Боковая рама тележки грузового вагона

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и касается тележек грузовых вагонов.
Из уровня техники известно множество боковых рам тележек грузового вагона, которые направлены на увеличение надежности конструкции при изменениях в части рессорного проема.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является боковая рама тележки грузового вагона, выполненная в виде стальной отливки, состоящая из верхнего и нижнего горизонтальных поясов, соединенных между собой вертикальными колонками, выполненными с вертикальным приливом на внутренней стороне и двумя отверстиями в средней части под установку фрикционной планки, образующими совместно с горизонтальными поясами рессорный проем, в нижней части которого расположена опорная поверхность с бонками для установки пружин и ограничителями от смещения пружин, наклонных поясов, сопряженных с нижним поясом и горизонтальными опорными участками челюстных проемов, имеющих наружные и внутренние опорные упоры, внутренней направляющей челюстного проема с открытым сечением с наружной стороны, обзорного окна и верхнего горизонтального пояса в зоне обзорного окна коробчатого сечения, отличающаяся тем, что опорные поверхности челюстных проемов выполнены с двумя рядами цилиндрических отверстий на выступающих за вертикальные стенки полках, наружные направляющие челюстных проемов имеют открытое сечение с наружной стороны, наружные и внутренние направляющие челюстных проемов в нижней части имеют горизонтальную полку с цилиндрическим отверстием, и прямоугольное отверстие на внутренней стенке, в середине вертикальных стенок горизонтального пояса над внутренним и наружным углами челюстного проема выполнены два отверстия. Радиус перехода от горизонтального опорного участка челюстного проема в нижнюю полку наклонного пояса может составлять 80-120 мм (RU 115315, МПК B61F 5/52, опубл. 27.04.2012).
Технической проблемой решаемой заявляемой полезной моделью является снижение деформирующих нагрузок и увеличение дополнительной жесткости конструкции.
Рама боковая – базовая часть тележки грузового железнодорожного вагона. Она объединяет в единую систему надрессорную балку, рессорное подвешивание, колесные пары с буксовыми узлами и навесное тормозное оборудование. Поэтому она является главным источником выхода тележки из строя.
Технический результат заключается в повышении прочности боковой рамы в зоне буксового проема, и как следствие повышение ее надежности.
Указанный технический результат достигается тем, что боковая рама тележки грузового вагона, выполненная в виде стальной отливки, содержит верхний пояс и нижний пояс с опорной площадкой для рессорного комплекта, верхний и нижний пояса соединены между собой двумя вертикальными колонками, образующими проем для центрального рессорного подвешивания, и двумя наклонными поясами, верхний пояс переходит после пересечения с наклонными поясами в консоли, оснащенные внутренними и наружными челюстями, образующими буксовые проемы, при этом переход от горизонтального опорного участка буксового проема к верхним частям внутренних и наружных челюстей образует криволинейные поверхности, отличающаяся тем, что каждая криволинейная поверхность, соединяющая внутреннюю челюсть с горизонтальным опорным участком, и наружную челюсть с горизонтальным опорным участком, выполнена не менее чем тремя плавно сопряжёнными между собой радиусными поверхностями.
Первая радиусная поверхность, переходящая от горизонтального опорного участка, выполнена по радиусу R1, выдержанному от 37 мм до 41 мм.
Вторая радиусная поверхность выполнена по радиусу R2, выдержанному от 87 мм до 93 мм.
Третья радиусная поверхность, переходящая в плоскую полочку в верхней части внутренней челюсти, выполнена по радиусу R3, выдержанному от 11 мм до 15 мм.
Четвёртая радиусная поверхность, переходящая от горизонтального опорного участка, выполнена по радиусу R4, выдержанному от 37 мм до 41 мм.
Пятая радиусная поверхность выполнена по радиусу R5, выдержанному от 97 мм до 103 мм.
Шестая радиусная поверхность выполнена по радиусу R6, выдержанному от 23 мм до 27 мм.
Седьмая радиусная поверхность, переходящая в плоскую полочку в верхней части наружной челюсти, выполнена по радиусу R7, выдержанному от 18 мм до 22 мм.
Каждая криволинейная поверхность, может быть выполнена более чем тремя плавно сопряжёнными между собой радиусными поверхностями.
Каждая криволинейная поверхность, может содержать в себе прямые участки, плавно сопряжённые радиусными поверхностями.
Величина заглубления Δ между горизонтальным опорным участком челюстного проема и горизонтальной прямой, касательной к криволинейной поверхности, составляет не менее 1 мм.
