БОКОВАЯ РАМА ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к подвижному составу железнодорожного транспорта и может быть использована в конструкциях двухосных тележек грузовых вагонов.
Уровень техники
Известны различные технические решения в рассматриваемой области.
Известен патент на полезную модель RU №115315 Ul (B61F 5/52, опубл. 27.04.2012). Боковая рама тележки грузового вагона, выполненная в виде стальной отливки, состоит из верхнего и нижнего горизонтальных поясов, соединенных между собой вертикальными колонками, выполненными с вертикальным приливом на внутренней стороне и двумя отверстиями в средней части под установку фрикционной планки, образующими совместно с горизонтальными поясами рессорный проем, в нижней части которого расположена опорная поверхность с бонками для установки пружин и ограничителями от смещения пружин, наклонных поясов, сопряженных с нижним поясом и горизонтальными опорными участками челюстных проемов, имеющих наружные и внутренние опорные упоры, внутренней направляющей челюстного проема с открытым сечением с наружной стороны, обзорного окна и верхнего горизонтального пояса в зоне обзорного окна коробчатого сечения. На внутренней поверхности нижней полки нижнего горизонтального пояса между вертикальными стенками выполнены утолщения высотой 10-20 мм в виде секторов цилиндра с образующей поперек боковой рамы.
Кроме того, известен патент на полезную модель RU №174094 U1 (B61F 5/00, опубл. 02.10.2017), согласно которому боковая рама содержит верхний пояс с консолями, образующими буксовые проемы с внутренними и внешними углами, нижний пояс с опорной площадкой для рессорного комплекта, соединяющие верхний и нижний пояса вертикальные и наклонные пояса. В зонах внутренних углов буксовых проемов на внутренней поверхности боковой стенки верхнего пояса выполнены приливы-утолщения. Приливы-утолщения выполнены в виде протяженных участков, расположенных между местами сопряжения нижних полок верхнего и наклонных поясов и верхней полкой верхнего пояса.
Известен также патент на полезную модель RU №102577 (B61F 5/52, опубл. 10.03.2011), который является наиболее близким к предлагаемому решению и принят за прототип. Согласно данному патенту боковая рама тележки грузового вагона содержит верхний и нижний горизонтальные пояса, соединенные между собой двумя боковыми стенками и вертикальными колонками, образующими совместно с горизонтальными поясами рессорный проем, в нижней части которого расположена опорная поверхность, наклонные участки, сопряженные с нижним поясом и горизонтальными опорными площадками буксовых проемов, образованных наружными и внутренними челюстными направляющими, технологические окна, образованные внутренней поверхностью наклонной стенки, вертикальными колонками и верхним горизонтальным поясом. Боковые стенки в зоне внутреннего угла челюстного проема выполнены с полукруглым утолщением с центром в вершине угла и толщиной, равной толщине горизонтальной опорной полки челюстного проема. В кольцевой зоне толщина стенки выполнена постепенно убывающей до величины, равной общей толщине боковых стенок, поверхности опорных упоров в челюстном проеме выполнены цилиндрическими с вертикальной образующей, вертикальная стенка вертикальной колонки сопряжена с верхней полкой нижнего пояса по радиусу.
Техническая проблема, свойственная известным конструкциям, заключается в том, что аналоги имеют низкую усталостную прочность в местах расположения концентраторов напряжений, к которым относятся, в частности, зоны углов в местах перехода нижнего пояса в наклонный пояс, являющихся местами сопряжения нескольких стенок.
Раскрытие сущности полезной модели
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в повышении технологичности изготовления с одновременным повышением надежности боковой рамы тележки грузового вагона за счет улучшения ее прочностных свойств.
Достигается указанный технический результат тем, что в боковой раме тележки грузового вагона, содержащей верхний и нижний горизонтальные пояса, соединенные между собой вертикальными колонками, и наклонные пояса, сопряженные с нижним горизонтальным поясом, предлагается на участках внутренних поверхностей верхних стенок наклонных поясов в месте сопряжения верхней стенки наклонных поясов со стенками вертикальных колонок, образующих рессорный проем, выполнены местные приливы-утолщения шириной h от 55 до 65 мм, длиной 1 от 130 мм до 150 мм и толщиной s от 12 до 20 мм с углом α уклона к соответствующей верхней стенке в диапазоне от 2 до 10°.
