ТЕЛЕЖКА ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и касается тележек грузовых вагонов.
В этих тележках одним из основных элементов является боковая рама. Она, как правило, соединена с буксовыми узлами, установленными между наружными и внутренними челюстными направляющими в буксовых проемах.
Из уровня техники известна тележка железнодорожного транспортного средства, содержащая колесные пары с буксовыми узлами, на которые буксовыми проемами, каждый из которых содержит боковые вертикальные стенки и верхний горизонтальный участок, опираются боковые рамы, адаптеры буксовых подшипников, имеющие верхнюю опорную поверхность, амортизаторы, установленные в буксовых проемах боковых рам между опорными поверхностями буксового проема боковой рамы и адаптера буксового подшипника, при этом опорной поверхностью каждого буксового проема боковой рамы является его верхний горизонтальный участок, отличающаяся тем, что верхняя опорная поверхность каждого адаптера буксового подшипника выполнена плоской, каждый амортизатор содержит скобу и пластину амортизатора, между которыми размещена и зафиксирована упругая вставка, содержащая два слоя неметаллического упругого материала, между которыми размещена и зафиксирована металлическая пластина вставки, пластина амортизатора выполнена с возможностью ее крепления к опорной поверхности буксового проема боковой рамы, скоба выполнена с плоским центральным участком, расположенным на верхней опорной поверхности адаптера, и загнутыми боковыми участками, охватывающими адаптер с его боковых сторон с обеспечением возможности перемещения адаптера в заданных пределах. Пластина амортизатора прикреплена к соответствующей опорной поверхности буксового проема боковой рамы посредством винтовых соединений через прорези, выполненные по краям пластины, и соответствующие отверстия, выполненные на выступах боковой рамы (патент на изобретение РФ №2763087, МПК B61F 5/00, B61F 5/26, опубл. 27.12.2021).
Недостаток известного технического решения заключается в ограниченном выборе соединения пластины амортизатора через отверстия на полках к боковой раме, что негативно сказывается на вариативности крепления при проведении ремонтных работ.
Известна 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. Опорная поверхность челюстного проема выполнена с выступающими за вертикальные стенки полками с двумя рядами цилиндрических отверстий (патент на полезную модель РФ №115315, МПК B61F 5/52, опубл. 27.04.2012).
Недостаток известного технического решения заключается в том, что подразумевается использование только винтового соединения для крепления пластины через отверстия на полках к боковой раме, а также неизвестно и не протестировано разное сочетание параметров литого выступа относительно боковой рамы, что может отрицательно влиять на надежность боковой рамы при эксплуатации. По совокупности существенных признаков данное решение принято за прототип.
Технической проблемой, решаемой предлагаемым техническим решением, является создание конструкции более надежной в сравнении с прототипом.
Технический результат заключается в повышении надежности конструкции боковой рамы тележки грузового вагона, а именно места крепления пластины упругой скобы к боковой раме в зоне буксового проема при сохранении отсутствия износа адаптера за счет определенного расположения литого выступа относительно боковой рамы.
Указанный технический результат достигается тем, что тележка грузового вагона содержит колесные пары с буксовыми узлами, боковые рамы, адаптеры буксовых подшипников, при этом каждая боковая рама оснащена внутренними и наружными челюстными направляющими, жестко связанными между собой горизонтальной опорной поверхностью, образуя буксовые проемы, адаптеры буксовых подшипников, имеющие верхнюю опорную поверхность, упругие скобы, установленные в буксовом проеме каждой боковой рамы между опорными поверхностями буксового проема боковой рамы и адаптера буксового подшипника, при этом опорная поверхность буксового проема каждой боковой рамы является его верхним горизонтальным участком, верхняя опорная поверхность адаптера буксового подшипника выполнена плоской, упругая скоба содержит скобу и пластину, между которыми размещен и зафиксирован слой неметаллического упругого материала, пластина упругой скобы содержит по двум противоположным краям прорези для крепления к горизонтальной опорной поверхности буксового проема через соответствующие отверстия, выполненные на выступах боковой рамы, согласно полезной модели, торец выступов с обеих сторон буксовых проемов находится параллельно горизонтальной оси боковой рамы, при этом радиус плавного перехода от вертикальной поверхности боковой рамы до вертикальных боковых поверхностей выступов составляет 20-40 мм при толщине выступа 20-35 мм.
