RU2015047C1

RU2015047C1 - Railway vehicle frame

Info

Publication number: RU2015047C1
Authority: RU
Inventors: М.З. Лялин; М.С. Мовель; Г.С. Беликов; Э.М. Никифорова; Е.К. Дедков
Original assignee: Акционерное общество "Брянский машиностроительный завод"
Priority date: 1991-10-14
Filing date: 1991-10-14
Publication date: 1994-06-30

Abstract

FIELD: railway transport. SUBSTANCE: row of holes is made in vertical walls of longitudinal beams at the points of fastening of thrust angles. The holes form a welding contour and are oriented by their elongated side with the force action and have local widening with a rectilinear section. The section is located perpendicular to the force action on the side it is applied. EFFECT: improved durability and reliability. 6 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции рам грузовых вагонов, платформ и других единиц подвижного состава. The invention relates to railway transport and relates to the design of frames of freight cars, platforms and other units of rolling stock.

Известна конструкция рамы железнодорожного подвижного состава, состоящая из продольных балок, передних и задних упорных угольников, лобовых листов, шкворневых балок, боковых кронштейнов, обносных элементов, листов настила, пятников, скользунов, опор под домкрат. Передние и задние упорные угольники предназначены для передачи сил от автосцепки через поглощающий аппарат или упорную плиту на раму. Сила, приложенная к каждому из упорных угольников, постоянна по направлению. Передние и задние упорные угольники крепятся к продольным балкам рамы заклепками. A known design of a frame of a railway rolling stock, consisting of longitudinal beams, front and rear stop angles, frontal sheets, pivot beams, side brackets, obnosnyh elements, flooring sheets, friars, side bearings, jack supports. The front and rear stop angles are designed to transfer forces from the automatic coupler through an absorbing apparatus or thrust plate to the frame. The force applied to each of the resistant squares is constant in direction. The front and rear stop angles are riveted to the longitudinal beams of the frame.

Недостатком этой конструкции рамы является нерациональное использование сечения продольной балки, так как в вертикальных стенках, ослабленных отверстиями под заклепки, возникают высокие напряжения, а горизонтальные полки включены в работу недостаточно. Кроме того, в процессе эксплуатации происходит ослабление заклепок, связанное с увеличением заклепочных отверстий и сопровождаемое значительной пластической деформацией смятия их кромок и постоянным увеличением хрупкости металла. The disadvantage of this frame design is the irrational use of the cross section of the longitudinal beam, since in the vertical walls, weakened by the rivet holes, high stresses arise, and horizontal shelves are not included in the work. In addition, during operation, weakening of rivets occurs, associated with an increase in rivet holes and accompanied by a significant plastic deformation of the collapse of their edges and a constant increase in the fragility of the metal.

Известна конструкция рамы, в которой передние и задние упорные угольники привариваются к стенкам балки швами, наложенными по их периметру. A known frame design in which the front and rear stop angles are welded to the walls of the beam with seams applied along their perimeter.

Недостатком этой конструкции рамы является то, что такая конструкция применима только к рамам, продольные балки которых выполнены из швеллеров. Для продольных балок, изготовленных из Z-образных профилей, которые применяются практически на всех грузовых вагонах, рефрижераторных секциях, цистернах и т.д. обварка упоров по периметру конструктивно невозможна. The disadvantage of this frame design is that this design is applicable only to frames whose longitudinal beams are made of channels. For longitudinal beams made of Z-shaped profiles, which are used on almost all freight cars, refrigerated sections, tanks, etc. welding of stops around the perimeter is structurally impossible.

Известна конструкция рамы, где передние и задние упорные угольники крепятся к продольным балкам рамы посредством дуговой точечной сварки. Эта конструкция принята за прототип. A frame design is known where the front and rear stop angles are attached to the longitudinal beams of the frame by spot welding. This design is taken as a prototype.

Недостатком этой рамы является наличие повышенной концентрации напряжений в крайних точках первого со стороны действия силы ряда сварных соединений, что заставило для снижения общего уровня напряжений изменить конструкцию серийных упорных угольников и соединить их точечной сваркой не только с вертикальными стенками Z-образного профиля продольной балки, но и с его горизонтальными полками. The disadvantage of this frame is the presence of an increased concentration of stresses at the extreme points of the first side of the force of a number of welded joints, which made it necessary to change the design of serial contact angles to reduce the overall stress level and to connect them by spot welding not only with the vertical walls of the Z-shaped profile of the longitudinal beam, but and with its horizontal shelves.

Целью изобретения является повышение долговечности и эксплуатационной надежности рамы за счет стабилизации распределения напряжений и снижения их концентрации при сохранении серийной конструкции упорных угольников. The aim of the invention is to increase the durability and operational reliability of the frame by stabilizing the distribution of stresses and reducing their concentration while maintaining the serial design of the contact angles.

