RU208362U1 - Боковая рама тележки грузового вагона - Google Patents

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. На внешней стороне боковой рамы в каждой зоне соединения наклонного пояса, вертикальной колонки и нижнего пояса выполнен фигурный выступ в виде пятиугольной призмы, основания которой имеют форму выпуклого пятиугольника, одно из оснований призмы сопряжено с боковой поверхностью рамы, а одна из боковых граней призмы плавно переходит в опорную площадку рессорного проема. Углы каждого пятиугольника и ребра боковых граней призмы выполнены скругленными. Величина выступа не превышает размерами прямоугольный параллелепипед длиной В=160 мм, шириной С=160 мм, высотой Н=60 мм. Боковые грани призмы плавно переходят в тело боковой рамы по радиусу R, находящемуся в диапазоне от 10 до 30 мм. Конструкция направлена на повышение надежности боковой рамы за счет оптимизации геометрической формы и размеров выступа, объединяющего наклонный и нижний пояса с вертикальной колонкой в наиболее нагруженном месте. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к конструктивным элементам тележек железнодорожных вагонов, в частности к боковым рамам тележек.

Известна боковая рама тележки грузового вагона (RU 181826, опубл. 26.06.2018), содержащая верхний пояс, нижний пояс, две вертикальные колонки, сопряженные с верхним поясом и нижним поясом и толщина каждой из которых меньше толщины нижнего пояса, два наклонных пояса, каждый из которых сопряжен с верхним поясом и нижним поясом, рессорный проем с опорной площадкой для рессорного комплекта, ограниченный верхним поясом, нижним поясом и вертикальными колонками, два наружных выступа, сопряженных с опорной площадкой для рессорного комплекта, два наружных ребра сопряженных с упомянутыми выступами, при этом упомянутые наружные выступы и сопряженные с ними наружные ребра выполнены на внешней поверхности боковой рамы в двух зонах сопряжения нижнего пояса, вертикальных колонок и наклонных поясов. Технической проблемой является наличие усадочных дефектов, формируемых в термических узлах в нижней части боковой рамы в зонах сопряжения нижнего пояса, вертикальных колонок и наклонных поясов.

В качестве наиболее близкого аналога полезной модели принята боковая рама тележки грузового вагона (RU 199819, опубл. 21.09.2020), содержащая верхний пояс с ограничителями, образующими буксовые проемы, и 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 вертикальными колонками выполнено по радиусам, а на наружной стороне боковой рамы в каждой зоне соединения наклонного пояса и вертикальной колонки с нижним поясом и опорной площадкой выполнен выступ, объединяющий упомянутые элементы и сопряженный с опорной площадкой.

Технической проблемой прототипа являются недостаточная надежность усиливающего выступа в месте соединения нижнего пояса с боковыми поясами и вертикальными колонками, приводящая к преждевременному излому боковой рамы.

Техническим результатом реализации полезной модели является повышение надежности боковой рамы за счет оптимизации геометрической формы и размеров выступа, объединяющего наклонный и нижний пояса с вертикальной колонкой в наиболее нагруженном месте.

Технический результат в настоящей полезной модели достигается 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, содержит выступ на внешней стороне боковой рамы в каждой зоне соединения наклонного пояса, вертикальной колонки и нижнего пояса, сопряженный с опорной площадкой, причем выступ выполнен в виде пятиугольной призмы, основания которой имеют форму выпуклого пятиугольника, одно из оснований призмы сопряжено с боковой поверхностью рамы, а одна из боковых граней призмы плавно переходит в опорную площадку рессорного проема.

Также, для достижения технического результата углы каждого пятиугольника могут быть выполнены скругленными и ребра боковых граней могут быть выполнены скругленными.

Предпочтительно величина выступа не должна превышать размерами прямоугольный параллелепипед длиной В=160 мм, шириной С=160 мм, высотой Н=60 мм.

Также выступ может быть выполнен так, что боковые грани призмы плавно переходят в тело боковой рамы по радиусу R, находящемуся в диапазоне от 10 до 30 мм.

На фиг. 1 - представлен вид боковой рамы с внешней стороны в изометрии, на фиг. 2 - фрагмент А, вариант выполнения выступа в виде пятиугольной призмы, на фиг. 3 - фрагмент А, выступ вписанный в параллелепипед.