Крепление пластины упругой скобы к горизонтальной опорной поверхности буксового проема может быть осуществлено посредством винтовых соединений.
Крепление пластины упругой скобы к горизонтальной опорной поверхности буксового проема может быть осуществлено посредством болтовых соединений.
Крепление пластины упругой скобы к горизонтальной опорной поверхности буксового проема может быть осуществлено посредством зажимных болтов и обжимных втулок (ШтОГ-соединений).
Крепление пластины упругой скобы к горизонтальной опорной поверхности буксового проема осуществлено посредством заклепок.
Крепление пластины упругой скобы к горизонтальной опорной поверхности буксового проема осуществлено посредством сварки.
Количество прорезей на каждой из противоположных краев пластины упругой скобы составляет не менее двух.
Шаг прорезей на пластине упругой скобы может быть произвольным в зависимости от материала пластины путем подбора так, чтобы не допустить сколов, например, из стали 09Г2С.
Признаками полезной модели являются:
1. тележка грузового вагона содержит
2. колесные пары с буксовыми узлами,
3. боковые рамы,
4. адаптеры буксовых подшипников, имеющие верхнюю опорную поверхность,
5. каждая боковая рама оснащена внутренними и наружными челюстными направляющими, жестко связанными между собой горизонтальной опорной поверхностью, образуя буксовые проемы,
6. упругая скоба установлена в буксовом проеме каждой боковой рамы между опорными поверхностями буксового проема боковой рамы и адаптера буксового подшипника,
7. опорная поверхность буксового проема каждой боковой рамы является его верхний горизонтальный участок,
8. верхняя опорная поверхность адаптера буксового подшипника выполнена плоской,
9. упругая скоба содержит скобу и пластину, между которыми размещен и зафиксирован слой неметаллического упругого материала,
10. пластина упругой скобы содержит по двум противоположным краям прорези для крепления к горизонтальной опорной поверхности буксового проема через соответствующие отверстия, выполненные на выступах боковой рамы,
11. торец выступов с обеих сторон буксовых проемов находится параллельно горизонтальной оси боковой рамы,
12. радиус плавного перехода от вертикальной поверхности боковой рамы до вертикальных боковых поверхностей выступов составляет 20-40 мм при толщине выступа 20-35 мм,
13. крепление пластины упругой скобы к горизонтальной опорной поверхности буксового проема осуществлено посредством винтовых соединений,
14. количество прорезей на каждой из противоположных краев пластины упругой скобы составляет не менее двух,
15. шаг прорезей на пластине произвольный в зависимости от материала пластины,
16. крепление пластины упругой скобы к горизонтальной опорной поверхности буксового проема осуществлено посредством болтовых соединений, ШтОГ-соединений, заклепок или сварки.
Признаки 1-10 являются общими с прототипом, признаки 11-16 отличными от него.
Предложенная полезная модель иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид тележки грузового вагона, на фиг. 2, 3 показаны фрагменты боковой рамы; на фиг. 4 показана пластина упругой скобы; на фиг. 5 показан буксовый проем боковой рамы.
