RU2691903C1 - Bolster beam - Google Patents

Bolster beam Download PDF

Info

Publication number
RU2691903C1
RU2691903C1 RU2018127704A RU2018127704A RU2691903C1 RU 2691903 C1 RU2691903 C1 RU 2691903C1 RU 2018127704 A RU2018127704 A RU 2018127704A RU 2018127704 A RU2018127704 A RU 2018127704A RU 2691903 C1 RU2691903 C1 RU 2691903C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bolster
central part
windows
side walls
window
Prior art date
Application number
RU2018127704A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Александрович Савушкин
Кирилл Вальтерович Кякк
Анна Михайловна Орлова
Иван Владимирович Турутин
Original Assignee
РЕЙЛ 1520 АйПи ЛТД
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by РЕЙЛ 1520 АйПи ЛТД filed Critical РЕЙЛ 1520 АйПи ЛТД
Priority to RU2018127704A priority Critical patent/RU2691903C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2691903C1 publication Critical patent/RU2691903C1/en
Priority to EA201991584A priority patent/EA201991584A3/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/50Other details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Securing Of Glass Panes Or The Like (AREA)
  • Punching Or Piercing (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to railway transport, particularly, to bogie bolster beams. Bolster comprises upper and lower belts, side walls and inner ribs. Ribs are located between upper and lower belts. In the central part of the ribs there are two openings separated by bridges. In central part of side walls there is one window.
EFFECT: reduced metal consumption of the bolster.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и касается конструкции балки надрессорной железнодорожной тележки.The invention relates to the field of railway transport and relates to the design of the bolster bogie railway carts.

Известно изобретение по патенту РФ № 2621515 «Рамная боковина и надрессорная балка для железнодорожной тележки, а также способ их изготовления» (дата приоритета: 17.05.2011, дата публикации: 06.06.2017). На фиг. 9В данного аналога представлена надрессорная балка, содержащая верхний и нижний пояса, боковые стены и внутренние ребра, расположенные между верхним и нижним поясами, при этом в средней части боковых стен и внутренних ребер выполнены по два окна под тормоз, разделенные перемычками. Known invention according to the patent of the Russian Federation No. 2621515 "Frame sidewall and bolster for a railway truck, as well as the method of their manufacture" (priority date: 05/17/2011, publication date: 06/06/2017). FIG. 9B of this analogue is represented the nadressor beam containing upper and lower belts, side walls and internal ribs located between the upper and lower belts, while in the middle part of the side walls and internal ribs two windows for the brake are made, separated by bridges.

В качестве прототипа выбрана тележка BarberS2HD-9C фирмы «ВабтэкКорпорейшн» («WabtecCorporation», США): [сайт] URL: https://www.wabtec.com/products/1262/barber%C2%AE-side-frame-and-bolster-castings (дата обращения 19.06.2017), содержащая надрессорную балку, с каждой продольной стороны которой имеется два симметричных отверстия для тормозной системы. Данные отверстия разделены вертикальной перемычкой.The BarberS2HD-9C trolley from VabTecCorporation (USA) was selected as a prototype: [website] URL: https://www.wabtec.com/products/1262/barber%C2%AE-side-frame-and -bolster-castings (circulation date 06/19/2017), containing a bolster, with each symmetrical longitudinal side with two holes for the brake system. These holes are separated by a vertical jumper.

Недостатками надрессорной балки по патенту № 2621515 и прототипа являются их недостаточная надежность, прочность, а также увеличенная металлоемкость.The disadvantages of the bolster under patent No. 2621515 and the prototype are their lack of reliability, durability, and increased metal content.

Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является увеличение прочности, надежности балки надрессорной при уменьшении ее металлоемкости.The technical result provided by the invention is to increase the strength, reliability of the bolster bolster while reducing its metal content.

Технический результат достигается за счет того, что балка надрессорная содержит верхний и нижний пояса, боковые стены и внутренние ребра, расположенные между верхним и нижним поясами, в центральной части внутренних ребер выполнено по два окна, разделенных перемычками, при этом в центральной части боковых стен выполнено по одному окну.The technical result is achieved due to the fact that the bolster beam contains upper and lower belts, side walls and internal edges located between the upper and lower belts, in the central part of the inner edges are made of two windows separated by bridges, while in the central part of the side walls on one window.