Боковая рама тележки грузового вагона содержит горизонтальный верхний пояс 1 замкнутого сечения с ограничителями 2, образующими буксовые проемы 3, горизонтальный 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. Места соединения вертикальной колонки 7 с опорной площадкой 5 могут быть выполнены по радиусам соединения. Чтобы укрепить критическое сечение и повысить прочность рамы, на внешней стороне боковой рамы в каждой зоне соединения вертикальной колонки 7 и наклонного пояса 6 с нижним поясом 4 и опорной площадкой 5 выполнен выступ (утолщение) 10, объединяющий упомянутые элементы. 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 11 для закрепления подвески триангеля тормозной системы.

Выступ 10 выполнен в виде пятиугольной призмы, основания которой имеют форму выпуклого пятиугольника (Фиг. 2). Пятиугольники, лежащие в основаниях призмы, могут быть правильными или неправильными. Предпочтительным вариантом выполнения считается призма, в основании которой лежат неправильные пятиугольники, так как такое выполнение выступа 10 позволяет сместить зону усиления в наиболее слабую точку зоны соединения наклонного пояса 6 с вертикальной колонкой 7 и опорной площадкой 5 рессорного проема.

Одно из оснований призмы сопряжено (отлито заодно) с боковой поверхностью рамы, то есть один из пятиугольников призмы лежит в плоскости боковой рамы. Одна из боковых граней призмы, выходящая в рессорный проем 8, в нижней своей части плавно переходит в опорную площадку 5 рессорного проема. Таким образом, можно сказать, что с внешней стороны боковой рамы край опорной площадки 5 для рессорного комплекта утолщаясь охватывает нижний угол рессорного проема 8 и выходит на вертикальную стенку боковой рамы в зоне перехода нижнего пояса 4 в наклонный пояс 6, образуя технологический выступ (утолщение) 10. Как видно на Фиг. 2 несколько углов пятиугольника основания призмы выступа 10 выполнены скругленными, в таком случае и примыкающие к этим скругленным углам ребра между боковых граней призмы также выполнены скругленными. На представленном рисунке изображено выполнение скругленными четырех углов основания призмы и ребер, примыкающих к ним.

Размеры выступа 10 не должны превышать размеры прямоугольного параллелепипеда с длиной В=160 мм, шириной С=160 мм, высотой Н=60 мм (Фиг. 3), т.к. увеличение указанных размеров приведет к увеличению массы тележки без существенного влияния на прочность тележки.

Боковые грани пятиугольной призмы выступа 10 плавно переходят в тело боковой рамы по радиусу R, составляющему от 10 мм до 30 мм (Фиг. 3). Уменьшение величины R менее 10 мм может привести к образованию концентраторов напряжения в этих местах и последующему разрушению конструкции, а увеличение величины R более 30 мм приводит лишь к необоснованному увеличению массы боковой рамы.

Боковая рама тележки грузового вагона работает следующим образом.

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 зоне соединения вертикальной колонки 7 и наклонного пояса 6 с нижним поясом 4 и опорной площадкой 5 возникают повышенные механические напряжения, обусловленные повышенными силовыми нагрузками. Снабжение места соединения выступом (утолщением) 10, объединяющим упомянутые элементы, и выполнение этого выступа в виде пятиугольной призмы, основания которой имеют форму выпуклого пятиугольника, 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, а также усиливает прочность элементов рамы за счет их утолщения, что также способствует предотвращению излома нижних углов рессорного проема боковой рамы тележки.

Такая форма выступа позволяет перераспределить существующие напряжения и уменьшить уровень концентрации напряжений в зоне соединения вертикальной колонки с опорной площадкой рессорного комплекта, тем самым повысить надежность боковой рамы тележки грузового вагона.

Claims (5)

1. 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, а на внешней стороне боковой рамы в каждой зоне соединения наклонного пояса, вертикальной колонки и нижнего пояса выполнен выступ, сопряженный с опорной площадкой, отличающаяся тем, что выступ выполнен в виде пятиугольной призмы, основания которой имеют форму выпуклого пятиугольника, одно из оснований призмы сопряжено с боковой поверхностью рамы, а одна из боковых граней призмы плавно переходит в опорную площадку рессорного проема.

2. Боковая рама по п. 1, отличающаяся тем, что углы каждого пятиугольника выполнены скругленными.

3. Боковая рама по п. 2, отличающаяся тем, что ребра боковых граней выполнены скругленными.

4. Боковая рама по п. 1, отличающаяся тем, что величина выступа не превышает размерами прямоугольный параллелепипед длиной В=160 мм, шириной С=160 мм, высотой Н=60 мм.

5. Боковая рама по п. 1, отличающаяся тем, что боковые грани призмы плавно переходят в тело боковой рамы по радиусу R, находящемуся в диапазоне от 10 мм до 30 мм.

Images