RU2116920C1

RU2116920C1 - Railway car frame

Info

Publication number: RU2116920C1
Application number: RU96111382A
Authority: RU
Inventors: В.С. Серяков; В.А. Андронов; В.С. Верник; В.И. Полявин; П.Ф. Потапов; А.Г. Зоценко; В.Г. Белинович; А.В. Крючков; В.П. Герман; Ю.М. Баженевских
Original assignee: Государственное производственное объединение "Уралвагонзавод" им.Ф.Э.Дзержинского
Priority date: 1996-06-05
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 1998-08-10

Abstract

FIELD: railway transport; design of freight car frames. SUBSTANCE: freight car frame has center sill, two longitudinal beams, intermediate and end beams. Body pivot bearing is fastened to center sill from below. Intermediate beams are arranged with displacement relative to longitudinal axis of center sill outside the zones of pivot unions. Baseplate sheet is placed between body pivot beating and lower webs of center sill. EFFECT: increased reliability of pivot unit and frame as a whole. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для грузовых вагонов, в частности для конструкций соединения продольных и поперечных элементов рам вагона. The invention relates to the field of transport engineering and is intended for freight cars, in particular for structures connecting the longitudinal and transverse elements of the frames of the car.

Известна рама полувагона, содержащая хребтовую, промежуточные и концевые балки. Промежуточные балки, расположенные в зоне пятников, по принятой в вагоностроении терминологии, называются шкворневыми. Known gondola frame containing spinal, intermediate and end beams. Intermediate beams located in the area of Fridays, according to the terminology adopted in car building, are called pivot.

Шкворневая балка коробчатого сечения состоит из четырех вертикальных и двух горизонтальных листов жестко объединенных между собой двумя накладками и пластинами, помещенными между вертикальными листами, и пятника, прикрепленного к шкворневой балке. Соединение плоской накладки и вертикальных листов выполнено по радиусу, пересекающему плоскость симметрии хребтовой балки [1]. A box-section pivot beam consists of four vertical and two horizontal sheets rigidly joined together by two overlays and plates placed between the vertical sheets, and a Friday attached to the pivot beam. The connection of the flat lining and vertical sheets is made along the radius crossing the plane of symmetry of the spinal beam [1].

К недостаткам известной конструкции можно отнести относительно невысокую надежность, связанную с возникновением концентраторов напряжений в местах сварных соединений, а также возможных температурных напряжений, возникающих при транспортировке горячих грузов на металлургических предприятиях. The disadvantages of the known design include the relatively low reliability associated with the occurrence of stress concentrators in places of welded joints, as well as possible temperature stresses arising during the transportation of hot loads at metallurgical enterprises.

Известна конструкция рамы грузового вагона, состоящая из хребтовой, двух продольных боковых, двух концевых, двух шкворневых и четырех промежуточных балок. К нижнему листу шкворневой балки, в месте ее пересечения с хребтовой балкой присоединяются пятники, которые крепятся к хребтовой балке заклепками или болтами. При помощи пятников осуществляется опирание рамы и в целом грузового вагона на тележки и обеспечивается их поворот при прохождении вагоном кривых участков пути [2]. Known design of the frame of a freight car, consisting of a spinal, two longitudinal lateral, two end, two pivot and four intermediate beams. Fridays are attached to the bottom sheet of the pivot beam, at the point of its intersection with the spinal beam, which are attached to the spinal beam with rivets or bolts. With the help of Fridays, the frame and the freight car as a whole are supported on the trolleys and their rotation is ensured when the car passes curved sections of the track [2].

Узел соединения хребтовой балки и шкворневой балки с пятником, известный в технической литературе как шворневой узел, воспринимает большую часть усилий, возникающих в эксплуатации от действующих вертикальных, горизонтальных продольных и горизонтальных поперечных нагрузок, являясь наиболее нагруженным узлом, определяющим надежность всей рамы в целом. The node connecting the spinal beam and the pivot beam to the heel, known in the technical literature as the pivot node, perceives most of the efforts arising in operation from the acting vertical, horizontal longitudinal and horizontal transverse loads, being the most loaded node that determines the reliability of the whole frame as a whole.

