Соединительная балка для самоходного и несамоходного железнодорожного подвижного состава

Полезная модель относится к элементам соединения между тележками и рамами железнодорожного транспорта и предназначена для использования в четырехосных тележках.
Известна соединительная балка четырехосной тележки, описанная в п. РФ №2630267 по кл. B61F 5/52, B61F 3/10, з. 25.03.2016 г., оп. 06.09.2017 г.
Известная балка характеризуется следующей формулой:
Соединительная балка четырехосной тележки, включающая четыре опоры крайних скользунов, пару центральных скользунов, пару крайних пятников и один центральный подпятник, отличающаяся тем, что балка выполнена в виде расположенных по обе стороны от хребтовой балки вагона двух вертикально ориентированных рам, связанных для передачи вертикальной и горизонтальной нагрузки от пятника хребтовой балки на пятник соединительной балки и частично на скользуны горизонтально ориентированной рамой, на крайних элементах которой расположены крайние пятники, а на центральном элементе - центральный подпятник, причем расстояние между вертикальными рамами выбрано таким, что обеспечивается поворот хребтовой балки при прохождении участков пути с заданной кривизной.
Недостаток известной балки заключается в том, что выпуклая приподнятая поверхность верхней рамы соединительной балки уменьшает поверхность опоры на балку, что придает неустойчивость соединению и вызывает колебания при движении. Стационарные пятники и подпятник также сужают эксплуатационные возможности балки.
Известна соединительная балка восьмиосных вагонов, представленная в п. РФ №45349 по кл. B61D 3/00, з. 15.03.2004 г, оп. 10.05.2005 г. Известная балка характеризуется следующей формулой:
1. Соединительная балка восьмиосных вагонов, содержащая соединенные сваркой верхний лист, продольные ребра жесткости, нижний лист изогнутой формы, подпятник, пятниковые плиты с пятниками, центральные и крайние скользуны, расположенные на подкрылках, отличающаяся тем, что пятниковые плиты выполнены с закруглением их концевых частей, нижний лист раскроен из одного листа и выполнен методом гибки, а радиус сопряжения верхнего подкрылка с верхним листом выполнен в пределах 130-150 мм.
2. Соединительная балка по п. 1, отличающаяся тем, что толщина верхнего листа составляет 30±1 мм, а нижнего листа 26±1 мм.
Недостатком известной соединительной балки является сложность ее конструкции, обусловленная выполнением пятниковых плит с закруглением их концевых частей, Отсутствие вертикальных усиливающих элементов уменьшает грузоподъемность балки.
Известна соединительная балка сварной конструкции, представленная в п. РФ №120395 по кл. B61F 5/00, B61D 3/00, з. 26.04.2012 г., оп. 20.09.2012 г.
Известная балка характеризуется следующей формулой:
1. Соединительная балка сварной конструкции, состоящая из нижнего и верхнего листов, двух крайних продольных ребер и двух внутренних продольных ребер, поперечных диафрагм, центрального подпятника, двух концевых пятников, средних крыльев и концевых крыльев, отличающаяся тем, что нижний и верхний листы по обоим концам имеют вырезы замкнутой формы, по контуру которых выполнены сварные швы, соединяющие листы с концевыми пятниками, при этом последние выполнены сборными и состоят из пятниковой плиты, клина и цилиндрического пятника, установленного в пятниковую плиту без зазора и закрепленного в верхнем листе и пятниковой плите кольцевыми швами, причем на рабочих поверхностях пятников выполнена износостойкая наплавка, между продольными внутренними и крайними ребрами установлены дополнительные усиливающие ребра, соединяющиеся с нижним листом и концевыми пятниками.
2. Соединительная балка по п. 1, отличающаяся тем, что ребра концевых крыльев установлены в тело пятниковой плиты и закреплены в нем сверху и снизу сварными швами.
3. Соединительная балка по п. 1, отличающаяся тем, что в центральном подпятнике установлена износостойкая подкладка, закрепленная посредством пружинного кольца.
Недостатком известной балки является сложность ее конструкции, обусловленная наличием пары дополнительных продольных ребер 14 (дополнительно к уже имеющимся двум парам 3 и 4), а также пары усиливающих продольных ребер в концевых крыльях, сложность конструкции концевых пятников, выполненных сборными из пятниковой плиты, клина и самого пятника. Кроме того, выполнение нижнего листа корпуса имеющим поперечное сечение в форме тупого угла снижает нагрузочную прочность соединительной балки. При этом ее эксплуатационные возможности ограничены, т.к. такие стационарные элементы как пятники, подпятник и скользуны предназначены для соединения тележек одного определенного типоразмера.
