RU208585U1 - Концевая балка рамы грузового вагона - Google Patents

Abstract

Предложенная полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к конструкциям рам грузового вагона, и может быть использована в грузовых вагонах. Технический результат заключается в повышении прочности концевой балки рамы грузового вагона. Технический результат достигается тем, что концевая балка рамы грузового вагона содержит верхнюю стенку, нижнюю стенку и лобовую стенку, имеющую центральный участок, два боковых участка, выступающих относительно центрального участка, и два участка, сопрягающих боковые участки с центральным участком, причем на нижней стенке в зоне сопряжения боковых участков с центральным участком лобовой стенки установлены усиливающие накладки, каждая из которых прикреплена к нижней стенке и лобовой стенке. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Предложенная полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к конструкциям рам грузового вагона, и может быть использована в грузовых вагонах.

Из уровня техники известна концевая балка рамы грузового вагона (Патент России на полезную модель №170101, опубликован 13.04.2017), содержащая верхнюю полку, наружную боковую стенку, две внутренние боковые стенки, расположенные с образованием между ними проёма под хребтовую балку, и две нижние полки, замыкающие концевую балку в коробчатое сечение, причем внутри концевой балки симметрично относительно её плоскости симметрии установлены поперечные рёбра, соединяющие верхнюю полку и наружную боковую стенку с соответствующими внутренними боковыми стенками и нижними полками.

Недостатком известного технического решения является низкая прочность концевой балки рамы грузового вагона.

Известна концевая балка рамы грузового вагона (Пастухов И.Ф., Лукин В.В., Жуков Н.И. Вагоны. // Под ред. В.В. Лукина. М.: «Транспорт», 1988. С. 148-149), принятая за прототип, содержащая верхнюю стенку, нижнюю стенку и лобовую стенку, имеющую центральный участок, два боковых участка, выступающих относительно центрального участка, и два участка, сопрягающих боковые участки с центральным участком лобовой стенки.

Недостатком известного технического решения является низкая прочность концевой балки из-за концентрации напряжений от эксплуатационных нагрузок в зонах перехода боковых участков, выступающих относительно центрального участка, к центральному участку лобовой стенки.

Предлагаемой полезной моделью решается техническая проблема низкой прочности концевой балки рамы грузового вагона.

Технический результат заключается в повышении прочности концевой балки рамы грузового вагона.

Технический результат достигается тем, что концевая балка рамы грузового вагона содержит верхнюю стенку, нижнюю стенку и лобовую стенку, имеющую центральный участок, два боковых участка, выступающих относительно центрального участка, и два участка, сопрягающих боковые участки с центральным участком, причем на нижней стенке в зоне сопряжения боковых участков с центральным участком лобовой стенки установлены усиливающие накладки, каждая из которых прикреплена к нижней стенке и лобовой стенке.

В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что усиливающие накладки прикреплены посредством сварки.

В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что каждая усиливающая накладка повторяет форму сопряжения боковых участков с центральным участком лобовой стенки.

В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что ширина усиливающей накладки задана из диапазона от 25 до 100 мм.

В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что отношение ширины усиливающей накладки к ее толщине не более 1,8.

В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что каждая усиливающая накладка имеет постоянную ширину.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется фигурами, на которых показано:

Фиг.1 - концевая балка рамы грузового вагона (вид сверху), где 1 - верхняя стенка, 3 - лобовая стенка, 3.1 - центральный участок лобовой стенки, 3.2 - боковые участки лобовой стенки, 3.3 - участки лобовой стенки, О - поперечная ось.

Фиг.2 - поперечный разрез А-А с фиг. 1 концевой балки рамы грузового вагона, где 1 - верхняя стенка, 2 - нижняя стенка, 3 - лобовая стенка, 3.1 - центральный участок лобовой стенки, 3.2 - боковой участок лобовой стенки, 3.3 - участок лобовой стенки, 4 - усиливающая накладка.

Фиг.3 - разрез Б-Б с фиг. 2 концевой балки рамы грузового вагона, где 2 - нижняя стенка, 3 - лобовая стенка, 3.1 - центральный участок лобовой стенки, 3.2 - боковой участок лобовой стенки, 3.3 - участок лобовой стенки, 4 - усиливающая накладка, О - поперечная ось, В - ширина усиливающей накладки 4.

Фиг. 4 - график зависимости напряжений σ (МПа) в балке от отношения ширины B к толщине t усиливающей накладки.

