RU194469U1

RU194469U1 - Надрессорная балка тележки грузового вагона

Info

Publication number: RU194469U1
Application number: RU2019129582U
Authority: RU
Inventors: Роман Александрович Савушкин; Кирилл Вальтерович Кякк; Анна Михайловна Орлова; Иван Владимирович Турутин; Павел Владимирович Павлов
Priority date: 2019-09-19
Filing date: 2019-09-19
Publication date: 2019-12-11

Abstract

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано в конструкции надрессорных балок тележек грузовых вагонов. Надрессорная балка содержит верхний пояс (1), нижний пояс (2), соединяющие верхний (1) и нижний (2) пояса боковые стенки (3) с отверстиями (4), имеющими овальную форму и расположены протяжённо в продольном направлении надрессорной балки, карманы (5) для установки фрикционных клиньев, выполненные в концевых частях надрессорной балки. Каждое отверстие (4) имеет два усиливающих выступа-утолщения (6.1) и (6.2), которые расположены в его боковых частях на внутренней поверхности боковой стенки (3) между верхним (1) и нижним (2) поясами. Выступы-утолщения (6.1) и (6.2) плавно сопряжены с боковыми стенками (3) через наклонные переходные участки (6.1.1), (6.1.2) и (6.2.1), (6.2.2). Выступы-утолщения (6.1) и (6.2) выполнены высотой не менее 37 мм и не менее 30 мм, соответственно. Углы наклона α переходных участков (6.1.1), (6.1.2), (6.2.1), (6.2.2) относительно наружной поверхности боковых стенок (3) составляют не более 26°. Достигается повышение эксплуатационной надёжности надрессорной балки тележки грузового вагона за счёт её повышения прочности. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано в конструкции надрессорных балок тележек грузовых вагонов с осевой нагрузкой 25 тс.

Известна надрессорная балка тележки грузового вагона, содержащая верхний пояс с подпятником в центральной части и опорными площадками под скользуны, нижний пояс с опорными площадками под пружины рессорного комплекта, боковые стенки с технологическими отверстиями, карманы для установки фрикционных клиньев в концевых частях, при этом указанные технологические отверстия выполнены протяженными в продольном направлении надрессорной балки и имеют по контуру наружные усиления в виде скругленных выступов (см. RU 169160 U1, 07.03.2017).

Известна также принятая в качестве наиболее близкого аналога железнодорожная надрессорная балка, содержащая верхний пояс с подпятником в центральной части и опорными площадками под скользуны, нижний пояс с опорными площадками под пружины рессорного комплекта, боковые стенки с технологическими отверстиями, карманы для установки фрикционных клиньев в концевых частях, при этом указанные технологические отверстия выполнены протяженными в продольном направлении надрессорной балки и имеют по контуру внутренние усиления в виде выступов-утолщений (см. US 3482531 A, опубл. 09.12.1969).

Техническая проблема известных конструкций надрессорных балок заключается в следующем. В местах перехода от боковой стенки к выступающему относительно ее поверхности усилению при изготовлении надрессорной балки образуются термические узлы, которые тем массивнее, чем больше длина выступа-утолщения, которое усиливает отверстия в боковых стенках. Усиливающие выступы-утолщения выполнены по контуру отверстий боковых стенок и имеют, тем самым, максимально возможную длину. В образующихся термических узлах в процессе затвердевания металла на стыках боковых стенок и выступов-утолщений с большой вероятностью могут возникать усадочные дефекты. Усадочные дефекты в зоне отверстий, в свою очередь, приводят к снижению прочности надрессорной балки.

Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, заключается в повышении эксплуатационной надежности надрессорной балки тележки грузового вагона за счет повышения прочности надрессорной балки.

Технический результат достигается за счет того, что надрессорная балка тележки грузового вагона содержит верхний пояс с подпятником в центре и опорными площадками под скользуны, нижний пояс с опорными площадками под пружины рессорного комплекта, боковые стенки, соединяющие верхний и нижний пояса и выполненные с отверстиями, карманы для установки фрикционных клиньев в концевых частях надрессорной балки, при этом отверстия выполнены овальной формы, протяженными в продольном направлении надрессорной балки и имеют внутренние усиления в виде выступов-утолщений. В отличие от наиболее близкого аналога, выступы-утолщения выполнены в боковых частях отверстий боковых стенок и плавно сопряжены наклонными переходными участками с боковыми стенками.

В частных формах реализации надрессорной балки выступы-утолщения выполнены на внутренней поверхности боковых стенок между верхним и нижним поясами.

В частных формах реализации надрессорной балки углы наклона переходных участков относительно наружной поверхности боковых стенок составляют не более 26°.

В частных формах реализации надрессорной балки выступы-утолщения со стороны концевых частей надрессорной балки превышают по высоте выступы-утолщения со стороны центра.

В частных формах реализации надрессорной балки выступы-утолщения со стороны концевых частей надрессорной балки выполнены высотой не менее 37 мм относительно наружной поверхности боковых стенок.

В частных формах реализации надрессорной балки выступы-утолщения со стороны центра надрессорной балки выполнены высотой не менее 30 мм относительно наружной поверхности боковых стенок.

