НАДРЕССОРНАЯ БАЛКА ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к подвижному составу железнодорожного транспорта и может быть использована в конструкциях двухосных тележек грузовых вагонов.
Из патента № 118275 на полезную модель известна надрессорная балка тележки грузового вагона, содержащая верхний пояс с цилиндрическим подпятником с плоской опорной поверхностью и упорным кольцевым буртом, с плоскими опорными площадками под скользуны с крепежными отверстиями, нижний пояс, выполненный с опорной поверхностью на пружины рессорного подвешивания, переходящей в наклонный пояс, вертикальные боковые стенки, карманы для установки фрикционных клиньев в концевых частях надрессорной балки, два параллельных вертикальных ребра, соединяющих верхний и нижний пояса, два отверстия овальной формы в боковых стенках под опорными площадками под боковые скользуны, при этом ребра выполнены по всей длине балки и увеличивающимися по толщине к центру, под буртом подпятника между ребрами и боковыми стенками выполнены внутренние прибыли по форме близкие к цилиндру с вертикальной образующей, в бурте подпятника на внутренней поверхности выполнены вертикальные выемки в форме сектора цилиндра с вертикальной образующей, две опорные площадки под скользуны имеют по две пары установочных отверстий каждая.
Из патента № 205803 известна надрессорная балка тележки грузового вагона, содержащая верхний пояс с подпятником, нижний пояс, выполненный с опорными участками по концам надрессорной балки для пружин рессорного подвешивания, переходящими в наклонный пояс, карманы для фрикционных клиньев с боковыми вертикальными стенками, продольные внутренние рёбра, отлитые во внутренней полости, соединяющие верхний и нижний пояса, при этом продольные внутренние рёбра размещены на взаимном расстоянии Н от 50 мм до 120 мм и выполнены с переменными значениями толщины D от 6 мм до 12 мм по своим концам и толщины Е от 12 мм до 20 мм в средней части, и с переходными участками плавного изменения между толщинами D и Е, расположенными между боковыми вертикальными стенками карманов для фрикционных клиньев.
Недостатком надрессорных балок по патентам № 118275 и № 205803 является их недостаточная надежность и нетехнологичность (сложность) изготовления, обусловленные выполнением продольных внутренних ребер переменной толщиной – с меньшей толщиной у концевой части надрессорной балки с утолщением к средней части. Надрессорная балка работает в условиях сильных нагрузок, места изменения ее геометрии – это места дополнительных напряжений, обусловливающих снижение надежности конструкции. Кроме того, для выполнения внутренних продольных ребер переменной толщины требуется более сложная оснастка, дополнительный контроль геометрических параметров.
Надрессорная балка по патенту № 205803 выбрана в качестве наиболее близкого аналога.
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью – создание технологичной конструкции надрессорной балки, надежной в эксплуатации.
Технический результат, достигаемый полезной моделью - упрощение конструкции надрессорной балки, повышение технологичности ее изготовления, повышение надежности в эксплуатации.
Заявляемый технический результат достигается за счет того, что в надрессорной балке тележки грузового вагона, содержащей верхний пояс с подпятником, нижний пояс, выполненный с опорными участками по концам надрессорной балки для пружин рессорного подвешивания, карманы для фрикционных клиньев, продольные внутренние рёбра, выполненные во внутренней полости балки между ее верхним и нижним поясами, согласно полезной модели продольные ребра выполнены с постоянной толщиной В, расстояние между обращенными навстречу друг другу поверхностями продольных ребер составляет Н, при этом соотношение Н/В составляет от 4/1 до 6/1 при грузоподъемности вагона от 55 т до 100 т.
Вес надрессорной балки может составлять от 500 кг до 750 кг.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображено продольное горизонтальное сечение концевой и средней (частично) части надрессорной балки.
На фиг. 2 изображена заявляемая надрессорная балка – вид сбоку с частичным продольным вертикальным разрезом (концевой участок и частично средний участок).
Позиции на фигурах
1 – верхний пояс;
2 – подпятник;
3 – нижний пояс;
4 - опорные участки;
5 – карманы для фрикционных клиньев;
6 – продольные внутренние ребра;
В – толщина ребра 6;
Н – расстояние между ребрами 6.
Заявляемая надрессорная балка содержит верхний пояс 1 с подпятником 2; нижний пояс 3, выполненный с опорными участками 4 по концам надрессорной балки для пружин рессорного подвешивания; карманы 5 для фрикционных клиньев; продольные внутренние рёбра 6, выполненные во внутренней полости балки между ее верхним 1 и нижним 3 поясами; продольные ребра 6 выполнены с постоянной толщиной В; расстояние между обращенными навстречу друг другу поверхностями продольных ребер 6 составляет Н, при этом соотношение Н/В составляет от 4/1 до 6/1.
В заявляемой полезной модели продольные ребра 6 выполнены постоянной толщиной В, что упрощает конструкцию балки, обеспечивает ее большую технологичность при изготовлении за счет упрощения оснастки, исключения необходимости дополнительного контроля толщины ребер 6 на их разных участках. Поскольку ребра 6 выполнены одинаковой толщины на всем их протяжении, отсутствуют сопряженные участки с изменяющейся геометрией ребер (функционально не обусловленные), следовательно, на ребрах 6 отсутствуют участки дополнительной напряженности вследствие их изменяющейся геометрии.
Соотношение Н/В в диапазоне от 4/1 до 6/1 выбрано расчетным путем исходя из условия обеспечения необходимой и достаточной надежности надрессорной балки исходя из ее заданной массы (в пределах от 500 кг до 750 кг).
По результатам компьютерного моделирования установлено, что при соотношении Н/В в диапазоне от 4/1 до 6/1 с учетом колебаний массы надрессорной балки от 500 кг до 750 кг (масса надрессорной балки для грузовых вагонов с грузоподъемностью вагона от 55 т до 100 т) обеспечивается повышение надежности надрессорной балки на 1,5 – 2% по сравнению с наиболее близким аналогом. Надежность надрессорной балки определяется величиной назначенного срока службы, причем в данном случае эта величина составляет не менее 40 лет. Правила выбора массы надрессорной балки в зависимости от грузоподъемности вагона известны и являются простой инженерной задачей.
При соотношении Н/В менее 4/1 будет иметь место избыточная надежность, а, следовательно, будет иметь место увеличение массы тары вагона и соответственно уменьшение грузоподъемности.
При соотношении Н/В более 6/1 будет иметь место недостаточная надежность надрессорной балки, и также будет иметь место увеличение массы тары вагона и соответственно уменьшение грузоподъемности.
Таким образом, заявляемая полезная модель по сравнению с наиболее близким аналогом позволяет обеспечить упрощение конструкции надрессорной балки, улучшение технологичности за счет упрощения изготовления, а также позволяет повысить надежность надрессорной балки по сравнению с наиболее близким аналогом за счет исключения мест дополнительной напряженности на продольных ребрах.