Боковая рама тележки железнодорожного вагона
Предложена конструкция боковой рамы трехэлементной тележки грузовых вагонов. С целью повышения усталостной прочности боковой рамы тележки, обеспечивается равномерная кристаллизация и получение плотного металла без усадочных дефектов, для чего в зонах, подверженных усталостному разрушению, имеются тепловые узлы заданной конфигурации, обеспечивающие, при производстве отливок, установку легкоотделяемых прибылей прямого питания. Технический результат предлагаемого решения заключается в повышение усталостной прочности литой конструкции боковой рамы.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Предлагаемое техническое решение относится к области железнодорожного транспорта. Более конкретно настоящее техническое решение относится к конструкции литой боковой рамы трехэлементной тележки грузовых вагонов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В грузовом железнодорожном транспорте в качестве ходовых частей вагонов широкое распространение на территории Российской Федерации и стран СНГ получили трехэлементные тележки с одно или двухступенчатым рессорным подвешиванием моделей 18-100, 18-131, 18-578, 18-579, 18-194-1 (Россия), 18-7020, 18-755, 18-781, 18-1711 (Украина) и др., в которых используются боковые рамы литой конструкции.
Отличительной особенностью известных боковых рам является выполнение их в виде одной стальной отливки, в средней части которой расположен проем для центрального рессорного комплекта, а по концам - проемы для буксовых узлов колесных пар. Такие боковые рамы описаны, например, в патентах RU 42992, RU 2224673, RU 2200681, RU 39558 и RU 42991.
Наиболее близким аналогом настоящей полезной модели является боковая рама тележки железнодорожного вагона, описанная в авторском свидетельстве SU 1135684. Указанная боковая рама содержит рессорный проем для рессорного комплекта, образованный верхним поясом с консольными частями, образующими внешние челюсти, нижним поясом замкнутого сечения с опорной площадкой для рессорного комплекта и вертикальными стенками с площадкой для крепления фрикционной планки, соединяющими верхний пояс и нижний пояс, указанная боковая рама также содержит буксовые проемы для буксовых узлов колесных пар, образованные внешними челюстями, опорными поверхностями верхнего пояса, а также внутренними челюстями, соединенными с наклонными поясами, при этом вертикальные стенки рессорного проема, наклонные пояса и верхний пояс образуют по существу симметрично расположенные относительно поперечной оси рамы отверстия, имеющие по существу треугольную форму, при этом в нижних углах рессорного проема имеются буртики для фиксации положения пружин рессорного комплекта.
Недостатком ближайшего аналога является низкая усталостная прочность конструкции, ввиду наличия в теле рамы зон, подверженных усталостному разрушению. Это приводит к разрушению боковых рам гораздо раньше назначенного срока службы.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Задачей настоящей полезной модели является создание боковой рамы тележки железнодорожного вагона, имеющей повышенную усталостную прочность и увеличенный срок службы.
Указанная задача решена путем изготовления боковой рамы, в которой повышена прочность тех зон, где создаются тепловые узлы, приводящие к возникновению внутренних дефектов литья. Согласно одному из вариантов реализации настоящей полезной модели предлагаемая боковая рама содержит рессорный проем для рессорного комплекта, образованный верхним поясом с консольными частями, образующими внешние челюсти, нижним поясом замкнутого сечения с опорной площадкой для рессорного комплекта и вертикальными стенками с площадкой для крепления фрикционной планки, соединяющими верхний пояс и нижний пояс, указанная боковая рама также содержит проемы для буксовых узлов колесных пар, образованные внешними челюстями, опорными поверхностями верхнего пояса, а также внутренними челюстями, соединенными с наклонными поясами, при этом вертикальные стенки рессорного проема для рессорного комплекта, наклонные пояса и верхний пояс образуют по существу симметрично расположенные относительно поперечной оси рамы отверстия, имеющие по существу треугольную форму, при этом в нижних углах рессорного проема для рессорного комплекта имеются буртики для фиксации положения пружин рессорного комплекта. Указанная боковая рама отличается тем, что в консольной части внутри верхнего пояса в месте его перехода в наружную челюсть выполнен первый прилив металла, со стороны отверстия на вертикальной стенке рессорного проема для рессорного комплекта выполнены местные утолщения металла, между местными утолщениями металла выполнена перемычка, со стороны отверстия на площадке для крепления фрикционной планки выполнен второй прилив металла, а указанные буртики выполнены таким образом, что они не сопряжены с радиусом перехода опорной площадки в вертикальные стенки.
