ХРЕБТОВАЯ БАЛКА РАМЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожного подвижного состава и касается конструкции хребтовых балок рам железнодорожных вагонов.
Известна хребтовая балка рамы железнодорожного вагона, US 4128062, B61F 1/02, (06.01.1977), содержащая среднюю несущую часть в виде коробчатого профиля с консольными балками по концам и промежуточными корпусными вставками между несущей средней частью и консольными балками.
Недостатками данной хребтовой балки является низкая прочность и надежность, вследствие использования при изготовлении хребтовой балки промежуточных корпусных вставок, требующих дополнительных сварных соединений для их закрепления.
Известна хребтовая балка рамы, содержащая среднюю несущую часть, к концам которой приварены литые концевые консольные балки, US 8479661 B2, B61F 1/02, (22.05.2009) (прототип).
Недостатками данной хребтовой балки, являющейся наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели, являются пониженная прочность сварного соединения между литыми консольными балками и средней несущей частью хребтовой балки, обусловленная использованием П-образного поперечного профиля для средней несущей части хребтовой балки, с загнутыми внутрь П-образного профиля полками, это уменьшает внешний поперечный габарит хребтовой балки и, как следствие, снижает прочность сварного соединения и общую жесткость хребтовой балки рамы железнодорожного вагона.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение прочности и надежности соединения литых консольных балок со средней несущей частью хребтовой балки рамы железнодорожного вагона, улучшение технологичности изготовления хребтовой балки.
Указанный технический результат достигается тем, что в соответствии с предлагаемым техническим решением в хребтовой балке рамы железнодорожного вагона, содержащей среднюю несущую часть, к концам которой приварены литые консольные балки, средняя несущая часть хребтовой балки выполнена в виде профиля с Ω-образным поперечным сечением, по наружным поверхностям боковых стенок литых консольных балках выполнены продольные полочки с образованием ответного Ω-образного профиля, при этом для компенсации неточности изготовления литой консольной балки и безусловного взаимного стыкования Ω-образных профилей, толщина стенок литой консольной балки выполнена равной, либо большей толщины стенок средней несущей части хребтовой балки, для взаимного базирования средней несущей части и литых консольных балок на торцевой присоединительной поверхности последних выполнены направляющие технологические выступы, кромки по присоединительной поверхности литой консольной балки выполнены со скосами с одной, либо с двух сторон.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая хребтовая балка рамы железнодорожного вагона отличается от прототипа тем, что средняя несущая часть хребтовой балки выполнена в виде профиля с Ω-образным поперечным сечением, по наружным поверхностям боковых стенок литых консольных балках выполнены продольные полочки с образованием ответного Ω-образного профиля, при этом для компенсации неточности изготовления литой консольной балки и безусловного взаимного стыкования Ω-образных профилей, толщина стенок литой консольной балки выполнена равной, либо большей толщины стенок средней несущей части хребтовой балки, для взаимного базирования средней несущей части и литых консольных балок на торцевой присоединительной поверхности последних выполнены направляющие технологические выступы, кромки по присоединительной поверхности литой консольной балки выполнены со скосами с одной, либо с двух сторон. Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Предлагаемая полезная модель поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 изображена хребтовая балка рамы железнодорожного вагона, общий вид; на фиг. 2 - место соединения средней несущей части хребтовой балки с одной из литых консольных балок и Ω-образное поперечное сечение средней несущей части хребтовой балки; на фиг. 3 - сечение места соединения средней несущей части хребтовой балки с литой концевой консольной балкой, на торцевой присоединительной поверхности которой выполнены направляющие технологические выступы; на фиг. 4, 5, 6 - сечения мест соединения средней несущей части хребтовой балки с литой консольной балкой без раздела кромок под сварку и с вариантами раздела кромок под сварку.
Хребтовая балка рамы железнодорожного вагона содержит среднюю несущую часть 1 (Фиг. 1, 2), к концам которой приварены литые консольные балки 2. Средняя несущая часть 1 выполнена из открытого профиля с Ω-образным поперечным сечением с полочками 1.1. На литых консольных балках 2 по нижней кромке наружной поверхности боковых стенок 2.1 выполнены продольные полочки 2.2. На торце нижней стенки 2.3 выполнен технологический вырез 2.4. Торцы продольных полочек 2.2 совместно с торцами боковых стенок 2.1, торцом верхней стенки 2.5 и технологическим вырезом 2.4 образуют ответный Ω-образный поперечный профиль присоединительной поверхности литой консольной балки 2. Сварной шов 3 между литыми консольными балками 2 и средней несущей частью 1 может быть выполнен как односторонним (Фиг. 3), так и двусторонним по контуру Ω-образного стыка (Фиг. 4, 5, 6). Для компенсации неточности изготовления литой консольной балки и для безусловного взаимного стыкования Ω-образных профилей, толщина стенок литой консольной балки выполнена равной, либо большей толщины стенок средней несущей части хребтовой балки. Для улучшения технологичности операций сварки и повышения качества сварного шва 3 по кромкам торцевой присоединительной поверхности 2.6 литой концевой консольной балки 2 может быть выполнен скос 4 с одной стороны (Фиг. 5), либо выполнены скосы 4 и 5 с двух сторон (Фиг. 6). На торцевой присоединительной поверхности 2.7 литых концевых консольных балок 2 могут быть выполнены технологические направляющие выступы 6 (Фиг. 3). Технологические направляющие выступы 6 используют при сборке хребтовой балки для базирования литых консольных балок 2 относительно средней несущей части 1 перед сваркой, что существенно улучшает технологичность изготовления хребтовой балки.
Использование Ω-образного профиля для средней несущей части 1 и аналогичного ответного зеркального Ω-образного профиля литых консольных балок 2 увеличивает габарит «Н» ширины профиля стыка соединяемых деталей хребтовой балки, а также размер поперечного сечения хребтовой балки по всей ее длине. Использование технологических направляющих выступов 6 упрощает сборку хребтовой балки, повышает технологичность ее изготовления. Выполнение стенок литой консольной балки равной, либо большей толщины стенок средней несущей части хребтовой балки позволяет компенсировать неточности профиля поперечного сечения литой консольной балки при ее изготовлении, обеспечивая при этом безусловное взаимное стыкования Ω-образных профилей при сборке хребтовой балки железнодорожного вагона.