RU197593U1

RU197593U1 - Передний упор автосцепного устройства

Info

Publication number: RU197593U1
Application number: RU2020110754U
Authority: RU
Inventors: Денис Владимирович Шевченко; Сергей Аркадьевич Пивнев; Малика Рашидовна Тохчукова
Original assignee: РЕЙЛ 1520 АйПи ЛТД
Priority date: 2020-03-13
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2020-05-15

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкции переднего упора автосцепного устройства. Технический результат заключается в снижении металлоёмкости переднего упора при сохранении его прочности. Технический результат достигается тем, что передний упор автосцепного устройства содержит ударную розетку, соединённую с упорными угольниками, отличающийся тем, что в каждом упорном угольнике, со стороны крепления ударной розетки, выполнены отверстия, причем отверстия выполнены друг под другом, при этом на внешней стороне упорных угольников между отверстиями выполнены усиливающие рёбра.

Description

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкциям передних упоров автосцепных устройств.

Из уровня техники известен передний упор автосцепного устройства (Патент России на изобретение № 2654458, опубликован 17.05.2018), содержащий упорные угольники, каждый из которых имеет упорные площадки на торцах, горизонтально расположенные выступающие элементы в виде рёбер на внешних сторонах боковых стенок.

К недостатку описанного выше технического решения следует отнести раздельную конструкцию упора, состоящую из отдельно отлитых угольников и ударной розетки, соединённых посредством сварки. Вследствие технологических операций кантовки во время сборки хребтовой балки сварной шов, удерживающий розетку и угольник, испытывает нагрузку, значительно превышающую прочностные характеристики шва. Также недостатком известного переднего упора является его высокая металлоёмкость.

Кроме того, известен передний упор автосцепного устройства (Авторское свидетельство СССР № 1092079, опубликовано 30.09.1982), содержащий розетку, объединённую с упорными частями, в которой выполнены сопряжённые с гнездами вертикальные отверстия для установки маятниковых подвесок, выполненные с уширенными в плане частями, обращенными в противоположные стороны от оси упора, причём розетка выполнена с парой дополнительных гнёзд для размещения маятниковых подвесок.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели является передний упор УП1-1 автосцепного устройства (ГОСТ Р 52916-2008 «Упоры автосцепного устройства для грузовых и пассажирских вагонов. Общие технические условия». Дата введения 01.01.2009), принятый за прототип, содержащий розетку, соединённую с упорными частями, причём на упорных частях выполнены отверстия под заклёпку.

К недостатку описанных выше технических решений, в том числе прототипа, следует отнести высокую металлоёмкость переднего упора.

Предлагаемой полезной моделью решается техническая проблема высокой металлоёмкости переднего упора.

Технический результат заключается в снижении металлоёмкости переднего упора автосцепного устройства при сохранении его прочности.

Технический результат достигается тем, что передний упор автосцепного устройства содержит ударную розетку, соединённую с упорными угольниками, при этом в каждом упорном угольнике, со стороны крепления ударной розетки, выполнены отверстия, причем отверстия выполнены друг под другом, при этом на внешней стороне упорных угольников между отверстиями выполнены усиливающие рёбра.

В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что отверстия выполнены прямоугольной формы со скругленными углами.

В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что в каждом упорном угольнике выполнено три отверстия.

В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что ширина каждого отверстия задана из диапазона от 30 до 150 мм.

В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что высота каждого отверстия задана из диапазона от 20 до 60 мм.

В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что толщина усиливающих рёбер выполнена с сужением от зоны ударной поверхности упорного угольника к зоне крепления ударной розетки.

В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что наибольший размер толщины каждого усиливающего ребра задан из диапазона от 12 до 30 мм.

В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что наименьший размер толщины каждого усиливающего ребра задан из диапазона от 8 до 18 мм.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых показано:

Фиг.1 – общий вид переднего упора автосцепного устройства, где 1 – ударная розетка, 2 – упорные угольники, 3 – прямоугольные отверстия со скругленными углами, 4 – усиливающие рёбра;

Фиг.2 – передний упор автосцепного устройства, вид сбоку, где 1 – ударная розетка, 2 – упорный угольник, 3 – прямоугольные отверстия со скругленными углами, 4 – усиливающие рёбра, А – ширина прямоугольного отверстия 3, С – высота прямоугольного отверстия 3, H₁ – наибольший размер толщины усиливающего ребра 4, H₂– наименьший размер толщины усиливающего ребра 4;

Фиг.3 – поля распределения эквивалентных напряжений в переднем упоре автосцепного устройства при первом расчетном случае (вид спереди, вид сзади, изометрия), где 1 – ударная розетка, 2 – упорные угольники, 3 – прямоугольные отверстия со скругленными углами, 4 – усиливающие рёбра;

Фиг.4 – поля распределения эквивалентных напряжений в переднем упоре автосцепного устройства при втором расчетном случае (вид спереди, вид сзади, изометрия), где 1 – ударная розетка, 2 – упорные угольники, 3 – прямоугольные отверстия со скругленными углами, 4 – усиливающие рёбра;

Фиг.5 – поля распределения эквивалентных напряжений в переднем упоре автосцепного устройства при третьем расчетном случае (вид спереди, вид сзади, изометрия), где 1 – ударная розетка, 2 – упорные угольники, 3 – прямоугольные отверстия со скругленными углами, 4 – усиливающие рёбра.

