RU2481986C2

RU2481986C2 - Bogie solebar

Info

Publication number: RU2481986C2
Application number: RU2011130366/11A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Омельяненко; Сергей Юрьевич Дейнеко; Андрей Викторович Черный; Константин Витальевич Назаренко; Евгений Анатольевич Харьковский; Александр Иванович Якин; Валерий Андреевич Волков; Эдуард Николаевич Татьянич; Иван Александрович Якин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Спецвагон" (ООО "Спецвагон")
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2013-05-20
Also published as: RU2011130366A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: zone of connection between horizontal above-journal box sections with inner jaw guides has outer reinforcing ribs shaped to reversed comma to interconnect vertical above-journal box sections, inclined belt, and vertical sections of jaw guide and circular transition of solebar jaw section inner angles. Diameter of extended part of reinforcing ribs makes, at least, 50 mm. Inner cavity of solebar, at zone of connection between inclined belt bottom walls, vertical walls of jaw guides and horizontal above-journal box section, has extra reinforcing ribs consisting of circular transitions of horizontal above-journal box section inner angles. Said extra ribs are arranged parallel with lower walls of inclined belts and in different planes with respect to inclined belt lower walls. Length of said ribs makes at least 60 mm.

EFFECT: higher reliability.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается, в частности, конструкции боковой рамы железнодорожной тележки.The invention relates to railway transport and relates, in particular, to the construction of a side frame of a railway carriage.

Известна конструкция боковой рамы тележки [Авторское свидетельство СССР №768683, B61F 5/52], выполненная в виде стальной отливки, в средней части которой расположен рессорный проем, образованный верхним горизонтальным поясом, нижним горизонтальным поясом и двумя вертикальными колонками, на которых имеются направляющие для ограничения поперечного перемещения фрикционных клиньев. По концам боковой рамы расположены буксовые проемы, имеющие горизонтальную опорную часть, которая сопрягается радиусными переходами с наружными и внутренними челюстными направляющими. Буксовые проемы и нижний горизонтальный пояс соединены наклонными поясами. Наклонные пояса, как и вертикальные колонки, имеют в сечении корытообразную форму с некоторым загибом внутрь концов полок, а нижний и верхний пояса имеют в сечении коробчатую форму. Внутренние челюстные направляющие имеют корытообразную форму и сопрягаются с нижней стенкой наклонных поясов рамы.A known design of the side frame of the trolley [USSR Author's Certificate No. 768683, B61F 5/52], made in the form of a steel casting, in the middle of which there is a spring opening formed by an upper horizontal belt, a lower horizontal belt and two vertical columns, on which there are guides for restrictions on lateral movement of friction wedges. At the ends of the side frame there are axle openings having a horizontal supporting part, which is mated by radial transitions with external and internal jaw guides. Box openings and the lower horizontal belt are connected by inclined belts. Inclined belts, like vertical columns, have a trough-shaped cross section with some bend inside the ends of the shelves, and the lower and upper belts have a box-shaped cross section. The inner jaw guides are trough-shaped and mate with the bottom wall of the inclined frame belts.

Недостатком данной конструкции рамы являются наблюдаемые в процессе эксплуатации трещины в зоне сопряжения наклонного пояса с горизонтальным опорным участком буксового проема.The disadvantage of this frame design is the cracks observed during operation in the mating zone of the inclined belt with the horizontal supporting section of the axle box opening.

Известна конструкция рамы боковой, в которой сопряжение опорной площадки с наклонным поясом и буксовой челюстной направляющей выполнено одним радиусом. Кроме этого, предусмотрены прямые усиливающие ребра, расположенные по касательной к упомянутому переходу, заканчивающиеся вверху на верхнем горизонтальном поясе, внизу - на наклонном поясе (черт. 100.00.002-4 ФГУП «ПО УВЗ» УКБВ).A known design of the side frame, in which the pairing of the support platform with an inclined belt and axle box jaw guide is made of one radius. In addition, there are direct reinforcing ribs located tangentially to the transition, ending at the top in the upper horizontal belt, and at the bottom in the inclined belt (drawing 100.00.002-4 FSUE “PO UVZ” UKBV).

