RU79081U1

RU79081U1 - SIDE FRAME OF THE TRUCK OF A CAR

Info

Publication number: RU79081U1
Application number: RU2008115917/22U
Authority: RU
Inventors: Ефим Исаакович Токман; Виктор Александрович Макасин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Чебоксарский завод промышленного литья"
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2008-12-20

Abstract

Для повышения надежности и долговечности конструкции, улучшения конструкционной прочности боковой рамы тележки грузового вагона, содержащей верхний пояс, нижний пояс, два наклонных пояса замкнутого сечения с технологическими окнами, связывающие верхний и нижний пояса и центральный рессорный проем, ограниченный опорной площадкой для рессорного комплекта нижнего пояса, верхним поясом и наклонными поясами, в конструкцию боковой рамы введены симметрично расположенные относительно продольной оси рамы внутренние ребра-перемычки, соединяющие боковые стенки рамы, при этом каждое из ребер-перемычек проходит, по крайней мере, через часть верхнего пояса, зону перехода от верхнего пояса к наклонному поясу и, по крайней мере, через часть наклонного пояса.To increase the reliability and durability of the structure, to improve the structural strength of the side frame of the freight car truck, containing the upper belt, lower belt, two inclined belts of closed section with technological windows connecting the upper and lower belts and the central spring opening, limited by the supporting platform for the spring set of the lower belt , the upper belt and the inclined belts, into the design of the side frame are introduced symmetrically located relative to the longitudinal axis of the frame of the inner rib-jumper, connecting the side walls of the frame, with each of the rib webs passing through at least a part of the upper belt, the transition zone from the upper belt to the inclined belt, and at least through the part of the inclined belt.

Description

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 construction of a cast side frame of a freight car truck.

Известны различные конструкции боковых рам тележки грузового вагона. В частности, на чертеже (фиг.1) к патенту Российской Федерации на изобретение №2211127, 2003 г.изображена 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, связывающие верхний и нижний пояса и центральный рессорный проем, ограниченный опорной площадкой для рессорного комплекта нижнего пояса, верхним поясом и наклонными поясами, при этом наружное подкрепляющее ребро расположено в зоне сопряжения верхнего и наклонных поясов.Various designs of side frames of a freight wagon trolley are known. In particular, in the drawing (FIG. 1) to the patent of the Russian Federation for invention No. 2211127, 2003, a side frame of a freight wagon trolley is shown, comprising a closed upper belt with consoles forming axle openings, a closed closed lower belt with a spring support pad set, two inclined belts of closed section 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, while the outer reinforced The edge is located in the mating zone of the upper and inclined belts.

Рама боковая трехэлементной тележки по патенту Российской Федерации на полезную модель №65006, 2007 г. выполнена в виде стальной отливки или сварной конструкции. В средней части боковой рамы расположен проем для центрального рессорного комплекта, а по концам - проемы для буксовых узлов колесных пар открытого или закрытого типа, при этом, согласно чертежу к патенту, наружное подкрепляющее ребро расположено в зоне сопряжения верхнего и наклонных поясов боковой рамы.The side frame of a three-element trolley according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 65006, 2007, is made in the form of a steel casting or welded structure. In the middle part of the side frame there is an opening for the central spring set, and at the ends there are openings for axle boxes of wheel pairs of open or closed type, and, according to the drawing to the patent, the external reinforcing rib is located in the mating zone of the upper and inclined belts of the side frame.

В патенте США №6543367, 2003, стенка боковой рамы в месте радиусного сопряжения верхнего и наклонного поясов боковой рамы выполнена увеличенной толщины, также имеются наклонные ребра на каждой из стенок наклонного пояса, подкрепляющие отверстие In US patent No. 6543367, 2003, the side frame wall in the place of the radial mating of the upper and inclined belts of the side frame is made of increased thickness, there are also inclined ribs on each of the walls of the inclined belt, reinforcing the hole

облегчения, а в патенте США №4,351,242 1982 г., в месте сопряжения верхнего и наклонных поясов боковой рамы приварены усиливающие накладки.relief, and in US patent No. 4,351,242 of 1982, reinforcing plates are welded at the interface between the upper and inclined belts of the side frame.

