ДВУХОСНАЯ ТЕЛЕЖКА ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к подвижному составу железнодорожного транспорта и может быть использована в конструкциях двухосных тележек грузовых вагонов.
Известна (патент № RU 2246416 от 20.06.2004) двухосная тележка грузового вагона модели 18-100, содержащая сварные боковые рамы щелевого типа, сварную надрессорную балку выполненные из листового проката низколегированной стали 09Г2Д-12 или 091 2С-св-12 ГОСТ 19281 не ниже 295 класса прочности.
Надрессорная балка оборудована подпятником и опорами для скользунов, комплектами центрального подвешивания и фрикционными гасителями колебаний и колесными парами с буксовыми роликовьми узлами, замкнутыми челюстями боковых рам, выполненных сварными.
Сварная боковая рама состоит из верхнего и нижнего поясов, двух боковин, имеющих проемы для букс и рессорного подвешивания. Проем для букс оборудован поясом буксового проема, контактной планкой, устройством, предохраняющим выпадение колесной пары при подъеме тележки, кронштейном домкрата. Проем для рессорного подвешивания оборудован верхним поясом рессорного проема, поддоном для пружин, элементами расположения фрикционных планок, кронштейном крепления триангеля, усилением рессорного проема.
Недостатком этого технического решения является низкая надежность в эксплуатации.
Нижний лист нижнего пояса представляет собой ломаную ступенчатую конструкцию, сваренную тавровыми швами, что создает резкие перепады жесткости и концентраторы напряжений в стыках. Вертикальные сварные швы ребер (являющиеся технологическими концентраторами напряжений), поддерживающих опорную площадку рессорного проема, выведены на нижний растянутый лист, что уменьшает усталостную долговечность. Продольные и поперечные упоры буксового проема выполнены несменными, что приводит к необходимости замены боковой рамы при достижении предельной величины износов упоров в эксплуатации.
Задачей полезной модели является разработка двухосной тележки грузового вагона надежной в эксплуатации
Технический результат заключается в повышении долговечности и надежности при эксплуатации
Технический результат достигается тем что, двухосная тележка грузового вагона, содержащая две колесные пары с опирающимися на их буксовые узлы через челюстные проемы боковыми рамами, выполненными сварными, состоящими из наружных и внутренних челюстных упоров, опорных участков челюстных проемов, нижнего пояса, соединенного с опорными участками наклонным поясом, верхнего пояса, двух боковых стенок, имеющих в середине проем для рессорного подвешивания с опорным листом для упругих элементов подвешивания в нижней части и вертикальными опорами фрикционных планок. Нижний лист наружного челюстного упора, опорный участок челюстного проема, нижний лист наклонного и нижнего пояса образованы одним изогнутым листом. В зоне наружного челюстного упора и верхней части наклонного пояса изогнутый лист имеет полки, выступающие наружу от боковых стенок, с отверстиями под крепежные соединения с наружным и внутренним упорами буксовых узлов. Опорный лист проема для рессорного подвешивания подкреплен поперечными ребрами, не доходящими до нижнего изогнутого листа, проходящими через прорези, в боковых стенках, образующих нижний пояс. Боковые стенки имеют окна треугольной формы со cкруглениями, стороны которых параллельны нижнему листу наклонного пояса, верхнему листу верхнего пояса и вертикальному листу опоры фрикционной планки. Нижний изогнутый лист может состоять из трех частей, двух консольных толщиной t1, образующих нижний лист наружного челюстного упора, опорный участок челюстного проема и верхнюю часть нижнего листа наклонного пояса, и одной средней толщиной t2, t2≤t1, образующей нижнюю часть наклонного пояса и нижний лист нижнего пояса, соединенных стыковыми сварными швами. Радиус изгиба R нижнего листа боковой рамы при переходе от опорного участка челюстного проема в нижний лист наклонного пояса может составлять 95-105 мм. Окна в боковых стенках боковой рамы могут иметь перемычку, соединяющую зону вертикального листа опоры фрикционной планки с зоной внутреннего челюстного упора для буксовых узлов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 изображен общий вид тележки грузового вагона;
- на фиг.2 изображен общий вид боковой рамы тележки грузовых вагонов с разрезом по продольной плоскости;
- на фиг.3 показан разрез боковой рамы в средней части по линии А-А фиг.1;
- на фиг.4 показана аксонометрическая проекция боковой рамы с разрезом.