Анализ напряженного состояния этой конструкции показывает скачок напряжений на радиусном переходе зоны сопряжения усиливающего ребра с горизонтальным поясом.Analysis of the stress state of this structure shows a jump in stress at the radius transition of the interface zone of the reinforcing rib with a horizontal belt.

Известны конструкции боковых рам тележки грузового вагона (RU 51954 U1; RU 79081 U1; RU 76879 U1; RU 41687 U1; RU 2380256 C2; RU 2323843 C1; RU 2294855 C1; SU 111076; SU 1135684), которые выполнены в виде стальной отливки и содержат верхний и нижний горизонтальные пояса, соединенные между собой вертикальными колонками и образующие совместно с последними рессорный проем, а также горизонтальные надбуксовые участки с опорными площадками. Во всех конструкциях предприняты решения, направленные на увеличение прочности рамы в зоне сопряжения нижней стенки верхнего пояса с наклонным поясом, так как все случаи поломки рам в эксплуатации связаны с превышением допустимых напряжений именно в этой зоне. Предусмотрены разнообразные усиления этой зоны: путем установки внутренних перемычек и ребер жесткости (RU 2323843 C1, RU, SU 111076), одновременно внутренних и наружных ребер жесткости (RU 79081 U1, RU 76879 U1, RU 2380256 C2), а также расширения нижней части сечения боковой рамы в зоне внутреннего радиуса (SU 1135684).Known are the designs of the side frames of a freight car truck (RU 51954 U1; RU 79081 U1; RU 76879 U1; RU 41687 U1; RU 2380256 C2; RU 2323843 C1; RU 2294855 C1; SU 111076; SU 1135684), which are made in the form of steel casting and contain upper and lower horizontal zones, interconnected by vertical columns and forming, together with the latter, spring aperture, as well as horizontal super-slip sections with supporting platforms. In all designs, decisions have been made aimed at increasing the strength of the frame in the interface between the lower wall of the upper belt and the inclined belt, since all cases of failure of the frames in operation are associated with exceeding the permissible stresses in this zone. Various reinforcements of this zone are provided: by installing internal jumpers and stiffeners (RU 2323843 C1, RU, SU 111076), simultaneously internal and external stiffeners (RU 79081 U1, RU 76879 U1, RU 2380256 C2), as well as expanding the lower section side frame in the inner radius zone (SU 1135684).

Недостатком таких конструкций является либо усложнение технологии отливки, либо наличие концентраторов напряжений в зоне перехода верхнего в наклонный пояс.The disadvantage of such designs is either the complication of casting technology, or the presence of stress concentrators in the transition zone of the upper to the inclined belt.

В приведенных аналогах все случаи поломки боковых рам в эксплуатации связаны с превышением допустимых напряжений на участке сопряжения наклонных поясов, элементов внутренних челюстных направляющих и верхних горизонтальных поясов. На этих участках наблюдается резкое увеличение жесткости конструкции, образование тепловых узлов, которые концентрируют усадочную пористость и иные литейные дефекты. В результате снижается прочность боковой рамы в зонах расположения концентраторов напряжений, а также ее надежность.In the given analogues, all cases of breakage of the side frames in operation are associated with excess of permissible stresses at the interface between inclined belts, elements of internal jaw guides and upper horizontal belts. In these areas, there is a sharp increase in structural rigidity, the formation of thermal units that concentrate shrinkage porosity and other casting defects. As a result, the strength of the side frame in the areas of the location of stress concentrators is reduced, as well as its reliability.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании конструкции боковой рамы железнодорожной тележки, имеющей повышенную надежность, за счет перераспределения напряжений и снижения концентрации напряжений в критических местах рамы, наблюдаемых в процессе эксплуатации.The problem to which the claimed invention is directed, is to create a design of a side frame of a railway carriage having increased reliability by redistributing stresses and reducing stress concentration in critical places of the frame observed during operation.

