Боковая рама тележки грузового вагона

Предлагаемая полезная модель относится к подвижному составу железнодорожного транспорта, а именно к конструкциям боковых рам для тележек грузовых вагонов.
Известная боковая рама тележки грузового вагона, раскрытая в патенте РФ на полезную модель № 153121, опубликованном 10.07.2015 г. Известная боковая рама содержит две колонки, опорную площадку для рессорного комплекта, сопряжённую с колонками и включающую в себя ограничители смещения пружин.
Однако в известном техническом решении снижена статическая и усталостная прочность критической зоны в районе нижнего радиуса рессорного проёма.
Технической проблемой, решаемой предлагаемой полезной моделью, является создание боковой рамы тележки грузового вагона, в которой повышена статическая и усталостная прочность критических зон, расположенных в местах сопряжения колонок и опорной площадки (в нижних углах рессорного проёма).
Технический результат, который может быть достигнут при производстве и использовании предлагаемой полезной модели, заключается в повышении статической и усталостной прочности критических зон, расположенных в местах сопряжения колонок и опорной площадки.
Технический результат достигается за счёт того, что боковая рама тележки грузового вагона содержит две колонки, опорную площадку для рессорного комплекта, сопряжённую с колонками и включающую в себя ограничители смещения пружин. Боковая рама дополнительно включает в себя усиливающие рёбра, при этом каждое усиливающее ребро расположено в месте сопряжения опорной площадки для рессорного комплекта и колонки и соединено с колонкой и ограничителем смещения пружин.
В дополнительном аспекте предлагаемое техническое решение характеризуется тем, что усиливающие рёбра имеют высоту от 15 до 30 мм.
Предпочтительный вариант выполнения предлагаемой полезной модели представлен на фигурах, где
на Фиг. 1 – вид сбоку предпочтительного варианта выполнения предлагаемого технического решения,
на Фиг. 2 – вид сверху опорной площадки,
на Фиг. 3 – трёхмерное изображение опорной площадки.
На Фиг. 1 представлен вид сбоку предпочтительного варианта выполнения предлагаемого технического решения. Боковая рама трёхэлементной тележки грузового вагона выполнена в виде стальной симметричной отливки и содержит два наклонных пояса 1, две вертикальные колонки 2, расположенные между наклонными поясами 1, при этом каждая из вертикальных колонок 2 соединена одним концом с одним из наклонных поясов 1, верхний пояс 3, нижний пояс 4, соединённый с верхним поясом 3 посредством наклонных поясов 1 и вертикальных колонок 2, две наружные вертикальные челюстные направляющие 5, расположенные по краям верхнего пояса 3, две внутренние вертикальные челюстные направляющие 6, каждая из которых соединена с наклонным поясом 1, два надбуксовых участка 7, каждый из которых включает в себя горизонтальный опорный участок (другое название – «горизонтальный опорный участок буксового проёма») и сопряжён с верхним поясом 3 с одной стороны и с наружной вертикальной челюстной направляющей 5 с другой стороны, два буксовых проёма 8, каждый из которых ограничен внешней вертикальной челюстной направляющей 5, надбуксовым участком 7, а именно его горизонтальным опорным участком, и внутренней вертикальной челюстной направляющей 6, два технологических проёма 9, каждый из которых ограничен верхним поясом 3, вертикальной колонкой 2 и наклонным поясом 1, рессорный проём 10, ограниченный верхним поясом 3, двумя вертикальными колонками 2 и нижним поясом 4, опорную площадку 11 для рессорного комплекта, сопряжённую с нижним поясом 4 и с вертикальными колонками 2, расположенную со стороны рессорного проёма 10 и включающую в себя ограничители 12 смещения подклиновых и/или несущих пружин. Два нижних угла рессорного проёма 10 (или места сопряжения вертикальных колонок 2 и опорной площадки 11) радиусно скруглены.
На Фиг. 2 представлен вид сверху опорной площадки, а на Фиг. 3 представлено трёхмерное изображение опорной площадки. Боковая рама дополнительно включает в себя усиливающие рёбра 13, каждое из которых является продолжением одной из вертикальных продольных стенок 14 вертикальной колонки 2. Каждое усиливающее ребро 13 расположено в месте сопряжения опорной площадки 11 для рессорного комплекта и вертикальной колонки 2, соединено с вертикальной колонкой 2 и ограничителем 12 смещения пружин и, предпочтительно, имеет прямоугольное сечение (по номинальным размерам). Кроме того, высота каждого усиливающего ребра при удалении от вертикальной колонки 2 плавно увеличивается в диапазоне от 15 до 30 мм. Ширина усиливающих рёбер 13 сопоставима (в том числе равна) с толщиной вертикальных стенок 14. На Фиг. 2 и Фиг. 3 представлено четыре усиливающих ребра 13, посредством которых соединены четыре ограничителя 12 смещения пружин и стенки двух вертикальных колонок 2.
На этапе проектирования предложенной полезной модели были выполнены расчёты, которые показали, что при высоте усиливающих рёбер 13 менее 15 мм отсутствует существенный вклад в увеличение прочности. Однако усиливающие рёбра 13 высотой свыше 30 мм могут быть помехой для установки пружин рессорного комплекта, а кроме того, перераспределятся концентраторы напряжений с усиливающих рёбер 13 на места сопряжения ограничителей смещения пружин 12 с опорной поверхностью 11, что отрицательно скажется на усталостной прочности конструкции.
В других вариантах выполнения предложенного технического решения по меньшей мере одно усиливающее ребро 13 имеет постоянную высоту, заданную из диапазона от 15 до 30 мм, либо переменную высоту, изменяющуюся в диапазоне от 15 до 30. Кроме того, ширина по меньшей мере одного усиливающего ребра 13 может быть постоянной или переменной (изменяющейся плавно или скачкообразно).
Специалисту в области техники очевидно, что сечение усиливающего ребра 13 может быть любой заданной формы. Например, форма по меньшей мере одного усиливающего ребра 13 может быть прямоугольной, трапециевидной, полигональной, бочкообразной или любой другой известной из уровня техники.
В других вариантах выполнения предложенной полезной модели по меньшей мере одно усиливающее ребро 13 радиусно сопряжено с вертикальной колонкой.
Усиливающие рёбра 13 позволяют повысить статическую и усталостную прочность критических зон, расположенных в местах сопряжения колонок и опорной площадки (в нижних углах рессорного проёма) во время использования предложенной полезной модели.
Предложенное техническое решение может быть использовано в известных из уровня техники тележках грузовых вагонов, например, двухосных, трёхосных и четырёхосных.