Кроме того, соединение шкворневых балок с хребтовой балкой осуществляется при помощи сварки, при этом в зависимости от типа вагона и принятых для хребтовой балки сортамента профилей, периметр соединяемых элементов шкворневых узлов имеет очень сложную конфигурацию, что приводит к появлению из-за большого количества сварных швов, разного рода концентраторов напряжений и, как следствие, к преждевременному появлению усталостных трещин в процессе эксплуатации. In addition, the connection of the pivot beams with the spinal beam is carried out by welding, while depending on the type of car and the profiles adopted for the spinal beam, the perimeter of the connected elements of the pivot nodes has a very complex configuration, which leads to the appearance of a large number of welds , various kinds of stress concentrators and, as a consequence, to premature appearance of fatigue cracks during operation.

Кроме того, при эксплуатации на металлургических предприятиях, например, при транспортировке горячих блюмов, горячего чушкового чугуна с температурой до 800 - 1000^oC или при транспортировке жидкого чугуна, сопряжение хребтовой балки с поперечной балкой в зоне шкворневого узла, а также рама в целом, подвергается температурным воздействиям, которые отрицательно влияют на надежность работы конструкции.In addition, when operating at metallurgical enterprises, for example, when transporting hot blooms, hot pig iron with a temperature of up to 800 - 1000 ^o C or when transporting molten iron, the spine beam is joined with the transverse beam in the area of the pivot assembly, as well as the frame as a whole, subjected to temperature effects, which adversely affect the reliability of the structure.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в ликвидации концентраторов сварных и температурных напряжений и, таким образом, в повышении надежности шкворневого узла и рамы в целом. Это достигается путем ликвидации шкворневых балок, за счет перераспределения воспринимаемых нагрузок на промежуточные балки, размещаемые вне зоны шкворневого узла. При этом количество промежуточных балок сохраняется при незначительном увеличении их прочности, а на отдельных типах вагонов без увеличения прочности или с увеличением их количества. The problem to which the invention is directed, is to eliminate the concentrators of welded and temperature stresses and, thus, to increase the reliability of the pivot assembly and the frame as a whole. This is achieved by eliminating the pivot beams, due to the redistribution of perceived loads on the intermediate beams placed outside the area of the pivot node. Moreover, the number of intermediate beams is maintained with a slight increase in their strength, and on individual types of wagons without an increase in strength or with an increase in their number.

При ликвидации шкворневых балок, а следовательно, и нижнего листа, и при сохранении пятника, для замыкания силовой цепи хребтовой балки и нижней части (под пятником) вводится подкладочный лист, расположенный между нижними полками профилей хребтовой балки и пятником. Большая сторона листа ориентирована вдоль хребтовой балки в обе стороны от опорной поверхности пятника. When eliminating the pivot beams, and therefore the bottom sheet, and while maintaining the Friday, a lining sheet is inserted between the lower shelves of the profiles of the spine and the Friday to close the power circuit of the spinal beam and the lower part (under the Friday). The large side of the sheet is oriented along the spinal beam on both sides of the supporting surface of the Friday.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в раме вагона, содержащей хребтовую балку, проходящую по всей длине, с примыкающими к ней концевыми и промежуточными балками, продольные боковые балки, шкворневые узлы и боковые скользуны для опирания на скользуны тележек, шкворневые узлы рамы снабжены несущими подкладочными листами, каждый из которых расположен между пятником и нижними полками хребтовой балки, причем длинная сторона каждого листа ориентирована вдоль хребтовой балки, а углы выполнены со скосами, не доходящими до внутренних кромок нижних полок хребтовой балки, при этом промежуточные балки в зоне шкворневых узлов вынесены за пределы пятников, а скользуны расположены на боковых балках. The essence of the invention lies in the fact that in the frame of a carriage containing a spinal beam that runs along the entire length, with end and intermediate beams adjoining to it, longitudinal side beams, pivot nodes and lateral bearings for supporting trolleys on the bearings, pivot nodes of the frame are provided with bearing lining sheets, each of which is located between the Friday and the lower shelves of the spine, and the long side of each sheet is oriented along the spine, and the corners are made with bevels not reaching the inner edges of the lower shelves of the spinal beam, while the intermediate beams in the area of the pivot nodes are outside the Fridays, and the side bearings are located on the side beams.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется со ссылкой на чертеж, где показан пример конструктивного исполнения рамы. The essence of the invention is explained with reference to the drawing, which shows an example of the structural design of the frame.

