Боковая рама тележки вагона

Данное техническое решение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к конструкциям ходовых тележек грузовых вагонов.
Известна (RU 2200681, 20.03.2003) тележка железнодорожного вагона, содержащая колесные пары с буксовыми узлами, воспринимающие нагрузку от рамы тележки, включающая в себя надрессорную балку, опирающуюся на рессорные комплекты, расположенные в центральных проемах боковых рам с выполненными надбуксовыми проемами, в которых выполнены технологические отверстия, а между горизонтальными опорными поверхностями надбуксовых проемов и буксовых узлов расположены сменные наличники с износостойкими пластинами, трапецеидальные ветви которых загнуты через технологические отверстия во внутренние полости боковых рам.
Недостатком конструкции боковой рамы такой тележки является низкая надежность в эксплуатации за счет наличия отверстий над опорной поверхностью челюстного проема в вертикальных стенках горизонтального пояса, которые повышают концентрацию напряжений в зоне опорной поверхности буксового проема и могут стать причиной появления усталостных трещин и излому боковой рамы. Кроме того в процессе работы тележки ветви наличника испытывают большие нагрузки, вследствие чего могут деформироваться, что в конечном итоге приведет к снижению его эффективности и преждевременному выходу из строя боковой рамы.
Известна боковая рама тележки грузового вагона (RU 169089, 02.03.2017), содержащая верхние и нижние пояса, соединенные между собой наклонными поясами и колонками, образующими рессорный проем, на концах верхнего пояса выполнены буксовые проемы с опорной поверхностью, на боковых стенках верхнего пояса над опорной поверхностью буксового проема выполнены несущие полочки с расположенными по их концам упорными элементами, используемыми для базирования защитной надбуксовой накладки, при этом несущие полочки одним своим концом размещены в углублении боковой стенки верхнего пояса, выполненным в зоне внутреннего угла буксового проема с образованием внутренней упорной ступеньки, служащей базирующим упорным элементом для надбуксовой защитной накладки. Данная боковая рама выбрана в качестве наиболее близкого аналога (прототипа) к заявляемой полезной модели.
Такая конструкция боковой балки рамы лишена недостатков, обусловленных наличием отверстия в верхнем поясе над буксовым проемом, которое известно из предыдущего аналога. Однако конструкция прототипа обладает недостатками, среди которых - сложность изготовления (отливки) боковой рамы, обусловленная наличием большого количества мелких выступов и углублений, а также сложность выполняемых операций при установке накладки или ее замене при текущем обслуживании, приводящие к недостаточной фиксации надбуксовой накладки или ее потере в процессе эксплуатации рамы, вследствие чего снижается износоустойчивость боковой рамы в зоне буксы.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение надежности эксплуатации боковой рамы, за счет конструкции, обеспечивающей надежную фиксацию износостойкой накладки, располагаемой между опорной поверхностью буксового проема боковой рамы и буксой.
Технический результат достигается тем, что боковая рама тележки грузового вагона, выполненная в виде стальной отливки, содержащая верхние и нижние пояса, соединенные между собой наклонными поясами и вертикальными колонками, образующими рессорный проем, на концах верхнего пояса выполнены буксовые проемы с опорной поверхностью, а на вертикальных стенках верхнего пояса над опорной поверхностью буксового проема выполнены П-образные скобы.
Причем длина П-образной скобы может составлять от 70 мм до 170 мм, а ширина - от 20 мм до 40 мм.
Кроме того, толщина П-образной скобы не превышает 15 мм.
Также, скобы располагаются симметрично относительно поперечной оси рамы на расстоянии от 800 мм до 1100 мм от нее.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
Фиг. 1 - Общий вид рамы боковой;
Фиг. 2 - Разрез А-А рамы боковой на фиг.1;
Фиг. 3 - 5 - Варианты выполнения формы скобы.
Боковая рама содержит верхний пояс 1, нижний пояс 2, два наклонных пояса 3, связывающих верхний 1 и нижний 2 пояса, две вертикальные колонки 4, образующих рессорный проем 5. На каждом конце верхнего пояса 1 выполнены внутренние и внешние челюстные направляющие, образующие буксовый проем 8, ограниченный сверху опорной поверхностью 9. Над буксовыми проемами 8 на вертикальных стенках 10 верхнего пояса 1 расположены выступы, выполненные в виде П-образной скобы 11. Скобы 11 выполнены заодно с рамой путем отливки в форме, так что между скобой 11 и вертикальной стенкой 10 верхнего пояса 1 образуется отверстие 12 (Фиг. 3). Скобы 11 могут иметь различную геометрическую форму, представленную на Фиг. 3-5.
В предпочтительном варианте выпуска боковых рам скобы 11 выполнены длиной L, составляющей от 70 мм до 170 мм, расположены симметрично относительно поперечной оси боковой рамы на каждой вертикальной стенке 10 буксового проема 8 на расстоянии F от поперечной оси и имеют в сечении толщину В, не превышающую 15 мм, и ширину D, составляющую от 20 мм до 40 мм. Расстояние F составляет от 800 мм до 1100 мм. Переход скобы 11 в верхний пояс 1 может быть выполнен по радиусу R, который составляет от 5 до 20 мм. Максимальные и минимальные значения перечисленных размеров были получены расчетно-опытным путем исходя из требований обеспечения достаточной прочности скобы 11 при одновременном соблюдении технологичности ее изготовления и требований по массе боковой рамы. Ширина h отверстий 12, образованных внутренней стенкой П-образной скобы 11 и внешней поверхностью стенки 10, составляет от 3 мм до 8 мм. Данные размеры определены исходя из соблюдения достаточной прочности скобы и размеров используемых накладок, закрепляемых в отверстии 12.
При работе заявляемого устройства нагрузка от вагона передается через надрессорную балку на боковую раму тележки, которая опирается через опорную поверхность 9 на буксовый узел колесной пары (не показана) тележки. Для избежания чрезмерного истирания в процессе эксплуатации опорной поверхности 9 и последующего излома верхнего пояса 1 боковой рамы между буксой колесной пары и опорной поверхностью 9 размещаются износостойкие накладки, которые могут иметь различную конфигурацию и материал. Примеры выполнения и размещения таких накладок широко известны в области техники, например в патентах RU 2200681, RU 114013, US 4203371. Чаще всего подобные накладки выполнены в виде планки с фиксирующими ушками (лепестками), которые в настоящей боковой раме вводятся в отверстия 12 скоб 11 с обеих сторон рамы, охватывая надбуксовую часть верхнего пояса 1 снизу, и фиксируются в них при помощи загиба. Заход фиксирующих ушек (лепестков) накладки в отверстия 12 скоб 11 не требует сложных технических манипуляций и оборудования, одновременно с этим позволяет обеспечить надежную фиксацию защитной износостойкой накладки на надбуксовом проеме, предотвращая ее продольные, поперечные и вертикальные перемещения. Это в конечном итоге приводит к повышению износостойкости надбуксового проема и рамы в целом.