Высота центральной части балки надрессорной может составлять от 450 до 550 мм.The height of the central part of the bolster beam can be from 450 to 550 mm.

Окна в центральной части боковых стен надрессорной балки выполнены шириной 400-480 мм и высотой 250-300 мм.The windows in the central part of the side walls of the bolster are 400-480 mm wide and 250-300 mm high.

Окна в центральной части внутренних ребер выполнены шириной 150-200 мм и высотой 250-300 мм.The windows in the central part of the internal ribs are 150-200 mm wide and 250-300 mm high.

Прочность и надежность балки надрессорной обеспечивается за счет того, что в центральной части каждой боковой стены выполнено одно окно для элементов тормозной системы. Отсутствие перемычки между окнами в боковых стенах балки позволяет избежать резкого изменения жесткостей вдоль боковых стен и приводит к снижению напряжений на кромках окон. В результате снижения напряжений в углах окон для элементов тормозной системы обеспечивается прочность, надежность балки в целом. Кроме того, исключение перемычки между окнами в центральной части каждой боковой стены уменьшает металлоемкость балки надрессорной.The durability and reliability of the bolster beam is ensured by the fact that in the central part of each side wall there is one window for elements of the brake system. The absence of a bridge between the windows in the side walls of the beam avoids a sharp change in stiffness along the side walls and leads to a decrease in stresses on the edges of the windows. As a result of stress reduction in the corners of windows for elements of the brake system, the strength and reliability of the beam as a whole is ensured. In addition, the exclusion of the jumper between the windows in the central part of each side wall reduces the metal intensity of the bolster beam.

Размеры окон, выполненных в боковых стенах и внутренних ребрах, обусловлены габаритами элементов тормозной системы, пропущенных сквозь окна, и величиной перемещений этих элементов относительно надрессорной балки во время эксплуатации железнодорожной тележки. Следовательно, заявленное техническое решение для специалиста явным образом не следует из уровня техники.The dimensions of the windows, made in the side walls and internal edges, are determined by the dimensions of the braking system elements, passed through the windows, and the size of the displacements of these elements relative to the bolster during operation of the railway bogie. Therefore, the claimed technical solution for the expert is not obvious from the prior art.

Заявленное техническое решение представлено на фигурах.The claimed technical solution is presented in the figures.

Фиг. 1 – балка надрессорная, на которой обозначены:FIG. 1 - nadressorny beam on which are designated:

1 – верхний пояс;1 - upper belt;

2 – нижний пояс;2 - lower belt;

3 – боковые стены;3 - side walls;

4 – внутренние ребра;4 - internal edges;

5 – окна боковых стен для элементов тормозной системы;5 - side wall windows for elements of the brake system;

6 – окна внутренних ребер для элементов тормозной системы;6 - windows of internal edges for elements of the brake system;

7 – технологические отверстия;7 - technological holes;

8 – подпятниковое место;8 - podatnikovy place;

9 – опорные площадки для скользунов;9 - supporting sites for side bearings;

10 – карманы для установки клиньев.10 - pockets for installing wedges.

Фиг.2 – схема распределения эквивалентных напряжений балки надрессорной по Мизесу. 2 is a diagram of the distribution of equivalent voltages of a nressress von according to Mises.

На фиг.1 представлена балка надрессорная, содержащая верхний пояс 1 и нижний пояс 2, две боковые стены 3 и внутренние ребра 4, расположенные между верхним 1 и нижним 2 поясами. В центральной части каждой боковой стены 3 выполнено окно 5 для элементов тормозной системы, ширина которого 400-480 мм, высота 250-300 мм. Данные размеры окна 5 позволяют получить проходной канал для свободного пропуска через центральную часть балки надрессорной тяг тормозного механизма тележки вагона при обеспечении необходимой жесткости и прочности балки надрессорной при ее эксплуатации в составе железнодорожной тележки.Figure 1 shows the bolster beam, containing the upper belt 1 and the lower belt 2, two side walls 3 and the inner ribs 4, located between the upper 1 and lower 2 belts. In the central part of each side wall 3, a window 5 is made for elements of the braking system, the width of which is 400-480 mm, height 250-300 mm. These dimensions of the window 5 make it possible to obtain a passage through passage for free passage through the central part of the bolster bolster of the car’s braking mechanism while ensuring the necessary rigidity and strength of the bolster bolster during its operation as part of a railway bogie.

