RU211207U1

RU211207U1 - FREIGHT CAR TROLLEY BOOT

Info

Publication number: RU211207U1
Application number: RU2022103526U
Authority: RU
Inventors: Андрей Леонидович Ставский; Олег Юрьевич Шулдрин; Алексей Александрович Шмыгин; Юрий Павлович Бороненко; Людмила Валериевна Цыганская; Владимир Сергеевич Коршунов; Екатерина Алексеевна Исполова
Original assignee: Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш")
Filing date: 2022-02-11
Publication date: 2022-05-25

Abstract

Полезная модель относится к подвижному составу железнодорожного транспорта и может быть использована в конструкциях надрессорной балки для тележек грузовых вагонов. Технический результат – повышение надежности надрессорной балки, снижение металлоемкости. Заявляемый технический результат достигается тем, что в надрессорной балке тележки грузового вагона, содержащей верхний пояс, выполненный в виде стенки, несущей подпятник, плоские опорные площадки для боковых опор, нижний пояс, выполненный в нижней части надрессорной балки, верхний и нижний пояса соединены боковыми стенками, нижний пояс содержит центральный участок, расположенный под подпятником, концевые горизонтальные участки, а также наклонные участки, соединяющие центральный и концевые участки, толщина стенки центрального участка составляет от 35 до 25 мм, согласно полезной модели, все участки плавно сопряжены между собой, при этом толщина стенок наклонных участков на 1-5 мм меньше толщины стенки центрального участка, толщина стенок концевых горизонтальных участков у края надрессорной балки составляет не менее 15 мм, стенки концевых горизонтальных участков выполнены с равномерным увеличением толщины, при этом в месте сопряжения концевых участков с наклонными участками, а также в месте сопряжения наклонных участков с центральным участком толщины стенок сопрягаемых участков равны между собой. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

The utility model relates to rolling stock of railway transport and can be used in the design of bolsters for freight car bogies. EFFECT: increased reliability of the bolster, reduced metal consumption. The claimed technical result is achieved by the fact that in the bolster of a freight car bogie, containing the upper chord, made in the form of a wall bearing the thrust bearing, flat support platforms for side supports, the lower chord, made in the lower part of the bolster, the upper and lower chords are connected by side walls , the lower chord contains a central section located under the thrust bearing, end horizontal sections, as well as inclined sections connecting the central and end sections, the wall thickness of the central section is from 35 to 25 mm, according to the utility model, all sections are smoothly mated to each other, while the thickness of the walls of the inclined sections is 1-5 mm less than the wall thickness of the central section, the thickness of the walls of the end horizontal sections at the edge of the bolster is at least 15 mm, the walls of the end horizontal sections are made with a uniform increase in thickness, while at the junction of the end sections with the inclined sections , as well as in me The set of conjugation of the inclined sections with the central section of the wall thickness of the mating sections are equal to each other. 3 w.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к подвижному составу железнодорожного транспорта и может быть использована в конструкциях надрессорной балки для тележек грузовых вагонов.The utility model relates to rolling stock of railway transport and can be used in the design of bolsters for freight car bogies.

Из авторского свидетельства СССР № 1220990 известна надрессорная балка тележки железнодорожного грузового вагона, включающая верхний пояс, нижний пояс с внутренними продольными ребрами и вертикальные боковые стенки. В данном техническом решении, с целью повышения надежности путем стабилизации запаса усталостной прочности и повышения долговечности, продольные ребра нижнего пояса расположены в вертикальных плоскостях, причем отношения их высот к номинальной толщине нижнего пояса составляет 1,3-1,4. Недостатком изобретения по АС СССР № 1220990 является низкая несущая способность надрессорной балки из-за высоких в ней изгибных напряжений. From the author's certificate of the USSR No. 1220990, a bolster of a railway freight car bogie is known, including an upper chord, a lower chord with internal longitudinal ribs and vertical side walls. In this technical solution, in order to increase reliability by stabilizing the fatigue strength and increasing durability, the longitudinal ribs of the lower belt are located in vertical planes, and the ratio of their heights to the nominal thickness of the lower belt is 1.3-1.4. The disadvantage of the invention according to the AS USSR No. 1220990 is the low bearing capacity of the bolster due to high bending stresses in it.

