НАДРЕССОРНАЯ БАЛКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ТЕЛЕЖКИ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается, в частности, конструкции надрессорной балки железнодорожной тележки грузового вагона.
Из патента на полезную модель РФ №79509, МПК B61F5/52, приоритет от 22.07.2008 г. известна надрессорная балка тележки грузового вагона, содержащая верхний пояс с внутренним вертикальным ребром, подпятником с плоской опорной плитой и упорным кольцевым буртом, нижний пояс, вертикальные боковые стенки и расположенную между верхним и нижним поясами опорную колонку подпятника, причем верхний пояс выполнен с технологическими отверстиями и посадочными поверхностями под скользуны, отличающаяся тем, что посадочные поверхности под скользуны выполнены с системой из нескольких отверстий, расположенных несимметрично относительно оси надрессорной балки, позволяющих устанавливать различные типы съемных скользунов на посадочную поверхность. Также, каждая посадочная поверхность под скользун может быть выполнена в виде плоской площадки, имеющей в плане форму прямоугольника и сопрягающейся с вертикальными боковыми стенками надрессорной балки посредством плоских наклонных стенок, а с верхним поясом - посредством криволинейной стенки, при этом в зоне установки скользунов надрессорная балка выполнена с плавным переходом радиуса сопряжения вертикальных стенок с верхним поясом и радиуса сопряжения внутреннего вертикального ребра с верхним поясом от величины R2 до величины R1 на расстоянии в обе стороны от вертикальной плоскости симметрии плоской площадки под скользун. Кроме того, соотношение радиусов сопряжения составляет значение R2, большее или равное R1, а расстояние, на котором радиус сопряжения вертикальных стенок с верхним поясом и радиус сопряжения внутреннего вертикального ребра с верхним поясом изменяется от величины R2 до величины R1, составляет от 10 до 400 мм. Также решением предусмотрен вариант, при котором технологические отверстия, расположенные в верхнем поясе, выполнены с дополнительным усилением в виде скругленного выступа на наружной поверхности. Кроме того, вертикальный пояс может быть выполнен без отверстия в вертикальной стенке в зоне установки скользунов.
К недостаткам данной конструкции следует отнести выполнение опорных площадок скользунов, близкими по форме к прямоугольникам, и вертикальных боковых стенок постоянной толщины. Такое конструктивное исполнение может привести к возникновению литейных дефектов при изготовлении отливки.
Из патента на полезную модель РФ №117129, МПК B61F5/16, приоритет от 20.12.2011 г. известна балка надрессорной тележки грузового вагона повышенной грузоподъемности, представляющая собой тонкостенную коробчатого типа конструкцию, в вертикальной плоскости близкую по форме к брусу равного сопротивления изгибу, а противоположные концы ее прямоугольной в вертикальной плоскости формы снизу оборудованы устройствами для фиксации пружин центрального рессорного подвешивания и в боковых стенах имеющие углубления - карманы для размещения клиньев фрикционных гасителей колебаний, образованные вертикальными стенками, расположенными поперек продольной оси балки, наклонной под углом α к горизонтали стенки, состоящей из трех сегментов, а в нижнем поясе балки, образующем основание кармана, выполнено продольное со скруглением к середине балки отверстие, на верхнем поясе по его центру расположен подпятник с плоской опорной поверхностью и упорным кольцевым буртом и смещенные друг от друга в боковом направлении опорные площадки под скользуны, отличающаяся тем, что по всей длине балки, вдоль ее продольной оси симметрии выполнено вертикальное ребро с технологическими отверстиями, соединяющее верхний и нижний пояса, в том числе и в зоне подпятника. При этом верхний пояс балки в зонах перехода от площадок под скользуны к концевым частям с внутренней стороны может быть подкреплен ребрами ограниченной высоты, расположенными симметрично относительно продольной оси балки на расстоянии а от нее. Кроме того, на верхнем поясе с каждой стороны между подпятником и площадкой под скользуны могут быть образованы симметрично расположенные относительно продольной и поперечной осей балки технологические ромбовидной формы со скругленными углами отверстия, усиленные буртами. Также центральный сегмент наклонной стенки кармана для клина фрикционного гасителя колебаний может быть углублен к продольной оси балки по отношению к боковым сегментам и имеет плоскую поверхность, параллельную продольной оси, а боковые сегменты могут иметь плоские поверхности, направленные навстречу друг другу под углом β к плоскости, параллельной продольной оси балки.
Кроме того, опорные площадки под скользуны могут быть сопряжены с верхним поясом балки сегментами поверхностей переменного радиуса, а подпятник с внутренней стороны балки может быть подкреплен системой ребер ограниченной высоты параллельных продольной оси и ребер ограниченной высоты, расположенных под углом к ней, между боковыми стенами и вертикальным ребром, а отверстие под шкворень вагона может быть выполнено во втулке, имеющей форму перевернутого усеченного конуса, опирающейся на вертикальное ребро и с помощью ребер ограниченной высоты, соединенной с боковыми стенами по нормали к ним. Так же вариантом исполнения предусмотрена конструкция, в которой верхние углы надрессорной балки в зоне перехода от опорных площадок под скользуны к концевым частям ограничены параллельными продольной оси балки наклонными плоскостями.
