Боковая рама тележки грузового вагона
Боковая рама тележки грузового вагона содержит верхний пояс с консолями, образующими буксовые проемы, нижний пояс с опорной площадкой для рессорного комплекта, два наклонных пояса, связывающие верхний и нижний пояса, центральный рессорный проем, ограниченный опорной площадкой для рессорного комплекта нижнего пояса, верхним поясом и наклонными поясами, при этом боковая рама снабжена симметрично расположенными относительно продольной оси рамы вертикальными опорами, размещенными вдоль боковых стенок и связывающими верхнюю и нижнюю стенки боковой рамы в области радиусного перехода нижней стенки консолей в нижнюю стенку наклонного пояса. Технический результат - повышение надежности работы и долговечности боковой рамы тележки грузового вагона.
Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к конструкции литой боковой рамы тележки грузового вагона.
Известна боковая рама тележки грузового вагона по патенту США US 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, в которой конструкция боковой рамы выполнена с подкрепляющими наружными ребрами, изменяющими характер нагружения в зоне сочленения верхнего пояса рамы с ее боковыми поясами (фиг.2 и 2А).
В известной из патента США US 6543367, 2003 г. боковой рамы тележки грузового вагона ее стенка 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 облегчения
В боковой раме тележки грузового вагона по патенту США US 4351242, 1982 г., в месте сопряжения верхнего и наклонных поясов боковой рамы приварены усиливающие накладки.
Ближайшим аналогом полезной модели является боковая рама тележки грузового вагона по патенту РФ 
2380256, 2010 г., которая содержит 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, при этом в конструкцию боковой рамы введены симметрично расположенные относительно продольной оси рамы внутренние ребра-перемычки, соединяющие изнутри боковые стенки рамы, при этом каждое из ребер-перемычек расположено, по меньшей мере, по части боковых стенок верхнего пояса, по боковым стенкам зоны перехода от верхнего пояса к наклонному поясу, и, по меньшей мере, по части боковых стенок наклонного пояса. В каждом ребре-перемычке рамы выполнено технологическое отверстие. При этом внутренние ребра-перемычки, соединяющие боковые стенки рамы, расположены так, что частично проходят в непосредственной близости от технологических окон наклонных поясов
Во всех приведенных выше аналогах, в том числе в ближайшем аналоге, решалась задача увеличения прочности рамы в зоне сопряжения нижней стенки верхнего пояса с наклонным поясом, так как 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. Однако окончательно эта задача не решена. Надежность и долговечность конструкции боковой рамы требуют дальнейшего повышения.
В частности, в ближайшем аналоге - патенте РФ 2380256 для улучшения конструкционной прочности рамы в местах перехода от верхнего пояса к наклонному, а также для снижения напряжений, увеличения устойчивости боковых стенок при нагрузке в конструкцию боковой рамы по патенту РФ 2380256 введено внутреннее ребро-перемычка, соединяющее, по крайней мере, части верхнего пояса, зоны перехода от верхнего пояса к наклонному поясу и боковые стенки, по крайней мере, части наклонного пояса. Это 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, создать в этом месте условия для равномерной кристаллизации и тем самым исключить возникновение литейных дефектов.
Однако надежность боковой рамы - ближайшего аналога при эксплуатации недостаточна.
Задачей, решаемой полезной моделью, является повышение надежности работы и долговечности боковой рамы тележки грузового вагона при улучшении ее технологических свойств.
Поставленная задача решается за счет того, что боковая рама тележки грузового вагона содержит 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, центральный рессорный проем, ограниченный опорной площадкой для рессорного комплекта нижнего пояса, верхним поясом и наклонными поясами, при этом боковая рама снабжена симметрично расположенными относительно продольной оси рамы вертикальными опорами, размещенными вдоль боковых стенок и связывающими верхнюю и нижнюю стенки боковой рамы в области радиусного перехода нижней стенки от консолей к наклонному поясу. Кроме того, вертикальные опоры выполнены плавно сужающимися по ширине от места соединения с верхней стенкой и от места соединения с нижней стенкой к середине вертикальной опоры. Ширина вертикальной опоры в месте соединения с верхней стенкой в 1,3-1,5 раз превышает ширину вертикальной опоры в месте соединения с нижней стенкой. Толщина вертикальной опоры равна 0,08-0,15 среднего расстояния между боковыми стенками рамы в зоне расположения вертикальной опоры.