Ближайшим аналогом полезной модели является боковая рама тележки грузового вагона по патенту США №5546869, 1996 г., 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, связывающие верхний и нижний пояса и центральный рессорный проем, ограниченный опорной площадкой для рессорного комплекта нижнего пояса, верхним поясом и наклонными поясами, описана конструкция боковой рамы с подкрепляющими наружными ребрами, изменяющими характер нагружения в зоне сочленения верхнего пояса рамы с ее боковыми поясами (фиг.2 и 2 А).The closest analogue of the utility model is the side frame of a freight car truck according to US patent No. 5546869, 1996, containing an upper closed section belt with consoles forming axle openings, a lower closed section belt with a support platform for a spring set, two inclined closed section belts connecting the upper and lower zones and the central spring opening, limited by the supporting platform for the spring set of the lower belt, the upper belt and the inclined belts, describes the design of the side frame with reinforcing een outdoor ribs changes the character of the load in the zone of junction of the upper frame zone with its lateral zones (2 and 2A).

К недостаткам приведенных выше аналогов, в том числе ближайшего аналога, относится недостаточная прочность рамы в зоне сопряжения нижней стенки верхнего пояса с наклонным поясом, все случаи поломки рам при испытаниях и эксплуатации связаны с превышением допустимых напряжений в нижней части рамы на указанном участке сопряжения наклонных поясов с верхним поясом, в зоне технологических окон и внутренней радиусной части буксового проема.The disadvantages of the above analogues, including the closest analogue, are the insufficient strength of the frame in the mating zone of the lower wall of the upper belt with the inclined belt, all cases of failure of the frames during testing and operation are associated with excess permissible stresses in the lower part of the frame in the indicated section of the conjugation of the inclined belts with the upper belt, in the area of technological windows and the inner radius of the axle box opening.

Задачей, решаемой полезной моделью, является повышение надежности конструкции литых рам, повышение коэффициента запаса сопротивления усталости.The problem solved by the utility model is to increase the reliability of the design of cast frames, to increase the safety factor of fatigue resistance.

Литые боковые рамы имеют сложную конструкцию с полыми верхним, нижним и наклонными поясами. Для компенсации возможных дефектов в наиболее опасных зонах на известных конструкциях выполняют ребра или образуют местные утолщения стенок конструкции.Cast side frames have a complex structure with hollow upper, lower and inclined belts. To compensate for possible defects in the most dangerous areas on known structures, ribs are made or local thickenings of the walls of the structure are formed.

В заявленной полезной модели задача повышения надежности и повышения коэффициента запаса сопротивления усталости решается за счет изменения конструкции рамы, обеспечивающей создание условий для равномерной кристаллизации всех пяти стенок и получение плотного металла без усадочных рыхлот в наружных и внутренних стенках для упрочнения данного узла.In the claimed utility model, the problem of increasing reliability and increasing the safety factor of fatigue resistance is solved by changing the design of the frame, ensuring the creation of conditions for uniform crystallization of all five walls and obtaining dense metal without shrinkable loosening in the outer and inner walls to strengthen this site.

Для решения поставленной задачи боковая рама, 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, связывающие верхний и нижний пояса и центральный рессорный проем, ограниченный опорной площадкой для рессорного комплекта нижнего пояса, верхним поясом и наклонными поясами, снабжена симметрично расположенными относительно оси рамы изогнутыми (криволинейными) внутренними ребрами-перемычками, соединяющими боковые стенки рамы, причем каждое ребро проходит от, по меньшей мере, вдоль части верхнего пояса к, по меньшей мере, части наклонного пояса, включая полностью зону перехода от верхнего пояса к наклонному вблизи технологического окна.To solve this problem, a side frame containing an upper closed-section belt with consoles forming axle openings, a closed closed lower belt with a support platform for a spring kit, two closed-section inclined belts with technological windows connecting the upper and lower zones and the central spring opening, limited supporting platform for the spring set of the lower belt, upper belt and inclined belts, equipped with curved (curvilinear) inside symmetrically located relative to the axis of the frame with jumper ribs connecting the side walls of the frame, each rib extending from at least along a portion of the upper belt to at least a portion of the inclined belt, including the entire transition zone from the upper belt to the inclined one near the process window.

Техническим результатом от использования полезной модели является повышение надежности и долговечности конструкции, улучшение конструкционной прочности рамы за счет устранения рыхлот и усадочных раковин в местах перехода от верхнего пояса к наклонному, снижения напряжений, увеличения устойчивости боковых стенок при нагрузке.The technical result from the use of the utility model is to increase the reliability and durability of the structure, improve the structural strength of the frame by eliminating loosening and shrinkage shells at the points of transition from the upper belt to the inclined, reducing stresses, increasing the stability of the side walls under load.

