EA008601B1

EA008601B1 - Frame of vehicle bogie

Info

Publication number: EA008601B1
Application number: EA200600873A
Authority: EA
Inventors: Иван Вячеславович Бирюков; Николай Васильевич Бурмистров; Александр Михайлович Кармишын; Александр Викторович Карюкин; Генрих Исаакович ЛЕВИН; Виктор Алексеевич МАЖУКИН; Леонид Автономович Михальчук; Евгений Константинович Рыбников; Роман Юрьевич Соболев; Николай Романович Стреха; Алексей Александрович Хомяков
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Вкм-Инжиниринг"
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2007-06-29
Also published as: EA200600873A1

Abstract

The invention relates to railway transport, the wheels of which are mounted on a bogie, for example to railway running stock, in particular to railway cars. During running there appear horizontal forces between a car body and the bogie. A swivel aperture (3) is provided on the frame bogie in the cross beam (1) for withstanding said forces. On both sides of the aperture and along the longitudinal axis of the cross beam a support (5) is fixed coupled additionally with the cross beam by stiffening ribs (6), wherein the center of the support (5) cross section is in one plane with the axis passing through the center of the stiffening ribs (6) section. It results in increasing resistance to the bending moment from the lateral force acting upon the frame upper sheet (4) from the swivel side. The inventive effect is aimed at increasing the frame strength and reducing the weight thereof. In the embodied sample the cross beam is executed as a box and the support (5) is made as a plate affixed inside the box to the beam (1) upper sheet (4), wherein connected to the plates ribs are flanged and arranged along the beam (1) longitudinal axis from the swivel aperture (3) to the frame flanges (2).

Description

Изобретение относится к подвижным транспортным средствам, в частности рельсовым, например, железнодорожным грузовым вагонам.The invention relates to mobile vehicles, in particular rail, for example, rail freight cars.

Известные транспортные средства, например, железнодорожные вагоны, содержащие кузов, установленный на тележках и связанный с ними шкворневым узлом, передающим горизонтальные усилия, возникающие при движении.Known vehicles, for example, rail cars, containing a body mounted on carts and associated pivot node, transmitting horizontal forces arising from the movement.

Рамы транспортных средств изготовляются таким образом, чтобы в максимальной степени противостоять этим усилиям и сохранить прочность этого узла.The vehicle frames are made in such a way as to maximally resist these efforts and preserve the strength of this node.

Известны многие конструкции и формы рам, в частности тележек, в той или иной степени удовлетворяющие требованиям прочности. Однако при этом всегда остается стремление уменьшить вес рамы и увеличить ее прочность.Many designs and forms of frames, in particular carriages, which to some extent meet the requirements of strength, are known. However, this always remains the desire to reduce the weight of the frame and increase its strength.

Известны тележки железнодорожных вагонов, содержащие раму, снабженную ребрами жесткости определенной формы (например, французский патент № 2802162 по кл. МПК В 61Р 5/16 от 8.12.1999 г.). Введенные там в устройство рамы ребра укрепляют зону шкворневого узла, однако верхний лист поперечной балки рамы остается недостаточно устойчив к горизонтальным силам и требует большой толщины этого листа.Known trolleys of railway cars, containing a frame equipped with stiffening ribs of a certain shape (for example, French patent No. 2802162 according to cl. IPC B 61 P 5/16 dated December 8, 1999). The ribs inserted into the frame device reinforce the pivot assembly area, but the top sheet of the crossbeam of the frame remains insufficiently resistant to horizontal forces and requires a large thickness of this sheet.