В месте соединения вертикальной опоры с нижней стенкой вертикальная опора выходит за пределы радиусного перехода от верхнего пояса к наклонному поясу и соединена с частью нижней стенки консоли верхнего пояса и частью нижней стенки наклонного пояса.
Техническим результатом, получаемым при изготовлении и использовании боковой рамы тележки грузового вагона, является повышение надежности работы и долговечности боковой рамы тележки грузового вагона за счет расположения вертикальных опор в опасном сечении Наличие вертикальных опор изменяет характер нагружения опасного сечения в месте перехода от наклонного пояса к консоли верхнего пояса, вследствие чего происходит равномерное распределение нагрузки между нижней и верхней стенкой, что позволяет повысить надежность и долговечность рамы.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг.1 - боковая рама, общий вид;
на фиг.2 - разрез боковой рамы в месте расположения вертикальной опоры (фрагмент);
на фиг.3 - общий вид вертикальной опоры;
на фиг.4 - разрез готового изделия (место, соответствующее показанному на фиг.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 связывают верхний 1 и нижний пояс 4. В наклонных поясах выполнены с технологические окна 8 и 9.
Центральный рессорный проем 10 ограничен опорной площадкой 5 для рессорного комплекта нижнего пояса 4, верхним поясом 1 и вертикальными поясами 11 для установки планок.
Боковая рама снабжена симметрично расположенными относительно продольной оси рамы вертикальными опорами 12, размещенными вдоль боковых стенок 13 и 14 и связывающими верхнюю 16 и нижнюю стенки 15 боковой рамы. Вертикальные опоры 12 расположены в продольной плоскости боковой рамы в области радиусного перехода от консолей к наклонному поясу.
Ширина вертикальных опор 12 плавно (по дуге окружности) сужается от места соединения с верхней стенкой к середине вертикальной опоры, а также от места соединения с нижней стенкой к середине вертикальной опоры. Ширина вертикальной опоры 12 в месте соединения с верхней стенкой 16 в 1,3-1,5 раз превышает ширину вертикальной опоры в месте соединения с нижней стенкой 15. Толщина вертикальной опоры равна 0,08-0,15 среднего расстояния между боковыми стенками рамы в зоне расположения вертикальной опоры.
В месте соединения вертикальной опоры 12 с нижней стенкой вертикальная опора выходит за пределы радиусного перехода от консоли верхнего пояса к наклонному поясу и соединена с частью нижней стенки консоли верхнего пояса и частью нижней стенки наклонного пояса.
Промышленная применимость. 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.
1. Боковая рама тележки грузового вагона, содержащая верхний пояс с консолями, образующими буксовые проемы, нижний пояс с опорной площадкой для рессорного комплекта, два наклонных пояса замкнутого сечения с технологическими окнами, связывающие верхний и нижний пояса, центральный рессорный проем, ограниченный опорной площадкой для рессорного комплекта нижнего пояса, верхним поясом и наклонными поясами, отличающаяся тем, что боковая рама снабжена симметрично расположенными относительно продольной оси рамы вертикальными опорами, размещенными вдоль боковых стенок и связывающими верхнюю и нижнюю стенки боковой рамы в области радиусного перехода нижней стенки консолей в нижнюю стенку наклонного пояса.
2. Боковая рама по п.1, отличающаяся тем, что вертикальные опоры выполнены плавно сужающимися по ширине от места соединения с верхней стенкой и от места соединения с нижней стенкой к середине вертикальной опоры.
3. Боковая рама по п.1, отличающаяся тем, что ширина вертикальной опоры в месте соединения с верхней стенкой в 1,3-1,5 раз превышает ширину вертикальной опоры в месте соединения с нижней стенкой.
4. Боковая рама по п.1 или 3, отличающаяся тем, что толщина вертикальной опоры равна 0,08-0,15 среднего расстояния между боковыми стенками рамы в зоне расположения вертикальной опоры.
5. Боковая рама по п.1, отличающаяся тем, что в месте соединения вертикальной опоры с нижней стенкой вертикальная опора выходит за пределы радиусного перехода от верхнего пояса к наклонному поясу и соединена с частью нижней стенки консоли верхнего пояса и частью нижней стенки наклонного пояса.
