RU190622U1

RU190622U1 - Knot of connection of a back emphasis of the automatic coupling to a spine beam

Info

Publication number: RU190622U1
Application number: RU2019102574U
Authority: RU
Inventors: Роман Александрович Савушкин; Анна Михайловна Орлова; Сергей Аркадьевич Пивнев; Денис Владимирович Шевченко; Малика Рашидовна Тохчукова
Original assignee: РЕЙЛ 1520 АйПи ЛТД
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2019-07-04

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к узлу соединения заднего упора с хребтовой балкой. Технический результат заключается в повышении прочности узла соединения заднего упора автосцепного устройства с хребтовой балкой при упрощении процесса позиционирования заднего упора при монтаже. Технический результат достигается тем, что узел соединения заднего упора автосцепного устройства с хребтовой балкой содержит базирующие выступающие элементы, выполненные на наружных боковых стенках упорных угольников заднего упора, и ответные базирующие отверстия, выполненные в боковых стенках концевых частей хребтовой балки, при этом базирующие выступающие элементы выполнены в виде рёбер, вытянутых параллельно оси хребтовой балки, и размещены в базирующих отверстиях хребтовой балки, причем рёбра базирующих выступающих элементов попарно соединены скруглёнными концами. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.The claimed utility model relates to the field of railway transport, in particular to the node connecting the rear stop with the spinal beam. The technical result is to increase the strength of the connection node of the rear stop of the coupler with the spinal beam while simplifying the process of positioning the rear stop during installation. The technical result is achieved by the fact that the node connecting the rear stop of the coupler with the spinal beam contains protruding elements made on the outer side walls of the back square stop angles and counter holes that are made in the side walls of the end parts of the ridge beam, while the protruding elements are made in the form of edges, elongated parallel to the axis of the ridge beam, and placed in the base holes of the ridge beam, and the edges of the base projecting elements n rounded ends are connected in pairs. 2 hp f-ly, 6 ill.

Description

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к узлу соединения заднего упора с хребтовой балкой.The claimed utility model relates to the field of railway transport, in particular to the node connecting the rear stop with the spinal beam.

Из уровня техники известна конструкция консольной части хребтовой балки (Заявка на патент США №20070151941А1, опубликована 05.07.2007), содержащая размещенный во внутренней полости хребтовой балки задний упор с базирующим элементом, которым указанный упор закреплен в фиксирующих сквозных окнах-пазах.The prior art design of the console part of the ridge beams (Application for US Patent No. 20070151941A1, published July 5, 2007), containing a rear stop located in the inner cavity of the ridge beam with a clamping element, with which the specified stop is fixed in fixing through-slotted windows.

Недостатком известной конструкции является неплотное прилегание заднего упора к верхней горизонтальной стенке хребтовой балки, а также отсутствие сварного соединения верхней горизонтальной стенки хребтовой балки с упорным угольником, в результате чего снижается прочность соединения узла.A disadvantage of the known construction is a loose fit of the rear stop to the upper horizontal wall of the sill, and the absence of a welded joint of the upper horizontal wall of the sill and a stop angle, resulting in a decrease in the joint strength of the assembly.

Известен узел соединения упоров автосцепного устройства с хребтовой балкой (Патент России на полезную модель №175175, опубликован 24.11.2017), содержащий передний и задний упоры, выполненные раздельными и установленные в проемах концевых частей хребтовой балки, задний упор состоит из торцевой пластины и упорных угольников, каждый из которых имеет упорные площадки на торцах и горизонтально расположенные на внешних сторонах боковых стенок наружные выступающие элементы в виде ребер, выполненные с уширением, в боковых стенках концевых частей хребтовой балки выполнены сквозные пазы, наружные выступающие элементы в виде ребер в сборе с хребтовой балкой прилегают к внутренним поверхностям боковых стенок концевых частей хребтовой балки, а соединение переднего упора и заднего упора с хребтовой балкой дополнительно осуществляют сквозь пазы посредством электросварки, при этом упорные угольники установлены к верхней внутренней горизонтальной стенке хребтовой балки при помощи сварного шва.Known connection node stops coupler with spinal beam (Patent of Russia for utility model No. 175175, published 11/24/2017), containing front and rear stops, made separate and installed in the openings of the end parts of the spinal beam, the back rest consists of an end plate and stop squares each of which has stop pads on the ends and horizontally located on the outer sides of the side walls of the outer protruding elements in the form of ribs, made with widening, in the side walls of the end parts of the through beam is made through the grooves, the outer protruding elements in the form of ribs assembled with the sill beam are adjacent to the inner surfaces of the side walls of the end parts of the sill beam, and the connection of the front stop and the rear fence with the spinal beam is additionally carried out through the grooves by electric welding, and to the upper inner horizontal wall of the spinal beam using a weld.