Для обеспечения необходимой прочности и жесткости балки надрессорной высота центральной части балки надрессорной составляет от 450 до 550 мм. To provide the necessary strength and stiffness of the bolster beam, the height of the central part of the bolster beam ranges from 450 to 550 mm.

Балка надрессорная содержит во внутренних ребрах 4 по два окна 6 шириной 150-200 мм, высотой 250-300 мм, которые обеспечивают пропуск через надрессорную балку элементов тормозной системы. Вертикальные перемычки между окнами 6 (позицией не показаны) выполнены шириной 80-100 мм.The nadressorny beam contains in the internal ribs 4 two windows 6 each with a width of 150–200 mm and a height of 250–300 mm, which provide access to the brake system elements through the air bolster. Vertical jumpers between the windows 6 (position not shown) made a width of 80-100 mm

Балка надрессорная может содержать внутренние ребра 4 с окнами 6, имеющими отбортовку (не показана), выступающую с одной стороны окна 6, шириной 15-30 мм, толщиной 22-50 мм. Отбортовки создают локальное усиление окон 6, которые являются концентраторами напряжений.Nadressorny beam may contain internal edges 4 with windows 6, having flared (not shown), protruding from one side of the window 6, 15-30 mm wide, 22-50 mm thick. Flanging creates a local gain windows 6, which are stress concentrators.

На балке (фиг. 1) могут быть дополнительно выполнены технологические отверстия 7. Верхний пояс 1 балки включает в себя подпятниковое место 8 и опорные площадки 9 для скользунов. Кроме того, балка содержит карманы 10 для установки клиньев.On the beam (Fig. 1), technological holes 7 can be additionally made. The upper belt 1 of the beam includes a thrust spot 8 and support platforms 9 for side bearings. In addition, the beam contains pockets 10 for installing wedges.

Достижение технического результата подтверждается результатами моделирования. Моделирование распределения нагрузки на балку надрессорную для предварительной оценки сопротивления усталости несущей конструкции по ГОСТ 32211 «Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам» подтвердило, что наличие одного окна 5 для элементов тормозной системы (тормозного оборудования) в каждой боковой стене 3, выполненное по центру, обеспечивает большую прочность и надежность балки по сравнению с прочностью балки с двумя окнами, образованными перемычкой в центре балки.The achievement of the technical result is confirmed by the simulation results. Simulation of the load distribution on the overpressure beam for the preliminary assessment of the fatigue resistance of the supporting structure according to GOST 32211 “Freight wagons. Requirements for strength and dynamic qualities ”confirmed that the presence of one window 5 for elements of the braking system (brake equipment) in each side wall 3, made in the center, provides greater strength and reliability of the beam compared to the strength of the beam with two windows formed by a jumper in center beam.

Моделирование осуществлялось в программном комплексе «ЭН ИКС Настран» («NX Nastran»).The simulation was carried out in the software package "EN X Nastran" ("NX Nastran").

При моделировании было принято, что балка надрессорная выполнена литьем из стали со следующими характеристиками: модуль упругости = 2,1*105 МПа, коэффициент Пуассона =0,3.In the simulation it was assumed that the bolster beam was made by casting from steel with the following characteristics: elastic modulus = 2.1 * 10 5 MPa, Poisson's ratio = 0.3

Выполнен расчет на прочность балки надрессорной с одним окном 5 в центральной части каждой боковой стены 3 (балка без перемычки) и балки надрессорной с теми же принятыми характеристиками, но с двумя окнами в каждой боковой стене (балка с перемычкой). Результаты расчета распределения эквивалентных напряжений по Мизесу представлены в таблице.The strength calculation of the bolster beam with one window 5 in the central part of each side wall 3 (beam without lintel) and the bolster beam with the same accepted characteristics, but with two windows in each side wall (beam with jumper) is made. The results of the calculation of the distribution of equivalent von Mises stress are presented in the table.

