Тележка железнодорожного вагона

Полезная модель относится к области вагоностроения, в частности к конструкции тележки железнодорожного вагона.
Известна тележка двухосная грузового вагона из патента на полезную модель RU № 88627 (опубл. 20.11.2009) «Тележка двухосная грузового вагона». Двухосная тележка грузового вагона содержит центральное рессорное подвешивание с фрикционными клиньями, размещенное на двух боковых рамах, объединенных надрессорной балкой, колесные пары с буксовыми узлами, триангели. Боковые рамы и надрессорная балка изготовлены в виде стальной отливки методом вакуумно-пленочной формовки, что позволяет свести к минимуму неоднородности отливок, улучшить их механические свойства, а также увеличить коэффициент запаса прочности и тем самым увеличить срок эксплуатации тележки в целом. В прототипе боковые рамы выполнены литьем другой технологии. Боковая рама тележки грузового вагона содержит: верхний пояс замкнутого коробчатого сечения с консолями, образующими буксовые проёмы; нижний пояс замкнутого сечения с опорной плитой для установки рессорного комплекта; два наклонных пояса замкнутого сечения с технологическими окнами, связывающих верхний и нижний пояса; центральный рессорный проём, ограниченный опорной плитой, верхним поясом и наклонными поясами.
В зоне соединения нижнего пояса с каждым наклонным поясом выполнены ребра жесткости. Боковая рама снабжена дополнительными подкрепляющими ребрами, расположенными в центральном рессорном проёме по радиусному сопряжению верхнего пояса с наклонным.
Пружины центрального рессорного подвешивания выполнены из шлифованного прутка с дробеструйным упрочнением, с высотой, определяемой величиной расчетного статического прогиба центрального рессорного подвешивания под тарой вагона и максимально допустимой нагрузкой вагона (статический прогиб рессорного подвешивания под максимально допустимой нагрузкой брутто - 68 мм, статический прогиб рессорного подвешивания под тарой при нагрузке колесной пары на рельсы 60 кН - 12 мм, у прототипа - статический прогиб рессорного подвешивания от массы брутто - 46-50 мм, от тары - 8 мм). Нижняя часть среднего проёма боковой рамы образует опорную плиту с размещенными на ней бонками и буртами для фиксации внутренних и наружных пружин рессорного комплекта. На вертикальных стенках среднего проёма выполнены специальные вертикальные площадки для крепления фрикционных планок со сменными износостойкими элементами, направляющие которых служат для ограничения поперечных перемещений фрикционных клиньев. Буксовые проёмы в верхней части имеют кольцевые приливы, которыми боковая рама, через сменную износостойкую прокладку, опирается на буксы, а по бокам - буксовые челюсти. Боковая рама предлагаемой полезной модели усилена в зонах, наиболее подверженных развитию дефектов: буксовый проём и угол рессорного проёма, износостойкими прокладками и ребрами жесткости соответственно; увеличено поперечное сечение верхнего пояса в зоне буксового проёма, благодаря чему боковая рама тележки обладает коэффициентом запаса усталостной прочности 1,8 (у прототипа - 1,4). Надрессорная балка содержит верхний горизонтальный пояс, в центральной части которого расположен подпятник, с размещенным внутри износостойким элементом выполненный в виде диска. По обе стороны от подпятника на специальных площадках посредством резьбовых соединений установлены беззазорные скользуны упругого типа 4, (в тележке прототипе мод. 18-100 - скользуны жесткого типа, вылиты заодно с надрессорной балкой). Опорными поверхностями надрессорная балка опирается на фрикционные клинья рессорного подвешивания, включающего в себя по семь двухрядных пружин с увеличенным статическим прогибом. Опора скользуна надрессорной балки представляет собой ровные, слегка выступающие над основной поверхностью горизонтального верхнего пояса, площадки, выполненные прямоугольной формы с фрезерной обработкой, с отверстиями для резьбового крепления, благодаря чему появляется возможность установки съемных скользунов различной модификации. Шарнирные соединения тормозной рычажной передачи тележки содержат износостойкие втулки, выполненные, например, из полиуретана. С наружной стороны буксового проёма боковой рамы на боковой стенке выполняют утолщение сложной формы. Данное техническое решение принято за прототип. Недостатком прототипа является отсутствие плавного перехода от усиливающих прилов-утолщений, расположенных на внешней поверхности боковой стенки боковой рамы двухосной тележки грузового вагона в месте сопряжения внутренних углов буксовых проёмов с наклонными поясами, к менее усиленным элементам конструкции. Это, в свою очередь, приводит к неравномерному распределению эксплуатационных нагрузок в процессе эксплуатации тележки.
