RU213567U1

RU213567U1 - CAST SIDE FRAME OF FREIGHT WAGON TROLLEY

Info

Publication number: RU213567U1
Application number: RU2022122795U
Authority: RU
Inventors: Андрей Леонидович Ставский; Олег Юрьевич Шулдрин; Алексей Александрович Шмыгин
Original assignee: Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш")
Filing date: 2022-08-24
Publication date: 2022-09-16

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к конструкции литой боковой рамы тележки грузового вагона.The utility model relates to railway rolling stock, in particular to the design of a cast side frame of a freight car bogie.

Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в повышении надежности боковой рамы тележки грузового вагона.The technical result achieved by the utility model is to increase the reliability of the side frame of the freight car bogie.

Технический результат достигается за счет того, что литая боковая рама тележки грузового вагона содержит верхний пояс замкнутого сечения с консолями, образующими буксовые проемы, нижний пояс замкнутого сечения с опорной площадкой для рессорного комплекта, два наклонных пояса замкнутого сечения связывающих верхний и нижний пояса, и центральный рессорный проем, ограниченный опорной площадкой для рессорного комплекта нижнего пояса, на участках перехода наклонных поясов к нижнему поясу выполнены технологические окна овальной формы, при этом с одной стороны каждое технологическое окно проходит вдоль соответствующего наклонного пояса рамы, а с другой стороны каждое технологическое окно сопряжено с нижним поясом рамы, по периметру технологических окон вдоль наружной поверхности боковой рамы выполнены утолщения в виде приливов, согласно полезной модели торцевые наружные поверхности приливов вокруг технологических окон выполнены радиусными, сопряжения приливов с наклонными и нижним поясами рамы выполнены радиусными, при этом угол между сопрягаемыми поверхностями приливов с внутренними и внешними поверхностями нижнего пояса рамы составляет более 90° и менее 180°. 3 фиг.

The technical result is achieved due to the fact that the cast side frame of the freight car bogie contains an upper closed-section belt with consoles forming axlebox openings, a closed-section bottom belt with a support platform for the spring set, two closed-section inclined belts connecting the upper and lower belts, and a central a spring opening bounded by a support platform for the lower chord spring set, at the transition areas of the inclined chords to the lower chord, oval-shaped technological windows are made, while on the one hand each technological window runs along the corresponding inclined frame belt, and on the other hand, each technological window is associated with the bottom chord of the frame, along the perimeter of the technological windows along the outer surface of the side frame, thickenings are made in the form of lugs, according to the utility model, the end outer surfaces of the lugs around the technological windows are made of radius, the conjugation of the lugs with the inclined and lower frame chords are made radial, while the angle between the mating surfaces of the tides with the inner and outer surfaces of the lower chord of the frame is more than 90° and less than 180°. 3 fig.

Description

Из патента № 2473439 на изобретение известна боковая рама тележки грузового вагона, 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, внутренние ребра на наклонных поясах, примыкающие к радиусным переходам, выступы в зоне примыкания внутренних ребер к радиусным переходам, и наружные ребра, примыкающие к выступам, при этом расстояние от центра радиусного перехода до вертикальной колонки меньше величины радиуса, внутренние ребра, примыкающие к радиусным переходам, соединены с технологическими окнами по касательной к их окантовкам, а ось каждого выступа совпадает с линией пересечения внутреннего ребра с цилиндрической поверхностью радиусного перехода. В боковой раме в зоне перехода наклонных поясов к нижнему поясу имеются технологические окна, выполненные по наружному периметру с утолщением.From patent No. 2473439 for the invention, a side frame of a freight car bogie is known, containing an upper horizontal belt of a closed section with consoles forming axlebox openings, a lower belt of a closed section with a support platform for a spring set, two inclined belts connecting the upper and lower belts, vertical columns, technological windows, a central spring opening bounded by a support platform for a spring set, an upper chord and vertical columns, radius transitions from the support platform to vertical columns, internal ribs on inclined chords adjacent to the radius transitions, protrusions in the area where the internal ribs adjoin the radius transitions, and outer ribs adjacent to the protrusions, while the distance from the center of the radius transition to the vertical column is less than the value of the radius, the internal ribs adjacent to the radius transitions are connected to the technological windows tangentially to their edging, and the axis of each protrusion coincides with the line of transition section of the inner rib with a cylindrical surface of the radius transition. In the side frame in the transition zone of the inclined chords to the lower chord there are technological windows made along the outer perimeter with a thickening.