Двухосная тележка грузового вагона (фиг.1), содержащая две колесные пары 1 с опирающимися на их буксовые узлы 2 через челюстные проемы 3 (фиг.2) боковыми рамами 4 (фиг.1), выполненными сварными, (фиг.2) состоящими из наружных 5 и внутренних 6 челюстных упоров, опорных участков челюстных проемов 7, нижнего пояса 8, соединенного с опорными участками наклонным поясом 9, верхнего пояса 10, двух боковых стенок 11, имеющих в середине проем 12 для рессорного подвешивания с опорным листом 13 для упругих элементов подвешивания в нижней части и вертикальными опорами фрикционных планок 14. Нижний лист наружного челюстного упора 15, опорный участок челюстного проема 7, нижний лист наклонного 9 и нижнего 8 пояса образованы одним изогнутым листом. В зоне наружного челюстного упора и верхней части наклонного пояса изогнутый лист имеет полки 16 (фиг.4), выступающие наружу от боковых стенок 11, с отверстиями 17 под крепежные соединения с наружным 5 и внутренним 6 упорами буксовых узлов. Опорный лист проема для рессорного подвешивания подкреплен поперечными ребрами 18 (фиг.3), не доходящими до нижнего изогнутого листа, проходящими через прорези, в боковых стенках, образующих нижний пояс. Боковые стенки (фиг.2) имеют окна треугольной формы 19 со cкруглениями, стороны которых параллельны нижнему листу наклонного пояса, верхнему листу верхнего пояса и вертикальному листу опоры фрикционной планки. Нижний изогнутый лист может состоять из трех частей, двух консольных толщиной t1, образующих нижний лист наружного челюстного упора, опорный участок челюстного проема и верхнюю часть нижнего листа наклонного пояса, и одной средней толщиной t2, t2≤t1, образующей нижнюю часть наклонного пояса и нижний лист нижнего пояса, соединенных стыковыми сварными швами. Радиус изгиба R (фиг.2) нижнего листа боковой рамы при переходе от опорного участка челюстного проема в нижний лист наклонного пояса может составлять 95-105 мм. Окна 19 в боковых стенках боковой рамы могут иметь перемычку 20, соединяющую зону вертикального листа опоры фрикционной планки 14 с зоной внутреннего челюстного упора 6 для буксовых узлов.
Тележка грузового вагона работает следующим образом. При движении грузового вагона вертикальная и горизонтальная нагрузка передается от кузова вагона через упругие и демпфирующие элементы рессорного подвешивания на боковые рамы 4, а затем через буксовые узлы 2 колесных пар 1 на железнодорожный путь. Для передачи нагрузок от кузова вагона на колесную пару в боковой раме служат опорный лист 13 рессорного проема и опорные участки 7 челюстных проемов. Опоры фрикционных планок 14 служат для взаимодействия с деталями фрикционного гасителя колебаний.
Основным несущим элементом боковой рамы является наклонный пояс 9, который растягивается при приложении к боковой раме, опертой на участки 7, нагрузки через опорный лист 13. Выполнение участков 7, наклонного пояса 9 и нижнего пояса 8 общим листом обеспечивает отсутствие в них технологических концентраторов напряжений, повышение прочности и долговечности боковой рамы.
Расчет механических напряжений в боковой раме при действии на нее сил от кузова вагона показывает, что наиболее нагруженной зоной является переход от наружного упора 5 в опорный участок 7 и в наклонный пояс 9, что может быть скомпенсировано увеличением толщины листа t1 (t1>t2) в этой зоне, а также выбором радиуса изгиба Rв диапазоне 95-105 мм.
Опорный лист 13 для упругих элементов подвешивания имеет выступающие за боковые стенки полки (фиг.4), на которые опираются упругие элементы подвешивания, создавая изгиб листа 13 в поперечном направлении. Для снижения напряжений от изгиба в листе 13 служат поперечные ребра 18. По высоте нижнего пояса ребра 18 не достигают основного несущего листа 8. Отсутствие технологических концентраторов в виде сварных швов в зоне листа 8 обеспечивает повышение надежности боковой рамы.
Горизонтальные перемещения буксового узла относительно боковой рамы, возникающие при движении вагона по рельсовому пути, ограничены наружным 5 и внутренним 6 челюстными упорами, которые могут изнашиваться от взаимодействия. Способ установки упоров 5 и 6 в отверстия 17 на выступающих полках 16 позволяет производить их замену в эксплуатации, что повышает надежность боковой рамы и улучшает взаимодействие с буксовым узлом колесной пары.