На фиг. 1 представлена рама, вид снизу; на фиг.2 - рама, вид сбоку; на фиг.3 - шкворневой узел, вид спереди; на фиг.4 - то же, вид снизу;
Рама, показанная на фигурах 1 и 2, содержит хребтовую балку 1, продольные балки 2, промежуточные 3 и концевые 4 балки. Снизу к хребтовой балке прикреплены пятники 5.In FIG. 1 shows a frame, bottom view; figure 2 is a frame, side view; figure 3 - pivot node, front view; figure 4 is the same, bottom view;
The frame shown in figures 1 and 2 contains a spinal beam 1, longitudinal beams 2, intermediate 3 and end 4 beams. Fridays 5 are attached to the spine below.

Шкворневой узел, показанный на фигурах 3 и 4, содержит хребтовую балку 1, которая может быть выполнена из различных профилей, в частности, в данном случае из двух двутавров 6, и несущий подкладочный лист 7, расположенный между пятником 5 и нижними полками хребтовой балки. Подкладочный лист 7 выполнен в виде прямоугольника, длинные стороны которого ориентированы в обе стороны от пятника 5 вдоль хребтовой балки 1 и имеют скосы "a" углов, которые не выходят на внутреннюю кромку нижней полки хребтовой балки, с целью того, чтобы размер "a" был не менее катета шва, приваривающего подкладочный лист 7 к полкам хребтовой балки. The pivot assembly, shown in figures 3 and 4, contains a spinal beam 1, which can be made of various profiles, in particular, in this case, from two I-beams 6, and a bearing lining sheet 7, located between the Friday 5 and the lower shelves of the spine beam. The backing sheet 7 is made in the form of a rectangle, the long sides of which are oriented on both sides of the Friday 5 along the spine 1 and have bevels "a" of corners that do not extend to the inner edge of the lower shelf of the spine, so that the size "a" there was at least a leg weld that welded the backing sheet 7 to the shelves of the spinal beam.

Размещение скользунов 8 предусматривается на продольных балках 2 рамы или на других элементах рамы. The placement of the side bearings 8 is provided on the longitudinal beams 2 of the frame or on other elements of the frame.

Описанная конструкция рамы вагона воспринимает все виды нагрузок, приходящихся на нее и на шкворневой узел, обеспечивает перераспределение их, и как результат, более низкий уровень напряжений в отдельных узлах и в раме в целом в связи с исключением такого геометрически сложного узла, как шкворневая балка. The described design of the carriage frame accepts all types of loads attributed to it and to the pivot node, provides their redistribution, and as a result, lower stress level in individual nodes and in the frame as a whole due to the exclusion of such a geometrically complex node as a pivot beam.

Как вариант конструктивного исполнения рамы вагона, продольные балки 2 могут располагаться на уровне концов промежуточных 3 и концевых балок или непосредственно на концах этих балок, в зависимости от типа и грузоподъемности вагона. As an embodiment of the car frame design, the longitudinal beams 2 can be located at the level of the ends of the intermediate 3 and end beams or directly at the ends of these beams, depending on the type and capacity of the car.

В настоящее время разработаны рабочие чертежи для изготовления опытных образцов и проведения всесторонних испытаний заявленной конструкции рамы вагона. Currently, working drawings have been developed for the manufacture of prototypes and comprehensive tests of the claimed design of the car frame.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 1562197 МПК 5 B 61 F 1/02 08.01.88. Бюл.N 17 от 07.05.90 г.Sources of information:
1. USSR author's certificate N 1562197 IPC 5 B 61 F 1/02 01/08/08. Bul.N 17 from 05/07/90

2. Шадур Л.А. Вагоны. -М.: Транспорт, 1980, с.228-прототип. 2. Shadur L.A. Wagons. -M .: Transport, 1980, p.228 prototype.

Claims

A wagon frame containing a spinal beam extending along its entire length with intermediate and end beams adjacent to it, two lateral longitudinal beams, pivot nodes and side bearings for supporting trolleys on the side, characterized in that the pivot nodes of the frame are provided with bearing lining sheets, each which is located between the Friday and the lower shelves of the spine, the long side of each sheet oriented along the spine, and the corners are made with bevels that do not reach the inner edges of the lower shelves tovoy beams, wherein the intermediate beam in the zone of the pivot nodes placed outside Pyatnikov and Slides are arranged on the side beams.