибка расположена к полке профиля под углом в диапазоне от 96° до 102°, а вторая отгибка расположена к полке профиля под углом в диапазоне от 108° до 112°.The set task is solved due to the fact that the profile width is made in the range from 307 mm to 311 mm, the profile height is made in the range from 143 mm to 155 mm, the profile wall is made in the range from 187 mm to 200 mm, the bend is made in the range from 38 mm to 42 mm, and one bend is located to the profile shelf at an angle in the range from 96° to 102°, and the second bend is located to the profile shelf at an angle in the range from 108° to 112°.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что гнутый профиль выполнен из стального листа толщиной от 4,5 мм до 5,5 мм, при этом, ширина профиля выполнена в диапазоне от 307 мм до 311 мм, высота профиля выполнена в диапазоне от 143 мм до 155 мм, стенка профиля выполнена в диапазоне от 187 мм до 200 мм, отгибка выполнена в диапазоне от 38 мм до 42 мм, причем одна отгибка расположена к полке профиля под углом в диапазоне от 96° до 102°, а вторая отгибка расположена к полке профиля под углом в диапазоне от 108° до 112°.The essence of the proposed invention is that the bent profile is made of a steel sheet with a thickness of 4.5 mm to 5.5 mm, wherein the profile width is made in the range of 307 mm to 311 mm, the profile height is made in the range of 143 mm to 155 mm, the profile wall is made in the range of 187 mm to 200 mm, the bend is made in the range of 38 mm to 42 mm, wherein one bend is located to the profile shelf at an angle in the range of 96° to 102°, and the second bend is located to the profile shelf at an angle in the range of 108° to 112°.
Внутренние радиусы гиба гнутого профиля составляют диапазон от 13 мм до 17 мм.The internal bending radii of the bent profile range from 13 mm to 17 mm.
Профиль обладает классом прочности не ниже 345, с гарантией свариваемости.The profile has a strength class of at least 345, with a weldability guarantee.
Профиль выполнен из стали марки 09Г2С.The profile is made of grade 09G2S steel.
Профиль выполнен из стали марки 09Г2Д.The profile is made of grade 09G2D steel.
Профиль выполнен из стали марки 09Г2СД.The profile is made of grade 09G2SD steel.
Профиль выполнен из стали марки 10ХСНД.The profile is made of 10HSND steel.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом:The essence of the claimed invention is explained by the drawing:
фиг. 1 - гнутый профиль.Fig. 1 - bent profile.
Гнутый профиль выполнен из стального листа толщиной (S) от 4,5 мм до 5,5 мм. Ширина профиля (В) выполнена в диапазоне от 307 мм до 311 мм. Высота профиля (Н) выполнена в диапазоне от 143 мм до 155 мм. Стенка профиля (А) выполнена в диапазоне от 187 мм до 200 мм. Отгибка (L) выполнена в диапазоне от 38 мм до 42 мм. Одна отгибка расположена к полке профиля под углом (α1) в диапазоне от 96° до 102°, а вторая отгибка расположена к полке профиля под углом (α2) в диапазоне от 108° до 112°.The bent profile is made of steel sheet with a thickness (S) from 4.5 mm to 5.5 mm. The profile width (B) is made in the range from 307 mm to 311 mm. The profile height (H) is made in the range from 143 mm to 155 mm. The profile wall (A) is made in the range from 187 mm to 200 mm. The bend (L) is made in the range from 38 mm to 42 mm. One bend is located to the profile shelf at an angle (α1) in the range from 96° to 102°, and the second bend is located to the profile shelf at an angle (α2) in the range from 108° to 112°.
Внутренние радиусы (R) гиба гнутого профиля составляют диапазон от 13 мм до 17 мм.The internal bending radii (R) of the bent profile range from 13 mm to 17 mm.
Профиль обладает классом прочности не ниже 345, с гарантией свариваемости.The profile has a strength class of at least 345, with a weldability guarantee.
Профиль выполнен из стали марки 09Г2С.The profile is made of grade 09G2S steel.
Профиль выполнен из стали марки 09Г2Д.The profile is made of grade 09G2D steel.
Профиль выполнен из стали марки 09Г2СД.The profile is made of grade 09G2SD steel.
Профиль выполнен из стали марки 10ХСНД.The profile is made of 10HSND steel.