Тележка грузового вагона (фиг. 1) содержит колесные пары 1 с буксовыми узлами, боковые рамы 2, адаптеры буксовых подшипников 3, имеющие верхнюю опорную поверхность, упругие скобы, содержащие скобу 4 и пластину 5 (фиг. 5), между которыми размещен и зафиксирован слой неметаллического упругого материала 6, и установленный в буксовом проеме 7 боковой рамы 2 между упорными поверхностями 8 буксового проема 7 боковой рамы 2 и адаптера буксового подшипника 3 (фиг. 3, 5). Верхняя опорная поверхность адаптера буксового подшипника 3 выполнена плоской. Упорные поверхности 8 жестко связаны между собой горизонтальной опорной поверхностью 9 буксового проема 7 боковой рамы 2, взаимодействующей с опорной поверхностью адаптера 3. Пластина упругой скобы 5 к горизонтальной опорной поверхности 9 буксового проема 7 боковой рамы 2 крепится посредством разъемного соединения 10 через прорези 11, выполненные по двум противоположным краям пластины 5 и соответствующие отверстия 12, выполненные на выступах 13 боковой рамы 2 (фиг. 3-5). Количество прорезей 11 на каждой из противоположных краев пластины 5 может составлять не менее двух. Пластина 5 выполнена, например, из стали 09Г2С. Шаг прорезей 11 на пластине 5 произвольный в зависимости от материала пластины путем подбора так, чтобы не допустить сколов.
Крепление пластины упругой скобы 5 к горизонтальной опорной поверхности 9 буксового проема 7 может быть осуществлено посредством болтовых соединений, ШтОГ-соединений, винтовых соединений, заклепок или сварки.
Торец выступов 13 с обеих сторон буксового проема 7 находится параллельно горизонтальной оси боковой рамы 2, при этом радиусы R1 и R2 плавных переходов от вертикальной поверхности 14 боковой рамы 2 до вертикальных боковых поверхностей 15 выступов 13 составляет 20-40 мм при толщине h выступа 13 - 20-35 мм (фиг. 2, 3).
Пример использования. Были изготовлены несколько опытных образцов предлагаемого варианта боковой рамы в составе тележек грузовых вагонов. Экспериментальные образцы, фрагменты и цельные боковые рамы были подвергнуты статическим, циклическим и динамическим стендовым механическим испытаниям, а также в движении, по установленным нормам. Испытания показали положительный эффект использования выступов: с радиусом 30 мм плавного перехода от вертикальной поверхности боковой рамы до вертикальных боковых поверхностей выступов, при этом толщина выступа использовалась 27 мм.
Расчетно-экспериментальным методом были проверены выступы с радиусом менее 20 мм и толщиной выступа менее 20 мм, что привело к увеличению напряжений и появлению мест возможных к появлению сколов и других дефектов. Расчетно-экспериментальным методом были проверены выступы с радиусом более 40 мм и толщиной выступа более 35 мм, повысилась металлоемкость рамы боковой.
Выполнение боковых рам с учетом предлагаемого технического решения позволило увеличить надежность готового изделия и тележки в сборе.
При проведении испытаний при вибрационных, динамических нагрузках в отношении различного, в рамках данной заявки, крепления пластины упругой скобы было определено, что уменьшается время ремонтных работ при сохранении надежности тележки.
Разъемное соединение пластины упругой скобы допускает многократную сборку и разборку с целью восстановления работоспособности тележки путем замены изношенных пластин на новые за минимальный промежуток времени по сравнению с использованием неразъемного соединения, когда соединение необходимо срезать специальным оборудованием за больший промежуток времени.
Для производства надежной в эксплуатации конструкции необходимо учитывать соответствие винта и реальной эксплуатационной нагрузки. При выборе винта следует в первую очередь учитывать диаметр стержня. Далее имеет значение конструкция винта, эксплуатационные характеристики стали и длина изделия.
Выполнение боковых рам с учетом предлагаемого технического решения имеет низкую способность крепления упругой скобы к ослаблению и его высокой вибростойкости, упрощение процесса монтажа, сохранение целостности соединенных элементов при демонтаже узла крепления, что в итоге повышает долговечность тележки.
Приведенные особенности заявленной конструкции применимы в тележках двухосных, предназначенных для грузовых вагонов железных дорог. Описанные выше размеры являются примерными и при необходимости могут быть изменены. Специалисту в данной области техники будет понятно, что возможно гораздо больше вариантов реализаций конструкции, которые находятся в пределах объема формулы полезной модели, но не ограничивая его.