Известны также рамы железнодорожных транспортных средств, где для повышения устойчивости горизонтальных листов они предусмотрены разной толщины (например, патент РФ № 2262458 по кл. МПК В 61Р 1/00 от 30.11.2004 г.). Такое устройство утяжеляет конструкцию рамы и усложняет ее, ограничивая изготовление рамы только методом сварки (литая рама считается более надежной). Известны также устройства надрессорной балки тележки грузового вагона (патент № 1098852 по кл. МПК В 61Р 5/52, 1/08 от 3.05 1979 г.), где ее верхний пояс коробчатого типа, на котором предусмотрена пята шкворневого узла, связан с нижним поясом вертикальными стенками и рядом поперечных ребер. Это изобретение направлено на увеличение противодействия вертикальным силам и повышению усталостной прочности балки. Воздействию горизонтальных сил такая конструкция сопротивляется мало, так как ребра и стенки работают на изгиб. При этом горизонтальный лист вертикального пояса балки должен иметь по всей длине большую толщину, чтобы предотвратить потери его устойчивости под действием поперечных сил, возникающих из-за постоянного виляния тележки при движении вагона. Известны также устройства рамы тележки, содержащие поперечную литую балку с отверстием для шкворня, укрепленным вертикальными стенками в виде стакана, соединяющего верхний и нижний листы балки (например, французский патент № 2666779 по кл. МПК В 61 Р5/14, 5/24 от 19.08. 1991 г.). В этом случае верхний горизонтальный лист также оказывается недостаточно устойчив к горизонтальным силам.The frames of railway vehicles are also known, where they are provided for different thickness to increase the stability of horizontal sheets (for example, RF Patent No. 2262458 according to the IPC B 61P 1/00 dated November 30, 2004). Such a device weighs down the frame structure and complicates it, limiting the manufacture of the frame only by the welding method (the cast frame is considered to be more reliable). Also known are devices of the bogie bolster of a freight car truck (patent No. 1098852 in class. IPC B 61 P 5/52, 1/08 of 3.05 1979), where its upper box-type belt, on which the heel of the pivot assembly is provided, is connected to the lower belt vertical walls and a number of transverse ribs. This invention aims to increase resistance to vertical forces and increase the fatigue strength of the beam. Such a structure resists little to the influence of horizontal forces, since the ribs and walls work to bend. In this case, the horizontal sheet of the vertical belt of the beam should have a greater thickness along the entire length in order to prevent the loss of its stability under the action of transverse forces arising from the constant wagging of the trolley when the car moves. Also known are carriage frame devices containing a transverse cast beam with a hole for a king pin, fortified with vertical walls in the form of a cup connecting the top and bottom sheets of the beam (for example, French patent No. 2666779 for MPK B 61 P5 / 14, 5/24 from 19.08 1991). In this case, the upper horizontal sheet is also not sufficiently resistant to horizontal forces.

За прототип к предлагаемому взято устройство по упомянутому французскому патенту №2802162 по кл. В 61Р 5/16, которое по совокупности существенных признаков следует признать наиболее близким.The prototype for the proposed device is taken according to the aforementioned French patent No. 2802216 cl. In 61P 5/16, which by the combination of essential features should be recognized as the closest.

Недостаток известного устройства заключается в недостаточной устойчивости к горизонтальным поперечным (по отношению к направлению движения транспортного средства) силам.A disadvantage of the known device is the lack of resistance to horizontal transverse (with respect to the direction of movement of the vehicle) forces.

Задача для устранения недостатка заключается в том, чтобы найти зону наименьшей устойчивости, укрепив только ее.The task to eliminate the drawback is to find the zone of least sustainability, strengthening only it.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение продольной жесткости рамы под действием указанных выше поперечных сил без увеличения веса рамы.The technical result of the invention is to increase the longitudinal rigidity of the frame under the action of the above transverse forces without increasing the weight of the frame.

Сущность предложения поясняется предпочтительным вариантом его осуществления, поясняемого фигурами.The essence of the proposal is illustrated by the preferred option for its implementation, illustrated by the figures.

На фиг. 1 показано относительное расположение ребра и упора в предлагаемом устройстве.FIG. 1 shows the relative location of the ribs and stops in the proposed device.

На фиг. 2 показано положение ребра на верхнем листе балки - вид снизу.FIG. 2 shows the position of the ribs on the top sheet of the beam - bottom view.

На фиг. 3 показан поперечный вид балки с расположением оси ребра относительно центра сечения упора.FIG. 3 shows a transverse view of the beam with the location of the axis of the rib relative to the center of the section of the stop.

На фиг. 4 представлен боковой вид поперечной балки с положением ребра и упора.FIG. 4 shows a side view of the transverse beam with the position of the rib and the stop.