Технический результат от заявляемого изобретения заключается в том, что выполнение ширины профиля в диапазоне от 307 мм до 311 мм, высоты профиля в диапазоне от 143 мм до 155 мм, стенки профиля в диапазоне от 187 мм до 200 мм, а также выполнение отгибки в диапазоне от 38 мм до 42 мм и расположение одной отгибки к полке профиля под углом в диапазоне от 96° до 102°, а второй отгибки к полке профиля под углом в диапазоне от 108° до 112°, позволяет создать конструкцию гнутого профиля, который обеспечивает повышение прочности силового пояса торцевой стены кузова полувагона, в сочетании с уменьшением металлоемкости, что в свою очередь увеличивает полезную грузоподъемность полувагона. При этом прочностные характеристики предложенного гнутого профиля позволяют выдерживать нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации.The technical result of the claimed invention is that the implementation of the profile width in the range from 307 mm to 311 mm, the profile height in the range from 143 mm to 155 mm, the profile wall in the range from 187 mm to 200 mm, as well as the implementation of the bend in the range from 38 mm to 42 mm and the location of one bend to the profile shelf at an angle in the range from 96 ° to 102 °, and the second bend to the profile shelf at an angle in the range from 108 ° to 112 °, allows to create a design of a bent profile, which provides an increase in the strength of the power belt of the end wall of the gondola car body, in combination with a decrease in metal consumption, which in turn increases the useful load capacity of the gondola car. At the same time, the strength characteristics of the proposed bent profile make it possible to withstand loads arising during operation.
Данные показатели были получены расчетным методом.These indicators were obtained using a calculation method.
Параметры предлагаемой конструкции гнутого профиля:Parameters of the proposed design of the bent profile:
- ширина от 307 мм до 311 мм, высота от 143 мм до 155 мм, стенки профиля в диапазоне от 187 мм до 200 мм, толщина от 4,5 мм до 5,5 мм, расположение одной отгибки размером от 38 мм до 42 мм к полке профиля под углом в диапазоне от 96° до 102°, а второй под углом в диапазоне от 108° до 112°.- width from 307 mm to 311 mm, height from 143 mm to 155 mm, profile walls in the range from 187 mm to 200 mm, thickness from 4.5 mm to 5.5 mm, location of one bend measuring from 38 mm to 42 mm to the profile shelf at an angle in the range from 96° to 102°, and the second at an angle in the range from 108° to 112°.
Далее проведем расчет на определение момента сопротивления при указанных параметрах.Next, we will carry out a calculation to determine the moment of resistance for the specified parameters.
При минимальных значениях гнутого профиля (ширина 307 мм, высота 143 мм, стенки профиля 187 мм, толщина 4,5 мм, расположение одной отгибки размером 38 мм к полке профиля под углом 96°, а второй под углом 98°):With minimum values of the bent profile (width 307 mm, height 143 mm, profile walls 187 mm, thickness 4.5 mm, location of one bend measuring 38 mm to the profile shelf at an angle of 96°, and the second at an angle of 98°):
Площадь сечения составляет 2335 мм2;The cross-sectional area is 2335 mm2 ;
Момент инерции Ix по оси X составляет 6720295,74 мм4;The moment of inertia I x along the X axis is 6720295.74 mm 4 ;
Момент инерции Iy по оси Y составляет 21336190,69 мм4.The moment of inertia I y along the Y axis is 21336190.69 mm 4 .
Находим момент сопротивления по оси X:We find the moment of resistance along the X axis:
Находим момент сопротивления по оси Y:We find the moment of resistance along the Y axis:
При максимальных значениях гнутого профиля (ширина 311 мм, высота 155 мм, стенки профиля 200 мм, толщина 5,5 мм, расположение одной отгибки размером 42 мм к полке профиля под углом 102°, а другой под углом 112°):With maximum values of the bent profile (width 311 mm, height 155 mm, profile walls 200 mm, thickness 5.5 mm, location of one bend measuring 42 mm to the profile shelf at an angle of 102°, and the other at an angle of 112°):
Площадь сечения составляет 2978,88 мм2;The cross-sectional area is 2978.88 mm2 ;
Момент инерции Ix по оси X составляет 9151746,94 мм4;The moment of inertia I x along the X axis is 9151746.94 mm 4 ;
Момент инерции Iy по оси Y составляет 28446124,39 мм4.The moment of inertia I y along the Y axis is 28446124.39 mm 4 .