Поставленная задача решается следующим образом.The problem is solved as follows.

В зоне сопряжения горизонтальных надбуксовых участков с внутренними челюстными направляющими имеются наружные усиливающие ребра в виде перевернутой запятой, которые соединяют между собой горизонтальные надбуксовые участки, наклонный пояс, вертикальные стенки челюстной направляющей и радиусный переход внутренних углов надбуксовых участков боковой рамы. Диаметр расширенной части усиливающих ребер составляет не менее 50 мм.In the zone of conjugation of the horizontal super-slip sections with the internal jaw guides there are external reinforcing ribs in the form of an inverted comma, which connect the horizontal super-slip sections, an inclined belt, the vertical walls of the jaw guide and the radius transition of the internal angles of the super-slip sections of the side frame. The diameter of the expanded part of the reinforcing ribs is at least 50 mm.

Кроме этого, во внутренней полости боковой рамы в зоне сопряжения нижних стенок наклонных поясов, вертикальных стенок челюстных направляющих и горизонтальных надбуксовых участков имеются дополнительные ребра, выходящие из радиусных переходов внутренних углов горизонтальных надбуксовых участков. Дополнительные ребра, размещенные параллельно нижним стенкам наклонных поясов, расположены в разных плоскостях по отношению к нижним стенкам наклонных поясов. Длина этих ребер не менее 60 мм.In addition, in the inner cavity of the side frame in the mating zone of the lower walls of the inclined belts, the vertical walls of the jaw guides and the horizontal over-box sections, there are additional ribs emerging from the radius transitions of the internal corners of the horizontal over-box sections. Additional ribs placed parallel to the lower walls of the inclined zones are located in different planes with respect to the lower walls of the inclined zones. The length of these ribs is not less than 60 mm.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что боковая рама железнодорожной тележки выполнена в виде стальной отливки, состоящей из верхнего и нижнего горизонтальных поясов, соединенных между собой вертикальными колонками, которые образуют совместно с горизонтальными поясами рессорный проем, и наклонных поясов, сопряженных с нижним поясом и горизонтальными опорными участками буксовых проемов, которые имеют наружные и внутренние челюстные направляющие. В нижней части рессорного проема расположена опорная поверхность с бонками для установки и ограничителями от смещения пружин.The essence of the claimed invention lies in the fact that the side frame of the railway trolley is made in the form of a steel casting, consisting of upper and lower horizontal belts interconnected by vertical columns, which form a spring opening together with horizontal belts, and inclined belts paired with the lower belt and horizontal supporting sections of axle openings, which have external and internal jaw guides. In the lower part of the spring opening there is a supporting surface with bonks for installation and limiters against spring displacement.

В зоне сопряжения горизонтальных надбуксовых участков с внутренними челюстными направляющими имеются наружные усиливающие ребра в виде перевернутой запятой, которые соединяют между собой горизонтальные надбуксовые участки, наклонный пояс, вертикальные стенки челюстной направляющей и радиусный переход внутреннего угла надбуксового участка боковой рамы. Диаметр расширенной части усиливающих ребер составляет не менее 50 мм.In the zone of conjugation of the horizontal oversized sections with the internal jaw guides there are external reinforcing ribs in the form of an inverted comma, which connect the horizontal oversized sections, an inclined belt, the vertical walls of the jaw guide and the radius transition of the inner angle of the oversized section of the side frame. The diameter of the expanded part of the reinforcing ribs is at least 50 mm.

