БОКОВАЯ РАМА ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и касается тележек грузовых вагонов.
Известна боковая рама тележки грузового вагона, выполненная в виде стальной отливки, состоящая из верхнего и нижнего горизонтальных поясов, соединенных между собой вертикальными колонками, образующими совместно с горизонтальными поясами рессорный проем, в нижней части которого расположена опорная поверхность с бонками для установки и ограничителями от смещения пружин, наклонных поясов, сопряженных с нижним поясом и горизонтальными опорными участками челюстных проемов, имеющих наружные и внутренние опорные упоры.
Недостатком известного решения является высокая масса и наличие условий для появления литейных дефектов усадочного характера в термических узлах, создаваемых бонками и ограничителями, что сказывается на эксплуатационных характеристиках тележки (RU 102 577, МПК B61F 5/52, опубл. 10.03.2011).
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является боковая рама тележки грузового вагона, выполненная в виде стальной отливки, состоящая 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, отличающаяся тем, что опорные поверхности челюстных проемов выполнены с двумя рядами цилиндрических отверстий на выступающих за вертикальные стенки полках, наружные направляющие челюстных проемов имеют открытое сечение с наружной стороны, наружные и внутренние направляющие челюстных проемов в нижней части имеют горизонтальную полку с цилиндрическим отверстием, и прямоугольное отверстие на внутренней стенке, в середине вертикальных стенок горизонтального пояса над внутренним и наружным углами челюстного проема выполнены два отверстия. Радиус перехода от горизонтального опорного участка челюстного проема в нижнюю полку наклонного пояса может составлять 80-120 мм (RU 115315, МПК B61F 5/52, опубл. 27.04.2012).
Недостатком наиболее близкого аналога является высокая масса и наличие условий для появления литейных дефектов усадочного характера в термических узлах, создаваемых бонками и ограничителями, что сказывается на эксплуатационных характеристиках тележки.
Рама боковая – базовая часть тележки грузового железнодорожного вагона. Она объединяет в единую систему надрессорную балку, рессорное подвешивание, колесные пары с буксовыми узлами и навесное тормозное оборудование. При этом данный элемент получается литьём и имеет большую массу.
Технической проблемой, решаемой заявляемой полезной моделью, является высокая масса боковой рамы и наличие условий для появления литейных дефектов усадочного характера в термических узлах, создаваемых бонками и ограничителями.
Технический результат заключается в снижении массы боковой рамы при улучшении качества готового изделия за счет выполнения бонок и ограничителей пустотелыми и исключения условий для появления литейных дефектов усадочного характера в термических узлах, создаваемых бонками и ограничителями.
Указанный технический результат достигается тем, что боковая рама тележки грузового вагона, выполненная в виде стальной отливки, содержит верхний пояс и нижний пояс с опорной площадкой для рессорного комплекта с бонками для установки пружин и ограничителями от смещения пружин, верхний и нижний пояса соединены между собой двумя вертикальными колонками, образующими проем для центрального рессорного подвешивания, у основания бонок выполнены кольцевые углубления, у основания ограничителей выполнены дугообразные углубления, при этом бонки и ограничители выполнены пустотелыми со стенками толщиной S, которая составляет 7-15 мм.
Бонки могут иметь форму, близкую к кольцевой.
Внутренние ограничители могут иметь форму, близкую к прямоугольной со скругленными углами.
Внешние ограничители могут иметь форму, близкую к треугольной со скругленными углами.
Толщина стенок S может составлять 7-15 мм.
Глубина углублений может составлять 2-8 мм.
Ширина углублений может составлять 5-15 мм.
Высота бонок может составлять 20-30 мм.
Высота внутренних ограничителей и внешних ограничителей с внутренних сторон опорной площадки может составлять 20-30 мм.
Высота угловых ограничителей и внешних ограничителей с боковых сторон опорной площадки может составлять 28-40 мм.
Предложенная полезная модель иллюстрируется чертежами:
на фиг. 1 изображен общий вид боковой рамы тележки грузовых вагонов,
на фиг. 2 показан вид А фиг.1 (опорная площадка для рессорного комплекта, вид сверху),
на фиг. 3 показан разрез В-В фиг. 1 (сечение по основанию бонок),
на фиг. 4 показана изометрия боковой рамы тележки грузовых вагонов с разрезом по площадке для рессорного комплекта.
Позиции на фигурах:
1 – верхний пояс,
2 – нижний пояс,
3 – опорная площадка для рессорного комплекта,
3.1 – бонки,
3.2 – внутренние ограничители пружин,
3.3 - внешние ограничители с внутренних сторон опорной площадки,
3.4 - внешние угловые ограничители,
3.5 - внешние ограничители с боковых сторон опорной площадки,
3.1.1 – углубления у основания бонок 3.1,
3.2.1 – углубления у основания ограничителей 3.2,
3.3.1 – углубления у основания ограничителей 3.3,
3.4.1 – углубления у основания ограничителей 3.4,
3.5.1 – углубления у основания ограничителей 3.5,
4 - вертикальные колонки,
5 - наклонные пояса,
6 - консоли,
7 - внутренние челюсти,
8 - наружные челюсти,
9 - буксовые проемы.