Недостатки изобретения по АС СССР № 1220990 устранялись полезной моделью по патенту РФ № 196818, из которого известна надрессорная балка тележки железнодорожного грузового вагона, содержащая верхний пояс, нижний пояс с внутренними продольными ребрами высотой N и вертикальные боковые стенки, при этом внутренние продольные ребра в центральной горизонтальной части нижнего пояса выполнены с увеличением высоты N в направлении к вертикальной поперечной оси надрессорной балки до высоты N_max, при этом отношение суммы высоты N_max внутренних продольных ребер и толщины S нижнего пояса в своей центральной горизонтальной части к высоте Н центрального вертикального поперечного сечения надрессорной балки составляет от 0,15 до 0,3, а вертикальные боковые стенки в зоне центрального вертикального поперечного сечения надрессорной балки имеют отверстия шириной В, выполненной в диапазоне от 155 до 165 мм, и высотой С, выполненной в соотношении:The disadvantages of the invention according to the AS USSR No. 1220990 were eliminated by the utility model according to the patent of the Russian Federation No. 196818, from which the bogie bogie of a railway freight car is known, containing the upper chord, the lower chord with internal longitudinal ribs of height N and vertical side walls, while the internal longitudinal ribs in the central the horizontal part of the lower chord is made with an increase in height N in the direction towards the vertical transverse axis of the bolster to a height N _max , while the ratio of the sum of the height N _max of the internal longitudinal ribs and the thickness S of the lower chord in its central horizontal part to the height H of the central vertical cross section of the bolster beams is from 0.15 to 0.3, and the vertical side walls in the zone of the central vertical cross section of the bolster have openings with a width B, made in the range from 155 to 165 mm, and a height C, made in the ratio:

С=Н-(K+L),C=H-(K+L),

где Н - высота центрального вертикального поперечного сечения надрессорной балки, мм;where H is the height of the central vertical cross section of the bolster, mm;

K - расстояние от нижнего внешнего контура нижнего пояса центрального поперечного сечения надрессорной балки до нижнего контура отверстия вертикальных боковых стенок в зоне центрального вертикального поперечного сечения надрессорной балки, мм;K - distance from the lower outer contour of the lower belt of the central cross section of the bolster to the lower contour of the opening of the vertical side walls in the area of the central vertical cross section of the bolster, mm;

L - расстояние от верхнего внешнего контура верхнего пояса центрального вертикального поперечного сечения надрессорной балки до верхнего контура отверстия вертикальных боковых стенок в зоне центрального вертикального поперечного сечения надрессорной балки, мм, при этом K≥0,3 Н и L≥0,2 Н.L is the distance from the upper outer contour of the upper chord of the central vertical cross section of the bolster to the upper contour of the opening of the vertical side walls in the area of the central vertical cross section of the bolster, mm, while K≥0.3 N and L≥0.2 N.

Толщина S нижнего пояса в своей центральной горизонтальной части выполнена в диапазоне размеров от 25 до 35 мм.The thickness S of the lower chord in its central horizontal part is made in the range of sizes from 25 to 35 mm.

Техническим результатом полезной модели по патенту № 196818 является увеличение несущей способности надрессорной балки тележки железнодорожного грузового вагона при сохранении ее массы.The technical result of the utility model according to patent No. 196818 is to increase the bearing capacity of the bogie bogie of a railway freight car while maintaining its weight.

Недостатком надрессорной балки по патенту № 196818 является ее недостаточная надежность, вызванная неравномерными механическими напряжениями, вызывающими местные напряженности, обусловленные неоптимальным подбором геометрических параметров толщин нижнего пояса балки надрессорной тележки грузового вагона.The disadvantage of the bolster according to patent No. 196818 is its lack of reliability caused by uneven mechanical stresses, causing local stresses due to non-optimal selection of geometric parameters of the thicknesses of the lower chord of the bogie bolster beam of a freight car.

Надрессорная балка по патенту № 196818 выбрана в качестве наиболее близкого аналога.The bolster according to patent No. 196818 is selected as the closest analogue.

Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью, – разработка надежной конструкции надрессорной балки, в которой устранены недостатки известных аналогов.The technical problem solved by the proposed utility model is the development of a reliable design of the bolster, in which the shortcomings of known analogues are eliminated.

Технический результат – повышение надежности надрессорной балки, снижение металлоемкости.EFFECT: increased reliability of the bolster, reduced metal consumption.