Во внутренней полости боковой рамы в зоне сопряжения нижних стенок наклонных поясов, вертикальных стенок челюстных направляющих и горизонтальных надбуксовых участков имеются дополнительные ребра, выходящие из радиусных переходов внутренних углов горизонтальных надбуксовых участков. Дополнительные ребра, размещенные параллельно нижним стенкам наклонных поясов, расположены в разных плоскостях по отношению к нижним стенкам наклонных поясов. Длина этих ребер не менее 60 мм.In the inner cavity of the side frame in the mating zone of the lower walls of the inclined belts, the vertical walls of the jaw guides and the horizontal over-box sections, there are additional ribs emerging from the radius transitions of the internal corners of the horizontal over-box sections. Additional ribs placed parallel to the lower walls of the inclined zones are located in different planes with respect to the lower walls of the inclined zones. The length of these ribs is not less than 60 mm.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:The essence of the invention is illustrated by drawings, which depict:

фиг.1 - общий вид боковой рамы железнодорожной тележки;figure 1 is a General view of the side frame of a railway truck;

фиг.2 - вид надбуксовой зоны боковой рамы;figure 2 is a view of the naduksovy area of the side frame;

фиг.3 - разрез надбуксовой зоны боковой рамы.figure 3 is a section of the naduksovy area of the side frame.

Боковая рама состоит из верхнего 1 и нижнего 2 горизонтальных поясов, соединенных между собой вертикальными колонками 3, образующими совместно с горизонтальными поясами 1 и 2 рессорный проем 4. Нижний пояс 2 рамы, переходящий в ее наклонные пояса 5, сопряжен с горизонтальными опорными участками 10 буксовых проемов 6. Каждый буксовый проем 6 состоит из внутренней 7 и наружной 8 челюстных направляющих и надбуксовой зоны 9. Внутренняя челюстная направляющая 7, сопряженная с нижней стенкой наклонного пояса 5, имеет в своем сечении, так же как и вертикальные колонки 3, корытообразную форму. Нижний 2 и верхний 1 пояса, а также надбуксовые зоны 9 имеют в сечении коробчатую форму. Сечение надбуксовой зоны 9 уменьшается по высоте и ширине в сторону наружной челюстной направляющей 8.The side frame consists of upper 1 and lower 2 horizontal belts interconnected by vertical columns 3, forming, together with the horizontal belts 1 and 2, a spring opening 4. The lower belt 2 of the frame, turning into its inclined belts 5, is interfaced with the horizontal supporting sections 10 of the axle box openings 6. Each axle opening 6 consists of an inner 7 and an outer 8 jaw guides and an over-axle zone 9. The inner jaw guide 7, conjugated with the lower wall of the inclined belt 5, has in its cross section, as well as a vertical ln columns 3, trough-shaped. The lower 2 and upper 1 zones, as well as the over-slip zones 9 have a box-shaped cross section. The cross-section of the over-box zone 9 decreases in height and width towards the outer jaw guide 8.

Боковые стенки 11 верхнего пояса 1 и боковые стенки 12 наклонных поясов 5 расположены параллельно, а стенки 13 нижнего пояса 2 - под углом к продольной плоскости боковой рамы. Боковые стенки 14 вертикальных колонок 3 совместно с боковыми стенками 12 наклонных поясов 5 и боковыми стенками 11 верхнего горизонтального пояса 1 образуют две общие вертикальные боковые поверхности, в которых выполнены технологические отверстия 15, имеющие по своему контуру внутреннюю 16 и наружную 17 отбуртовки.The side walls 11 of the upper belt 1 and the side walls 12 of the inclined belts 5 are parallel, and the walls 13 of the lower belt 2 are at an angle to the longitudinal plane of the side frame. The side walls 14 of the vertical columns 3 together with the side walls 12 of the inclined belts 5 and the side walls 11 of the upper horizontal belt 1 form two common vertical side surfaces in which the technological holes 15 are made, having an inner 16 and an outer 17 flange in its contour.

