CN101500876B - 铁路车的侧框架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道运输，更具体地涉及轨道运输转向架的侧框架。弹簧孔的下角部提供在框架的垂直立柱和下梁之间的台阶形桥。桥的顶表面用作铸造进框架的服务孔的凸缘中的连接板的延伸，并逐渐过渡进入楔形弹簧限制器。弹簧限制器的外表面与下梁的侧壁到斜梁的侧壁的过渡的形状一致。借助相互配合的半径，得到下梁的侧壁到斜梁的过渡。另外，U形的连接板设成沿着内夹头导块与斜梁的匹配的轮廓，并形成该处的开口。在高于轴箱孔的区域中，在上水平梁和框架的垂直侧表面之间的连接件与内夹头导块的支承凸合的横向支承面重合，框架的垂直侧表面设有支承凸耳，支承凸耳设在高于轴箱的区域的所述的壁中，支承凸耳的外表面以与轴箱孔的水平支承面成一角度延伸。本发明可发展铁路车换向架侧框架的结构设计显示改善的强度、使用寿命和工作特点，因为重分布应力及减小了在框架的危险点的应力集中水平。

Description

铁路车的侧框架

技术领域

本发明涉及铁路运输，更具体地涉及铁路车的侧框架的设计。 

背景技术

一个现有技术的出版物说明了用于货车的型号为18-100的铁路车的侧框架的设计(И.φ.ПacTyxoB，B.B. ΛgkuH，H.И.ЖykoB“BazoHbc”，运输出版社，莫斯科，1988年，76页)，该设计包括中部设有由一个上横梁、一个水平的下横梁及带有限制摩擦楔的横向运动的导块的两个垂直柱限定的弹簧孔的一个钢铸件。弹簧孔的下部设有支承面以接纳一个弹簧组，支承面设有铸造的弹簧安装凸台和弹簧错位限制器。斜梁和垂直立柱两者的横截面为槽形，以一个小角度弯曲到凸缘的端部里面，上梁及下梁的横截面为盒形的。侧框架的端部有带外和内夹头导块的轴箱孔。内夹头导块与侧框架的斜梁的中部元件连接(前苏联发明人证书No.768683，B61F5/52)。 

该侧框架的设计的缺点是在操作中在垂直立柱与下水平梁连接的区域裂纹倾向于发展，如果不注意，会容易导致侧框架断裂。这一可能性解释成因为从侧框架的横向中心面朝着到斜梁的桥区的下水平梁横截面的减小，结果使下水平梁从弹簧组吸收的负载不均匀地分布在下水平梁的长度上；另外，从下水平梁的侧壁到斜梁的侧壁的突然的过渡在该区域产生高的应力集中，下水平梁的如截头长斜方形的形状本身导致侧框架重量的增加，而在所述的梁中不产生要求的强度储备。在操作中裂纹发展的另一个侧框架区是斜梁与轴箱孔的水平支承区连接的区域。首先，在该区域建立高应力的原因是侧框架的轴箱孔的设计，该孔有容纳转向架的轴箱单元要求的宽的宽度，以及从上梁到高于轴箱的区域的过渡区的收敛及垂直面延伸过斜梁和轴箱孔的过渡区。 

在现有技术中还已知另一种轻重量的工字形侧框架设计(US.5410968，1995年5月2日)。侧框架包括一个下水平梁、有被限定轴箱孔的垂直立柱连接的、T形横截面的向上弯曲端的上梁，下水平梁与斜梁连接，斜梁与上梁的向上弯曲端一起延伸进入轴箱孔。轴箱孔的内夹头导块是铸入斜梁的下边的L形的托架。轴箱孔的内和外夹头导块设有支承凸耳以限制轴箱单元在孔中的运动。从下水平梁到斜梁的过渡区在侧框架的内侧上设有U形增强肋，增强肋同时用作转向架的制动梁的导块。 

侧框架的I字形横截面在操作中发展危险的裂纹。特别是，当转向架进入轨迹曲线时，该横截面形状对轴箱孔区域的侧框架不给予要求的强度，好象作为整体的结构很差地适于处理扭转力。另外，当元件拧到轴箱框架的水平支承面以防止其磨损时，由于该连接需要至少两个螺钉，侧框架区域的横截面将进一步弱化。 

另外，现有技术中还已知型号ASF10的转向架的侧框架的设计(“Car and Locomotive Cyclopedia”Simmons-Boardman PublishingCorporation，N.Y.，1970)。侧框架的所有的梁及支承元件有盒形横截面。下水平梁设有支承面，用于弹簧组放在其上，下水平梁的侧壁与斜梁的侧壁汇合。斜梁的下元件与下水平梁的汇合区设有服务孔及增强该区域的肋(US 5718177，1998年2月17日)。连接上下水平梁的垂直立柱由径向元件连接在该处。上梁有平滑地过渡到侧框架的轴箱孔中的向上弯曲的端部。高于轴箱的区域的侧壁有进一步限制转向架的轴箱单元的位移的、铸造的支承凸耳。 