Концевая балка (фиг.1, фиг.2, фиг.3) рамы грузового вагона содержит верхнюю стенку 1, нижнюю стенку 2 и лобовую стенку 3, имеющую центральный участок 3.1, который является углубленным, два боковых участка 3.2, выступающих относительно центрального участка 3.1, равноудаленных от поперечной оси О концевой балки в боковом направлении, и два участка 3.3, сопрягающих боковые участки 3.2 с центральным участком 3.1. Участки 3.3 могут быть выполнены изогнутыми, либо прямолинейными, что определяет форму сопряжения боковых участков 3.2 с центральным участком 3.1 лобовой стенки 3. На нижней стенке 2 в зоне сопряжения боковых участков 3.2 с центральным участком 3.1 лобовой стенки 3 установлены усиливающие накладки 4, каждая из которых прикреплена к нижней стенке 2 и лобовой стенке 3.

В предпочтительном варианте выполнения полезной модели усиливающие накладки 4 прикреплены посредством сварки, при этом каждая усиливающая накладка 4 повторяет форму сопряжения боковых участков 3.2 с центральным участком 3.1 лобовой стенки 3. В предпочтительном варианте выполнения полезной модели усиливающие накладки 4 имеет постоянную ширину (В), причем ширина (В) усиливающей накладки 4 задана из диапазона от 25 до 100 мм. В предпочтительном варианте выполнения полезной модели отношение ширины (В) усиливающей накладки 4 к ее толщине (t) не более 1,8. В предпочтительном варианте выполнения полезной модели каждый из участков 3.1, 3.2, 3.3 лобовой балки выполнен из единого листа. В другом предпочтительном варианте выполнения полезной модели каждый из участков 3.1, 3.2, выполнен составным из двух и более листов, например, из двух листов, расположенных с образованием между ними проема для размещения хребтовой балки рамы грузового вагона. В другом предпочтительном варианте выполнения полезной модели лобовой участок 3.3 выполнен составным из двух и более листов, например, из двух листов, соединенных между собой сваркой и расположенных с образованием проема для размещения сцепного устройства грузового вагона.

Из проведенных расчетов выявлена зависимость (фиг.4) и установлено, что за счет наличия усиливающих накладок 4, установленных на нижней стенке 2 в зоне сопряжения боковых участков 3.2 с центральным участком 3.1 лобовой стенки 3, снижаются напряжения от эксплуатационных нагрузок в этой зоне, тем самым достигается технический результат, заключающийся в повышении прочности концевой балки рамы грузового вагона.

Из графика видно, что наибольший наклон наблюдается в диапазоне значений B/t от 1 до 1,8, что соответствует снижению напряжений в зоне сопряжения боковых участков 3.2 с центральным участком 3.1 лобовой стенки 3. Дальнейшее увеличение значения B/t не приводит к существенному снижению напряжений в указанных местах, однако увеличивает металлоемкость усиливающей накладки 4. Следует отметить, что при ширине (В) усиливающей накладки 4 менее 25 мм не достигается требуемое снижение концентраций напряжений от эксплуатационных нагрузок в зоне сопряжения боковых участков 3.2 с центральным участком 3.1 лобовой стенки 3. Увеличение ширины (В) усиливающей накладки 4 более 100 мм ведет к излишнему увеличению прочности концевой балки и увеличению металлоемкости конструкции.

Таким образом, как показано в вышеприведённом описании полезной модели, достигается технический результат, заключающийся в повышении прочности концевой балки рамы грузового вагона.

Предложенное техническое решение может быть использовано в известных из уровня техники грузовых вагонах.

Claims (6)

1. Концевая балка рамы грузового вагона, содержащая верхнюю стенку, нижнюю стенку и лобовую стенку, имеющую центральный участок, два боковых участка, выступающих относительно центрального участка, и два участка, сопрягающих боковые участки с центральным участком, отличающаяся тем, что на нижней стенке в зоне сопряжения боковых участков с центральным участком лобовой стенки установлены усиливающие накладки, прикрепленные к нижней стенке и лобовой стенке.

2. Концевая балка рамы грузового вагона по п.1, отличающаяся тем, что усиливающие накладки прикреплены посредством сварки.

3. Концевая балка рамы грузового вагона по п.1, отличающаяся тем, что каждая усиливающая накладка повторяет форму сопряжения бокового участка с центральным участком лобовой стенки.

4. Концевая балка рамы грузового вагона по п.1, отличающаяся тем, что каждая усиливающая накладка имеет постоянную ширину.

5. Концевая балка рамы грузового вагона по п.1, отличающаяся тем, что ширина усиливающей накладки задана из диапазона от 25 до 100 мм.

6. Концевая балка рамы грузового вагона по п.1, отличающаяся тем, что отношение ширины усиливающей накладки к ее толщине не превышает 1,8.

Images