В нижней части рессорного проема 4 имеется опорная поверхность 18 для размещения рессорного комплекта тележки, на которой предусмотрены бонки 19 для установки и ограничители 20 от смещения пружин.In the lower part of the spring opening 4 there is a supporting surface 18 for accommodating the spring set of the trolley, on which bonnets 19 are provided for installation and limiters 20 against spring displacement.

В зоне сопряжения горизонтальных надбуксовых участков 10 с внутренними челюстными направляющими 7 имеются наружные усиливающие ребра 21 в виде перевернутой запятой, которые сопрягают между собой наклонный пояс 5, вертикальные стенки внутренней челюстной направляющей 7 и радиусный переход внутреннего угла 22 надбуксового участка 9 боковой рамы. Диаметр расширенной части усиливающих ребер 21 составляет не менее 50 мм.In the interface between the horizontal super-slip sections 10 and the inner jaw guides 7 there are external reinforcing ribs 21 in the form of an inverted comma, which mate the inclined belt 5, the vertical walls of the inner jaw guide 7 and the radius transition of the inner corner 22 of the over-slip section 9 of the side frame. The diameter of the expanded part of the reinforcing ribs 21 is at least 50 mm.

Во внутренней полости 23 боковой рамы в зоне сопряжения нижних стенок 24 наклонных поясов 5 вертикальных стенок 25 внутренних челюстных направляющих 7 и горизонтальных надбуксовых участков 10 имеются дополнительные ребра 26, выходящие из радиусных переходов внутренних углов 22 горизонтальных надбуксовых участков 10. Дополнительные ребра 26 размещены вне плоскости нижних стенок 24 наклонных поясов 5, направлены параллельно нижним стенкам 24 наклонных поясов 5 и имеют длину не менее 60 мм.In the inner cavity 23 of the side frame in the mating zone of the lower walls 24 of the inclined belts 5 of the vertical walls 25 of the internal jaw guides 7 and of the horizontal overhead sections 10, there are additional ribs 26 extending from the radius transitions of the inner corners 22 of the horizontal overhead sections 10. The additional ribs 26 are located outside the plane the lower walls 24 of the inclined zones 5, are parallel to the lower walls 24 of the inclined zones 5 and have a length of at least 60 mm

Выполнение боковых рам с учетом предлагаемого технического решения позволяет увеличить прочность рамы в зоне буксового проема, обеспечить большую стойкость к образованию трещин в зоне внутреннего угла буксового проема, повысить ее надежность и долговечность.The implementation of the side frames, taking into account the proposed technical solution, can increase the strength of the frame in the area of the axle box opening, provide greater resistance to cracking in the area of the internal corner of the axle box, increase its reliability and durability.

В настоящее время изготавливаются опытные образцы предложенного варианта боковой рамы, после чего они будут подвергнуты испытаниям по установленным нормам.Currently, prototypes of the proposed version of the side frame are being manufactured, after which they will be tested according to established standards.

Claims

1. The side frame of the railway carriage in the form of a steel casting, consisting of upper and lower horizontal belts interconnected by vertical columns, forming together with horizontal belts a spring aperture located in the lower part of the spring aperture of the supporting surface with bonks for installation and limiters against spring displacement , inclined belts associated with the lower belt and the horizontal supporting sections of the axle openings having outer and inner jaw guides, characterized in that in the zone of conjugation of the horizontal oversized sections with the internal jaw guides there are external reinforcing ribs in the form of an inverted comma, which connect the horizontal oversized sections, inclined belts, the vertical walls of the jaw guides and the radius transitions of the internal angles of the oversized sections of the side frame, while the diameter of the expanded part of the reinforcing ribs is at least 50 mm.

2. The lateral frame of the railway trolley according to claim 1, characterized in that in the inner cavity of the lateral frame, in the mating zone of the lower walls of the inclined belts and the vertical walls of the jaw guides, there are additional ribs emerging from the radius transitions of the internal corners of the horizontal over-peaks located parallel to the lower walls of the inclined belts with a length of at least 60 mm and located in different planes with respect to the lower walls of the inclined belts.