该设计作为本发明最接近的现有技术。 

使用包括多个弹簧的弹簧组要求现有技术的结构设有较宽的下水平梁，另外下水平梁设有沿长度方向的中央增强肋，结果增加侧框架的重量。另外，肋设在侧框架内，在下水平梁与斜梁连接的区域，使侧框架在所述的区域有附加的刚性并增加其金属质量。给盒形的梁及框架元件提供纵向肋使制造工艺复杂化；另外，为便于制造工艺及减轻重量，该结构在侧框架梁中设有大量的孔，这些孔成为操作中进一 步的应力集中器。 

发明内容

本发明的目的是通过重分布应力及减小操作中框架的危险点处的应力集中提供改进的可靠性的铁路车厢转向架的侧框架。 

本发明的目的如下达到。 

侧框架的弹簧孔的下角部设计成从侧框架的垂直立柱到下水平梁的台阶形桥，台阶形桥的顶表面是铸造进入侧框架的服务孔的凸缘中的连接板的延伸，并过渡成楔形弹簧限制器，弹簧限制器的外表面跟随从下梁侧壁到斜梁侧壁的桥的形状结构。从下水平梁侧壁到斜梁侧壁的桥由两个汇合的径向元件形成，桥的一个径向元件有与所述的楔形弹簧凸台的中心重合的中心。另外，由夹头导块与斜梁形成的连接件的周边有限定在斜梁中的开口的一个U形连接板。在高于轴箱孔的区域中，在上水平梁和侧框架的垂直侧面之间的连接件与内夹头导块的支承凸耳的横向支承面一致。侧框架的垂直侧面在框架的轴箱孔的区域中设有支承凸耳，支承凸耳的外表面以与轴箱孔的水平支承面成一角度延伸。 

要求保护的本发明的概念包括铁路车转向架的侧框架是一个钢铸件，包括由垂直立柱连接的上、下水平梁，垂直立柱与上、下水平梁一起形成一个弹簧孔，弹簧孔的下部有带有弹簧安装凸台及弹簧位移限制器的支承面、还有与下水平梁连接的斜梁及带有内外夹头导块的轴箱孔的水平支承部分，支承面包括楔形弹簧凸台。由内夹头导块和斜梁形成的连接处的周边设有限定斜梁中的开口的U形连接板。弹簧孔的下角部是提供从侧框架的垂直立柱到下水平梁过渡的台阶形桥，台阶形桥的顶表面用作铸造进侧框架的服务孔的凸缘中的连接板的延伸，并过渡进入楔形弹簧限制器，弹簧限制器的外表面跟随从下水平梁侧壁到斜梁侧壁的桥的形状结构，桥由连接的径向元件形成。优选地，从所述的下水平梁的侧壁到斜梁的侧壁延伸、所述的桥的一个连接的径向元件有与所述的楔形弹簧凸台的中心重合的中心。优选地，在高于所述的侧框架的轴箱孔的区域中，在上水平梁和所述的侧框架 的垂直侧表面之间的连接件与所述的内夹头导块的支承凸耳的横向支承面重合。优选地，在高于所述的侧框架的轴箱孔的区域中，所述的侧框架的垂直侧表面设有支承凸耳，所述的支承凸耳的外表面以与所述的轴箱孔的水平支承面成一角度延伸。 

附图说明

从下面参照附图的说明可明白要求保护的发明的实质，附图中： 

图1是铁路车转向架的侧框架的总图，包括沿纵向面剖切的剖面图； 

图2是侧框架的顶视图； 

图3是侧框架的底视图； 

图4是沿图1的A-A线剖切的高于轴箱的区域的剖面图； 

图5是侧框架的不等角投影图，包括剖面图。 

具体实施方式

侧框架分别包括上水平梁1及下水平梁2，上下水平梁1，2由垂直立柱3连接，垂直立柱3与水平梁1，2一起限定弹簧孔31。侧框架的下水平梁2过渡到框架的斜梁4，斜梁4的中部元件5与轴箱孔6的水平支承部分11连接。各轴箱孔6分别包括设有支承凸耳9的内、外夹头导块7和8，以及高于轴箱的区域10。内夹头导块7与斜梁4的中部元件5连接，斜梁4与垂直立柱3类似，有槽形横截面形状。由内夹头导块7和斜梁4形成的连接处的周边设有U形的连接板14，连接板14形成在斜梁4的中部元件5中的一个开口。下水平梁2、上水平梁1和高于轴箱的区域10有箱形的横截面。高于轴箱的区域10的横截面朝外夹头导块8减小高度及宽度。侧框架的垂直侧壁12和高于轴箱的区域10设有支承凸耳13，支承凸块13的外表面以角度α延伸到轴箱孔6的水平支承面32。 

上水平梁1的侧壁15、下水平梁2的侧壁16和斜梁4的侧壁17平行于侧框架的纵向面延伸。垂直立柱3的侧壁18与斜梁的侧壁17和上水平梁1的侧壁15限定侧框架的两个公共的垂直侧面19，垂直侧面19设有服务孔20，沿服务孔的周边有内凸缘21和外凸缘34。在 高于轴箱的区域10，上水平梁1和侧框架的侧面19的连接线22与内夹头导块7的支承凸耳9的横向支承面23同平面。 

