РАМА ТЕЛЕЖКИ ЛОКОМОТИВА

Полезная модель относится к железнодорожным транспортным средствам и касается конструкции рам тележек локомотива.
Известны рамы тележек локомотивов цельносварной конструкции, состоящие из двух боковин коробчатого сечения и поперечных балок (концевых и шкворневых), которые могут быть изготовлены из труб, коробчатого сечения или из стального литья. /Магистральные электровозы переменного тока. Бочаров В.И., Попов В.И., Тушканов Б.А. Изд. 2-е, М.: Транспорт, 1976. стр.10-13/.
Недостатком известных конструкций рам тележек является сложное соединение разнородных форм исполнений поперечных балок с боковинами, в результате чего в соединениях проявляются высокие концентраторы напряжений, снижающие показатели прочности рамы тележки локомотива в эксплуатации.
C
Известна рама тележки электровозов ВЛ80, принятая за прототип, цельносварной конструкции и состоящей из двух боковин, двух концевых балок и шкворневой балки. Боковины и концевые балки коробчатого сечения сварены из листов прокатной стали. Шкворневая балка коробчатой формы выполнена из стального литья и своими концевыми частями вварена в отверстия вертикальных листов в средней части боковин. В средней части шкворневой балки имеется отверстие, в которое проходит шкворень кузова электровоза. На раме приварены кронштейны под сопрягаемые узлы тележки. /Электровоз ВЛ80. Руководство по эксплуатации. Изд. 2-е. М.: Транспорт. 1990. стр.6-8/.
Недостатком известной конструкции рамы является недостаточная прочность шкворневой балки, в основном, из-за наличия дефектов литья, которые в полной мере выявить и устранить невозможно, и концентрация напряжений в местах соединения шкворневой балки с боковинами.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение гарантированной прочности шкворневой балки и рамы тележки в целом за счет применения качественного листового проката для изготовления шкворневой балки и исключение концентрации напряжений в местах соединения шкворневой балки с боковинами.
Указанный технический результат достигается тем, что рама тележки локомотива, содержащая две боковины, сваренные по концам с двумя концевыми балками, шкворневую балку, вваренную посередине боковин, приварные кронштейны под сопрягаемые узлы тележки, при этом боковины, концевые и шкворневая балки сварены из горизонтальных и вертикальных листов, образующих коробчатые поперечные сечения, отличается тем, что в средней части шкворневой балки между горизонтальными листами с отверстиями вварено кольцо, вертикальные листы шкворневой балки примкнуты к кольцу и выступают за горизонтальные листы на расстояние, равное величине выступов горизонтальных листов боковин в средней части относительно вертикальных листов с внутренних сторон боковин, при этом ширина выступов горизонтальных листов боковин и шкворневой балки и высоты их вертикальных листов равны для обеспечения равномерности зазоров в линиях соединений под сварку.
На фиг.1 изображен вид сверху на раму тележки локомотива, на фиг.2 - поперечное сечение А-А фиг.1.
Рама тележки локомотива (фиг.1 и 2) содержит две боковины 1, сваренные по концам с двумя концевыми балками 2. Посередине боковин вварена шкворневая балка 3. Боковины 1, концевые 2 и шкворнезая 3 балки сварены из горизонтальных и вертикальных листов, образующих коробчатые поперечные сечения. На боковины 1 и шкворневую балку 3 приварены кронштейны 4, 5, 6, 7 и 8 под сопрягаемые узлы тележки.
В средней части шкворневой балки 3 между верхним 9 и нижним 10 горизонтальными листами длиной ℓ с отверстиями вварено кольцо 11, образующее полость для прохода шкворня кузова локомотива (на чертеже не показано). Вертикальные листы 12 шкворневой балки примкнуты к кольцу 11 и выступают за ее горизонтальные листы 9 и 10 на расстояние а. В средней части боковин 1 верхний 13 и нижний 14 горизонтальные листы имеют выступы относительно вертикальных листов 15 с внутренних сторон боковин тоже на расстоянии а. При этом ширина b выступов верхних 13 и нижних 14 горизонтальных листов боковин 1 равна ширине верхних 9 и нижних 10 горизонтальных листов шкворневой балки 3, а высота h вертикальных листов 15 боковин 1 равна высоте вертикальных листов 12 шкворневой балки 3 для обеспечения равномерности зазоров в линиях соединений под сварку шкворневой балки 3 с боковинами 1.
Дополнительным исполнением описанного решения может быть использовано местного усиление соединения шкворневой балки 3 с боковинами 1 путем введения вертикальных ребер усиления 16 между выступами горизонтальных листов 13 и 14 в средней части боковин 1 с закруглениями в переходе к продольным кромкам и сопряженными вертикальными листами 12 и 15 шкворневой балки 3 и боковин 1. Вертикальные ребра усиления 16 установлены под углом 20°-40° к вертикальным листам 15 боковин 1 и обварены по периметру.
Работает рама тележки локомотива следующим образом. Рама тележки локомотива в процессе сборке боковин 1 со шкворневой балкой 3 их взаимное пересечение вертикальных 15 и 12 листов и горизонтальных 9, 10 и 13, 14 листов образуют развитое по периметру тавровое и стыковое сварные соединения высокой жесткости и прочности. Использование в конструкции шкворневой балки 3 листового проката взамен стальной отливки принципиально повышает качество изготовления как самой шкворневой балки, так и рамы тележки благодаря принятой схеме развитого сварного соединения шкворневой балки с боковинами, которая исключает концентрацию напряжений в местах их соединений. Введение вертикальных ребер 16 повышает жесткость углов соединения шкворневой балки 3 с боковинами 1 и уменьшает напряженное состояние в закруглениях горизонтальных листов 13 и 14 боковин 1.