Заявляемой полезной моделью достигается решение технической проблемы - улучшение качества изделия «Тележка железнодорожного вагона» в целом. Технический результат, обеспечиваемый в результате реализации предлагаемой полезной модели, заключается в более равномерном распределении эксплуатационных нагрузок в буксовом проёме боковой рамы тележки железнодорожного вагона, что позволяет равномерно распределить эксплуатационные нагрузки в боковой раме тележки железнодорожного вагона, и, соответственно, в тележке железнодорожного вагона. Тем самым, обеспечивается повышение эксплуатационной надежности в процессе эксплуатации боковой рамы и повышение эксплуатационной надежности тележки железнодорожного вагона в целом. В тележке железнодорожного вагона имеется четыре буксовых проёма и при «изломе», по меньшей мере, в одном буксовом проёме боковой рамы тележка полностью утрачивает свою функциональную сущность, что может привести к аварийной ситуации.
Кроме того, заявляемой полезной моделью достигается решение дополнительной технической проблемы - расширение арсенала средств определенного назначения, которое решается путем создания технического решения, «Тележка железнодорожного вагона», альтернативного ранее известному техническому решению по патенту RU № 88627. При этом в качестве дополнительного технического результата, связанного с основным техническим результатом, рассматривается реализация полезной моделью указанного назначения, а именно «Тележка железнодорожного вагона».
1
1
1
Указанные технические результаты достигаются за счет того, что тележка железнодорожного вагона включает: боковые рамы 20, колесные пары 21 с буксовыми узлами 22, воспринимающими нагрузку от боковых рам 20, надрессорную балку 23, опирающуюся на рессорные комплекты 24, расположенные в рессорных проёмах 19 боковых рам 20. Каждая боковая рама 20 включает: верхний пояс 2, наклонные пояса 3, внешние челюсти 4, образующие буксовые проёмы 1, нижний пояс 17, вертикальные колонки 18, технологические отверстия 16. Верхний пояс 2, нижний пояс 17, вертикальные колонки 18 образуют в центральной части боковой рамы рессорный проём 19. Каждый из двух буксовых проёмов 1 боковой рамы 20 также образован надбуксовым участком 5 с горизонтальной опорной поверхностью 6 сопряжением с внутренней стороны, верхнего пояса 2 и наклонного пояса 3, а сопряжением с внешней стороны, верхнего пояса 2 и внешней челюсти 4. С наружной стороны буксового проёма 1 боковой рамы 20 на боковой стенке 7 выполняют полукруглое утолщение 8 с центром в вершине угла 9 буксового проёма 1. В частном варианте выполнения полезной модели наклонный пояс 3 выполняют с челюстным приливом 10. В частном варианте выполнения полезной модели между горизонтальной опорной поверхностью 6 надбуксового участка 5 и челюстным приливом 10 наклонного пояса 3 выполняют фигурный радиусный переход 11. Каждая боковая рама содержит в каждом буксовом узле 22 три ребра жесткости: крайнее ребро жесткости 12, среднее ребро жесткости 13, крайнее ребро жесткости 14. Три ребра жесткости 12, 13, 14 являются усиливающими ребрами, которые служат для равномерного распределения эксплуатационных нагрузок в узле соединения горизонтальной опорной поверхности 6 надбуксового участка 5 и наклонного пояса 3 боковой рамы 20. Горизонтальная ось симметрии среднего ребра 13 жесткости совпадает с горизонтальной опорной поверхностью 6 надбуксового участка 5. Два крайних ребра жесткости 12, 14 направлены под углами наклона осей симметрии σ и σ к оси симметрии среднего ребра жесткости 13, при этом оси симметрии всех трех ребер жесткости 12, 13, 14 пересекаются в вершине угла 9 буксового проёма 1. Как показали исследования, сумма углов наклона σ и σосей симметрии крайних ребер жесткости 12, 14 к оси симметрии среднего ребра жесткости 13 составляет не более 90°. Только в этом случае эксплуатационные нагрузки будут более равномерно распределяться в узле соединения горизонтальной опорной поверхности 6 надбуксового участка 5 и наклонного пояса 3 в боковой раме 20 тележки железнодорожного вагона. В частном случае исполнения полезной модели крайние ребра жесткости 12, 14 выполняют равноудаленными от среднего ребра жесткости 13, при этом σ=σ. Три ребра жесткости 12, 13, 14 выполняют в боковой раме, в месте перехода от окантовки 15 технологического отверстия 16 к полукруглому утолщению 8. В частном случае исполнения полезной модели крайние ребра жесткости выполнены длиннее среднего ребра жесткости.
1
Наилучший технический результат достигается при соблюдении следующих условий: углы наклона σ и σосей симметрии крайних ребер жесткости 12, 14 к оси симметрии среднего ребра жесткости 13 выполнены равными 20°.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом. На фиг. 1 показан общий вид тележки железнодорожного вагона. На фиг. 2 показан эскиз боковой рамы, при этом не показано колесная пара, буксовый узел, рессорное подвешивание.
На данный момент изготовлены опытные образцы с заявленной тележкой железнодорожного вагона и проводятся их испытания.
Источники информации:
1. Патент «Тележка двухосная грузового вагона» RU № 88627 (опубл. 20.11.2009).