Заявляемый технический результат достигается тем, что в надрессорной балке тележки грузового вагона, содержащей верхний пояс, выполненный в виде стенки, несущей подпятник, плоские опорные площадки для боковых опор, нижний пояс, выполненный в нижней части надрессорной балки, верхний и нижний пояса соединены боковыми стенками, нижний пояс содержит центральный участок, расположенный под подпятником, концевые горизонтальные участки, а также наклонные участки, соединяющие центральный и концевые участки, толщина стенки центрального участка составляет от 35 до 25 мм, согласно полезной модели, все участки плавно сопряжены между собой, при этом толщина стенок наклонных участков на 1-5 мм меньше толщины стенки центрального участка, толщина стенок концевых горизонтальных участков у края надрессорной балки составляет не менее 15 мм, стенки концевых горизонтальных участков выполнены с равномерным увеличением толщины, при этом в месте сопряжения концевых участков с наклонными участками, а также в месте сопряжения наклонных участков с центральным участком толщины стенок сопрягаемых участков равны между собой.The claimed technical result is achieved by the fact that in the bolster of a freight car bogie, containing the upper chord, made in the form of a wall bearing the thrust bearing, flat support platforms for side supports, the lower chord, made in the lower part of the bolster, the upper and lower chords are connected by side walls , the lower chord contains a central section located under the thrust bearing, end horizontal sections, as well as inclined sections connecting the central and end sections, the wall thickness of the central section is from 35 to 25 mm, according to the utility model, all sections are smoothly mated to each other, while the thickness of the walls of the inclined sections is 1-5 mm less than the wall thickness of the central section, the thickness of the walls of the end horizontal sections at the edge of the bolster is at least 15 mm, the walls of the end horizontal sections are made with a uniform increase in thickness, while at the junction of the end sections with the inclined sections , as well as in me The set of conjugation of the inclined sections with the central section of the wall thickness of the mating sections are equal to each other.

Центральный участок может быть выполнен горизонтальным.The central section can be made horizontal.

Сопряжение центрального участка с наклонными участками, а также сопряжение наклонных участков с концевыми горизонтальными участками выполнено радиусным, при этом радиус сопряжения указанных участков составляет не менее 90 мм.The conjugation of the central section with the inclined sections, as well as the conjugation of the inclined sections with the end horizontal sections, is radial, while the radius of the conjugation of these sections is at least 90 mm.

Наклонные участки могут быть выполнены с плавным уменьшением толщины от центрального участка к концевым горизонтальным участкам.Inclined sections can be made with a smooth decrease in thickness from the central section to the end horizontal sections.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежом.The claimed utility model is illustrated by the drawing.

На фигуре изображен вид спереди балки надрессорной с продольным вертикальным сечением нижней части надрессорной балки.The figure shows a front view of the bolster with a longitudinal vertical section of the lower part of the bolster.

Позиции на фигуре:Positions on the figure:

1 – верхний пояс надрессорной балки;1 - the upper belt of the bolster;

2 – подпятник;2 - thrust bearing;

3 – опорные площадки для боковых опор;3 - support platforms for side supports;

4 – нижний пояс надрессорной балки;4 - the lower belt of the bolster;

5 – центральный участок нижнего пояса;5 - the central section of the lower belt;

6 - концевые горизонтальные участки;6 - end horizontal sections;

7 – наклонные участки.7 - inclined sections.

Заявляемая надрессорная балка содержит верхний пояс 1, выполненный в виде стенки, несущей подпятник 2, плоские опорные площадки 3 для боковых опор, нижний пояс 4, выполненный в нижней части надрессорной балки. Верхний 1 и нижний 4 пояса соединены боковыми стенками (на фигуре не показаны). Нижний пояс 4 содержит центральный участок 5, расположенный под подпятником 2; концевые горизонтальные участки 6, а также наклонные участки 7, соединяющие центральный 5 и концевые участки 6. Все участки 5,6,7 плавно сопряжены между собой, при этом толщина стенки центрального участка 5 составляет от 35 до 25 мм, толщина стенок наклонных участков 7 на 1-5 мм меньше толщины стенки центрального участка 5, толщина стенок концевых горизонтальных участков 6 у края надрессорной балки составляет не менее 15 мм. Стенки концевых горизонтальных участков 6 выполнены с равномерным увеличением толщины, при этом в месте сопряжения концевых участков 6 с наклонными участками 7 толщины стенок указанных участков равны между собой. Центральный участок 5 выполнен горизонтальным, что определяется равномерным характером нагрузок, воздействующих на центральный участок 5 от подпятника 2. Сопряжение центрального участка 5 с наклонными участками 7, а также сопряжение наклонных участков 7 с концевыми горизонтальными участками 6 выполнено радиусным, при этом радиус сопряжения указанных участков составляет не менее 90 мм. Наклонные участки 7 выполнены с плавным уменьшением толщины от центрального участка 5 к концевым горизонтальным участкам 6.The inventive bolster contains an upper belt 1, made in the form of a wall bearing the thrust bearing 2, flat support pads 3 for side supports, a lower belt 4, made in the lower part of the bolster. The upper 1 and lower 4 belts are connected by side walls (not shown in the figure). The lower belt 4 contains the Central section 5, located under the thrust bearing 2; end horizontal sections 6, as well as inclined sections 7 connecting the central 5 and end sections 6. All sections 5,6,7 are smoothly connected to each other, while the wall thickness of the central section 5 is from 35 to 25 mm, the wall thickness of the inclined sections 7 1-5 mm less than the wall thickness of the central section 5, the wall thickness of the end horizontal sections 6 at the edge of the bolster is at least 15 mm. The walls of the end horizontal sections 6 are made with a uniform increase in thickness, while at the junction of the end sections 6 with the inclined sections 7, the wall thicknesses of these sections are equal to each other. The central section 5 is made horizontal, which is determined by the uniform nature of the loads acting on the central section 5 from the thrust bearing 2. The pairing of the central section 5 with the inclined sections 7, as well as the pairing of the inclined sections 7 with the end horizontal sections 6 is made radial, while the radius of the pairing of these sections is at least 90 mm. Inclined sections 7 are made with a smooth decrease in thickness from the central section 5 to the end horizontal sections 6.