Из патента № 2294855 на изобретение известна боковая рама тележки грузового вагона, содержащая верхний пояс замкнутого сечения с консолями, образующими буксовые проемы, нижний пояс замкнутого сечения с опорной площадкой для рессорного комплекта, два наклонных пояса замкнутого сечения с технологическими окнами, связывающих верхний и нижний пояса, и центральный рессорный проем, ограниченный опорной площадкой для рессорного комплекта нижнего пояса, верхним поясом и наклонными поясами, причем в зоне соединения нижнего пояса с каждым наклонным поясом выполнены ребра, одно из которых расположено в нижней части наклонного пояса от периферии к центру, другое - вдоль криволинейной части рессорного проема в зоне сочленения нижнего пояса с наклонным поясом, третье выполнено как продолжение опорной площадки для рессорного комплекта, при этом симметрично относительно центральной плоскости рамы в зонах схождения упомянутых выше ребер образованы создающие условия для направленной кристаллизации выступы, объединяющие упомянутые ребра и сопряженные с их боковыми поверхностями, при этом выступы выполнены не выступающими в центральный рессорный проем. В боковой раме в зоне перехода наклонных поясов к нижнему поясу имеются технологические окна, выполненные по наружному периметру с утолщением.From patent No. 2294855 for the invention, a side frame of a freight car bogie is known, containing an upper belt of a closed section with consoles forming axlebox openings, a lower belt of a closed section with a support platform for a spring set, two inclined belts of a closed section with technological windows connecting the upper and lower belts , and the central spring opening, limited by the support platform for the spring set of the lower belt, the upper belt and inclined belts, and in the zone of connection of the lower belt with each inclined belt, ribs are made, one of which is located in the lower part of the inclined belt from the periphery to the center, the other - along the curved part of the spring opening in the zone of articulation of the lower belt with an inclined belt, the third is made as a continuation of the support platform for the spring set, while symmetrically relative to the central plane of the frame in the convergence zones of the above-mentioned ribs, creating conditions for directional crystallization of the protrusion py, uniting the said ribs and conjugated with their side surfaces, while the protrusions are made not protruding into the central spring opening. In the side frame in the transition zone of the inclined chords to the lower chord there are technological windows made along the outer perimeter with a thickening.

Недостатком известных боковых рам является их недостаточная надежность, обусловленная возможностью возникновения изломов по около технологических окон в местах перехода наклонных поясов к нижнему поясу.A disadvantage of the known side frames is their lack of reliability, due to the possibility of fractures along the technological windows at the transition points of the inclined belts to the lower belt.

Боковая рама по патенту № 2294855 выбрана в качестве наиболее близкого аналога.The side frame according to patent No. 2294855 is chosen as the closest analogue.

Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью, - повышение надежности боковой рамы тележки грузового вагона.The technical problem solved by the proposed utility model is to increase the reliability of the side frame of the freight car bogie.

Технический результат достигается за счет того, что литая боковая рама тележки грузового вагона содержит верхний пояс замкнутого сечения с консолями, образующими буксовые проемы, нижний пояс замкнутого сечения с опорной площадкой для рессорного комплекта, два наклонных пояса замкнутого сечения связывающих верхний и нижний пояса, и центральный рессорный проем, ограниченный опорной площадкой для рессорного комплекта нижнего пояса, на участках перехода наклонных поясов к нижнему поясу выполнены технологические окна овальной формы, при этом с одной стороны каждое технологическое окно проходит вдоль соответствующего наклонного пояса рамы, а с другой стороны каждое технологическое окно сопряжено с нижним поясом рамы, по периметру технологических окон вдоль наружной поверхности боковой рамы выполнены утолщения в виде приливов, согласно полезной модели торцевые наружные поверхности приливов вокруг технологических окон выполнены радиусными, сопряжения приливов с наклонными и нижним поясами рамы выполнены радиусными, при этом угол сопряжения α приливов с внутренними и внешними поверхностями нижнего пояса рамы составляет более 90° и менее 180°.The technical result is achieved due to the fact that the cast side frame of the freight car bogie contains an upper closed-section belt with consoles forming axlebox openings, a closed-section bottom belt with a support platform for a spring set, two closed-section inclined belts connecting the upper and lower belts, and a central a spring opening bounded by a support platform for the spring set of the lower belt, in the areas of transition of the inclined belts to the lower belt, technological windows of an oval shape are made, while on the one hand each technological window passes along the corresponding inclined belt of the frame, and on the other hand, each technological window is associated with the bottom chord of the frame, along the perimeter of the technological windows along the outer surface of the side frame, thickenings are made in the form of lugs, according to the utility model, the end outer surfaces of the lugs around the technological windows are made of radius, the conjugation of the lugs with the inclined and lower chords of the frames The s are made radial, while the angle of conjugation α of the tides with the internal and external surfaces of the lower belt of the frame is more than 90° and less than 180°.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами.The claimed utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен вид сбоку заявляемой рамы.In FIG. 1 shows a side view of the inventive frame.