Кроме того, известен узел соединения упоров автосцепного устройства с хребтовой балкой (Патент России на изобретение №2654458, опубликован 17.05.2018), принятый за прототип, содержащий передний и задний упоры, выполненные раздельными, установленные в проемах концевых частей хребтовой балки, задний упор состоит из торцевой пластины и упорных угольников, каждый из которых имеет упорные площадки на торцах, наружные выступающие элементы в виде ребер, горизонтально расположенные на внешних сторонах боковых стенок, в боковых стенках концевых частей хребтовой балки выполнены сквозные отверстия, причем наружные выступающие элементы в виде ребер, расположенные на боковых стенах переднего и заднего упоров, в сборе с хребтовой балкой прилегают к внутренним поверхностям боковых стенок концевых частей хребтовой балки без проникновения сквозь отверстия хребтовой балки, а соединение упоров автосцепного устройства с хребтовой балкой осуществлено сквозь отверстия посредством электросварки.In addition, there is a knot for connecting the stops of the coupler with a spar beam (Patent of Russia for invention No. 2654458, published 05/17/2018), adopted for the prototype, containing front and rear stops, made separate, installed in the openings of the end parts of the ridge beam, the back support consists from an end plate and persistent squares, each of which has persistent platforms at the ends, external protruding elements in the form of ribs, horizontally located on the outer sides of the side walls, in the side walls of the end parts rebar beams are made through holes, with the outer protruding elements in the form of ribs located on the side walls of the front and rear stops, assembled with a sill beam, adjacent to the inner surfaces of the side walls of the end parts of the spinal beam without penetrating through the holes of the spinal beam, and connecting the stops of the coupler with spinal beam is made through the holes by electric welding.

Недостатком известного технического решения является недостаточная прочность узла, поскольку из-за формы рёбер, выполненных в виде узких горизонтальных элементов, упирающихся своими узкими торцами в поверхности ответных пазов, создаются большие контактные напряжения в местах стыка, вызывающие внутренние напряжения во взаимодействующих элементах, приводящие к возникновению трещин в местах соединения. Кроме того, при монтаже упорных угольников, описанных в прототипе, появляется необходимость последовательного совмещения трех длинных узких ребер и трех отверстий. Выполнение ребер длинными и узкими затрудняет процесс монтажа, поскольку нет плавной поверхности, которая могла бы выступать в роли направляющей для совмещения баз при их перекосе.A disadvantage of the known technical solution is the insufficient strength of the node, since due to the shape of the ribs, made in the form of narrow horizontal elements, abutting their narrow ends on the surface of the response grooves, large contact stresses are created at the junction points, causing internal stresses in the interacting elements, resulting in cracks in the joints. In addition, when installing the stop squares described in the prototype, it becomes necessary to consistently combine three long narrow ribs and three holes. Making the ribs long and narrow complicates the installation process, since there is no smooth surface that could act as a guide for aligning the bases when they are skewed.

К общему недостатку описанных выше технических решений, в том числе прототипа, следует отнести недостаточную прочность узла.The general lack of the above technical solutions, including the prototype, should be attributed to the insufficient strength of the node.

Предлагаемой полезной моделью решается техническая проблема недостаточной прочности узла соединения заднего упора автосцепного устройства с хребтовой балкой. The proposed utility model solves the technical problem of insufficient strength of the node connecting the rear stop of the coupler with the spinal beam.

Технический результат заключается в повышении прочности узла соединения заднего упора автосцепного устройства с хребтовой балкой при упрощении процесса позиционирования заднего упора при монтаже.The technical result is to increase the strength of the connection node of the rear stop of the coupler with the spinal beam while simplifying the process of positioning the rear stop during installation.

