КОНСОЛЬНАЯ БАЛКА РАМЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу и касается конструкции консольных балок рам железнодорожных вагонов.
Известна консольная балка рамы железнодорожного вагона, представляющая собой литой коробчатый корпус, содержащий передние и задние упоры, отлитые на внутренних поверхностях боковых стенок и усиленные продольными ребрами жесткости, пятник с шкворневым отверстием, заявка PCT: WO99/47403, B61F 1/00, (13.09.1999).
Недостатком данной консольной балки рамы железнодорожного вагона является низкая прочность литого коробчатого корпуса и шкворневого отверстия, вследствие укороченной длины шкворневого отверстия и отсутствия усиливающих элементов на корпусе над пятником, приводящие к повышенным удельным нагрузкам на литой коробчатый корпус и шкворневое отверстие.
Известна также консольная балка рамы железнодорожного вагона, представляющая собой литой коробчатый корпус, содержащий передние и задние упоры, отлитые на внутренних поверхностях боковых стенок и усиленные продольными ребрами жесткости, нижняя стенка литого коробчатого корпуса снабжена пятником с шкворневым отверстием, US 5704296, B61F 1/02, (06.01.1998) (прототип).
Недостатками данной консольной балки рамы железнодорожного вагона, являющейся наиболее близкой по совокупности существенных признаков, также является низкая прочность литого коробчатого корпуса и шкворневого отверстия, вследствие укороченной длины шкворневого отверстия и отсутствия усиливающих элементов на корпусе над пятником, приводящие к повышенным удельным нагрузкам на литой коробчатый корпус и шкворневое отверстие.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является улучшение технологичности изготовления консольной балки, увеличение жесткости и прочности литого коробчатого корпуса и шкворневого отверстия.
Указанный технический результат достигается тем, что в соответствии с предлагаемым техническим решением консольная балка рамы железнодорожного вагона, представляющая собой литой коробчатый корпус, содержащий передние и задние упоры, отлитые на внутренних поверхностях боковых стенок и усиленные продольными ребрами жесткости, нижняя стенка литого коробчатого корпуса снабжена пятником с шкворневым отверстием, между нижней стенкой и верхней стенкой литого коробчатого корпуса над пятником выполнен внутренний несущий прилив, соединивший нижнюю стенку с верхней стенкой литого коробчатого корпуса, при этом шкворневое отверстие выполнено сквозным, проходящем через пятник, нижнюю стенку, внутренний несущий прилив с выходом через верхнюю стенку литого коробчатого корпуса, внутренний несущий прилив снабжен ребрами жесткости, сопряженными с нижней стенкой литого коробчатого корпуса и внутренними поверхностями верхней и боковых стенок литого коробчатого корпуса; на внутренних поверхностях боковых стенок коробчатого корпуса между передними и задним упорами могут быть закреплены износостойкие опорные пластины для взаимодействия с автосцепным оборудованием; продольные ребра жесткости задних упоров соединены с соответствующими поперечными упорными ребрами, выполненными на внутренних боковых стенках литого коробчатого корпуса; продольные ребра жесткости задних упоров сопряжены с внутренним несущим приливом; на упорных поверхностях передних и задних упоров выполнены выходные технологические канавки для выхода металлорежущего инструмента; пятник может быть выполнен в виде опорного диска, закрепленного на нижней стенке литого коробчатого корпуса.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая хребтовая балка рамы железнодорожного вагона отличается от прототипа тем, что между нижней стенкой и верхней стенкой литого коробчатого корпуса над пятником выполнен внутренний несущий прилив, соединивший нижнюю стенку с верхней стенкой литого коробчатого корпуса, при этом шкворневое отверстие выполнено сквозным, проходящем через пятник, нижнюю стенку, внутренний несущий прилив с выходом через верхнюю стенку литого коробчатого корпуса, внутренний несущий прилив снабжен ребрами жесткости, сопряженными с нижней стенкой литого коробчатого корпуса и внутренними поверхностями верхней и боковых стенок литого коробчатого корпуса, на внутренних поверхностях боковых стенок коробчатого корпуса между передними и задним упорами закреплены износостойкие опорные пластины для взаимодействия с автосцепным оборудованием, продольные ребра жесткости задних упоров соединены с соответствующими поперечными упорными ребрами, выполненными на внутренних боковых стенках литого коробчатого корпуса, продольные ребра жесткости задних упоров сопряжены с внутренним несущим приливом, на упорных поверхностях передних и задних упоров выполнены выходные технологические канавки для выхода металлорежущего инструмента, пятник выполнен в виде опорного диска, закрепленного на нижней стенке литого коробчатого корпуса. 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 консольная балка рамы железнодорожного вагона, продольный разрез на главном виде; на фиг. 2 - вид сверху на фиг. 1 с местным разрезом; на фиг. 3 - вариант выполнения консольной балки рамы железнодорожного вагона, главные вид, продольный разрез; на фиг. 4 - вид сверху на фиг.3 с местным разрезом; на фиг. 5 - вариант выполнения консольной балки рамы железнодорожного вагона, при котором пятник выполнен виде опорного диска, закрепленного на нижней стенке литого коробчатого корпуса.