Выполнение внутренних усилений отверстий боковых стенок надрессорной балки локально, в виде выступов-утолщений, расположенных в боковых частях отверстий и плавно сопряженных наклонными переходными участками с боковыми стенками надрессорной балки, уменьшает длину выступов-утолщений и, тем самым, способствует сокращению вероятности образования термических узлов, возникающих во время затвердевания жидкого металла при изготовлении надрессорной балки. В результате этого снижается вероятность образования усадочных дефектов в отливке надрессорной балки, что увеличивает сопротивление разрушению материала при многократных циклических нагружениях и способствует повышению эксплуатационной надежности надрессорной балки предлагаемой конструкции. Расположение выступов-утолщений в боковых частях отверстий боковых стенок обусловлено необходимостью усиления частей, наиболее нагруженных в процессе эксплуатации надрессорной балки. При этом высота выступов-утолщений со стороны концевых частей надрессорной балки превышает высоту выступов-утолщений со стороны ее центра. Поскольку в направлении концевых частей надрессорной балки уменьшается размер ее поперечного сечения и, соответственно, снижается момент сопротивления, для того, чтобы надрессорная балка выдерживала одинаковую нагрузку на длине участков боковых стенок, в которых выполнены отверстия, выполнена указанная разница высот выступов-утолщений. Расположение выступов-утолщений на внутренней поверхности боковых стенок, протяженностью от верхнего пояса до нижнего пояса увеличивает эксплуатационную надежность надрессорной балки.

Полезная модель представлена на чертежах, где изображено:

на фиг. 1 - надрессорная балка тележки грузового вагона, аксонометрическая проекция;

на фиг. 2 - то же самое, местный вид на отверстие боковой стенки с выступами-утолщениями;

на фиг. 3 - то же самое, частичный горизонтальный продольный разрез;

на фиг. 4 - местный вид А на фиг. 2;

на фиг. 5 - поля распределения напряжений в зоне отверстия боковой стенки надрессорной балки.

Надрессорная балка тележки грузового вагона (фиг. 1) содержит верхний пояс 1, выполненный с подпятником 1.1 в центре и с опорными площадками 1.2 под скользуны, нижний пояс 2 с опорными площадками под пружины рессорного комплекта, соединяющие верхний 1 и нижний 2 пояса боковые стенки 3 со сквозными отверстиями 4, выполняющими функции технологических окон, карманы 5 для установки фрикционных клиньев, выполненные в концевых частях надрессорной балки. Отверстия 4 имеют овальную форму и расположены протяженно в продольном направлении надрессорной балки.

Каждое из отверстий 4 (фиг. 2, 3) имеет два усиливающих выступа-утолщения 6.1 и 6.2, которые расположены в его боковых частях на внутренней поверхности боковой стенки 3. Выступы-утолщения 6.1 и 6.2 выполнены между верхним 1 и нижним 2 поясами по всей высоте боковых стенок 3. Выступы-утолщения 6.1 высотой H1 и выступы-утолщения 6.2 высотой Н2 плавно сопряжены через наклонные переходные участки 6.1.1, 6.1.2 и 6.2.1, 6.2.2 с боковыми стенками 3 высотой h.

Углы наклона α переходных участков 6.1.1, 6.1.2, 6.2.1, 6.2.2 (фиг. 4) относительно наружной поверхности боковых стенок 3 надрессорной балки составляют не более 26°. При выполнении углов наклона α переходных участков более 26° перепад толщины и, соответственно, жесткости, будет очень сильным, и эти утолщения сами будут являться концентраторами напряжений. Выступы-утолщения 6.1 выполнены высотой H не менее 37 мм, выступы-утолщения 6.2 выполнены высотой h не менее 30 мм. При выполнении выступов-утолщений 6.1 и 6.2 высотой Н и h менее указанных значений не будет обеспечиваться назначенный ресурс надрессорной балки.

При расчете на усталость надрессорной балки, выполняемом по нескольким расчетным режимам, поля распределения напряжений в зоне отверстия боковой стенки от единичной вертикальной нагрузки на надрессорную балку по одному из расчетных режимов выглядят так, как показано на (фиг. 5). Как видно, при выполнении выступов-утолщений локально, в боковых частях отверстий в боковых стенках, очаги существенных концентрации напряжений в зоне отверстий отсутствуют, что свидетельствует о достаточной прочности предлагаемой конструкции надрессорной балки.

Claims

1. Надрессорная балка тележки грузового вагона, содержащая верхний пояс с подпятником в центре и опорными площадками под скользуны, нижний пояс с опорными площадками под пружины рессорного комплекта, боковые стенки, соединяющие верхний и нижний пояса и выполненные с отверстиями, карманы для установки фрикционных клиньев в концевых частях надрессорной балки, при этом отверстия в боковых стенках выполнены овальной формы, протяжёнными в продольном направлении надрессорной балки и имеют внутренние усиления в виде выступов-утолщений, отличающаяся тем, что выступы-утолщения выполнены в боковых частях отверстий боковых стенок и плавно сопряжены наклонными переходными участками с боковыми стенками.

2. Надрессорная балка по п. 1, отличающаяся тем, что выступы-утолщения выполнены на внутренней поверхности боковых стенок и расположены между верхним и нижним поясами.

3. Надрессорная балка по п. 1, отличающаяся тем, что углы наклона переходных участков относительно наружной поверхности боковых стенок составляют не более 26°.

4. Надрессорная балка по п. 1, отличающаяся тем, что выступы-утолщения со стороны концевых частей надрессорной балки превышают по высоте выступы-утолщения со стороны центра.

5. Надрессорная балка по п. 1, отличающаяся тем, что выступы-утолщения со стороны концевых частей надрессорной балки выполнены высотой не менее 37 мм относительно наружной поверхности боковых стенок.

6. Надрессорная балка по п. 1, отличающаяся тем, что выступы-утолщения со стороны центра надрессорной балки выполнены высотой не менее 30 мм относительно наружной поверхности боковых стенок.