Достижение указанного технического результата обусловлено применением определенных подходов к конструкции и технологии изготовления боковой рамы, которые в совокупности обеспечивают выход качественной продукции. Технология производства литых боковых рам The achievement of the specified technical result is due to the application of certain approaches to the design and manufacturing technology of the side frame, which together provide the output of quality products. Cast side frame technology

направлена на исключение наиболее распространенных дефектов, вызывающих разрушение литых боковых рам - рыхлот и усадочных раковин. Известно, что в области перехода от наклонных поясов к верхним поясам образуются тепловые узлы, которые концентрируют усадочную пористость и иные литейные дефекты. Утолщение нижних стенок верхних поясов или введение наружных подкрепляющих ребер не повышали прочность до желаемой, но при этом увеличивали массу в области тепловых узлов, что увеличивало вероятность возникновения в этих местах упомянутых дефектов.It is aimed at eliminating the most common defects that cause the destruction of molded side frames - loosening and shrinkage shells. It is known that in the region of transition from inclined belts to upper belts, thermal nodes are formed that concentrate shrinkage porosity and other casting defects. The thickening of the lower walls of the upper zones or the introduction of external reinforcing ribs did not increase the strength to the desired, but at the same time increased the mass in the area of thermal units, which increased the likelihood of the mentioned defects in these places.

Для достижения указанного выше технического результата в заявленную конструкцию боковой рамы было введено внутреннее ребро-перемычка, соединяющее боковые стенки верхнего пояса (по крайней мере, части верхнего пояса), зоны перехода от верхнего пояса к наклонному поясу и боковые стенки наклонного пояса (по крайней мере, части наклонного пояса). Введение ребра перемычки в конструкцию рамы позволило, с одной стороны, повысить устойчивость боковых стенок рамы в зоне подкрепления ребром и снизить величину напряжений за счет увеличения площади поперечного сечения, а с другой стороны, как показали исследования, создать в этом месте условия для равномерной кристаллизации и, тем самым, исключить возникновение литейных дефектов.To achieve the above technical result, an inner rib-jumper was introduced into the claimed side frame design, connecting the side walls of the upper belt (at least part of the upper belt), the transition zone from the upper belt to the inclined belt and the side walls of the inclined belt (at least , parts of the inclined belt). The introduction of the jumper rib into the frame design made it possible, on the one hand, to increase the stability of the side walls of the frame in the reinforcement zone by the rib and reduce stresses by increasing the cross-sectional area, and, on the other hand, studies have shown that conditions can be created in this place for uniform crystallization and , thereby, eliminate the occurrence of casting defects.

Для достижения технического результата в конструкцию боковой рамы были внесены изменения, позволившие, одновременно с чисто конструктивными преимуществами (повышение устойчивости боковых стенок рамы, увеличение площади поперечного сечения), использовать свойства литой заготовки, обусловленные конструкцией рамы, т.е. технологические преимущества, неразрывно связанные с предложенными изменениями конструкции. Заявленные изменения конструкции рамы позволили создать условия для равномерной кристаллизации при To achieve a technical result, changes were made to the design of the side frame, which allowed, at the same time as purely constructive advantages (increased stability of the side walls of the frame, increased cross-sectional area), to use the properties of the cast billet due to the design of the frame, i.e. technological advantages inextricably linked with the proposed design changes. The claimed changes in the design of the frame made it possible to create conditions for uniform crystallization at

охлаждении отливок. Тем самым было снижено отрицательное воздействие от увеличения массы металла в области тепловых узлов и полностью реализованы преимущества от введения дополнительного ребра-перемычки, при этом повышение прочности, в том числе усталостной, было выше ожидаемого вследствие устранения литейных дефектов в опасном месте.cooling castings. Thereby, the negative effect of increasing the mass of metal in the area of thermal units was reduced and the advantages of introducing an additional rib-bridge were fully realized, while the increase in strength, including fatigue, was higher than expected due to the elimination of casting defects in a dangerous place.

Как показали исследования, выполнение внутреннего ребра-перемычки в указанном месте обеспечило дополнительное подкрепление боковых стенок в месте радиусного сопряжения верхнего пояса с наклонными поясами, позволило снизить риск разрушения рамы по наиболее нагруженному месту, расположенному в зоне технологических окон и внутренней радиусной части буксового проема.As studies have shown, the implementation of the inner rib-jumper in the specified location provided additional reinforcement of the side walls at the place of the radius of the upper belt with the inclined belts, and reduced the risk of destruction of the frame at the most loaded place located in the area of the technological windows and the inner radius of the axle box opening.

Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображено:The utility model is illustrated by drawings, which depict:

на фиг.1 - боковая рама, главный вид;figure 1 - side frame, the main view;

на фиг.2 - разрез боковой рамы;figure 2 is a section of a side frame;

на фиг.3 - сечение А-А с фиг.2.figure 3 is a section aa from figure 2.

Боковая рама тележки грузового вагона состоит из верхнего пояса 1 с консолями 2, образующими буксовые проемы 3, нижнего пояса 4 замкнутого сечения с опорной площадкой 5 для рессорного комплекта. Два наклонных пояса 6 и 7 с технологическими окнами 8 и 9 связывают верхний 1 и нижний пояс 4. Центральный рессорный проем 10 ограничен опорной площадкой 5 для рессорного комплекта нижнего пояса 4, верхним поясом 1 и вертикальными поясами 11 для установки планок.The side frame of the freight car truck consists of an upper belt 1 with consoles 2 forming box openings 3, a lower belt 4 of a closed section with a support platform 5 for a spring set. Two inclined belts 6 and 7 with technological windows 8 and 9 connect the upper 1 and lower belt 4. The central spring opening 10 is limited by the supporting platform 5 for the spring set of the lower belt 4, the upper belt 1 and the vertical belts 11 for installing the strips.

В конструкции боковой рамы имеются симметрично расположенные относительно продольной оси рамы внутренние ребра-перемычки 12, соединяющие боковые стенки рамы 13 и 14. Ребра-перемычки 12 выполнены изогнутыми в соответствии с формой радиусного перехода нижней стенки 15 консоли 2 верхнего пояса 1 в стенку наклонного пояса 6 (и 7).The side frame design has inner ribs-jams 12 symmetrically located relative to the longitudinal axis of the frame, connecting the side walls of the frame 13 and 14. The ribs-jumper 12 are made curved in accordance with the shape of the radial transition of the lower wall 15 of the console 2 of the upper belt 1 to the wall of the inclined belt 6 (and 7).

Ребра-перемычки 12 проходят, по крайней мере, через часть консоли 2 верхнего пояса 1, зону перехода от консоли 2 верхнего пояса к наклонному поясу и, по крайней мере, через часть наклонного пояса 6 (и 7). В каждом ребре-перемычке 12 выполнено технологическое отверстие.The jumper ribs 12 pass through at least a part of the console 2 of the upper belt 1, the transition zone from the console 2 of the upper belt to the inclined belt, and at least through part of the inclined belt 6 (and 7). A technological hole is made in each rib-jumper 12.

Внутренние ребра-перемычки 12, соединяющие боковые стенки рамы, расположены так, что частично располагаются в непосредственной близости, определяемой технологическими возможностями, от технологических окон 8 (и 9) наклонных поясов 6 (и 7).The inner ribs-jumpers 12 connecting the side walls of the frame are located so that they are partially located in the immediate vicinity, determined by technological capabilities, from the technological windows 8 (and 9) of the inclined belts 6 (and 7).

Боковую раму тележки грузового вагона изготавливают на автоматической формовочной линии литьем в песчано-глинистые формы с получением стальной отливки, подлежащей дальнейшей механической обработке, обычно применяемой для изделий такого рода. Стержни изготавливают на стержневых автоматах с продувкой триэтиламином.The side frame of a freight car truck is made on an automatic molding line by casting in sand-clay molds to obtain a steel casting to be further machined, usually used for products of this kind. The rods are made on rod machines with a triethylamine purge.

Claims

1. The side frame of the freight wagon trolley, comprising a closed upper section belt with consoles forming axle openings, a closed section lower belt with a support platform for a spring kit, two closed section inclined belts with technological windows connecting the upper and lower zones and the central spring opening, limited by the support platform for the spring set of the lower belt, the upper belt and inclined belts, characterized in that symmetrically arranged relatively the longitudinal axis of the frame inner ribs-jumper connecting the inside of the side walls of the frame, with each of the ribs-jumpers located at least in part of the side walls of the upper belt, on the side walls of the transition zone from the upper belt to the inclined belt, and at least at least in part of the side walls of the inclined belt, and a technological hole is made in each rib-jumper.

2. The side frame according to claim 1, characterized in that the inner ribs-jumpers connecting the side walls of the frame are located so that they partially pass in the immediate vicinity of the technological windows of the inclined belts.