Консольная балка рамы железнодорожного вагона представляет собой литой коробчатый корпус с верхней 1, нижней 2 и боковыми 3 стенками (Фиг. 1, 2). На внутренних поверхностях боковых стенок 3 отлиты передние упоры 3.1 и задние упоры 3.2 для размещений между ними автосцепного оборудования (не показано). Передние упоры 3.1 усилены продольными ребрами 3.3 жесткости, задние упоры 3.2 - продольными ребрами 3.4 жесткости. На нижней стенке 2 выполнен пятник 4. Над пятником 4, между нижней стенкой 2 и верхней стенкой 1 выполнен внутренний несущий прилив 5, соединивший в единую жесткую конструкцию нижнюю стенку 2 с верхней стенкой 1 коробчатого корпуса. В центре пятника 4 выполнено сквозное шкворневое отверстие 6, проходящее через пятник 4, нижнюю стенку 2, внутренний несущий прилив 5 и выходящее на верхнюю стенку 1. По периметру внутреннего несущего прилива 5 выполнены ребра 7 жесткости, сопряженные с внутренней поверхностью верхней стенки 1 и с внутренними поверхностями боковых стенок 3 литого коробчатого корпуса. Для увеличения жесткости задних упоров 3.2 продольные ребра 3.4 жесткости соединены с поперечными упорными ребрами 8 жесткости, которые выполнены на внутренних боковых стенках литого коробчатого корпуса (Фиг. 1, 2). Продольные ребра 3.4 могут быть продлены и сопряжены непосредственно с внутренним несущим приливом 5 (Фиг. 3,4). Для защиты внутренних поверхностей боковых стенок 3 от взаимодействия с автосцепным оборудованием (не показано), между передними 3.1 упорами и задними 3.2 упорами на внутренних поверхностях боковых стенок 3 могут быть закреплены износостойкие опорные пластины 9. На упорных поверхностях передних 3.1 и задних 3.2 упоров выполнены технологические выходные канавки 3.5 для выхода металлорежущего инструмента при обработке указанных упорных поверхностей. Для расширения технологических возможностей изготовления консольной балки пятник 4 может быть выполнен в виде опорного диска, закрепленного, например, с помощью сварки на нижней стенке 2 литого коробчатого корпуса (Фиг. 5). При этом шкворневое отверстие 6 также выполнено сквозным, проходящим через пятник 4, нижнюю стенку 2, внутренний несущий прилив 5 с выходом на верхнюю стенку 1 литого коробчатого корпуса.
Использование в конструкции консольной балки рамы железнодорожного вагона внутреннего несущего прилива 5, соединившего в единую жесткую конструкцию нижнюю стенку 2 с верхней стенкой 1 литого коробчатого корпуса, а также усиление внутреннего несущего прилива 5 ребрами 7 жесткости, сопряженными с верхней стенкой 1 и боковыми стенками 3 коробчатого корпуса, а также увеличение жесткости задних упоров 3.2 за счет соединения продольных ребер 3.4 с поперечными упорными ребрами 8 жесткости, либо продление и сопряжение продольных ребер 3.4 непосредственно с внутренним несущим приливом 5, существенно повышает жесткость и прочность литого коробчатого корпуса. Выполнение в центре пятника 4 сквозного шкворневого отверстия 6 увеличенной длины, проходящего через пятник 4, нижнюю стенку 2, внутренний несущий прилив 5 с выходом на верхнюю стенку 1 увеличивает технологичность изготовления консольной балки за счет создания равномерных по толщине стенок отливки коробчатого корпуса, способствует более равномерному распределению нагрузок по длине шкворневого отверстия от шкворня ходовой тележки железнодорожного вагона, снижая при этом удельную нагрузку на шкворневое отверстие, что также повышает жесткость и прочность шкворневого отверстия. Кроме этого, использование на внутренней поверхности боковых стенок литого коробчатого корпуса износостойких опорных пластин 9 для взаимодействия с автосцепным оборудованием, существенно повышает надежность консольной балки рамы при эксплуатации железнодорожного вагона. Выполнение технологических выходных канавок 3.5 для выхода металлорежущего инструмента при механической обработке упорных поверхностей задних и передних упоров, а также возможность выполнения пятника в виде опорного диска, закрепленного, например, сваркой на нижней стенке 2 литого коробчатого корпуса, улучшают технологичность изготовления консольной балки рамы железнодорожного вагона.