RU208360U1

RU208360U1 - Side frame of a freight car bogie

Info

Publication number: RU208360U1
Application number: RU2021124509U
Authority: RU
Inventors: Владислав Васильевич Колпаков; Екатерина Владимировна Гофман; Василий Геннадьевич Козлов
Original assignee: Акционерное общество Алтайского вагоностроения (АО "Алтайвагон")
Priority date: 2021-08-18
Filing date: 2021-08-18
Publication date: 2021-12-15

Abstract

Полезная модель относится к конструктивным элементам тележек железнодорожных вагонов, а именно к боковым рамам тележек. Боковая рама содержит верхний пояс с ограничителями, образующими буксовые проемы, нижний пояс с опорной площадкой для рессорного комплекта, два наклонных пояса и две вертикальные колонки, связывающие верхний и нижний пояса, причем место соединение опорной площадки с вертикальной колонкой выполнено по радиусам, таким образом, что с внутренней стороны рамы до центральной продольной плоскости рамы радиус соединения R1выполнен постоянной величины, а после нее радиус соединения пропорционально увеличивается в сторону внешней стороны рамы до R2. Величина радиуса R1находится в диапазоне от 30 мм до 50 мм, а радиус R2больше R1на 15-50 мм. Полезная модель направлена на повышение надежности нижней части рессорного проема и снижения вероятности формирования дефектов в зоне сопряжения вертикальных колонок с опорной площадкой в нижних углах рессорного проема. 2 ил.The utility model relates to the structural elements of railway carriage bogies, namely to the side frames of the bogies. The side frame contains an upper chord with limiters forming axlebox openings, a lower chord with a support platform for the spring set, two inclined belts and two vertical columns connecting the upper and lower chords, and the connection between the support platform and the vertical column is made along the radii, thus that from the inner side of the frame to the central longitudinal plane of the frame, the joint radius R1 is made constant, and after it the joint radius proportionally increases towards the outer side of the frame to R2. The value of the radius R1 is in the range from 30 mm to 50 mm, and the radius R2 is larger than R1 by 15-50 mm. The utility model is aimed at improving the reliability of the lower part of the spring opening and reducing the likelihood of defects in the area where the vertical columns mate with the support platform in the lower corners of the spring opening. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к конструктивным элементам тележек железнодорожных вагонов, в частности к боковым рамам тележек.The utility model relates to the structural elements of railway car bogies, in particular to the side frames of the bogies.

Известна боковая рама тележки грузового вагона (RU 2473439, опубл. 27.01.2013), содержащая верхний горизонтальный пояс замкнутого сечения с консолями, образующими буксовые проемы, нижний пояс замкнутого сечения с опорной площадкой для рессорного комплекта, два наклонных пояса, связывающие верхний и нижний пояса, вертикальные колонки, технологические окна, центральный рессорный проем, ограниченный опорной площадкой для рессорного комплекта, верхним поясом и вертикальными колонками, радиусные переходы от опорной площадки к вертикальным колонкам. Недостатком конструкции является ее низкая прочность за счет образования дефектов при отливке рамы.Known side frame of a freight car bogie (RU 2473439, publ. 01/27/2013), containing an upper horizontal belt of a closed section with consoles forming axle openings, a lower belt of a closed section with a support platform for a spring kit, two inclined belts connecting the upper and lower belts , vertical columns, technological windows, a central spring opening bounded by the support platform for the spring set, the upper chord and vertical columns, radial transitions from the support platform to the vertical columns. The disadvantage of the design is its low strength due to the formation of defects during the casting of the frame.

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) полезной модели принята боковая рама тележки грузового вагона (RU 179893, опубл. 28.05.2018), содержащая верхний пояс с ограничителями, образующими буксовые проемы, нижний пояс с опорной площадкой для рессорного комплекта, два наклонных пояса и две вертикальные колонки, связывающие верхний и нижний пояса, причем место соединение опорной площадки с вертикальной колонкой выполнено по двум радиусам. Технической проблемой прототипа является недостаточная прочность рамы за счет концентрации напряжений в зоне соединения вертикальной колонки и опорной площадки нижнего пояса боковой рамы.As the closest analogue (prototype) of the utility model, a side frame of a freight car bogie (RU 179893, publ. 05/28/2018) was adopted, containing an upper belt with stops forming axle openings, a lower belt with a support platform for a spring kit, two inclined belts and two vertical columns connecting the upper and lower chords, and the connection of the support platform with the vertical column is made along two radii. The technical problem of the prototype is the insufficient strength of the frame due to the concentration of stresses in the connection zone of the vertical column and the support area of the lower chord of the side frame.