Передний упор автосцепного устройства содержит ударную розетку 1, соединённую с упорными угольниками 2. В каждом упорном угольнике 2, со стороны крепления ударной розетки 1, выполнены отверстия 3. Отверстия 3 выполнены друг под другом. На внешней стороне упорных угольников 3 между отверстиями 3 выполнены усиливающие рёбра 4. В каждом упорном угольнике 3 выполнены три отверстия 4, при этом отверстия 3 выполнены прямоугольной формы со скругленными углами. Ширина (А) каждого прямоугольного отверстия 3 со скругленными углами задана из диапазона от 30 до 150 мм, а высота (С) задана из диапазона от 20 до 60 мм. Толщина (H) усиливающих рёбер 4 выполнена с сужением от зоны 2.1 ударной поверхности упорного угольника 2 к зоне 2.2 крепления ударной розетки 1. Наибольший размер толщины (H₁) каждого усиливающего ребра 4 задан из диапазона от 12 до 30 мм, а наименьший размер толщины (H₂) задан из диапазона от 8 до 18 мм.

За счёт выполнения в каждом упорном угольнике 2, со стороны крепления ударной розетки 1, отверстий 3, расположенных друг под другом, и усиливающих рёбер 4, между отверстиями 3 обеспечивается снижение металлоёмкости переднего упора, при этом сохраняется его прочность. Сохранение прочности переднего упора подтверждено расчетом прочности, который был проведён в соответствии с ТР ТС 001/2011 Технический регламент таможенного союза «О безопасности железнодорожного подвижного состава», ГОСТ 33211-2014 «Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам» и ГОСТ 33434-2015 «Устройство сцепное и автосцепное железнодорожного подвижного состава. Технические требования и правила приемки». Расчёт выполнен с использованием метода конечных элементов, реализованного в специализированной программной системе конечно-элементного анализа Siemens NX. Подготовка данных о топологии конечно-элементной расчётной схемы, вычисление напряжений в элементах, распределение нагрузок в конструкции, а также построение полей напряжённо-деформированных состояний производились с использованием прикладного программного обеспечения. Оценка прочности упора проведена в соответствии с расчетными режимами согласно ГОСТ 33434-2015:

- на действие продольной силы растяжения, равной 2,5 МН (первый расчетный случай);

- на действие вертикальной силы, равной 400 кН, действующей на крепление ударной розетки 1 (второй расчетный случай);

- на действие вертикальной силы, равной 350 кН (третий расчетный случай).

В качестве зон измерений значений эквивалентных напряжений в элементах переднего упора были выбраны зоны, наиболее нагруженные для рассматриваемого расчетного режима. Поля распределения эквивалентных напряжений в элементах переднего упора при действии расчетных нагрузок представлены на фигурах 3-5. Из фигур видно, что значения напряжений в наиболее нагруженных зонах не превышают предельно допустимые (234 МПа).

Количество отверстий 3 обусловлено наличием в каждом упорном угольнике 2 трех областей, потенциально возможных для реализации выборки материала. Расположение отверстий 3 обусловлено тем, что, согласно расчёту, они находятся в наименее нагруженной зоне. Прямоугольная форма отверстий 3 со скруглёнными углами обусловлена тем, что геометрически площадь такой фигуры больше, чем площадь эллиптической фигуры с теми же габаритами.

При заданных диапазонах ширины (А) и высоты (С) каждого прямоугольного отверстия 3 со скругленными углами обеспечивается снижение металлоёмкости переднего упора при сохранении его прочности. При ширине (А) менее 30 мм и высоте (С) менее 20 мм снижение металлоёмкости будет не значительным. При ширине (А) отверстия 3 более 150 мм и высоте (С) более 60 мм снижается прочность переднего упора.

Выполнение рёбер 4 переменной толщины H₁ и H₂, а именно выполнение с сужением от зоны ударной поверхности 2.1 упорного угольника 2 к зоне крепления ударной розетки 2.2, также обеспечивает снижение металлоёмкости переднего упора. При заданных диапазонах наибольшего H₁ и наименьшего H₂ размера толщины каждого усиливающего ребра 4 также обеспечивается снижение металлоёмкости переднего упора при сохранении его прочности. При толщине H₁ менее 12 мм и H₂ менее 8 мм снижается прочность переднего упора. При толщине H₁ более 30 мм и H₂ более 18 мм снижение металлоёмкости будет не значительным.

Таким образом, как показано в вышеприведённом описании полезной модели, достигается технический результат, заключающийся в снижении металлоёмкости переднего упора при сохранении его прочности.

Предложенное техническое решение может быть использовано в известных из уровня техники автосцепных устройствах грузовых вагонов.

Claims

1. Передний упор автосцепного устройства, содержащий ударную розетку, соединённую с упорными угольниками, отличающийся тем, что в каждом упорном угольнике, со стороны крепления ударной розетки, выполнены отверстия, причем отверстия выполнены друг под другом, при этом на внешней стороне упорных угольников между отверстиями выполнены усиливающие рёбра.

2. Передний упор автосцепного устройства по п. 1, отличающийся тем, что отверстия выполнены прямоугольной формы со скругленными углами.

3. Передний упор автосцепного устройства по п. 1, отличающийся тем, что в каждом упорном угольнике выполнено три отверстия.

4. Передний упор автосцепного устройства по п. 1, отличающийся тем, что ширина каждого отверстия задана из диапазона от 30 мм до 150 мм.

5. Передний упор автосцепного устройства по п. 1, отличающийся тем, что высота каждого отверстия задана из диапазона от 20 мм до 60 мм.

6. Передний упор автосцепного устройства по п. 1, отличающийся тем, что толщина усиливающих рёбер выполнена с сужением от зоны ударной поверхности упорного угольника к зоне крепления ударной розетки.

7. Передний упор автосцепного устройства по п. 6, отличающийся тем, что наибольший размер толщины каждого усиливающего ребра задан из диапазона от 12 мм до 30 мм.

8. Передний упор автосцепного устройства по п. 6, отличающийся тем, что наименьший размер толщины каждого усиливающего ребра задан из диапазона от 8 мм до 18 мм.