На фиг. 2 показаны в разрезе приливы на участке их сопряжения с наклонным поясом рамы – вид А и на участке их сопряжения с нижним поясом рамы – вид Б.In FIG. Figure 2 shows in section the tides at the site of their junction with the inclined frame belt - view A and at the site of their junction with the lower frame belt - view B.

Позиции на фигурах:Positions on figures:

1 – верхний пояс;1 - upper belt;

2 – консоли;2 - consoles;

3 – буксовые проемы;3 - box openings;

4 – нижний пояс;4 - lower belt;

5 – опорная площадка для рессорного комплекта;5 - support platform for the spring set;

6 – наклонные пояса;6 - inclined belts;

7 – рессорный проем;7 - spring opening;

8 – технологические окна;8 - technological windows;

9 – приливы.9 - tides.

Заявляемая литая боковая рама тележки грузового вагона содержит верхний пояс 1 замкнутого сечения с консолями 2, образующими буксовые проемы 3; нижний пояс 4 замкнутого сечения с опорной площадкой 5 для рессорного комплекта; два наклонных пояса 6 замкнутого сечения связывающих верхний 1 и нижний 4 пояса, и центральный рессорный проем 7, ограниченный опорной площадкой 5 для рессорного комплекта нижнего пояса 4; на участках перехода наклонных поясов 6 к нижнему поясу 4 выполнены технологические окна 8 овальной формы, при этом с одной стороны каждое технологическое окно 8 проходит вдоль соответствующего наклонного пояса 6 рамы, а с другой стороны каждое технологическое окно 8 сопряжено с нижним поясом 4 рамы; по периметру технологических окон 8 вдоль наружной поверхности боковой рамы выполнены утолщения в виде приливов 9. Торцевые наружные поверхности приливов 9 вокруг технологических окон 8 выполнены радиусными; сопряжения приливов 9 с наклонными 6 и нижним 4 поясами рамы выполнены радиусными, при этом угол сопряжения α приливов 9 с нижним поясом 4 рамы составляет более 90° и менее 180°; сопряжения внутренних поверхностей технологических окон 8 с внутренними поверхностями наклонных 6 и нижнего 4 поясов выполнены радиусными, при этом угол сопряжения α внутренних поверхностей технологических окон 8 с внутренней поверхностью нижнего пояса 4 рамы составляет более 90° и менее 180°.The inventive cast side frame of the freight car bogie contains an upper belt 1 of closed section with consoles 2 forming axlebox openings 3; lower belt 4 of closed section with a support platform 5 for a spring set; two inclined belts 6 of closed section connecting the upper 1 and lower 4 belts, and the central spring opening 7, limited by the support platform 5 for the spring set of the lower belt 4; on the transition areas of the inclined belts 6 to the lower belt 4, technological windows 8 of oval shape are made, while on the one hand each technological window 8 runs along the corresponding inclined belt 6 of the frame, and on the other hand, each technological window 8 is associated with the lower belt 4 of the frame; along the perimeter of the technological windows 8 along the outer surface of the side frame, thickenings are made in the form of lugs 9. The end outer surfaces of the lugs 9 around the technological windows 8 are made radial; pairing of tides 9 with inclined 6 and lower 4 belts of the frame is made radial, while the angle of mating α tides 9 with the lower belt 4 of the frame is more than 90° and less than 180°; the mating of the inner surfaces of the technological windows 8 with the inner surfaces of the inclined 6 and lower 4 belts is made radial, while the angle of mating α of the internal surfaces of the technological windows 8 with the inner surface of the lower belt 4 of the frame is more than 90° and less than 180°.