Техническим результатом реализации полезной модели является повышение надежности боковой рамы за счет повышения прочности нижней части рессорного проема и снижения вероятности формирования дефектов в зоне сопряжения вертикальных колонок с опорной площадкой в нижних углах рессорного проема.The technical result of the implementation of the utility model is to increase the reliability of the side frame by increasing the strength of the lower part of the spring opening and reducing the likelihood of formation of defects in the zone of conjugation of the vertical columns with the support platform in the lower corners of the spring opening.

Технический результат достигается в настоящей полезной модели за счет того, что боковая рама тележки грузового вагона, содержащая верхний пояс с ограничителями, образующими буксовые проемы, нижний пояс с опорной площадкой для рессорного комплекта, два наклонных пояса и две вертикальные колонки, связывающие верхний и нижний пояса, причем место соединение опорной площадки с вертикальной колонкой выполнено по радиусам таким образом, что с внутренней стороны рамы до центральной продольной плоскости рамы радиус соединения R₁ выполнен постоянной величины, а после нее радиус соединения пропорционально увеличивается в сторону внешней стороны рамы до R₂.The technical result is achieved in the present utility model due to the fact that the side frame of the freight car bogie, containing the upper belt with stops forming axle openings, the lower belt with a support platform for the spring set, two inclined belts and two vertical columns connecting the upper and lower belts , and the place of connection of the support platform with the vertical column is made along the radii in such a way that from the inner side of the frame to the central longitudinal plane of the frame, the radius of the connection R _{1 is} made constant, and after it the radius of the connection increases proportionally towards the outer side of the frame to R ₂ .

Также достижению технического результата способствует то, что величина радиуса R₁ находится в диапазоне от 30 мм до 50 мм, а величина R₂ больше R₁ на 15- 50 мм.Also, the achievement of the technical result is facilitated by the fact that the value of the radius R ₁ is in the range from 30 mm to 50 mm, and the value of R _{2 is} more than R ₁ by 15-50 mm.

Полезная модель поясняется следующими рисунками.The utility model is illustrated by the following figures.

На фиг. 1 - представлен вид боковой рамы с внешней стороны в изометрии,FIG. 1 is an isometric view of the side frame from the outside,

На фиг. 2 - фрагмент А-А фиг. 1, место соединения вертикальной колонки боковой рамы с опорной площадкой.FIG. 2 - fragment A-A of Fig. 1, the junction of the vertical column of the side frame with the support platform.

Боковая рама тележки грузового вагона содержит верхний пояс 1 замкнутого сечения с ограничителями 2, образующими буксовые проемы 3, нижний пояс 4 замкнутого сечения, принимающий нагрузку от опорной площадки 5 для рессорного комплекта тележки, а также два наклонных пояса 6 и две вертикальные колонки 7, связывающие верхний 1 и нижний 4 пояса боковой рамы. Причем между вертикальными колонками 7, опорной площадкой 5 для рессорного комплекта и верхним поясом 1 образуется центральный рессорный проем 8 боковой рамы, ограниченный этими элементами. Также, на боковой раме между наклонными поясами 6 и вертикальными колонками 7 могут быть выполнены технологические окна 9. Каждый нижний угол рессорного проема 8 в месте соединения вертикальной колонки 7 с опорной площадкой 5 выполнен по радиусам соединения R₁ и R₂.The side frame of the freight car bogie contains an upper chord 1 of a closed section with limiters 2 forming axle openings 3, a lower chord 4 of a closed section that receives the load from the support platform 5 for the spring set of the bogie, as well as two inclined chords 6 and two vertical columns 7 connecting upper 1 and lower 4 chords of the side frame. Moreover, between the vertical columns 7, the support platform 5 for the spring set and the upper chord 1, a central spring opening 8 of the side frame is formed, bounded by these elements. Also, on the side frame between the inclined belts 6 and the vertical columns 7, technological windows 9 can be made. Each lower corner of the spring opening 8 at the junction of the vertical column 7 with the support platform 5 is made along the radii of the connection R ₁ and R ₂ .

Причем радиус соединения R₁ имеет постоянную величину на участке от внутренней стороны рамы до центральной продольной плоскости рамы (не показана), а после центральной продольной плоскости рамы радиус соединения пропорционально увеличивается в сторону внешней стороны рамы до R₂. Внешняя сторона рамы характеризуется тем, что при сборе тележки железнодорожного вагона она будет обращена наружу тележки, а внутренняя сторона рамы обращена внутрь тележки и снабжена кронштейнами для закрепления подвески триангеля тормозной системы. Величина радиуса R₁ находится в диапазоне от 30 мм до 50 мм, а величина радиуса R₂ всегда больше R₁ на 15-50 мм.Moreover, the radius of the connection R ₁ has a constant value in the section from the inner side of the frame to the central longitudinal plane of the frame (not shown), and after the central longitudinal plane of the frame, the radius of the joint increases proportionally towards the outer side of the frame to R ₂ . The outer side of the frame is characterized by the fact that when assembling the bogie of the railway car, it will face the outside of the bogie, and the inner side of the frame faces the inside of the bogie and is equipped with brackets for fixing the suspension of the triangel of the brake system. The value of the radius R ₁ is in the range from 30 mm to 50 mm, and the value of the radius R _{2 is} always 15-50 mm greater than R _1.