За счет совокупности следующих существенных признаков повышается прочность боковой рамы в зоне буксового проема и соответственно повышается ее надежность:
каждая криволинейная поверхность, соединяющая внутреннюю челюсть и горизонтальный опорный участок, выполнена не менее чем тремя плавно сопряжёнными между собой радиусными поверхностями;
каждая криволинейная поверхность, соединяющая наружную челюсть и горизонтальный опорный участок, выполнена не менее чем тремя плавно сопряжёнными между собой радиусными поверхностями.
Предложенная полезная модель иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид боковой рамы тележки грузовых вагонов, на фиг. 2 показан фрагмент буксового проема фиг.1 в крайней части; на фиг. 3 показан фрагмент буксового проема фиг.1 противоположного участка крайней его части боковой рамы.
Боковая рама тележки грузового вагона (фиг. 1) выполнена в виде стальной отливки и содержит верхний пояс 1 и нижний пояс 2 с опорной площадкой 3 для рессорного комплекта. Пояса 1 и 2 соединены между собой двумя вертикальными колонками 4, образующими проем для центрального рессорного подвешивания, и двумя наклонными поясами 5. Верхний пояс 1 переходит после пересечения с наклонными поясами 5 в консоли 6, оснащенные внутренними 7 и наружными челюстями 8, образующими буксовые (челюстные) проемы 9. Горизонтальный опорный участок 10 челюстного проема 9 с одной стороны переходит в плоскую полочку 11 внутренней челюсти 7 (фиг. 3). С другой стороны горизонтальный опорный участок 10 челюстного проема 9 переходит в плоскую полочку 12 наружных челюстей 8 (фиг. 2). То есть каждый такой переход представляет собой криволинейную поверхность, соединяющую внутреннюю челюсть 7 с горизонтальным опорным участком 10, и криволинейную поверхность, соединяющую наружную челюсть 8 с горизонтальным опорным участком 10. Каждая такая криволинейная поверхность выполнена не менее чем тремя плавно сопряжёнными между собой радиусными поверхностями.
Первая радиусная поверхность, переходящая от горизонтального опорного участка 10, выполнена по радиусу R1, выдержанному от 37 мм до 41 мм.
Вторая радиусная поверхность выполнена по радиусу R2, выдержанному от 87 мм до 93 мм.
Третья радиусная поверхность, переходящая в плоскую полочку 11 в верхней части внутренней челюсти 7, выполнена по радиусу R3, выдержанному от 11 мм до 15 мм.
Четвёртая радиусная поверхность, переходящая от горизонтального опорного участка 10, выполнена по радиусу R4, выдержанному от 37 мм до 41 мм.
Пятая радиусная поверхность выполнена по радиусу R5, выдержанному от 97 мм до 103 мм.
Шестая радиусная поверхность выполнена по радиусу R6, выдержанному от 23 мм до 27 мм.
Седьмая радиусная поверхность, переходящая в плоскую полочку 12 в верхней части наружной челюсти 8, выполнена по радиусу R7, выдержанному от 18 мм до 22 мм.
Каждая криволинейная поверхность, может быть выполнена более чем тремя плавно сопряженными между собой радиусными поверхностями.
Каждая криволинейная поверхность, может содержать в себе прямые участки, плавно сопряженные радиусными поверхностями.
Величина заглубления Δ между горизонтальным опорным участком челюстного проема и горизонтальной прямой, касательной к криволинейной поверхности, составляет не менее 1 мм (фиг. 3).
Пример использования. Боковая рама изготавливается методом литья из стали марок 20ГФЛ или 20ГЛ, подвергаясь дополнительной механической обработке. После изучения на предмет изломов наклонных поясов боковых рам выяснилось, что боковые рамы в зоне буксового проема нуждаются в доработке. Были изготовлены опытные образцы предлагаемого варианта боковой рамы в составе тележек грузовых вагонов. После экспериментальные образцы, фрагменты и цельные боковые рамы были подвергнуты статическим, циклическим и динамическим стендовым механическим испытаниям, а также в движении, по установленным нормам. В результате испытаний выбраны боковые рамы с оптимальными параметрами плавного перехода горизонтального опорного участка в нижнюю полку вертикальных стенок буксового проема: R1= 39 мм, R2= 90 мм, R3= 13 мм, R4= 39 мм, R5= 100 мм, R6= 25 мм, R7= 20 мм. Проведенные расчеты подтвердились результатами ходовых динамико-прочностных испытаний и показатели не вызывали излом поясов и полный выход тележки из строя.
Выполнение боковых рам с учетом предлагаемого технического решения позволило увеличить прочность рамы в зоне буксового проема, обеспечить большую стойкость к образованию трещин в зоне внутреннего угла буксового проема, повысить ее надежность и долговечность.
Приведенные особенности конструкции боковой рамы могут быть применимы в тележках двухосных, предназначенных для грузовых вагонов железных дорог.