РАМА ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к рамам грузовых железнодорожных вагонов, а именно к конструкции шкворневого узла.
Наиболее близким техническим решением является узел соединения шкворневой и хребтовой балок рамы грузового вагона, включающий хребтовую балку и закрепленную на ней шкворневую балку, которая содержит верхний и нижний листы, соединенные между собой двумя вертикальными листами, при этом нижний лист содержит выступающую часть (RU №172942, МПК B61F 1/02, опубл. 01.08.2017).
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность и надежность шкворневого узла в месте соединения нижних листов с боковыми балками.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение прочности и надежности шкворневого узла в месте соединения нижних листов с боковыми балками за счет выполнения по концам нижнего листа выступающих частей, имеющих с ним плавный переход, что увеличивает длину сварных швов, и снижает концентрацию напряжений.
Указанный технический результат достигается тем, что рама грузового вагона включает в себя хребтовую балку, две боковые, две концевые балки, промежуточные балки и два шкворневых узла, с нижними листами, причем по концам каждого нижнего листа выполнены выступающие части, имеющие с ним плавный переход и соединенные с боковой балкой по всей длине сварным швом. Выступающие части нижнего листа могут иметь плавные скругления на своих концах, а так же могут быть выполнены длиной от 50 до 500 мм.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 - общий вид рамы, фиг. 2 - вид А фиг. 1, фиг. 3 - вид А фиг. 1 (вариант изготовления).
Рама грузового вагона включает в себя хребтовую балку 1, две боковые балки 2, две концевые балки 3, промежуточные балки 4 и два шкворневых узла 5. Шкворневой узел связывает между собой хребтовую балку 1 и боковые балки 2 силовыми элементами (не показано) и нижним листом 6 шкворневого узла 5. Нижний лист 6 имеет по своим концам выступающие части 7. Выступающие части 7 расположены вдоль вагона и имеют с листом 6 плавный переход 8.
Выполнение выступающих частей 7 на нижнем листе 6 создает возможность увеличения длины сварных швов, соединяющих нижний лист 6 с боковыми балками 2, что увеличивает прочность шкворневого узла 5, а, следовательно, и всей рамы грузового вагона.
Выполнение выступающих частей 7 с плавными переходами 8 к нижним листам 6 обеспечивает более равномерную нагрузку в шкворневом узле 5 в процессе эксплуатации, что, как следствие, снижает концентрацию напряжений в данных местах и увеличивает надежность шкворневого узла 5 и, следовательно, всей рамы грузового вагона.
Выступающие части 7 могут быть выполнены с плавными скруглениями 9 на концах, что обеспечит более равномерное распределение концентраторов напряжения в сварном шве, что так же повысит прочность и надежность шкворневого узла 5 и рамы грузового вагона в целом.
Выступающие части 7 могут быть выполнены длиной L, равной от 50 до 500 мм. Величина длины "L" выступающих частей 7, равная от 50 мм до 500 мм принята из расчета величин, оптимальных для достижения технического результата с учетом себестоимости и технологичности изготовления нижнего листа 6 с выступающими частями 7.
Так, например, уменьшение длины выступающих частей 7 менее 50 мм не обеспечит должного увеличения прочности, при этом существенно увеличит себестоимость изготовления нижнего листа 6 за счет увеличения норм расхода материала (увеличение отходов металла) по сравнению с обычным нижним листом без выступающих частей.
Увеличение длины L выступающих частей 7 свыше 500 мм нецелесообразно по двум причинам. Во-первых, это существенное увеличение трудоемкости изготовления, увеличение норм расхода материала (по сравнению с выступающими частями 7 длиной менее 500 мм), а так же увеличение массы нижнего листа 6, а, следовательно, и всей рамы грузового вагона, что приведет к снижению основного показателя - грузоподъемности грузового вагона. Во-вторых, основная нагрузка зоны соединения нижнего листа с боковыми балками сосредоточена в плавных переходах 8 с последующим перераспределением на выступающие части 7. На длине выступающих частей 7 до 500 мм происходит полное гашение возникающих нагрузок и дальнейшее увеличение длины выступающих частей 7 не изменит прочностных характеристик шкворневого узла 5.