Технический результат достигается тем, что узел соединения заднего упора автосцепного устройства с хребтовой балкой содержит базирующие выступающие элементы, выполненные на наружных боковых стенках упорных угольников заднего упора, и ответные базирующие отверстия, выполненные в боковых стенках концевых частей хребтовой балки, при этом базирующие выступающие элементы выполнены в виде рёбер, вытянутых параллельно оси хребтовой балки, и размещены в базирующих отверстиях хребтовой балки, причем рёбра базирующих выступающих элементов попарно соединены скруглёнными концами.The technical result is achieved by the fact that the node connecting the rear stop of the coupler with the spinal beam contains protruding elements made on the outer side walls of the back square stop angles and counter holes that are made in the side walls of the end parts of the ridge beam, while the protruding elements are made in the form of edges, elongated parallel to the axis of the ridge beam, and placed in the base holes of the ridge beam, and the edges of the base projecting elements n rounded ends are connected in pairs.

В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что толщина каждого ребра составляет от 8 до 25 мм. In an additional aspect, the proposed technical solution is characterized by the fact that the thickness of each edge is from 8 to 25 mm.

В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что расстояние между ответными базирующими отверстиями в хребтовой балке составляет от 20 до 170 мм. In an additional aspect, the proposed technical solution is characterized by the fact that the distance between counter mounting holes in the sill beam is from 20 to 170 mm.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых показано:The proposed utility model is illustrated by drawings, which show:

Фиг.1 – узел соединения заднего упора автосцепного устройства с хребтовой балкой, где 1 – базирующие выступающие элементы, 2 – наружные боковые стенки, 3 – упорные угольники, 4 – ответные базирующие отверстия, 5 – хребтовая балка, 6 – рёбра.Figure 1 - the connection node of the rear stop of the coupler with a sill beam, where 1 is the protruding elements, 2 are the outer side walls, 3 are the stop squares, 4 are the response base holes, 5 is the spinal beam, 6 are the edges.

Фиг.2 – упорный угольник, 1 – базирующие выступающие элементы, 2 – наружная боковая стенка, 6 – рёбра.Figure 2 - a hard angle, 1 - protruding elements, 2 - outer side wall, 6 - edges.

Фиг.3 – узел соединения заднего упора автосцепного устройства с хребтовой балкой, где 5 – хребтовая балка. Figure 3 - the connection node of the rear stop coupler with a spinal beam, where 5 - spinal beam.

Фиг.4 – узел соединения заднего упора автосцепного устройства с хребтовой балкой, разрез А-А, 1 – базирующие выступающие элементы, 3 – упорный угольник, 4 – ответные базирующие отверстия, 5 – хребтовая балка. Figure 4 - the node connecting the rear stop coupler with a spinal beam, section aa, 1 - based protruding elements, 3 - stop square, 4 - response base holes, 5 - ridge beam.

Фиг.5 – узел соединения заднего упора автосцепного устройства с хребтовой балкой, разрез Б-Б, где 5 – хребтовая балка, 6 – рёбра.5 shows a node for connecting the rear stop of the coupler with a spreader beam, section BB, where 5 is a spinal beam, 6 is a rib.

Фиг.6 – распределение усталостного разрушения в элементах заднего упора и его сварных соединениях при действии продольных ударных и квазистатических сжимающих сил, 1 – базирующие выступающие элементы, 6 – рёбра.6 shows the distribution of fatigue fracture in the elements of the backstop and its welded joints under the action of longitudinal shock and quasistatic compressive forces, 1 - based protruding elements, 6 - edges.

Узел соединения заднего упора автосцепного устройства с хребтовой балкой содержит базирующие выступающие элементы 1, выполненные на наружных боковых стенках 2 упорных угольников 3 заднего упора, и ответные базирующие отверстия 4, выполненные в боковых стенках концевых частей хребтовой балки 5. Базирующие выступающие элементы 1 выполнены в виде рёбер 6, вытянутых параллельно оси хребтовой балки 5, и размещены в базирующих отверстиях 4 хребтовой балки 5, причем рёбра 6 базирующих выступающих элементов 1 попарно соединены скруглёнными концами. Толщина каждого ребра 6 составляет от 8 до 25 мм, а расстояние между ответными базирующими отверстиями 4 в хребтовой балке 5 составляет от 20 до 170 мм. The connection node of the rear stop of the coupler with the sill beam contains basing protruding elements 1, made on the outer side walls 2 of the abutment squares 3 of the rear stop, and counter mating holes 4, made in the side walls of the end portions of the ridge beam 5. Basis protruding elements 1 are made in the form edges 6, elongated parallel to the axis of the ridge beam 5, and placed in the base holes 4 of the base beam 5, with the edges 6 of the base protruding elements 1 are connected in pairs with rounded ends. The thickness of each rib 6 is from 8 to 25 mm, and the distance between the mating holes 4 in the ridge beam 5 is from 20 to 170 mm.