Таблица Table

Результаты расчета распределения напряженийStress Distribution Calculation Results

Напряжения в точках, МПаPoint stress, MPa aa bb cc dd ee ff gg hh Балка без перемычкиBeam without lintel 115115 103103 9191 8282 114114 103103 9191 8282 Балка с перемычкойLintel 133133 104104 9191 9494 133133 103103 9090 9494

В таблице приведены значения напряжений в точках, отмеченных на фиг. 2. Из таблицы видно, что расчетные данные в точках a, b, c, d (слева от центра боковой стены) практически совпадают с данными в точках e, f, g, h (справа от центра боковой стены), соответственно. Таким образом, распределение напряжений, возникающих с правой стороны окна 5, симметрично напряжениям, возникающим с левой стороны этого окна. The table shows the voltage values at the points marked in FIG. 2. The table shows that the calculated data at points a, b, c, d (to the left of the center of the side wall) almost coincide with the data at points e, f, g, h (to the right of the center of the side wall), respectively. Thus, the distribution of stresses arising from the right side of window 5 is symmetrical to the stresses arising from the left side of this window.

Как видно из результатов расчетов, приведенных в таблице, в точках d и e напряжение значительно меньше в заявленном техническом решении (балка без перемычки) по сравнению с прототипом (балка с перемычкой). В результате анализа напряженно-деформированного состояния балки по Мизесу выявлено наличие локальной зоны (перемычки) с повышенным уровнем напряжений. За счет объединения двух окон для элементов тормозной системы в центральной части каждой боковой стены 3 в одно окно и исключения между ними элемента жесткости (перемычки), который является концентратором напряжений, увеличивается надежность и прочность балки.As can be seen from the results of the calculations given in the table, at points d and e, the voltage is significantly less in the claimed technical solution (beam without jumper) compared with the prototype (beam with jumper). As a result of the analysis of the stress-strain state of the von Mises, the presence of a local zone (jumper) with an increased stress level was revealed. By combining two windows for brake system elements in the central part of each side wall 3 into one window and eliminating the stiffness element (bridge) between them, which is a stress concentrator, increases the reliability and strength of the beam.

Таким образом, заявленная конструкция балки надрессорной обеспечивает надежную и долговременную эксплуатации при высоких динамических нагрузках и циклическом нагружении. В материалах заявки раскрыт механизм достижения технического результата, обеспечиваемого изобретением. Данное раскрытие не известно из уровня техники, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию изобретательского уровня.Thus, the claimed design of the bolster bolster provides reliable and long-term operation at high dynamic loads and cyclic loading. The application materials disclose the mechanism for achieving the technical result provided by the invention. This disclosure is not known from the prior art, therefore, the claimed invention meets the condition of inventive step.

Claims (4)

1. Балка надрессорная, содержащая верхний и нижний пояса, боковые стены и внутренние ребра, расположенные между верхним и нижним поясами, при этом в центральной части внутренних ребер выполнены по два окна, разделенных перемычками, отличающаяся тем, что в центральной части каждой боковой стены выполнено одно окно.1. A nadressorny beam containing upper and lower belts, side walls and internal ribs located between the upper and lower belts, while in the central part of the inner ribs two windows are made separated by bridges, characterized in that in the central part of each side wall one window. 2. Балка надрессорная по п.1, отличающаяся тем, что выполнена в центральной части высотой 450-550 мм.2. Nadressorny beam according to claim 1, characterized in that it is made in the central part with a height of 450-550 mm. 3. Балка надрессорная по п.1, отличающаяся тем, что окна в центральной части боковых стен выполнены шириной 400-480 мм и высотой 250-300 мм.3. The nadressorny beam according to claim 1, characterized in that the windows in the central part of the side walls are 400-480 mm wide and 250-300 mm high. 4. Балка надрессорная по п.1, отличающаяся тем, что окна в центральной части внутренних ребер выполнены шириной 150-200 мм и высотой 250-300 мм. 4. Nadressorny beam according to claim 1, characterized in that the windows in the central part of the inner ribs are made with a width of 150-200 mm and a height of 250-300 mm.
RU2018127704A 2018-07-27 2018-07-27 Bolster beam RU2691903C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018127704A RU2691903C1 (en) 2018-07-27 2018-07-27 Bolster beam
EA201991584A EA201991584A3 (en) 2018-07-27 2019-07-25 STRUCTURE BEAM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018127704A RU2691903C1 (en) 2018-07-27 2018-07-27 Bolster beam