Известна штампосварная соединительная балка тележки железнодорожного подвижного состава, описанная в одноименном патента СССР №1735100 по кл. B61F 5/00, 1/08, з. 29.08.1989 г., оп. 23.05 1992 г. и выбранная в качестве прототипа.
Известная соединительная балка характеризуется следующей формулой. Штампосварная соединительная балка тележки железнодорожного подвижного состава, содержащая коробчатый корпус переменного по длине поперечного сечения, состоящий из четырех продольных диафрагм, жестко соединенных штампованными верхним и нижним листами, центральным подпятник и два концевых пятника, выполненных каждый в виде цилиндрической опорной пяты, размещенной в отверстии плиты, жестко связанной с верхним листом коробчатого корпуса, два центральных и четыре концевых скользуна, отличающаяся тем, что она снабжена подкрепляющими вертикальными элементами, установленными в зоне перегиба нижнего листа коробчатого корпуса и жестко соединенными с плитой и указанным нижним листом. Центральные и концевые скользуны расположены на подкрылках.
Известная соединительная балка имеет достаточно высокую надежность и вполне удовлетворительную грузоподъемность.
Недостатком является сложность конструкции и ее сборки, обусловленная тем, что пятники выполнены каждый в виде цилиндрической опорной пяты, размещенной в охватывающей ее плите, которая жестко связана с верхним листом коробчатого корпуса и с подкрепляющими (усиливающими) элементами, установленными в зонах перегиба нижнего листа корпуса. При этом ее эксплуатационные возможности ограничены, т.к. такие стационарные элементы как пятники, подпятник и скользуны предназначены для соединения тележек одного определенного типоразмера.
Задачей является расширение эксплуатационных возможностей соединительной балки при упрощении конструкции и обеспечении необходимой надежности работы..
Поставленная задача решается тем, что в соединительной балке для самоходного и несамоходного железнодорожного подвижного состава, содержащей коробчатый корпус переменного по длине поперечного сечения, состоящий, по меньшей мере, из двух продольных ребер, жестко соединенных штампованными верхним и нижним листами, центральный подпятник и два концевых пятника, два центральных и четыре концевых скользуна, расположенных на центральном и концевых подкрылках, и снабженной усиливающими вертикальными элементами, жестко соединенными с указанным нижним листом, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, скользуны на центральном и концевых подкрылках выполнены съемными в виде прямоугольных рамок, центральный подпятник и концевые пятники выполнены съемными различной конфигурации, усиливающие вертикальные элементы установлены в зоне центрального и концевых подкрылков, которые выполнены удлиненными с длиной, не меньшей ширины верхнего листа корпуса, при этом для съемного крепления центрального подпятника и концевых пятников на корпусе выполнены углубления соответствующей различной формы, причем эти углубления соразмерны с максимально возможным диаметром их опорной поверхности.
Выполнение центрального подпятника и концевых пятников съемными различной конфигурации в совокупности с наличием для съемного крепления подпятника и пятников углублений соответствующей различной формы и оптимального с максимальным диаметром размера их опорных поверхностей на корпусе дает возможность устанавливать разные подпятники для разных нагрузок, расширяя тем самым эксплуатационные возможности соединительной балки, позволяя использовать ее для разных нагрузок путем замены указанных элементов на нужные для этого исполнения типоразмеров в соответствии, в частности, с ГОСТ 34468-2018. Выполнение скользунов на подкрылках съемными в виде прямоугольных рамок позволяет устанавливать их при необходимости на разных расстояниях от продольной оси корпуса при использовании балок для разных нагрузках, что также расширяет эксплуатационные возможности балки. Установка вертикальных усиливающих элементов в зонах центрального и кольцевых подкрылков в совокупности с выполнением последних удлиненными, соразмерными с шириной верхнего листа корпуса, обеспечивает надежную опору при работе (использовании) балки для разных нагрузок при весьма простой конструкции. Выполнение подкрылков удлиненными с длиной, не меньшей ширины верхнего листа корпуса, также повышает надежность работы балки. При этом конструкция является весьма простой.
Технический результат - расширение эксплуатационных возможностей соединительной балки при упрощении ее конструкции и обеспечении необходимой надежности работы.