Из уровня техники (в частности, из наиболее близкого аналога) известно, что участки перехода наклонных поясов 6 к нижнему поясу 4 являются наиболее нагруженными, являются зонами повышенного риска отказов в боковой раме и приведения ее в предельное состояние, при котором дальнейшая эксплуатация недопустима. В указанных участках, в местах пересечения стенок и ребер, образуются тепловые узлы, в которых концентрируется усадочная пористость и иные литейные дефекты. Наличие на указанных участках технологических окон 8 также может способствовать развитию усталостных трещин и даже приводить к излому боковой рамы. Концентраторами напряжений в технологических окнах могут являться острые кромки и такие дефекты, как засор, залив, а также зарез, возникающий при зачистке отливки. Для устранения (или снижения) вероятности развития на указанных участках дефектов, обусловленных технологическими окнами 8, их выполняют с утолщениями в виде приливов 9. При этом приливы 9 выполнены с радиусной наружной торцевой поверхностью, также радиусными выполнены сопряжения приливов с наклонными 6 и нижним поясом 4. Выполнение указанных сопряжений радиусными позволяет существенно снизить в них местные напряжения и, следовательно, позволяет существенно снизить вероятность возникновения в этих местах усталостных трещин и изломов. It is known from the prior art (in particular, from the closest analogue) that the sections of the transition of inclined belts 6 to the lower belt 4 are the most loaded, are areas of increased risk of failures in the side frame and bringing it to the limit state, in which further operation is unacceptable. In these areas, at the intersection of walls and ribs, thermal nodes are formed, in which shrinkage porosity and other casting defects are concentrated. The presence of technological windows 8 in these areas can also contribute to the development of fatigue cracks and even lead to a fracture of the side frame. Stress concentrators in technological windows can be sharp edges and such defects as blockage, flooding, as well as a notch that occurs when the casting is cleaned. To eliminate (or reduce) the likelihood of development of defects in these areas due to technological windows 8, they are made with thickenings in the form of tides 9. At the same time, the tides 9 are made with a radius outer end surface, and the tides are also mated with sloping 6 and the lower belt 4. The implementation of these conjugations as radial allows to significantly reduce local stresses in them and, therefore, can significantly reduce the likelihood of fatigue cracks and fractures in these places.

Также для снижения вероятности образования горячих и холодных трещин в процессе затвердевания отливки в литейной форме, вследствие возникновения литейных напряжений, вокруг технологических окон 8 с приливами 9 в наиболее нагруженных местах (на участках сопряжения окон 8 с приливами 9 с нижним поясом 4) необходимо еще более плавное сопряжение окон 8 с приливами 9 с нижним поясом 4. Для этого угол сопряжения приливов 9 с нижним поясом 4 рамы и угол сопряжения α внутренних поверхностей технологических окон 8 с внутренней поверхностью нижнего пояса 4 рамы должен составлять более 90° и менее 180°. Такой диапазон угла обеспечивает более плавный переход окна 8 с приливом 9 к нижнему поясу 4, по сравнению с острым или прямым углом, снижая на данных участках боковой рамы местные напряжения, и вероятность возникновения дефектов, в виде горячих и холодных трещин.Also, to reduce the likelihood of hot and cold cracks in the process of solidification of the casting in the mold, due to the occurrence of foundry stresses, around technological windows 8 with tides 9 in the most loaded places (in the areas where windows 8 are paired with tides 9 with the lower belt 4), even more smooth pairing of windows 8 with lugs 9 with the lower chord 4. To do this, the angle of conjugation of the lugs 9 with the lower chord 4 of the frame and the angle of mating α of the inner surfaces of the technological windows 8 with the inner surface of the lower chord 4 of the frame must be more than 90° and less than 180°. Such an angle range provides a smoother transition of the window 8 with a tide 9 to the lower chord 4, compared to an acute or right angle, reducing local stresses in these sections of the side frame and the likelihood of defects in the form of hot and cold cracks.