Применение предлагаемых местных приливов-утолщений позволяет создать дополнительный объем расплава в стенке наклонного пояса для увеличения зоны действия прибыли, что, в свою очередь, позволяет повысить технологичность изготовления и улучшить качество отливки рамы боковой за счет снижения вероятности возникновения литейных дефектов усадочного характера в результате организации питания зоны сопряжения стенок, находящихся на противоположной стороне от питающей данный узел прибыли. Дополнительным эффектом от данного изменения конструкции стенок является улучшение прочностных свойств в нагруженных участках переходов верхнего пояса детали.
Краткое описание чертежей
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется следующим графическим материалом:
фиг. 1, на которой представлен общий вид боковой рамы тележки грузового вагона;
фиг. 2, на которой представлен вид в разрезе части боковой рамы с приливом,
фиг. 3, на которой представлен вид в разрезе места сопряжения нижнего горизонтального пояса с наклонными поясами по линии А-А,
фиг. 4, на которой изображена аксонометрическая проекция части боковой рамы с приливом, где:
1- верхний горизонтальный пояс;
2- нижний горизонтальный пояс;
3- вертикальная колонка;
4- рессорный проем;
5- наклонный пояс;
5.1 - верхняя стенка наклонного пояса;
6- технологическое окно;
7- челюстная направляющая;
8 - горизонтальная опорная площадка буксового проема.
9 - прилив-утолщение;
Осуществление полезной модели
Боковая рама тележки грузового вагона содержит верхний 1 и нижний 2 горизонтальные пояса, соединенные между собой двумя вертикальными колонками 3, образующими совместно с горизонтальными поясами рессорный проем 4, в нижней части которого расположена опорная поверхность для установки пружин, и наклонными поясами 5, сопряженными с нижним поясом 2 и горизонтальными опорными площадками 8 буксовых проемов, образованных наружными и внутренними челюстными направляющими 7. Боковая рама также содержит технологические окна 6, образованные вертикальными колонками 3, верхним горизонтальным поясом 1, а также наклонными поясами 5.
Как показано на фиг. 2 и фиг. 3, на участке внутренней поверхности верхней стенки 5.1 каждого из наклонных поясов 5 в месте сопряжения указанной верхней стенки 5.1 наклонных поясов 5 с обращенной к рессорному проему 4 стенкой соответствующей смежной вертикальной колонки 3, выполнен локальный прилив-утолщение 9.
Локальные приливы-утолщения 9 имеют ширину h от 55 до 65 мм, длину 1 от 130 до 150 мм и толщину s от 12 до 20 мм с углом α уклона к соответствующей верхней стенке 5.1 в диапазоне от 2 до 10°. Результаты расчета усадочных дефектов в исследуемой зоне показали, что при применении в конструкции предлагаемых приливов-утолщений 9 с указанными параметрами, появление условных объемов металла пониженной плотности (несплошностей) выше определенного уровня маловероятно, при этом выполнение приливов не вызывает чрезмерного увеличения материалоемкости изготовления боковой рамы.
Применение предлагаемых согласно настоящей полезной модели приливов-утолщений в зоне сопряжения верхней стенки 5.1 наклонных поясов 5 со стенками вертикальных колонок 3 позволяет повысить качество отливки боковой рамы за счет существенного снижения вероятности возникновения литейных дефектов усадочного характера в результате организации питания зоны сопряжения стенок, находящихся на противоположной стороне от питающей данный узел прибыли.
Таким образом, боковая рама тележки грузового вагона по предлагаемому решению обладает улучшенными техническими характеристиками, в частности имеет повышенную надежность по сравнению с известными конструкциями, в частности повышенную усталостную прочность в местах расположения концентраторов напряжений, благодаря чему устраняются недостатки аналогов.