Указанная цель достигается тем, что в раме единицы подвижного состава, состоящей из продольных балок с приваренными передними и задними упорными угольниками, лобовых листов, шкворневых балок, боковых кронштейнов, обносных элементов, листов настила, пятников, скользунов и опор под домкрат, в вертикальных стенках продольных балок на месте крепления упорных угольников выполнен ряд отверстий, образующих контур приварки, ориентированных удлиненной стороной в направлении действия силы и имеющих местное уширение с прямолинейным участком, расположенным перпендикулярно направлению действия этой силы со стороны ее приложения. This goal is achieved by the fact that in the frame of the rolling stock unit, consisting of longitudinal beams with welded front and rear stop angles, frontal sheets, pivot beams, side brackets, support elements, flooring sheets, stays, side rails and jack supports, in vertical walls longitudinal beams at the attachment point of the angled squares, a series of holes are made forming a welding contour oriented with the elongated side in the direction of the force and having local broadening with a straight section perpendicular to the direction of action of this force from its application.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая рама отличается тем, что в вертикальных стенках продольных балок в месте крепления упорных угольников выполнен ряд отверстий, образующих контур приварки, ориентированных удлиненной стороной в направлении действия силы и имеющих местное уширение с прямолинейным участком, расположенным перпендикулярно направлению действия этой силы со стороны ее приложения. Таким образом, предлагаемая рама соответствует критерию изобретения "новизна". Comparative analysis with the prototype shows that the claimed frame is characterized in that in the vertical walls of the longitudinal beams in the place of attachment of the contact angles, a number of holes are made that form a welding contour oriented with the elongated side in the direction of the force and having local broadening with a straight section located perpendicular to the direction of action this power from her application. Thus, the proposed frame meets the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, аналогичные признакам, отличающим заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". Comparison of the claimed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow us to identify signs similar to those distinguishing the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion is "significant differences".

На фиг. 1 показан один из концов рамы; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1 (вариант 1); на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - узел I на фиг. 1(вариант 2). In FIG. 1 shows one end of the frame; in FIG. 2 - the same, top view; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 2; in FIG. 4 - node I in FIG. 1 (option 1); in FIG. 5 is a section BB in FIG. 4; in FIG. 6 - node I in FIG. 1 (option 2).

Рама состоит из продольной балки 1 с передним 2 и задним 3 упорными угольниками, лобовых листов 4, шкворневых балок 5, боковых кронштейнов 6, обносных элементов 7, листов настила 8, пятников 9, скользунов 10, опор под домкрат 11. The frame consists of a longitudinal beam 1 with front 2 and rear 3 stop angles, frontal sheets 4, pivot beams 5, side brackets 6, obnosnyh elements 7, flooring sheets 8, friday 9, side bearings 10, supports for the jack 11.

В вертикальных стенках продольных балок выполнены отверстия, ориентированные удлиненной стороной в направлении действия силы, имеющие местное уширение с прямолинейным участком, расположенным перпендикулярно направлению действия этой силы со стороны ее приложения. Передние 2 и задние 3 упорные угольники привариваются к продольной балке сварными швами, наложенными по контуру этих отверстий, например на фиг. 4 - по Т-образному контуру, на фиг. 6 - по треугольному контуру. Размеры и число отверстий обеспечивают наиболее полное и равномерное включение в работу вертикальных стенок продольной балки. Holes are made in the vertical walls of the longitudinal beams, oriented with an elongated side in the direction of the force, having local broadening with a straight section located perpendicular to the direction of action of this force from the side of its application. The front 2 and rear 3 stop angles are welded to the longitudinal beam with welds superimposed along the contour of these holes, for example, in FIG. 4 - along the T-shaped contour, in FIG. 6 - along a triangular contour. The size and number of holes provide the most complete and uniform inclusion in the work of the vertical walls of the longitudinal beams.

Сила, приложенная к автосцепке, через поглощающий аппарат или упорную плиту передается на передний или задний упорный угольник и через сварные швы приварки упорных угольников на раму, при этом вследствие постоянства направления сил, приложенных к каждому из упорных угольников, сила всегда действует на сварные швы со стороны уширения контура. The force applied to the automatic coupler is transmitted through the absorber or thrust plate to the front or rear stop square and through the welds of the stop squares to the frame, due to the constant direction of the forces applied to each of the squares, the force always acts on the joints side broadening of the contour.

Предлагаемая рама обеспечивает получение положительного эффекта за счет исключения местных концентраторов и стабилизации распределения напряжений и вследствие этого повышение долговечности и эксплуатационной надежности. Это подтверждается результатами экспериментальных исследований. На стенде для натурных испытаний рам подвижного состава было проведено испытание приварных упорных угольников автосцепки при продольном сжатии 2500 кН. После 10 тысяч нагружений, соответствующих 30-летнему сроку эксплуатации вагона, на опытной раме не появилось трещин и остаточных деформаций. Конструкция рамы с приварными упорными угольниками автосцепки рекомендована к внедрению в серийное производство. The proposed frame provides a positive effect by eliminating local concentrators and stabilizing the distribution of stresses and, as a result, increasing durability and operational reliability. This is confirmed by the results of experimental studies. At the stand for full-scale testing of rolling stock frames, a test of welded stop angles of an automatic coupler with a longitudinal compression of 2500 kN was carried out. After 10 thousand loads corresponding to the 30-year life of the wagon, cracks and residual deformations did not appear on the experimental frame. The design of the frame with welded stop angles of the automatic coupler is recommended for implementation in mass production.

Claims

RAILWAY VEHICLE FRAME, containing longitudinal beams with front and rear stop angles welded to them, frontal and pivot beams, side brackets, strapping elements, flooring sheets, fenders, side bearings, jack supports, characterized in that in vertical shelves in longitudinal shelves In the area of fastening of the angled angles, a series of horizontal profiled elongated holes are made, which form the welding contour and which are oriented by the elongated side in the direction of the force from nonperturbing apparatus and having a local broadening of a straight section, perpendicular to the direction of this force on the part of its application.