Заявляемая соединительная балка обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как выполнение съемными скользунов в виде прямоугольных рамок на центральном и концевых подкрылках, центрального подпятника и концевых пятников съемными различной конфигурации, установка усиливающих вертикальных элементов в зоне центрального и концевых подкрылков, которые выполнены удлиненными с длиной, не меньшей ширины верхнего листа корпуса, выполнение для съемного крепления центрального подпятника и концевых пятников на корпусе углублений соответствующей различной формы, соразмерность углублений для центрального подпятника и для концевых пятников с максимально возможным диаметром их опорной поверхности, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата. Заявляемая соединительная балка может найти широко применение в четырехосных тележках железнодорожных вагонов и потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг. 1 общий вид соединительной балки;
- фиг. 2 - вида соединительной балки снизу;
- фиг. 3 - вид соединительной балки сверху;
- фиг. 4 - вид соединительной балки в продольном разрезе;
- фиг. 5 - вид соединительной балки в поперечном разрезе.
Соединительная балка для самоходного и несамоходного железнодорожного подвижного состава (фиг. 1-5) содержит коробчатый корпус 1 переменного по длине поперечного сечения, состоящий из двух продольных ребер 2 и 3, жестко соединенных штампованными верхним и нижним листами 4 и 5, центральный подпятник 6 и два концевых пятника 7 и 8, расположенные на корпусе 1, центральный и два концевых подкрылка 9, 10, 11 и расположенные на них два центральных 9', 9'' и четыре концевых скользуна 10', 10'' и 11', 11''. Балка снабжена также жестко соединенными с верхним и нижним листами 4 и 5 усиливающими вертикальными элементами 12 и 13, установленными соответственно в зоне крепления центрального и концевых подкрылков 9-11 к корпусу 1 (фиг. 5). При этом скользуны 9', 9'', 10', 10'', 11', 11'' на подкрылках 9, 10, 11 выполнены съемными в виде прямоугольных рамок, центральный подпятник 6 и концевые пятники 7 и 8 на корпусе 1 выполнены съемными различной конфигурации. Подкрылки 9-11 выполнены удлиненными - общая длина каждого из них соразмерна с шириной верхней поверхности листа 4 корпуса 1.
На верхней поверхности соединительной балки расположены центральный подпятник 6, скользуны 9', 9'', а также углубления 14 различной конфигурации под концевые пятники 7 и 8 (фиг. 1, 3). При этом размеры углублений 14 под центральный подпятник 6 и концевые пятники 7 и 8 на корпусе соразмерны с максимально возможным диаметром опорной поверхности съемного подпятника и пятников. На нижней поверхности соединительной балки расположены концевые пятники 7 и 8 соответствующей различной формы и скользуны 10', 10'', 11', 11'' (фиг. 2, 4).
Выполнение центрального подпятника 6 и концевых пятников 7 и 8 съемными различной конфигурации в совокупности с наличием для их съемного крепления углублений 14 соответствующей различной формы и оптимального с максимальным диаметром размера их опорных поверхностей на корпусе 1 дает возможность устанавливать разные подпятники для разных нагрузок, расширяя тем самым эксплуатационные возможности соединительной балки, позволяя использовать ее для разных нагрузок путем замены указанных элементов на нужные для этого исполнения типоразмеров в соответствии, в частности, с ГОСТ 34468-2018. Установка вертикальных усиливающих элементов 12 и 13 в зонах центрального и кольцевых подкрылков 9-11 в совокупности с выполнением последних удлиненными, соразмерными с шириной верхнего листа 4 корпуса 1 обеспечивает надежную опору при работе (использовании) балки для разных нагрузок при весьма простой конструкции. Выполнение скользунов 9', 9'', 10', 10'', 11', 11'' на подкрылках 9, 10, 11 съемными в виде прямоугольных рамок позволяет устанавливать их при необходимости на разных расстояниях от продольной оси корпуса 1 при использовании балок для разных нагрузках, что также расширяет эксплуатационные возможности балки. При этом выполнение подкрылков 9, 10, 11 удлиненными с длиной, не меньшей ширины верхнего листа 4 корпуса 1 также повышает надежность работы соединительной балки.
Такое выполнение заявляемой соединительной балки в сравнении с прототипом расширяет ее эксплуатационные возможности при упрощении конструкции и обеспечении надежной работы.