Находим момент сопротивления по оси X:We find the moment of resistance along the X axis:
Находим момент сопротивления по оси Y:We find the moment of resistance along the Y axis:
Таким образом, момент сопротивления Wx (по оси X) при указанных параметрах предлагаемого технического решения составляет:Thus, the moment of resistance W x (along the X axis) with the specified parameters of the proposed technical solution is:
- при минимальных размерах - 72113,9 мм3;- with minimum dimensions - 72113.9 mm3 ;
- при максимальных размерах - 93700,7 мм3.- at maximum dimensions - 93700.7 mm 3 .
Момент сопротивления Wy (по оси Y) составляет:The moment of resistance W y (along the Y axis) is:
- при минимальных размерах - 138456,79 мм3;- with minimum dimensions - 138456.79 mm3 ;
- при максимальных размерах - 182206,8 мм3.- at maximum dimensions - 182206.8 mm 3 .
При этом, учитывая прочностные характеристики аналога (прототипа) (Wx=66478,55 мм3, Wy=111531,13 мм3), получаем увеличение осевого момента сопротивления.Moreover, taking into account the strength characteristics of the analogue (prototype) (W x = 66478.55 mm 3 , W y = 111531.13 mm 3 ), we obtain an increase in the axial moment of resistance.
При минимальных значениях момента сопротивления предлагаемого технического решения, увеличение составляет:At minimum values of the moment of resistance of the proposed technical solution, the increase is:
- по оси X - 8,5%;- along the X axis - 8.5%;
- по оси Y - 24,1%.- along the Y axis - 24.1%.
При максимальном значении момента сопротивления предлагаемого технического решения:At the maximum value of the moment of resistance of the proposed technical solution:
- по оси X - 40,9%;- along the X axis - 40.9%;
- по оси Y - 63,4%.- along the Y axis - 63.4%.
В свою очередь, увеличение момента сопротивления приводит к увеличению запаса прочности конструкции гнутого профиля, что обеспечивает прочную сварную конструкцию торцевой стены полувагона.In turn, an increase in the moment of resistance leads to an increase in the safety margin of the bent section structure, which ensures a strong welded structure of the end wall of the gondola car.
Далее определим снижение массы из гнутого профиля, в отличие от прототипа.Next, we will determine the reduction in weight from the bent profile, in contrast to the prototype.
Площадь сечения профиля прототипа составляет - 2430 мм2.The cross-sectional area of the prototype profile is 2430 mm2 .
Находим вес трех погонных метров (3 п.м.) профиля прототипа:We find the weight of three linear meters (3 running meters) of the prototype profile:
Площадь сечения гнутого профиля при минимальных значениях составляет - 2335 мм2.The cross-sectional area of the bent profile at minimum values is 2335 mm2 .
Находим вес трех погонных метров (3 п.м.) профиля при минимальных значениях параметров соответственно:We find the weight of three linear meters (3 running meters) of the profile with the minimum values of the parameters, respectively:
Получаем, что вес 3 п.м. гнутого профиля меньше на 3,9%, по сравнению с прототипом. Соответственно получаем экономию средств и уменьшение трудозатрат при изготовлении пояса торцевой стены из гнутого профиля.We get that the weight of 3 running meters of bent profile is 3.9% less, compared to the prototype. Accordingly, we get cost savings and reduced labor costs when manufacturing the end wall belt from bent profile.
Выполнение внутренних радиусов гиба гнутого профиля в диапазоне от 13 мм до 17 мм позволяет снизить напряжения в местах гиба и тем самым избежать усталостных трещин в наружных слоях металла, что обеспечивает прочность конструкции пояса торцевой стены.The implementation of internal bending radii of the bent profile in the range from 13 mm to 17 mm allows to reduce stresses in the bending areas and thus avoid fatigue cracks in the outer layers of metal, which ensures the strength of the end wall belt structure.
