ШКВОРНЕВОЙ УЗЕЛ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкции шкворневого узла грузового вагона.
Из уровня техники известен узел соединения шкворневой и хребтовой балок рамы грузового вагона (RU №172942, B61F 1/02, опубл. 01.08.2017), включающий хребтовую балку и закреплённую на ней шкворневую балку, которая содержит верхний и нижний листы, соединённые между собой двумя вертикальными листами, при этом нижний лист содержит выступающую часть в месте соединения шкворневой и хребтовой балок, обеспечивающую плавный переход шкворневого листа к хребтовой балке.
Известна шкворневая балка рамы кузова грузового вагона (RU 170480, B61F 1/00, опубл. 26.04.2017), включающая две пары вертикальных стенок, верхний и нижний листы, которая закрепляется на хребтовой балке рамы посредством сварного соединения и посредством элементов крепления.
Техническая проблема, присущая указанным решениям, заключается в недостаточной жесткости шкворневой балки в зоне соединения с хребтовой балкой рамы грузового вагона в нижней ее части, так как указанная зона является опорой кузова вагона при установке его на ходовую тележку и принимает большую часть нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации от действующих продольных и поперечных нагрузок.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение жесткости шкворневой балки рамы грузового вагона.
Указанный технический результат достигается тем, что в шкворневом узле грузового вагона, включающей хребтовую балку и шкворневую балку, содержащую верхний и нижний листы, согласно настоящей полезной модели, между нижним листом шкворневой балки и хребтовой балкой установлен и жестко закреплен подкладной лист. Подкладной лист может быть выполнен толщиной в диапазоне размеров от 1 до 40 мм. Подкладной лист может быть выполнен с центральным сквозным отверстием с диаметром в диапазоне размеров от 10 до 480 мм для дополнительного сварного соединения с нижним листом шкворневой балки. Подкладной лист может быть выполнен с дополнительными сквозными отверстиями для дополнительного сварного соединения с хребтовой балкой. Между нижним листом шкворневой балки и подкладным листом могут быть установлены дополнительные подкладные листы. В подкладном листе могут быть выполнены отверстия соосно с отверстиями в нижнем листе шкворневой балки.
Заявляемая полезная модель отличается от ближайших аналогов тем, что между нижним листом шкворневой балки и хребтовой балкой установлен и жестко закреплен подкладной лист. Такое отличие дает основание утверждать о соответствии предполагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели – «новизна».
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 – поперечный разрез шкворневого узла, фиг. 2 – подкладной лист, вид сверху.
Шкворневой узел грузового вагона содержит хребтовую балку 1, выполненную с двумя нижними несущими полками 1.1, и шкворневую балку 2, которая имеет верхний лист 2.1 и нижний лист 2.2. Между нижним листом 2.2 шкворневой балки 2 и хребтовой балкой 1, в частности, нижними несущими полками 1.1 установлен подкладной лист 3. В представленном варианте подкладной лист 3 выполнен толщиной «w», с центральным сквозным отверстием 3.1 диаметра «D» для дополнительного сварного соединения с нижним листом 2.2 шкворневой балки 2 грузового вагона и с дополнительными сквозными отверстиями 3.2, выполненными продолговатой формы, для сварного соединения с нижними полками 1.1 хребтовой балки 1 ближе к краям подкладного листа 3. Зона соединения хребтовой балки 1 и шкворневой балки 2 (шкворневой узел) является опорой кузова грузового вагона на ходовую тележку (не показано на чертеже) посредством пятника 4 грузового вагона.
Технический результат заявляемой полезной модели, заключающийся в увеличении жесткости шкворневой балки рамы грузового вагона, достигается следующим способом.
Установка подкладного листа между нижней поверхностью шкворневой балки и хребтовой балкой грузового вагона, в частности, нижней поверхностью или нижними несущими полками хребтовой балки, обеспечивает увеличение жесткости шкворневой балки рамы за счет дополнительного усиления нижнего листа шкворневой балки в шкворневом узле грузового вагона и распределения действующих нагрузок также по подкладному листу. Выполнение подкладного листа толщиной «w» более 40 мм нецелесообразно, так как усиление нижнего листа шкворневой балки грузового вагона становится незначительным.
Центральное сквозное отверстие в подкладном листе обеспечивает крепление подкладного листа к нижнему листу шкворневой балки посредством прерывистого сварного соединения, что позволяет усилить нижний лист шкворневой балки в зоне соединения с хребтовой балкой. Кроме того, учитывая, что шкворневой узел грузового вагона предназначен для установки кузова вагона на ходовую тележку, то центральное сквозное отверстие также необходимо для прохождения шкворня тележки железнодорожного вагона. Диапазон диаметра центрального сквозного отверстия от 10 до 480 мм, обусловлен геометрическими размерами подкладного листа с обеспечением выполнения прерывистого сварного соединения и исключением образования дополнительных зон концентрации напряжений. Кроме того, выполнение в подкладном листе дополнительных сквозных отверстий различной формы для сварного соединения подкладного листа с хребтовой балкой, в частности, к её нижней поверхности или нижним несущим полкам, позволяет более плотно прижать подкладной лист и нижний лист шкворневой балки к хребтовой балке для образования единой прочной конструкции, что также увеличивает жесткость шкворневой балки грузового вагона.
Для образования прочной конструкции шкворневого узла грузового вагона сквозные отверстия в подкладном листе должны быть выполнены соосно с отверстиями в нижнем листе шкворневой балки, предназначенных для размещения элементов крепления пятника грузового вагона, а также должны быть выполнены соосно с аналогичными отверстиями в хребтовой балке (нижних несущих полок) и пятнике грузового вагона.
Также установка дополнительных подкладных листов между подкладным листом и нижним листом шкворневой балки обеспечивает усиление шкворневой балки при использовании тонких подкладных листов, так как нагрузки равномерно распределяются по подкладным листам и действуют в различные стороны, тем самым снижая значение равнодействующей и соответственно снижая концентрацию напряжений.
Таким образом, заявляемая полезная модель всей своей совокупностью существенных признаков позволяет увеличить жесткость шкворневой балки грузового вагона.