Таким образом, путем образования или уменьшения тепловых узлов, которые определяют места установки легкоотделяемых прибылей прямого питания, обеспечиваются условия для равномерной кристаллизации при производстве отливок всех элементов конструкции и получения плотного металла без усадочных дефектов.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение усталостной прочности наиболее повреждаемых в эксплуатации зон литой конструкции боковой рамы.
Согласно еще одному варианту реализации первый прилив металла выполнен в виде пирамиды, вершина которой обращена в угол сопряжения стенок консольной части рамы, местные утолщения металла выполнены в виде выступов, перемычка выполнена в виде местного утолщения металла, а второй прилив металла выполнен в виде колонны.
Согласно еще одному варианту реализации с одной стороны продольной оси боковой рамы толщина местных утолщений металла увеличивается по направлению от указанной продольной оси, а ширина местных утолщений металла увеличивается к центру между ними и по направлению от указанной продольной оси.
Согласно еще одному варианту реализации местные утолщения металла выполнены по существу симметрично относительно второго прилива металла.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Предлагаемая боковая рама далее будет описана более подробно со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг.1 показывает главный вид и вид сверху предлагаемой боковой рамы;
фиг.2 показывает разрез по линии А-А, показанной на фиг.1;
фиг.3 показывает сечение по линии Б-Б, показанной на фиг.1;
фиг.4 показывает разрез по линии В-В, показанной на фиг.1;
фиг.5 показывает разрез по линии Г-Г, показанной на фиг.1;
фиг.6 показывает вид по стрелке Д, показанной на фиг.1;
фиг.7 показывает вид по стрелке Е, показанной на фиг.4;
фиг.8 показывает разрез по линии З-З, показанной на фиг.6.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Как показано на фиг.1, в средней части заявляемой боковой рамы размещен рессорный проем 1 для рессорного комплекта, а по концам - буксовые проемы 2 для буксовых узлов колесных пар. Проемы 2 могут быть выполнены открытыми (см. фиг.1) или закрытыми. Проем 1 образован верхним поясом 3 с консолями, образующими внешние челюсти 4, нижним поясом 5 замкнутого сечения, который имеет опорную площадку 6 для рессорного комплекта, и вертикальными стенками 7 с площадкой 8 для крепления фрикционной планки, соединяющими пояс 3 и пояс 5. На опорной площадке 6 пояса 5 имеются цилиндрические выступы (бонки) 9 и буртики 10 для фиксации положения пружин рессорного комплекта. Рама имеет наклонные пояса 11, которые имеют замкнутое сечение и которые вместе со стенками 7 проема 1, сечение которых имеет корытообразную форму с некоторым загибом внутрь концов полок, образуют по существу симметрично расположенные относительно поперечной оси рамы отверстия 12 по существу треугольной формы со скругленными углами. Отверстия 12 обеспечивают возможность осмотра и замены тормозных колодок во время эксплуатации железнодорожных тележек. Рама также имеет внутренние челюсти 14, которые соединены с поясами 11 и которые вместе с внешними челюстями 4 и опорными поверхностями пояса 3 образуют проем 2. Пояс 3 в районе проема 1 для центрального рессорного комплекта имеет замкнутое овальное сечение с локальными отверстиями по нижней грани. В районе отверстия 12 он имеет корытообразную форму с некоторым загибом внутрь концов полок, а на участке проемов 2 - прямоугольное замкнутое сечение.
Далее, как видно из фиг.2 и 3 в консольной части боковой рамы внутри пояса 3 в месте его перехода в наружную челюсть 4 выполнен первый прилив 15 металла в виде пирамиды, вершина которой обращена в угол сопряжения стенок.