Как видно на фиг. 1 и 2, поперечная (хребтовая) балка 1 рамы транспортного средства имеет фланцы 2 для крепления к боковинам тележки железнодорожного вагона и шкворневое отверстие 3 на верхнем листе 4 балки 1 рамы. Кроме того, балка снабжена упорами 5 (фиг. 1 и 2) для восприятия горизонтальных сил от шкворня (закреплен на кузове вагона и входит в отверстие рамы). Упоры 5 (являются ограничителями перемещений шкворня) расположены по обеим сторонам шкворневого отверстия 3 вдоль продольной оси Х-Х поперечной балки. Упор 5, сваренный с верхним листом 4 (фиг. 1) или отлитый вместе с ним, дополнительно соединен с верхним листом ребром жесткости 6 (фиг. 1, 2), причем центр сечения О упора 5 (фиг. 3) совпадает с осью, проходящей через центр сечения ребра 6. Ось Г проходит через продольную плоскость балки, совпадающую с плоскостью, по которой проходит ось ребра 6. Эта плоскость проходит также через центр симметрии поперечного сечения упора 5. Ребро 6 простирается вдоль оси балки (фиг. 2 и 4) от отверстия 3 до фланца 2. В отдельных случаях ребро 6 имеет еще и поперечные ответвления (поз. 7 на фиг. 2).As seen in FIG. 1 and 2, the transverse (ridge) beam 1 of the vehicle frame has flanges 2 for fastening to the sidewalls of the wagon trolley and a pivot hole 3 on the top sheet 4 of the beam 1 of the frame. In addition, the beam is equipped with stops 5 (Fig. 1 and 2) for the perception of horizontal forces from the king pin (mounted on the car body and enters the frame hole). The stops 5 (they are limiting the movement of the king pin) are located on both sides of the pivot hole 3 along the longitudinal axis X-X of the transverse beam. The stop 5, welded to the top sheet 4 (Fig. 1) or cast together with it, is additionally connected to the top sheet by a stiffener 6 (Fig. 1, 2), with the center of the section O of the stop 5 (Fig. 3) coinciding with the axis, the edge 6 passing through the center of section. The D axis passes through the longitudinal plane of the beam, which coincides with the plane along which the axis of the edge 6 passes. ) from hole 3 to flange 2. In some cases, rib 6 also has a lateral branch (pos. 7 in fig. 2).

Ребро 6 имеет отбортовку 8 (фиг. 3 и 4). В данном примере выполнения она предусмотрена по всей длине ребра (фиг. 4). Как видно на фиг. 3, ребро с отбортовкой имеет в предпочтительном примере исполнения профиль тавра. Площадь профиля ребра 6, как видно на фиг. 3, может быть переменной поThe edge 6 has a flare 8 (Fig. 3 and 4). In this exemplary embodiment, it is provided along the entire length of the rib (FIG. 4). As seen in FIG. 3, the flared edge has, in a preferred embodiment, a profile of the brand. The profile area of the rib 6, as seen in FIG. 3 may be variable by

- 1 008601 длине ребра. Такая форма ребра, его расположение и связь с упорами 5 обеспечивают наибольшую устойчивость балки к поперечным силам при наименьшем весе конструкции.- 1 008601 edge length. This shape of the ribs, its location and connection with the lugs 5 provide the greatest resistance of the beam to lateral forces with the least weight of the structure.

Компьютерное моделирование в программе 3Ό предлагаемого устройства показало повышение прочности верхнего листа рамы и возможность снижения ее веса на 5% и таким образом подтвердило достижение технического результата изобретения.Computer simulation in the program 3Ό of the proposed device showed an increase in the strength of the upper frame sheet and the possibility of reducing its weight by 5% and thus confirmed the achievement of the technical result of the invention.

Показанное в качестве примера устройство рамы тележки транспортного средства может быть использовано для рамы кузова транспортного средства, как рельсового, так и нерельсового, с целью достижения того же технического результата.The vehicle trolley frame device shown as an example can be used for a vehicle body frame, both rail and non-rail, in order to achieve the same technical result.

Claims

1. The frame of a vehicle, for example, a railroad car truck, containing flanges (2) connected by a transverse beam (1), in which a pivot hole (3) is provided, characterized in that on both sides of the hole (3) along the longitudinal axis of the beam ( 1) a stop (5) is placed, additionally connected to the transverse beam (1) by at least one stiffener (6), the axis of which passes through the center of symmetry of the cross section of the stop (5) and is directed along the longitudinal axis of the beam (1).

2. The vehicle frame according to claim 1, characterized in that the transverse beam (1) is made in the form of a box, on the top sheet (4) of which there is a pivot hole (3), and the emphasis (5) is made in the form of a plate attached inside box.

3. The frame of the vehicle according to claim 1, characterized in that the stiffener (6) has a variable cross-sectional length and is provided with at least one transverse branch (7).

4. The frame of the vehicle according to claims 1, 2, characterized in that the stiffener (6) is made in the form of a plate welded to the upper sheet (4) of the beam (1) inside the box.

5. The vehicle frame according to claims 1, 2, characterized in that the stiffener (6) along the entire length has a flange (8) located on the side opposite to the side of the connection of the rib (6) with the top sheet (4) of the beam (1) ), while the stiffener (6) with flanging (8) preferably has a cross-sectional profile of the tee in cross section.