Боковая рама тележки грузового вагона (фиг.1), выполненная в виде стальной отливки, содержит верхний пояс 1 и нижний пояс 2 с опорной площадкой 3 для рессорного комплекта с бонками 3.1 для установки пружин и ограничителями 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 от смещения пружин (фиг.2), верхний 1 и нижний 2 пояса соединены между собой двумя вертикальными колонками 4, образующими проем для центрального рессорного подвешивания, и двумя наклонными поясами 5, верхний пояс 1 переходит после пересечения с наклонными поясами 5 в консоли 6, оснащенные внутренними 7 и наружными 8  челюстями, образующими буксовые проемы 9, у основания бонок 3.1 выполнены кольцевые углубления 3.1.1, у основания ограничителей выполнены дугообразные углубления 3.2.1, 3.3.1, 3.4.1, 3.5.1, при этом бонки 3.1 и ограничители 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 выполнены пустотелыми со стенками толщиной S, которая составляет 7-15 мм (фиг. 3,4).
Бонки 3.1 могут иметь форму, близкую к кольцевой.
Внутренние ограничители 3.2 могут иметь форму, близкую к прямоугольной со скругленными углами и изогнутыми дугообразными гранями.
Внешние ограничители 3.3, 3.4, 3.5 могут иметь форму, близкую к треугольной со скругленными углами и изогнутыми дугообразными гранями.
Толщина стенок S может составлять 7-15 мм.
Глубина углублений 3.1.1, 3.2.1, 3.3.1, 3.4.1, 3.5.1 может составлять 2-8 мм.
Ширина углублений 3.1.1, 3.2.1, 3.3.1, 3.4.1, 3.5.1 может составлять 5-15 мм.
Высота бонок 3.1 может составлять 20-30 мм.
Высота внутренних ограничителей 3.2 и внешних ограничителей 3.3 с внутренних сторон опорной площадки 3 может составлять 20-30 мм.
Высота угловых ограничителей 3.4 и внешних ограничителей 3.5 с боковых сторон опорной площадки 3 может составлять 28-40 мм.
Выполнение стенок бонок 3.1 и ограничителей 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 пустотелыми позволяет снизить массу боковой рамы и соответственно тележки грузового вагона, что значительно улучшает эксплуатационные характеристики тележки, так как без потери прочности и надёжности увеличивается грузоподъёмность подвижного состава на данных тележках. Бонки 3.1 и ограничители 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 контактируют с пружинами рессорного подвешивания, на бонки 3.1 и ограничители 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 не действуют высокие вертикальные нагрузки от других элементов, что позволяет выполнить их пустотелыми. Для изготовления бонок 3.1 и ограничителей 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 пустотелыми в конструкцию литьевых форм были внесены изменения по сравнению с наиболее близким аналогом.
Пример использования. Боковая рама изготавливается методом литья из стали марок 20ГФЛ или 20ГЛ, подвергаясь дополнительной термической и механической обработке. После изучения на предмет снижения массы боковой рамы и исключения условий для появления литейных дефектов усадочного характера в термических узлах, создаваемых бонками и ограничителями выяснилось, что масса боковой рамы может быть уменьшена за счёт выполнения бонок и ограничителей пустотелыми. Были изготовлены опытные образцы предлагаемого варианта боковой рамы в составе тележек грузовых вагонов. В ходе проведения экспериментов было выявлено, что выполнение бонок и ограничителей с толщиной стенок менее 7 мм приведёт к недостаточной надёжности, а выполнение толщиной более 15 мм приведёт к увеличению массы конструкции, что не позволит достичь технического результата. Экспериментальные образцы, фрагменты и цельные боковые рамы были подвергнуты статическим, циклическим и динамическим стендовым механическим испытаниям, а также в движении, по установленным нормам. Испытания показали, что при изготовлении боковых рам методом литья было обеспечено плавное застывание металла и отсутствие литейных дефектов в готовом изделии. При этом масса боковой рамы была снижена на 2 % по сравнению с боковой рамой, у которой стенки бонок и ограничителей были выполнены с полным заполнением выступов металлом и снижено количество усадочных рыхлот в зоне опорной площадки для рессорного комплекта.
Выполнение боковых рам с учетом предлагаемого технического решения позволило снизить массу тележки грузового вагона при улучшении качества готового изделия за счет исключении условий для появления литейных дефектов усадочного характера в термических узлах, создаваемых бонками и ограничителями
Приведенные особенности конструкции боковой рамы могут быть применимы в тележках двухосных, предназначенных для грузовых вагонов железных дорог.