Далее, как видно из фиг.4 и 5 со стороны отверстия 12 на стенке 7 проема 1 выполнены местные утолщения 16 металла в виде двух выступов. При этом с одной стороны продольной оси боковой рамы толщина S1 местных утолщений 16 металла увеличивается по направлению от указанной продольной оси, а ширина S2 местных утолщений 16 металла увеличивается в направлении к центру между ними и по направлению от указанной продольной оси. Также между местными утолщениями 16 металла выполнена перемычка 17 в виде местного утолщения металла. Со стороны отверстия 12 на площадке 8 для крепления фрикционной планки выполнен второй прилив 18 металла в виде колонны (см. фиг.7). При этом, утолщения 16 металла выполнены по существу симметрично относительно второго прилива 18 металла.
Далее, как видно из фиг.6 и 8 буртики 10 в нижних углах проема 1 выполнены таким образом, что они не сопряжены с радиусом перехода опорной площадки 6 в вертикальные стенки 7.
СПИСОК ПОЗИЦИОННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 - рессорный проем для рессорного комплекта;
2 - буксовый проем для буксового узла;
3 - верхний пояс;
4 - внешняя челюсть;
5 - нижний пояс;
6 - опорная площадка нижнего пояса;
7 - вертикальные стенки рессорного проема;
8 - площадка для крепления фрикционной планки;
9 - цилиндрические выступы (бонки);
10 - буртики;
11 - наклонный пояс;
12 - отверстие;
13 - опорная поверхность верхнего пояса;
14 - внутренняя челюсть;
15 - прилив металла во внутренней части верхнего пояса в консольной части боковой рамы при переходе верхнего пояса в наружную челюсть;
16 - местные утолщения металла в виде двух выступов с внутренней стороны вертикальной стенки рессорного проема;
17 - перемычка между двумя выступами в виде местного утолщения металла в верхней части отливки;
18 - прилив металла в виде колонны с обратной стороны площадки для крепления фрикционной планки в верхней части отливки;
S1 - толщина выступов 16;
S2 - ширина выступов 16.
1. Боковая рама тележки железнодорожного вагона, которая содержит рессорный проем (1) для рессорного комплекта, образованный верхним поясом (3) с консольными частями, образующими внешние челюсти (4), нижним поясом (5) замкнутого сечения с опорной площадкой (6) для рессорного комплекта и вертикальными стенками (7) с площадкой (8) для крепления фрикционной планки, соединяющими верхний пояс (3) и нижний пояс (5), указанная боковая рама также содержит буксовые проемы (2) для буксовых узлов колесных пар, образованные внешними челюстями (4), опорными поверхностями (13) верхнего пояса (3), а также внутренними челюстями (14), соединенными с наклонными поясами (11), при этом вертикальные стенки (7) рессорного проема (1) для рессорного комплекта, наклонные пояса (11) и верхний пояс (3) образуют, по существу, симметрично расположенные относительно поперечной оси рамы отверстия (12), имеющие, по существу, треугольную форму, при этом в нижних углах рессорного проема (1) для рессорного комплекта имеются буртики (10) для фиксации положения пружин рессорного комплекта, отличающаяся тем, что в консольной части внутри верхнего пояса (3) в месте его перехода в наружную челюсть (4) выполнен первый прилив (15) металла, со стороны отверстия (12) на вертикальной стенке (7) рессорного проема (1) для рессорного комплекта выполнены местные утолщения (16) металла, между местными утолщениями (16) металла выполнена перемычка (17), со стороны отверстия (12) на площадке (8) для крепления фрикционной планки выполнен второй прилив (18) металла, а буртики (10) выполнены таким образом, что они не сопряжены с радиусом перехода опорной площадки (6) в вертикальные стенки (7).
2. Боковая рама по п.1, отличающаяся тем, что первый прилив (15) металла выполнен в виде пирамиды, вершина которой обращена в угол сопряжения стенок консольной части рамы, местные утолщения (16) металла выполнены в виде выступов, перемычка (17) выполнена в виде местного утолщения металла, а второй прилив (18) металла выполнен в виде колонны.
3. Боковая рама по п.1, отличающаяся тем, что с одной стороны продольной оси боковой рамы толщина S1 местных утолщений (16) металла увеличивается по направлению от указанной продольной оси, а ширина S2 местных утолщений (16) металла увеличивается в направлении к центру между ними и по направлению от указанной продольной оси.
4. Боковая рама по п.1, отличающаяся тем, что местные утолщения (16) металла выполнены, по существу, симметрично относительно второго прилива (18) металла.