Заявляемая полезная модель была осуществлена при изготовлении боковой рамы со следующими параметрами приливов 9 и сопряжения окон 8 с наклонными 6 и нижним 4 поясами:The claimed utility model was carried out in the manufacture of a side frame with the following parameters of the tides 9 and the pairing of windows 8 with inclined 6 and bottom 4 belts:

по периметру технологических окон 8 вдоль наружной поверхности боковой рамы выполнены утолщения в виде приливов 9;along the perimeter of technological windows 8 along the outer surface of the side frame, thickenings are made in the form of tides 9;

торцевые наружные поверхности приливов 9 вокруг технологических окон 8 выполнены радиусными. При этом торцевая поверхность прилива 9 выполнена с радиусом 5-9 мм; the end outer surfaces of the tides 9 around the technological windows 8 are made radii. While the end surface of the tide 9 is made with a radius of 5-9 mm;

сопряжение приливов 9 с наклонными поясами 6 выполнено по радиусу 10-14 мм;pairing of tides 9 with inclined belts 6 is made along a radius of 10-14 mm;

сопряжение приливов 9 с нижним поясом 4 выполнено по радиусу 10-14 мм. Такой радиус обеспечивает сопряжение приливов 9 с нижним поясом с углом α более 90° и менее 180°;the conjugation of the tides 9 with the lower belt 4 is made along a radius of 10-14 mm. Such a radius ensures the conjugation of the tides 9 with the lower belt with an angle α of more than 90° and less than 180°;

сопряжение внутренних поверхностей окон 8 с внутренними поверхностями наклонных поясов выполнено по радиусу 5-9 мм;conjugation of the inner surfaces of the windows 8 with the inner surfaces of the inclined belts is made along a radius of 5-9 mm;

сопряжение внутренних поверхностей технологических окон 8 с внутренней поверхностью нижнего пояса 4 рамы выполнено по радиусу 10-14 мм. Такой радиус обеспечивает сопряжение внутренних поверхностей окон 8 с нижним поясом на угол α, больший 90° и менее 180°.the mating of the inner surfaces of technological windows 8 with the inner surface of the lower belt 4 of the frame is made along a radius of 10-14 mm. Such a radius ensures that the inner surfaces of the windows 8 are mated with the lower chord at an angle α greater than 90° and less than 180°.

В целом плавное сопряжение приливов 9 с наклонными поясами 6 и нижним поясом 4, а также сопряжение окон 8 с нижним поясом с углом α более 90° и менее 180° снижает вероятность возникновения по периметру окон 8 местных напряжений, следовательно, снижается вероятность возникновения дефектов, усталостных трещин, изломов в указанных местах, что повышает надежность боковой рамы. In general, the smooth mating of the tides 9 with inclined belts 6 and the lower belt 4, as well as the pairing of windows 8 with the lower belt with an angle α of more than 90° and less than 180° reduces the likelihood of local stresses occurring along the perimeter of the windows 8, therefore, the probability of defects is reduced, fatigue cracks, breaks in the indicated places, which increases the reliability of the side frame.

Кроме того, выполнение сопряжений окон 8 с приливами 9 с наклонными и нижним поясами является более технологичным при изготовлении литых боковых рам, поскольку существенно снижает необходимость в дополнительной механической обработке боковых рам вокруг технологических окон 8. In addition, the implementation of pairings of windows 8 with tides 9 with inclined and lower chords is more technological in the manufacture of cast side frames, since it significantly reduces the need for additional machining of the side frames around the technological windows 8.

Claims

Cast side frame of a freight car bogie, containing an upper closed-section belt with consoles forming axlebox openings, a closed-section lower belt with a support platform for a spring set, two closed-section inclined belts connecting the upper and lower belts, and a central spring opening limited by a support platform for the spring set of the lower belt, in the areas of transition of the inclined belts to the lower belt, technological windows of an oval shape are made, while on the one hand each technological window passes along the corresponding inclined belt of the frame, and on the other hand, each technological window is associated with the lower belt of the frame, along the perimeter technological windows along the outer surface of the side frame, thickenings are made in the form of lugs, characterized in that the end outer surfaces of the lugs around the technological windows are made radial, the conjugations of the lugs with the inclined and lower chords of the frame are made radial, while the conjugation angle α p ribs with internal and external surfaces of the lower frame chord is more than 90° and less than 180°.