Выполнение гнутого профиля классом прочности не ниже 345, с гарантией свариваемости, а также выполнение профиля из стали марки 09Г2С или 09Г2Д, или 09Г2СД, или 10ХСНД, обеспечивает прочность и хорошую свариваемость, а также устойчивость к образованию усталостных трещин.The production of a bent profile with a strength class of at least 345, with a guarantee of weldability, as well as the production of a profile from steel grade 09G2S or 09G2D, or 09G2SD, or 10HSND, ensures strength and good weldability, as well as resistance to the formation of fatigue cracks.
В настоящее время на заявляемое изобретение разработана конструкторская документация и проведены испытания опытных образцов.At present, design documentation has been developed for the claimed invention and tests of prototypes have been conducted.
Claims (7)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2828822C1 true RU2828822C1 (en) | 2024-10-21 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5253501A (en) * | 1987-04-01 | 1993-10-19 | Spath Walter E | Mechanism and method for bending sheet metal |
| RU2191902C2 (en) * | 2000-07-11 | 2002-10-27 | Егошин Воля Васильевич | Mine sections for manufacture of metal support of mine workings |
| RU2200069C1 (en) * | 2001-06-08 | 2003-03-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Bent steel section for road guard |
| RU2220802C2 (en) * | 2001-06-18 | 2004-01-10 | ФГУП "Ульяновский НИАТ" | Method for making bent shapes having rigidity ribs in bottom part |
| RU2354476C2 (en) * | 2007-04-18 | 2009-05-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of channel profile production and related device |
| WO2020254023A1 (en) * | 2019-06-19 | 2020-12-24 | Ingvest Ab | Roll-forming machine and method for roll-forming |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5253501A (en) * | 1987-04-01 | 1993-10-19 | Spath Walter E | Mechanism and method for bending sheet metal |
| RU2191902C2 (en) * | 2000-07-11 | 2002-10-27 | Егошин Воля Васильевич | Mine sections for manufacture of metal support of mine workings |
| RU2200069C1 (en) * | 2001-06-08 | 2003-03-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Bent steel section for road guard |
| RU2220802C2 (en) * | 2001-06-18 | 2004-01-10 | ФГУП "Ульяновский НИАТ" | Method for making bent shapes having rigidity ribs in bottom part |
| RU2354476C2 (en) * | 2007-04-18 | 2009-05-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of channel profile production and related device |
| WO2020254023A1 (en) * | 2019-06-19 | 2020-12-24 | Ingvest Ab | Roll-forming machine and method for roll-forming |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU109066U1 (en) | Gondola car body | |
| RU2828822C1 (en) | Bent profile | |
| DK2881339T3 (en) | Container and method of making a container | |
| RU2828823C1 (en) | Bent profile | |
| RU192616U1 (en) | Compound Spinal Beam | |
| RU2467075C2 (en) | Method of rolling hot-rolled section reinforcement bars | |
| RU2487031C2 (en) | Freight car bogie solebar | |
| RU2680560C1 (en) | H-shaped bent closed profile (options) | |
| RU2751043C1 (en) | Box car body | |
| US6619213B2 (en) | Coil transporter | |
| RU126913U1 (en) | HIGH STRENGTH RACK RACK | |
| US9056344B2 (en) | Method for producing hot rolled hollow sections having a rectangular cross-section and small edge radii | |
| RU158580U1 (en) | Wagon-Hopper | |
| RU2296640C1 (en) | Bent channel | |
| CN200999849Y (en) | Large torquemoment vehicle driving bridge main reducing gear gear wheel | |
| RU182888U1 (en) | HOPPER WAGON BUNKER | |
| Yang et al. | A finite element analysis on mechanical behavior of Al/Al-Mg composites for the design of tank cars under actual measuring loads | |
| RU2281178C1 (en) | Concave sheet section | |
| RU193715U1 (en) | CONTAINER PLATFORM FOR CARRIAGE OF LOADS OF CYLINDRICAL FORM | |
| CN210368470U (en) | Suspension type track traffic transportation's track roof beam | |
| RU215560U1 (en) | FREIGHT CAR SIDE BEAM | |
| UA127177U (en) | REMOVAL VEHICLE BODY | |
| RU62075U1 (en) | SPRING BEAM FROM RAILWAY PLATFORM | |
| RU109067U1 (en) | LONG BOARD OF A HEAVY DUMP WAGON | |
| RU2569624C2 (en) | Method of rail production |