Предлагаемая конструкция узла соединения заднего упора автосцепного устройства с хребтовой балкой обеспечивает повышение прочности узла при упрощении процесса позиционирования упорных угольников 3 при монтаже, за счет того, что приварка упора реализована посредством базирующих выступающих элементов через ответные базирующие отверстия 4, выполненные в боковых стенках концевых частей хребтовой балки 5, при этом рёбра 6 являются дополнительными элементами жёсткости конструкции. Рёбра 6 базирующих выступающих элементов 1 соединены между собой скругленными концами (радиусными участками), которые позволяют распределить контактные усилия на большую площадь, за счет этого достигается снижение внутренних напряжений в узле и повышается его прочность. При соединении заднего упора с хребтовой балкой через выступающие элементы 1, соединенные между собой скругленными концами, увеличивается длина сварных швов и исключается концентрация напряжений в узле в режиме эксплуатационных нагружений. Помимо сварных соединений, расположенных по контуру упорного угольника 3, увеличение длины сварных швов достигается в том числе при помощи представленной схемы базирования упорного угольника 3 в ответные базирующие отверстия 4 хребтовой балки 5, по контуру которых накладываются дополнительные сварные швы, приводящие к увеличению жесткости узла рассматриваемого соединения. Отличительные признаки в виде рёбер 6 базирующих выступающих элементов 1, попарно соединенных скруглёнными концами, позволяют уменьшить значение коэффициента снижения предела выносливости материала, тем самым повысить усталостную прочность узла соединения заднего упора автосцепного устройства с хребтовой балкой 5. При этом скругленные концы при монтаже заднего упора служат плавными направляющими поверхностями, способствующими более лёгкому взаимному ориентированию соединяемой хребтовой балки 5 и заднего упора. Кроме того, количество выступов и соответствующих отверстий в предлагаемом техническом решении уменьшено, по сравнению с прототипом, что дополнительно упрощает процесс позиционирования.The proposed design of the node connecting the rear stop of the coupler with a spreader beam increases the strength of the node while simplifying the positioning of the thrust elbows 3 during installation, due to the fact that the welding of the stop is realized by means of the clamping protruding elements through the matching base holes 4, made in the side walls of the end parts of the ridge beams 5, while the edges 6 are additional elements of structural rigidity. The edges of the 6-based protruding elements 1 are interconnected by rounded ends (radius sections), which allow you to distribute the contact forces over a large area, thereby reducing the internal stresses in the node and increasing its strength. When connecting the rear stop with the spinal beam through the protruding elements 1, interconnected by rounded ends, the length of the welds increases and the stress concentration in the node in the operating loading mode is excluded. In addition to the welded joints located along the contour of the stop angle 3, an increase in the length of the welds is achieved, including through the presented base layout of the stop angle 3, into the response clamping holes 4 of the ridge beam 5, along the contour of which additional welds are superimposed, leading to an increase in the rigidity of the node under consideration connections. Distinctive features in the form of edges 6 based protruding elements 1, connected in pairs with rounded ends, reduce the fatigue strength limit of the material, thereby increasing the fatigue strength of the rear stop joint coupling linkage with the sill beam 5. At the same time, the rounded ends when mounting the rear stop serve smooth guide surfaces, facilitating easier mutual orientation of the connected ridge beam 5 and rear stop. In addition, the number of protrusions and corresponding holes in the proposed technical solution is reduced, compared with the prototype, which further simplifies the positioning process.