Недостатком упомянутой конструкции является высокая металлоемкость, сложность литейной оснастки, вероятность возникновения литейных дефектов в вертикальных стенках концевой части надрессорной балки в зоне перехода вертикальной стенки в опорную площадку под скользуны верхнего пояса и в зоне перехода в наклонный пояс надрессорной балки в связи с образованием в процессе изготовления стандартным методом литья изолированных тепловых узлов, как следствие, остаточных растягивающих напряжений из-за неравномерности охлаждения упомянутых участков, что приводит к снижению долговечности и надежности конструкции.
Проблемой, решаемой заявляемой полезной моделью, является улучшение качества отливки надрессорной балки за счет снижения брака при производстве, путем исключения литейных дефектов в зоне перехода вертикальной стенки в опорную площадку под скользуны верхнего пояса и в зоне перехода с нижнего в наклонный пояс надрессорной балки.
Технический результат, достигаемый при реализации заявляемой полезной модели, состоит в изменении конструкции надрессорной балки, в частности в выполнении опорной площадки трапецеидальной формы под скользуны верхнего пояса и переменной толщины вертикальной стенки с одной стороны в зоне перехода в опорную площадку под скользуны верхнего пояса и с другой стороны в зоне перехода в наклонный пояс надрессорной балки, позволяющий формировать отливку надрессорной балки с эффективной пропиткой указанных участков, что исключает возникновение литейных дефектов и повышает долговечность и надежность конструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что в надрессорной балке железнодорожной тележки, выполненной в виде стальной отливки, состоящей из верхнего пояса с цилиндрическим подпятниковым местом, плоскими опорными площадками под скользуны, нижнего пояса с опорными поверхностями пружин рессорного подвешивания с ограничителями для пружин, переходящими в наклонный пояс, вертикальными боковыми стенками, плоские опорные площадки под скользуны выполнены трапецеидальными, а вертикальные боковые стенки в сечении опорной площадки под скользуны выполнены переменной толщины с расширением внутренних сторон по направлению от наклонного пояса с образованием уклона внутренней стороны относительно наружной стороны вертикальной боковой стенки в диапазоне от 4 до 5 градусов.
Кроме того, расширение внутренних сторон вертикальных боковых стенок может быть выполнено в сечении опорной площадки под скользуны, на участке от переходного радиуса между нижним и наклонным поясами до внутренней стороны опорных площадок верхнего пояса.
Также расширение внутренних сторон вертикальных боковых стенок может быть выполнено в сечении опорной площадки под скользуны, на участке от проекции на внутренней стенке продольной осевой линии надрессорной балки до внутренней стороны опорных площадок верхнего пояса.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг. 1 – вид в плане на надрессорную балку;
фиг. 2 – фрагмент поперечного сечения надрессорной балки по первому варианту исполнения;
фиг. 3 – фрагмент продольного сечения надрессорной балки по первому варианту исполнения;
фиг. 4 – фрагмент поперечного сечения надрессорной балки по второму варианту исполнения;
фиг. 5 – фрагмент продольного сечения надрессорной балки по второму варианту исполнения;
В надрессорной балке 1 железнодорожной тележки, выполненной в виде стальной отливки, состоящей из верхнего пояса 2 с цилиндрическим подпятниковым местом 3, плоскими опорными площадками 4 под скользуны, нижнего пояса 5 с опорными поверхностями 6 пружин рессорного подвешивания с ограничителями для пружин 7, переходящими в наклонный пояс 8, вертикальными боковыми стенками 9, плоские опорные площадки 4 под скользуны выполнены трапецеидальными, а вертикальные боковые стенки 9 в сечении опорной площадки 4 под скользуны выполнены переменной толщины с расширением внутренних сторон вертикальных боковых стенок 9 по направлению от наклонного пояса 8 с образованием уклона α внутренней стороны относительно наружной стороны вертикальной боковой стенки 9 в диапазоне от 4 до 5 градусов.
Кроме того, расширение внутренних сторон вертикальных боковых стенок 9 может быть выполнено в сечении опорной площадки 4 под скользуны, на участке от переходного радиуса 10 между нижним 5 и наклонным 8 поясами до внутренней стороны опорных площадок 4 верхнего пояса 2.
Также расширение внутренних сторон вертикальных боковых стенок 9 может быть выполнено в сечении опорной площадки 4 под скользуны, на участке от проекции на внутренней стенке продольной осевой линии 11 надрессорной балки, как правило, совпадающей с линией разъема 12 внутреннего литейного стержня, до внутренней стороны опорных площадок 4 верхнего пояса 2.
В целом, локальное увеличение толщины вертикальной стенки 9 с внутренней стороны позволяет повысить прочность надрессорной балки 1 и напрямую влияет на снижение брака при производстве.
Реализация предлагаемого технического решения обеспечивает улучшение качества отливки надрессорной балки за счет снижения брака при производстве путем исключения литейных дефектов в зоне перехода вертикальной стенки в опорную площадку под скользуны верхнего пояса и в зоне перехода с нижнего в наклонный пояс надрессорной балки, что повышает долговечность и надежность конструкции.
Промышленная применимость полезной модели обеспечивается с использованием известных, стандартных технологических приемов, применяемых в условиях серийного производства.