Шпинтонный узел рамы тележки

Шпинтонный узел рамы тележки содержит втулку (1) с фланцами (2), жестко соединенную путем сварки с продольной балкой (3) рамы, имеющей коробчатое поперечное сечение. В продольной балке (3) выполнены соосные отверстия (4) и (5) одинакового диаметра для установки в них втулки (1). Втулка (1) выполнена цельной или сварной. Фланцы (2) втулки (1) имеют одинаковый диаметр, сопряжены своими привалочными поверхностями с внутренними поверхностями верхней стенки (6) и нижней стенки (7) продольной балки (3) и расположены внутри нее. Отношение диаметров отверстий (4,5) в продольной балке (3) к диаметрам фланцев (2) втулки (1) составляет 0,9-0,92. Техническим результатом при использовании полезной модели является повышение жесткости рамы в зоне крепления втулок и увеличение срока службы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам, а именно к вагоностроению, и в частности к конструктивным элементам шпинтонных рам тележек вагонов метро.

Известна рама тележки вагона метро, продольные балки которой выполнены из двух швеллеров, соединенных между собой сваркой по кромкам встречных полок в коробчатое поперечное сечение. В верхнюю и нижнюю полки продольной балки вварены стальные фасонные втулки под запрессовку шпинтонов (см. Руководство по эксплуатации вагонов метрополитена моделей 81-717.5 и 81-714.5, М. «Транспорт», 1993 г., с.24, рис.2.10).

Данная конструкция шпинтонного узла ослабляет коробчатое сечение продольных балок рамы тележки в местах установки шпинтонов, что приводит к появлению трещин в ослабленных сечениях полок балки при передаче нагрузки от колесной пары через буксу на шпинтон.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по совокупности существенных признаков является шпинтонный узел рамы тележки вагона метрополитена, имеющей коробчатое поперечное сечение. В соосные отверстия, выполненные в горизонтальных - верхней и нижней - стенках продольной балки, вварены шпинтонные втулки (см. патент РФ 2375224, MПK B61F 5/52, 10.12.2009).

Известная рама тележки имеет ограниченный срок службы из-за ослабленного коробчатого сечения продольной балки в зонах крепления фланцев шпинтонных втулок.

Техническим результатом при использовании полезной модели является повышение жесткости рамы в зоне крепления втулок и увеличение ее срока службы.

Указанный технический результат достигается тем, что шпинтонный узел рамы тележки содержит втулку с фланцами, жестко закрепленную в отверстиях продольной балки рамы, имеющей коробчатое поперечное сечение, при этом втулка выполнена цельной или сварной, фланцы которой расположены внутри продольной балки и сопряжены своими привалочными поверхностями с внутренними поверхностями горизонтальных стенок продольной балки, причем отверстия под втулку в горизонтальных стенках продольной балки имеют одинаковый диаметр и отношение диаметров последних к диаметрам фланцев втулки составляет 0,9-0,92.

Кроме того, фланцы втулки имеют одинаковый диаметр.

Полезная модель иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 изображена продольная балка рамы тележки, общий вид.

На фиг.2 изображен разрез А-А на фиг.1.

Шпинтонный узел рамы тележки предназначен для связи колесной пары с рамой тележки и обеспечивает передачу тяговых и тормозных усилий в продольном и поперечном направлениях, а также боковых (поперечных) нагрузок от колесной пары при движении на кривых участках пути.