Надрессорная балка работает в условиях существенных нагрузок, при этом самой нагруженной частью нижнего пояса 4 является его центральный участок 5, расположенный под подпятником 2, непосредственно воспринимающим нагрузку от кузова вагона. Следовательно, толщина стенки центрального участка нижнего пояса надрессорной балки должна быть максимальной. В заявляемой полезной модели толщина центрального участка, как в наиболее близком аналоге, составляет от 25 до 35 мм.The bolster operates under conditions of significant loads, while the most loaded part of the lower belt 4 is its central section 5, located under the thrust bearing 2, which directly perceives the load from the car body. Therefore, the wall thickness of the central section of the lower chord of the bolster should be maximum. In the claimed utility model, the thickness of the central section, as in the closest analogue, is from 25 to 35 mm.

Концевые горизонтальные участки 6 надрессорной балки воспринимают меньшие нагрузки, чем центральный участок 5, поэтому они выполнены с меньшей толщиной стенок, которая определена расчетным путем исходя из нагрузок на концевые участки 6 надрессорной балки. Толщина стенок концевых горизонтальных участков 6 у края надрессорной балки составляет не менее 15 мм, при этом толщина стенок концевых горизонтальных участков 6 равномерно (плавно) увеличивается до места их сопряжения с наклонными участками 7. The end horizontal sections 6 of the bolster receive less loads than the central section 5, therefore they are made with a smaller wall thickness, which is determined by calculation based on the loads on the end sections 6 of the bolster. The wall thickness of the end horizontal sections 6 at the edge of the bolster is at least 15 mm, while the wall thickness of the end horizontal sections 6 increases evenly (smoothly) to the point of their junction with the inclined sections 7.

Выполнение стенок концевых участков 6 у края надрессорной балки менее 15 мм не будет обеспечивать надлежащую прочность концевых участков. Выполнение стенок концевых горизонтальных участков 6 с равномерным утолщением к месту их сопряжения с наклонными участками 7 в полной мере соответствует характеру нагрузок (напряжений) на концевые участки 6, что будет способствовать более равномерному распределению напряжений в концевых участках надрессорной балки. The execution of the walls of the end sections 6 at the edge of the bolster less than 15 mm will not provide the proper strength of the end sections. The execution of the walls of the end horizontal sections 6 with a uniform thickening to the place of their junction with the inclined sections 7 fully corresponds to the nature of the loads (stresses) on the end sections 6, which will contribute to a more uniform distribution of stresses in the end sections of the bolster.

Наклонные участки 7 работают в условиях нагрузок, являющихся промежуточными по значению между нагрузками на центральный участок 5 и на концевые участки 7, поэтому толщина стенок наклонных участков 7 составляет на 1-5 мм меньше, чем толщина стенки центрального участка.The inclined sections 7 operate under load conditions that are intermediate in value between the loads on the central section 5 and on the end sections 7, therefore the wall thickness of the inclined sections 7 is 1-5 mm less than the wall thickness of the central section.

В месте сопряжения концевых участков 6 с наклонными участками 7, а также в месте сопряжения наклонных участков 7 с центральным участком 5 толщины стенок сопрягаемых участков равны между собой. In the place where the end sections 6 meet with the inclined sections 7, and also where the inclined sections 7 meet the central section 5, the wall thicknesses of the mating sections are equal to each other.

