КОРПУС СКОЛЬЗУНА ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может применяться в скользунах постоянного контакта для передачи нагрузки от кузова грузового вагона на надрессорную балку тележки.
Известен корпус скользуна (боковой опоры) тележки железнодорожного вагона, представляющий собой деталь коробчатой формы, выполненную с боковыми и торцевыми стенками и основанием со сквозными отверстиями для крепления к надрессорной балке тележки (см, RU 151821 U1, опубл. 20.04.2015).
Известен корпус скользуна (боковой опоры) кузова грузового железнодорожного вагона на тележку, включающий в себя основание, имеющее монтажные участки с размещенными на продольной оси отверстиями для крепления болтовым соединением основания корпуса к надрессорной балке, а также стеновую конструкцию, выполненную как одно целое с основанием вдоль продольной оси, при этом корпус выполнен из износостойкого материала, например, из термоупрочненного чугуна твердостью 360…400 НВ (см. RU 90396 U1, опубл. 10.01.2010).
Технической проблемой известных технических решений является недостаточно высокая усталостная прочность, вызванная образованием в процессе отливки корпуса скользуна массивного термического узла на стыке каждой торцевой стенки с основанием в зоне монтажных участков с отверстиями. Образование термического узла обусловлено расположением указанных монтажных участков вблизи от торцевых стенок и, тем самым, формированием зоны, в которой соединяются стенка, основание и монтажный участок с отверстием. При этом монтажные участки с отверстиями под крепеж представляют собой в отливке конструкции, выделяющиеся своим увеличенным объемом материала в сравнении с толщиной торцевых стенок корпуса. В процессе затвердевании металла термические узлы с большой вероятностью приводят к образованию усадочных дефектов, которые в процессе эксплуатации снижают усталостную прочность корпуса скользуна. Изготовление корпуса из материала с указанным значением твердости может привести к снижению усталостной прочности в результате длительного воздействия изменяющихся эксплуатационных нагрузок на скользун.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, заключается в повышении усталостной прочности корпуса скользуна тележки грузового вагона.
Указанный технический результат достигается тем, что в корпусе скользуна тележки грузового вагона, включающем в себя боковые стенки, торцевые стенки и основание, имеющее монтажные участки с расположенными вдоль продольной оси сквозными отверстиями для крепления основания к надрессорной балке тележки, согласно полезной модели, сквозные отверстия расположены на расстоянии между их осями, составляющем от 0,25 до 0,50 расстояния между торцевыми стенками, а в нижней поверхности основания между торцевыми стенками и монтажными участками выполнены выемки, при этом корпус скользуна изготовлен из материала твердостью в интервале значений от 150 до 250 НВ.
В предпочтительной форме реализации сквозные отверстия расположены на расстоянии между их осями, составляющем 0,33 расстояния между торцевыми стенками.
В предпочтительной форме реализации в основании корпуса выполнено два сквозных отверстия.
В частных формах реализации в качестве материала корпуса скользуна применяется высокопрочный чугун ВЧ50.
За счет выполнения сквозных отверстий в указанном интервале расстояний обеспечивается такое расположение этих отверстий в основании корпуса, которое обеспечивает равномерную удаленность сквозных отверстий как от торцевых стенок корпуса, так и друг от друга. Указанное расположение сквозных отверстий в совокупности с выполнением в основании корпуса выемок, расположенных между торцевыми стенками и монтажными участками, исключает формирование участков с увеличенным объемом материала вследствие близкого расположения нескольких элементов конструкции, таких как торцевая стенка, основание и монтажные участки сквозных отверстий. Тем самым, снижается вероятность образования усадочных дефектов при затвердевании отливки, которые влияют на усталостную прочность корпуса скользуна. Предложенное конструктивное решение корпуса скользуна сохраняет уровень прочности корпуса и надежности крепления основания корпуса к надрессорной балке тележки грузового вагона.
Изготовление корпуса скользуна из материала твердостью в интервале значений от 150 до 250 НВ обеспечивает повышение усталостной прочности корпуса скользуна. Твердость материала менее 150 НВ может привести к пластическим деформациям корпуса скользуна; при твердости материала более 250 НВ снижается усталостная прочность корпуса скользуна.
Полезная модель представлена на чертежах, где иллюстрируется:
на фиг. 1 - корпус скользуна тележки грузового вагона, вид сверху;
на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;
на фиг. 3 - корпус скользуна тележки грузового вагона, вид снизу, аксонометрическая проекция.
Корпус скользуна постоянного контакта тележки грузового вагона (фиг. 1) представляет собой деталь прямоугольной коробчатой формы с основанием 1, торцевыми стенками 2 и боковыми стенками 3. Вдоль продольной оси корпуса в основании 1 выполнены два сквозных отверстия 4, расположенных симметрично относительно поперечной оси корпуса на расстоянии s между осями сквозных отверстий 4. Торцевые стенки 2 корпуса расположены на расстоянии S между их внутренними поверхностями.
Расположение сквозных отверстий 4 относительно торцевых стенок 2 описывается соотношением: 0,25≤s\S≤0,50. Оптимальным является расположение, при котором отношение s\S составляет одну треть.
Сквозные отверстия 4 для размещения крепежных элементов (фиг. 2) выполнены в монтажных участках 5. В качестве крепежных элементов могут использоваться болты. Каждое сквозное отверстие 4 расположено на расстоянии s', измеренном между осью этого отверстия и внутренней поверхностью ближайшей торцевой стенки 2.
Корпус скользуна имеет плоские обширные выемки 6 в нижней части основания 1 (фиг. 3). Выемки 6 выполнены в направлении продольной оси корпуса между каждой из торцевых стенок 2 и монтажным участком 5 ближайшего сквозного отверстия 4. В поперечном направлении выемки могут быть выполнены протяженностью между боковыми стенками 3.
Корпус скользуна изготовлен из материала твердостью в интервале значений от 150 до 250 НВ, например, из высокопрочного чугуна ВЧ50.
В конкретном примере реализации предлагаемый корпус скользуна устанавливается на тележке модели 18-9855. Согласно конструкторской документации, расстояние S между внутренними поверхностями торцевых стенок 2 корпуса в номинальном значении равно 286 мм. При выполнении условия 0,25≤s\S расстояние s между осями сквозных отверстий 4 составляет не менее 71,5 мм; расстояния s' между осями сквозных отверстий 4 и внутренними поверхностями торцевых стенок 2 составляют не более 107,25 мм. При выполнении условия s\S≤0,50 расстояние s между осями сквозных отверстий 4 составляет не более 143,0 мм; расстояния s' между осями сквозных отверстий 4 и внутренними поверхностями торцевых стенок 2 составляют не менее 71,5 мм. Сокращение расстояния на величину менее 71,5 мм означает расположение элементов конструкции на таком взаимном расстоянии, при котором массивности элементов сливаются между собой и формируют участки с увеличенным объемом материала.
Оптимальное расположение сквозных отверстий 4 на основании 1 описывается выражением s\S=0,33, при котором расстояние s между осями сквозных отверстий 4 равно 95,33 мм; расстояния s' между осями сквозных отверстий 4 и внутренними поверхностями ближайших торцевых стенок 2 также равны 95,33 мм.