Усиление стенок каждого упорного угольника 3 рёбрами 6 повышают прочность узла. Толщина каждого ребра 6, взятая менее 8 мм, не обеспечивает необходимую прочность узла, в результате в процессе эксплуатации узел будет подвергнут преждевременному разрушению. Толщина каждого ребра 6, взятая более 25 мм, приведет к неоправданному повышению металлоемкости узла, при этом не достигается равномерное распределение действующих нагрузок. При выполнении ответных базирующих отверстий 4 в хребтовой балке 5 с расстоянием между друг другом менее 20 мм или более 170 мм не обеспечивается равномерное распределение действующих на узел нагрузок. На Фиг.6. показано распределение усталостного разрушения в элементах заднего упора и его сварных соединениях при действии продольных ударных и квазистатических сжимающих сил. Слева отображена цветовая шкала, с распределением циклов нагружения упорного угольника 3, соответствующих сроку службы 40 лет. В соответствии с этой шкалой можно наблюдать равномерный характер нагружения упорных угольников 3.Strengthening the walls of each hard square 3 ribs 6 increase the strength of the node. The thickness of each rib 6, taken less than 8 mm, does not provide the necessary strength of the node, as a result during the operation the node will be subjected to premature failure. The thickness of each edge 6, taken more than 25 mm, will lead to an unjustified increase in the metal content of the node, while the uniform distribution of effective loads is not achieved. When performing reciprocal basing holes 4 in the backbone 5 with a distance between each other less than 20 mm or more than 170 mm, the loads acting on the node are not evenly distributed. Figure 6. The distribution of fatigue damage in the backstop elements and its welded joints under the action of longitudinal shock and quasistatic compressive forces is shown. The color scale is displayed on the left, with the distribution of loading cycles of the stop angle 3, corresponding to a service life of 40 years. In accordance with this scale, it is possible to observe the uniform nature of loading of the stop squares 3.

В конкретном примере реализации узел соединения заднего упора автосцепного устройства с хребтовой балкой содержит базирующие выступающие элементы 1, выполненные на наружных боковых стенках 2 упорных угольников 3 заднего упора, и ответные базирующие отверстия 4, выполненные в боковых стенках концевых частей хребтовой балки 5. Базирующие выступающие элементы 1 выполнены в виде рёбер 6, вытянутых параллельно оси хребтовой балки 5, и размещены в базирующих отверстиях 4 хребтовой балки 5, причем рёбра 6 базирующих выступающих элементов 1 попарно соединены скруглёнными концами. Толщина каждого ребра 6 равна 14 мм, а расстояние между ответными базирующими отверстиями 4 в хребтовой балке 5 равно 100 мм. Упорные угольники 3 устанавливают в хребтовую балку 5 таким образом, чтобы базирующие выступающие элементы 1 упорных угольников 3 проходили через ответные базирующие отверстия 4, выполненные в боковых стенках концевых частей хребтовой балки 5. Далее происходит приварка тавровым швом базирующих выступающих элементов 1 упорного угольника 3 к стенке хребтовой балки 5. In a specific example of implementation, the connection node of the rear stop of the coupler with the spinal beam contains base-based protruding elements 1, made on the outer side walls 2 of the back squares 3 of the rear stop, and counter base holes 4, made in the side walls of the end parts of the ridge beam 5. Base protruding elements 1 made in the form of edges 6, elongated parallel to the axis of the sill beam 5, and placed in the base holes 4 of the sill beam 5, with the edges 6 of the base protruding elements 1 in pairs connected by rounded ends. The thickness of each edge 6 is equal to 14 mm, and the distance between the counter-positioning holes 4 in the ridge beam 5 is equal to 100 mm. The thrust squares 3 are installed in the spinal beam 5 so that the clamping protruding elements 1 of the stop elbows 3 pass through the response clamping holes 4 made in the side walls of the end portions of the ridge beam 5. Next, welding the base protruding elements 1 of the angle bracket 3 to the wall with a T-shaped weld ridge beams 5.

Таким образом, как показано в вышеприведённом описании полезной модели, достигается технический результат, заключающийся в повышении прочности узла соединения заднего упора автосцепного устройства с хребтовой балкой при упрощении процесса позиционирования заднего упора при монтаже.Thus, as shown in the above description of the utility model, the technical result is achieved, which consists in increasing the strength of the node connecting the rear stop of the coupler with the sill beam while simplifying the process of positioning the rear stop during installation.

Предложенное техническое решение может быть использовано в известных из уровня техники вагонах.The proposed technical solution can be used in cars known from the prior art.

Claims

1. The connection node of the rear stop coupler with spinal beam, containing basing protruding elements made on the outer side walls of the stop squares of the rear stop, and the response basing holes made in the side walls of the end parts of the ridge beam, while basing the protruding elements are in the form of ribs elongated parallel to the axis of the spinal beam, and placed in the base holes of the base beam, characterized in that the edges of the base of the protruding elements are connected in pairs round by the ends.

2. The node according to claim 1, characterized in that the thickness of each edge is from 8 to 25 mm.

3. The node under item 1, characterized in that the distance between the counter-based holes in the ridge beam is from 20 to 170 mm.