БОКОВАЯ РАМА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ТЕЛЕЖКИ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции боковой рамы железнодорожной тележки.
Известна боковая рама железнодорожной тележки грузового вагона, включающая в себя верхний и нижний пояса, соединенные один с другим вертикальными колонками, горизонтальные надбуксовые участки, сопряженные с верхним поясом и наклонными поясами с нижним поясом, при этом боковые стенки в месте сочленения горизонтального и надбуксового участков с верхним и наклонным поясами выполнены с плоским выступающими участками прямоугольной формы, расположенными по касательной и радиусу сопряжения надбуксового участка и наклонного пояса, а плоские выступающие участки сопряжены с боковой стенкой наклонными участками и выполнены с толщиной, равной толщине боковой стенки, наклонные участки выполнены в форме трапеции, обращенной своей большей стороной к выступающему участку (а.св. 1135684, опубл. Б. №3, 1985 г.).
Недостатком такой конструкции рамы является снижение сопротивления усталости рамы в наиболее опасном и нагруженном участке - радиусном переходе надбуксового участка рамы в наклонный пояс, связанным с масштабным эффектом, обусловленным локальным увеличением сечения в этой зоне.
Наиболее близким по технической сущности решением к заявляемой полезной модели является боковая рама железнодорожной тележки отлитая заодно целое, содержащая верхний и нижний пояса соединенные один с другим вертикальными колонками и образующие совместно с последними рессорный проем, горизонтальные надбуксовые участки, сопряженные с верхним горизонтальным поясом и наклонными поясами с нижним
горизонтальным поясом, а также имеющая в месте перехода наклонного пояса в горизонтальный надбуксовый участок на нижней стенке внутри последнего и наклонного пояса вертикальное ребро жесткости (а.св. №111076, опубл. 11.06.57 г.).
Однако, расположение ребра на нижней стенке радиусного перехода от наклонного пояса к надбуксовому участку создает тепловой узел и локальное увеличение жесткости нижней стенки радиусного перехода надбуксового участка и наклонного пояса, что вызывает значительную концентрацию напряжений в этой зоне, тем самым понижая безопасность работы рамы. Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для первого и второго варианта.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель по первому и второму вариантам, является создание конструкций боковой рамы тележки, позволяющих повысить надежность и выносливость при различных видах нагрузок и обеспечить надежную и безопасную работу на протяжении всего ее жизненного цикла.
Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что боковая рама железнодорожной тележки, включающая в себя верхний и нижний горизонтальные пояса, соединенные между собой вертикальными колонками и образующие совместно с последними рессорный проем, горизонтальные надбуксовые участки, сопряженные с верхним горизонтальным поясом и наклонными поясами с нижним поясом, расположенное в месте радиусного перехода наклонного пояса в горизонтальный надбуксовый участок вертикальное ребро жесткости, но при этом вертикальное ребро жесткости соединяет нижнюю стенку горизонтального надбуксового участка, радиусного перехода и нижнюю стенку наклонного пояса с верхней горизонтальной стенкой надбуксового участка и верхнего горизонтального пояса, образуя замкнутые сечения внутри надбуксового участка, радиусного перехода, наклонного и верхнего горизонтального пояса.
Указанный технический результат по второму варианту достигается тем, что боковая рама железнодорожной тележки, включающая в себя верхний и нижний горизонтальные пояса, соединенные между собой вертикальными колонками и образующие совместно с последними рессорный проем, горизонтальные надбуксовые участки, сопряженные с верхним горизонтальным поясом и наклонными поясами с нижним поясом, расположенное в месте радиусного перехода наклонного пояса в горизонтальный надбуксовый участок ребро жесткости, но при этом ребро жесткости соединяет вертикальные стенки надбуксового участка и вертикальные стенки наклонного пояса, образуя замкнутые сечения внутри надбуксового участка, радиусного перехода и наклонного пояса.
Признаки, отличающие предлагаемую конструкцию боковой рамы железнодорожной тележки по первому варианту от наиболее близкой к ней, известной по а.св. №111076 - вертикальное ребро жесткости соединяет нижнюю стенку горизонтального надбуксового участка, радиусного перехода и нижнюю стенку наклонного пояса с верхней горизонтальной стенкой надбуксового участка и верхнего пояса, образуя при этом замкнутые сечения внутри надбуксового участка, радиусного перехода, наклонного и верхнего горизонтального пояса.
Признаки, отличающие предлагаемую конструкцию боковой рамы железнодорожной тележки по второму варианту от наиболее близкой к ней известной по а.св. №111076 - ребро жесткости соединяет вертикальные стенки надбуксового участка и вертикальные стенки наклонного пояса, образуя при этом замкнутые сечения внутри надбуксового участка, радиусного перехода и наклонного пояса.
Эти признаки обеспечивают жесткость и прочность конструкции как по первому, так и по второму вариантам, именно такое размещение ребер жесткости и обеспечивает получение жестких замкнутых контуров позволяющих равномерно перераспределить напряжения, возникающие от
нагрузки в опасных зонах - радиусного перехода надбуксового участок рамы в наклонный пояс.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:
фиг.1 - общий вид боковой рамы с разрезом по продольной плоскости по первому варианту;
фиг.2 - разрез по линии А-А фиг.1;
фиг.3 - аксонометрическая проекция боковой рамы по первому варианту;
фиг.4 - общий вид боковой рамы с разрезом по продольной плоскости по второму варианту;
фиг.5 - разрез по линии Б-Б фиг.4;
фиг.6 - аксонометрическая проекция боковой рамы по второму варианту.
Боковая рама железнодорожной тележки по первому варианту содержит верхний 1 и нижний 2 горизонтальные пояса, соединенные между собой вертикальными колонками 3, образующие рессорный проем 4, горизонтальные надбуксовые участки 5, сопряженные с верхним горизонтальным поясом 1 и наклонными поясами 6 с нижним горизонтальным поясом 2.
Ребро жесткости 7 расположено в месте радиусного перехода 8 наклонного пояса 6 в горизонтальный надбуксовый участок 5 и соединяет нижнюю стенку 9 горизонтального надбуксового участка 5, радиусного перехода 8 и нижнюю стенку 10 наклонного пояса 6 с верхней горизонтальной стенкой 11 надбуксового участка 5 и верхнего горизонтального пояса 1.
Боковая рама железнодорожной тележки по второму варианту содержит верхний 1 и нижний 2 горизонтальные пояса, соединенные между собой вертикальными колонками 3, образующие рессорный проем 4, горизонтальные надбуксовые участки 5 сопряженные с верхним горизонтальным поясом 1 и наклонными поясами 6 с нижним горизонтальным поясом 2. Ребро жесткости 12 расположено в месте радиусного перехода 8 наклонного пояса 6 в горизонтальный надбуксовый
участок 5 и соединяет вертикальные стенки 13 надбуксового участка 5 и вертикальные стенки 14 наклонного пояса 6.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в том, что выполнение боковой рамы железнодорожной тележки с расположением ребер жесткости, как по первому, так и по второму варианту, позволяет равномерно перераспределить напряжения, возникающие при нагрузках в наиболее опасной зоне - радиусного перехода надбуксового участка рамы в наклонный пояс по образованным замкнутым контурам, когда даже при разрушении одного, будет работать второй. В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и проведены усталостные испытания опытных образцов, которые дали положительные результаты, превышающие нормативные показатели в 4-5 раз.