Значения величин радиусов соединения R₁ и R₂ были получены расчетно-опытным путем. Так при значениях R₁ менее 30 мм в месте соединения колонки с опорной площадкой значительно возрастают концентраторы напряжений, что приводит к снижению коэффициента запаса прочности, а выполнение радиуса соединения R₂ более 100 мм приведет к значительным изменениям конструкции боковой рамы, которые не позволят использовать боковую раму совместно с другими унифицированными деталями и оборудованием.The values of the radii of the compound R ₁ and R ₂ were obtained by calculation and experiment. So, when R ₁ values are less than 30 mm, stress concentrators increase significantly at the junction of the column with the support platform, which leads to a decrease in the safety factor, and if the radius of the R ₂ connection is more than 100 mm, it will lead to significant changes in the design of the side frame, which will not allow the use of the side frame. frame together with other standardized parts and equipment.

В качестве примера осуществления полезной модели можно привести боковую раму тележки, в которой радиус соединения R₁ постоянен и равен 30 мм, а на участке от центральной продольной плоскости рамы до внешней стороны рамы радиус соединения постепенно увеличивается до величины R₂, которая больше R1 на 15-50 мм.As an example of the implementation of the utility model, one can cite the side frame of the bogie, in which the radius of the connection R ₁ is constant and equal to 30 mm, and in the section from the central longitudinal plane of the frame to the outer side of the frame, the radius of the connection gradually increases to a value of R ₂ , which is more than R1 by 15 -50 mm.

Боковая рама тележки грузового вагона работает следующим образом.The side frame of the freight car bogie operates as follows.

Нижний горизонтальный пояс 4 воспринимает нагрузку от рессорного комплекта, установленного на опорную площадку 5, и надрессорной балки тележки вагона. Чаще всего в боковых рамах грузовых вагонов в местах перехода опорной площадки в вертикальные колонки в углах рессорного проема возникают повышенные механические напряжения, обусловленные повышенными силовыми нагрузками. Выполнение места соединения путем плавного перехода вертикальной колонки 7 в опорную площадку 5 по радиусам соединения, где радиус соединения R₁ имеет постоянную величину, а после центральной продольной плоскости рамы радиус соединения пропорционально увеличивается в сторону внешней стороны рамы до R₂, позволяет создать в этом месте условия для направленной кристаллизации металла при остывании отлитой боковой рамы, а также устраняет усадочную пористость металла и снижает количество трещин в нем. Кроме того, выполнение радиуса R₁ в диапазоне от 30 мм до 50 мм, а радиуса R₂ больше R1 на 15-50 мм позволяет перераспределить существующие напряжения и уменьшить уровень концентрации напряжений в зоне нижнего угла рессорного проема, что также способствует предотвращению излома нижних углов рессорного проема боковой рамы тележки.The lower horizontal belt 4 receives the load from the spring set installed on the support platform 5 and the bolster of the car bogie. Most often, in the side frames of freight cars in the places where the support platform transitions to vertical columns in the corners of the spring opening, increased mechanical stresses arise due to increased power loads. The implementation of the joint by smooth transition of the vertical column 7 to the support platform 5 along the radii of the joint, where the radius of the joint R ₁ is constant, and after the central longitudinal plane of the frame, the radius of the joint increases proportionally towards the outer side of the frame to R ₂ , makes it possible to create in this place conditions for directional solidification of the metal during cooling of the cast side frame, and also eliminates shrinkage porosity of the metal and reduces the number of cracks in it. In addition, the implementation of the radius R ₁ in the range from 30 mm to 50 mm, and the radius R ₂ more than R1 by 15-50 mm makes it possible to redistribute existing stresses and reduce the level of stress concentration in the zone of the lower corner of the spring opening, which also helps to prevent fracture of the lower corners spring opening of the side frame of the bogie.

Claims

1. A side frame of a freight car bogie, containing an upper belt with stops forming axle openings, a lower belt with a support platform for a spring set, two inclined belts and two vertical columns connecting the upper and lower belts, and the junction of the support platform with vertical columns is made along the radii, characterized in that from the inner side of the frame to the central longitudinal plane of the frame, the radius of the connection R _{1 is} made constant, and after it the radius of the connection increases proportionally towards the outer side of the frame to R ₂ .

2. The side frame of claim. 1, characterized in that the value of the radius R ₁ is in the range from 30 mm to 50 mm, and the radius R _{2 is} greater than R ₁ by 15 to 50 mm.