弹簧孔31的底部有放置转向架的弹簧组的支承面24，所述的支承面24设有铸造的弹簧安装凸合25和弹簧位移限制器86，包括用于楔形弹簧的凸台28及限制器27。 

弹簧孔31的下角部是提供侧框架的立柱3到一个下水平梁2的过渡的一个台阶形桥33。台阶形桥33的顶表面29是铸造进设在框架的侧表面19中的服务孔20的凸缘21中的连接板30的延伸。在台阶形桥33的边缘，台阶形桥33的顶表面29过渡到楔形弹簧限制器27。楔形弹簧限制器27的外表面跟随由连接的径向元件R1和R2形成的桥的形状结构，以提供从下水平梁的侧壁16到斜梁的侧壁17的过渡。径向元件R1有上楔形弹簧的凸台28的中心重合的中心。 

使用要求保护的本发明产生的技术效果包括在下面开发的铁路车转的架侧框架的结构有改善的强度、使用寿命和性能特点，因为在操作中应力重分布及侧框架的危险区发生的应力集中减小。 

在与内夹头导块的支承凸耳的横向支承面重合的位置，在高于轴箱的区域，上水平梁和侧框架的垂直侧表面之间的连接件帮助在轴箱孔的水平支承区域和斜梁的连接区建立的应力重分布，结果，减轻了应力集中水平及改进了在所述区域中侧框架的疲劳强度。 

另外，在形成斜梁的开口的、内夹头导块及斜梁的连接区的U形连接板帮助重分配及减小在轴箱孔的水平支承部分与斜梁之间的连接区的应力而没有明显增加侧框架的重量。 

在高于框架的轴箱的区域，以与轴箱孔的水平支承表面成角度设置的、在侧框架的侧壁上的支承凸耳的外表面扩展了位于转向架的轴箱单元上的侧框架的支承表面，并附加地稳定在侧框架的轴箱孔中轮组的位置。 

提供从垂直立柱到下水平梁的过渡的台阶形桥允许在弹簧孔的下角部区中重分配存在的应力及减小应力集中水平。 

用作结合进入服务孔的凸缘的、连接板的延伸及所述的顶表面到 楔形弹簧限制器的过渡的、台阶形桥的顶表面也允许由下水平梁吸收的负载转送到斜梁。成两个连接的径向元件形式的、结合下水平梁的侧壁进入到斜梁的侧壁的桥便于这些支承框架元件的光滑连接而不引起应力集中在台阶形桥区。 

跟随从下水平梁的侧壁到斜梁的侧壁的径向桥的形状结构的、楔形弹簧限制器的侧分支的外表面允许楔形弹簧限制器的侧分支用作在径向桥区的附加的增强元件。 

一个与楔形弹簧凸台中心重合的、从下水平梁的侧壁到斜梁的侧壁的桥的径向件的中心便于在离开加力的中心点相等距离处，在楔形弹簧作用下，在台阶形桥区产生的应力均匀地重分布。 

对于要求保护的铁路车转向架的侧框架的结构开发的设计说明书晚些时候已使用于制造试验试样，现已进入全面的试验。 

Claims (5)

1.一种钢铸件形式的铁路车侧框架，包括由垂直立柱连接的上、下水平梁，所述的立柱与上、下水平梁一起形成一个弹簧孔，所述的弹簧孔的下部有带有弹簧安装凸台及弹簧位移限制器的支承面，所述支承面包括楔形弹簧凸台；还有与下水平梁连接的斜梁，及带有内、外夹头导块的轴箱孔的水平支承区，其中所述的弹簧孔的下角部是提供从侧框架的垂直立柱到下水平梁过渡的台阶形桥，所述的台阶形桥的上表面用作铸造成侧框架的服务孔的凸缘的连接板的延伸，并结合进入楔形弹簧限制器，楔形弹簧限制器的外表面跟随由连接的径向元件形成的桥的形状结构，以提供从下水平梁的侧壁到斜梁的侧壁的过渡。

2.按照权利要求1所述的铁路车侧框架，其特征在于，从所述的下水平梁的侧壁到斜梁的侧壁延伸的所述的桥的其中一个连接的径向元件有与所述的楔形弹簧凸台的中心重合的中心。

3.按照权利要求1所述的铁路车侧框架，其特征在于，由所述的内夹头导块和所述的斜梁形成的连接区的周边设有一个U形连接板，所述U形连接板在斜梁中限定开口。

4.按照权利要求1所述的铁路车侧框架，其特征在于，在高于所述的侧框架的轴箱的区域中，在上水平梁和所述的侧框架的垂直侧表面之间的连接件与所述的内夹头导块的支承凸耳的横向支承面重合。

5.按照权利要求1所述的铁路车侧框架，其特征在于，在高于所述的侧框架的轴箱的区域中，所述的侧框架的垂直侧表面设有支承凸耳，所述的支承凸耳的外表面与所述的轴箱孔的水平支承面成一角度延伸。

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