Шпинтонный узел рамы тележки содержит втулку 1 с фланцами 2, жестко соединенную путем сварки с продольной балкой 3 рамы, имеющей коробчатое поперечное сечение. Для этого в продольной балке 3 выполнены соосные отверстия 4 и 5 одинакового диаметра для установки в них втулки 1. Втулка 1 выполнена цельной или сварной. Фланцы 2 втулки 1 сопряжены своими привалочными поверхностями с внутренними поверхностями верхней стенки 6 и нижней стенки 7 продольной балки 3 и расположены внутри нее. Для обеспечения сборки расстояние h между привалочными поверхностями фланцев 2 втулки 1 равно или меньше высоты вертикальных стенок 8, 9 продольной балки 3. Отношение диаметров отверстий 4 и 5 под втулку 1 в продольной балке 3 к диаметрам фланцев 2 втулки 1 составляет 0,9-0,92, что позволяет выполнить качественную сварку, т.к. фланцы 2 втулки 1 выполняют функцию технологических подкладок при сварке. Фланцы 2 втулки 1 имеют одинаковый диаметр. Для снижения напряжений, возникающих при передаче тяговых и тормозных усилий от колесной пары к раме тележки, сварные швы крепления втулки 1 в отверстиях 4 и 5 продольной балки смещены от центра шпинтонного узла, при этом соотношение среднего диаметра втулки и диаметра отверстия 4 или 5 составляет 0,7.

Во втулку 1 запрессован шпинтон 10, верхняя, короткая часть которого выполнена с резьбой для крепления гайкой (11) в случае ослабления посадки. Нижняя, длинная часть шпинтона 10 соединена с буксой (не показана) через пластмассовую (полиамидную) втулку (не показана), в которую шпинтон 10 входит с небольшим зазором, свободно перемещаясь в вертикальной плоскости. Для передачи вертикальных нагрузок в системе «колесная пара - рама тележки» служат пружины 12 буксового подвешивания. Каждая продольная балка 3 рамы тележки содержит четыре шпинтонных узла, соответственно рама тележки содержит восемь шпинтонных узлов. Шпинтонные узлы рамы тележки монтируют следующим образом. Продольную балку 3 коробчатого сечения собирают из горизонтальных верхней стенки 6 и нижней стенки 7, вертикальных стенок 8 и 9. В горизонтальных стенках 6 и 7 выполнены отверстия 4 и 5 под втулку 1 по четыре на каждой стенке. Сначала сваривают нижнюю горизонтальную стенку 7 и две боковых стенки 8 и 9. В полученную коробку устанавливают втулки 1 в отверстия 5 нижней стенки 7 до сопряжения привалочной поверхности фланцев 2 с внутренней поверхностью нижней стенки 7. Затем коробку накрывают верхней стенкой 6 так, что фланцы 2 втулки 1 располагают внутри продольной балки 3 между горизонтальными стенками 6 и 7. Затем втулки 1 приваривают к балке 3, используя фланцы 2 в качестве технологических подкладок. Далее на собранной раме тележки осуществляют механическую обработку втулок 1 для получения посадочных поверхностей под запрессовку шпинтонов 10. Затем проводят запрессовку шпинтонов 10.

Шпинтонный узел рамы тележки работает следующим образом.

Продольные и боковые усилия, возникающие при движении вагона по рельсам, передаются от колесной пары к раме последовательно через шпинтоны 10, пластмассовые втулки, стаканы, резиновые втулки, опоры и через резиновые кольца крыльям букс (не показаны). Поскольку свободный нижний конец шпинтона 10 соединен с зазором с буксовым узлом колесной пары, при работе узла зазор выбирается, и через пару «пластмассовая втулка буксового узла - шпинтон» осуществляется связь колесной пары с рамой тележки. Таким образом, шпинтон 10 передает все горизонтальные нагрузки от колесной пары на раму тележки. Вертикальную нагрузку от рамы тележки крылья буксы воспринимают через пружины 12.

1. Шпинтонный узел рамы тележки, содержащий втулку с фланцами, жестко закрепленную в отверстиях продольной балки рамы, имеющей коробчатое поперечное сечение, отличающаяся тем, что втулка выполнена цельной или сварной, фланцы которой расположены внутри продольной балки и сопряжены своими привалочными поверхностями с внутренними поверхностями горизонтальных стенок продольной балки, причем отверстия под втулку имеют одинаковый диаметр и отношение диаметров последних к диаметрам фланцев втулки составляет 0,9-0,92.

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что фланцы втулки имеют одинаковый диаметр.