Указанные выше геометрические параметры участков нижнего пояса надрессорной балки позволяют выровнять напряжения на нижний пояс надрессорной балки в соответствии с действующими на каждый участок нагрузками. Что существенно снизит вероятность возникновения местных напряжений, возникающих из-за несоответствия (непропорциональности) геометрических параметров стенок нижнего пояса надрессорной балки характеру нагрузок, воспринимаемым каждым участком нижнего пояса надрессорной балки. The above geometrical parameters of sections of the lower chord of the bolster make it possible to equalize the stresses on the lower chord of the bolster in accordance with the loads acting on each section. This will significantly reduce the likelihood of local stresses arising due to the discrepancy (disproportion) of the geometric parameters of the walls of the lower chord of the bolster to the nature of the loads perceived by each section of the lower chord of the bolster.

Для снижения напряжений в местах сопряжения участков их сопряжение выполнено радиусным. При этом при значении радиуса 90 мм и более обеспечивается необходимая плавность перехода от одного участка к другому.To reduce stresses at the points of conjugation of the sections, their conjugation is made radial. At the same time, with a radius value of 90 mm or more, the necessary smoothness of the transition from one section to another is ensured.

При значении радиуса менее 90 мм переход от одного участка к другому будет недостаточно плавным, в результате в местах сопряжения участков будут иметь место повышенные напряженности.With a radius value of less than 90 mm, the transition from one section to another will not be smooth enough, as a result, increased tensions will occur at the junction of the sections.

Для еще более равномерного распределения напряжений на нижний пояс надрессорной балки целесообразно выполнить наклонные участки 7 с плавным уменьшением толщины от центрального участка 5 к концевым горизонтальным участкам 6, что в полной мере соответствует характеру нагрузок на наклонные участки и будет способствовать еще большему выравниванию напряжений на нижним поясе надрессорной балки.For an even more uniform distribution of stresses on the lower chord of the bolster, it is advisable to make inclined sections 7 with a smooth decrease in thickness from the central section 5 to the end horizontal sections 6, which fully corresponds to the nature of the loads on the inclined sections and will contribute to even greater equalization of stresses on the lower chord bolster beam.

Выравнивание напряжений, возникающих в надрессорной балке, необходимо для того, чтобы повысить ее надежность, определяемую таким фактором, как усталостные напряжения. Обеспечение равномерного распределения напряжений по надрессорной балке исключит вероятность ее деформации (в местах, где усталостная прочность ниже), а в итоге – обеспечит надежное функционирование надрессорной балки в течение срока ее эксплуатации.Equalizing the stresses that occur in the bolster is necessary in order to increase its reliability, determined by factors such as fatigue stresses. Ensuring a uniform distribution of stresses over the bolster will eliminate the possibility of its deformation (in places where the fatigue strength is lower), and as a result, it will ensure the reliable functioning of the bolster during its service life.

Выполнение стенок нижнего пояса на всех участках одинаковой толщины, во-первых, ведет к излишней металлоемкости надрессорной балки, ее повышенному весу (не обусловленному функциональными требованиями); а во-вторых, снижает надежность надрессорной балки из-за неравномерного распределения напряжений, обусловливающих различную усталостную прочность на разных участках надрессорной балки.The execution of the walls of the lower belt in all areas of the same thickness, firstly, leads to excessive metal consumption of the bolster, its increased weight (not due to functional requirements); and secondly, it reduces the reliability of the bolster due to the uneven distribution of stresses, which cause different fatigue strength in different parts of the bolster.

Claims

1. Bolster of a freight car bogie, containing an upper chord made in the form of a wall bearing a thrust bearing, flat support platforms for side supports, a lower chord made in the lower part of the bolster, the upper and lower chords are connected by side walls, the lower chord contains a central section located under the thrust bearing, end horizontal sections, as well as inclined sections connecting the central and end sections, the wall thickness of the central section is from 25 to 35 mm, characterized in that all sections are smoothly connected to each other, while the wall thickness of the inclined sections is 1- 5 mm less than the wall thickness of the central section, the thickness of the walls of the end horizontal sections at the edge of the bolster is at least 15 mm, the walls of the end horizontal sections are made with a uniform increase in thickness, while at the junction of the end sections with the inclined sections, as well as at the junction of the inclined plots with a central plot t the wall thicknesses of the mating sections are equal to each other.

2. Bolster according to claim 1, characterized in that the central section is made horizontal.

3. The bolster according to claim 1, characterized in that the conjugation of the central section with the inclined sections, as well as the conjugation of the inclined sections with the end horizontal sections, is radial, while the radius of the conjugation of these sections is at least 90 mm.

4. The bolster according to claim 1, characterized in that the inclined sections are made with a smooth decrease in thickness from the central section to the end horizontal sections.