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2691903C1 true RU2691903C1 (en) 2019-06-18

Family

ID=66947654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018127704A RU2691903C1 (en) 2018-07-27 2018-07-27 Bolster beam

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA201991584A3 (en)
RU (1) RU2691903C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4114540A (en) * 1977-05-31 1978-09-19 Amsted Industries Incorporated Railway truck bolster
RU158900U1 (en) * 2015-06-11 2016-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Всесоюзный научно-исследовательский центр транспортных технологий" FREIGHT Wagon Trolley
RU2621515C2 (en) * 2011-05-17 2017-06-06 НЕВИС ИНДАСТРИЗ ЭлЭлСи Sideframe and bolster for rail trucks and manufacturing method thereof
RU173142U1 (en) * 2017-06-14 2017-08-14 РЕЙЛ 1520 АйПи ЛТД SPRING BEAM

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4114540A (en) * 1977-05-31 1978-09-19 Amsted Industries Incorporated Railway truck bolster
RU2621515C2 (en) * 2011-05-17 2017-06-06 НЕВИС ИНДАСТРИЗ ЭлЭлСи Sideframe and bolster for rail trucks and manufacturing method thereof
RU158900U1 (en) * 2015-06-11 2016-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Всесоюзный научно-исследовательский центр транспортных технологий" FREIGHT Wagon Trolley
RU173142U1 (en) * 2017-06-14 2017-08-14 РЕЙЛ 1520 АйПи ЛТД SPRING BEAM

Also Published As

Publication number Publication date
EA201991584A2 (en) 2020-01-31
EA201991584A3 (en) 2020-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104944255B (en) Elevator counterweight and its remodeling method
RU2651394C1 (en) Crane beam for the crane
RU158900U1 (en) FREIGHT Wagon Trolley
RU2691903C1 (en) Bolster beam
CN115465755A (en) Six-guide-shoe car frame structure of heavy-load goods elevator
RU205267U1 (en) Spine beam of a freight railway gondola car with unloading hatches
RU171768U1 (en) WAGON PLATFORM FRAME
RU195538U1 (en) Side frame of a freight wagon trolley
RU188830U1 (en) JOINTED TYPE WAGON HOPPER
RU2654233C9 (en) Truck bolster
US10875552B2 (en) Railcar bogie
CN209795492U (en) Bogie and vehicle with same
RU2501687C1 (en) Self-dumping boxcar
RU170395U1 (en) Nadressornoj beam of the truck of the freight car
RU188838U1 (en) Spine beam car frame
RU174479U1 (en) END WALL OF A RAILWAY CARGO WAGON
JP5389578B2 (en) Beam
RU2262458C1 (en) Frame of railway platform body and railway platform body with such frame
RU2749930C1 (en) Method for loading semitrailer on wagon-platform
RU188333U1 (en) BODY OF THE WAGON PLATFORM
RU213721U1 (en) SIDE FRAME OF A THREE-ELEMENT BOOT OF A FREIGHT CAR
RU218069U1 (en) PIVOT BEAM OF A THREE-AXLE TROLLEY OF A RAILWAY FREIGHT CAR
RU208184U1 (en) Side beam of a flat car frame for transportation of containers
RU210107U1 (en) RAILWAY CAR HEAD
RU211207U1 (en) FREIGHT CAR TROLLEY BOOT

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner