БОКОВАЯ РАМА ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается, в частности, конструкции боковой рамы тележки грузового вагона.
Известна боковая рама тележки грузового вагона, содержащая верхний горизонтальный пояс замкнутого сечения с консолями, образующими буксовые проемы, нижний пояс замкнутого сечения с опорной площадкой для рессорного комплекта, два наклонные пояса, связывающие верхний и нижний пояса, вертикальные колонки, технологические окна, центральный рессорный проем, ограниченный опорной площадкой для рессорного комплекта, верхним поясом и вертикальными колонками, радиусные переходы от опорной площадки до вертикальных колонок, выступы в зоне радиусных переходов, и внешнее ребро, примыкающее к выступам и являющееся продолжением опорной площадки (RU 2473439, МПК B61F 5/52, опубл. 04.10.2010).
Недостатком данного технического решения является недостаточное перераспределение циклических напряжений, передающихся от рессорной площадки нижнего пояса к вертикальным колонкам и наклонным поясам во время эксплуатации рамы во время движения тележки от действия пружин, располагающихся в рессорном проеме, что приводит к появлению трещин в наиболее загруженной зоне - соединении нижнего пояса с наклонным поясом и вертикальными колонками.
Технический результат полезной модели заключается в повышении надежности и прочности боковой рамы, за счет более плавного перераспределения возникающих циклических напряжений по сечению боковой рамы в месте соединения нижнего пояса с боковыми поясами и вертикальными колонками.
Технический результат достигается тем, что боковая рама тележки грузового вагона содержит верхний пояс с консолями, образующими буксовые проемы, и нижний пояс замкнутого сечения с опорной площадкой для рессорного комплекта, два наклонных пояса, связывающих верхний и нижний пояса, вертикальные колонки, и центральный рессорный проем, ограниченный верхним поясом, опорной площадкой для рессорного комплекта, и вертикальными колонками, причем в зоне соединения нижнего пояса с наклонным поясом и вертикальными колонками сформирован внешний прилив, переходящий в горизонтальное ребро жесткости, соединенное с опорной площадкой, при этом внутри нижнего пояса в месте его перехода в наклонный пояс сформирован внутренний прилив в виде конусного сегмента, вершина которого направлена к продольной оси боковой рамы, основание соединено с вертикальной стенкой нижнего пояса, а плоская часть соединена с верхней полкой нижнего пояса, причем основание внутреннего прилива имеет плавные переходы со стенкой нижнего пояса.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 - вид боковой рамы сбоку; фиг. 2 - вид боковой рамы сверху; фиг. 3 - вид А фиг. 1; фиг. 4 - разрез Б-Б фиг. 3; фиг. 5 - внутреннее усиление; фиг. 6 - объемный вид на внешнее и внутреннее усиление.
Боковая рама тележки грузового вагона содержит следующие основные элементы: верхний пояс 1 с консолями 2, образующими буксовые проемы 3; нижний пояс 4 с опорной площадкой 5; два наклонных пояса 6; две вертикальные колонки 7; рессорный проем 8, ограниченный верхним поясом 1, нижним поясом 4 и вертикальными колонками 7.
Верхний 1 и нижний 4 пояса имеют замкнутое сечение. Сечение нижнего пояса 4 выполнено коробчатого вида с вертикальными стенками 9, нижней 10 и верхней полками. В качестве верхней полки у нижнего пояса 4 выступает опорная площадка 5. Опорные площадки 5 предназначены для установки на них рессорного комплекта (не показано). Между наклонными поясами 6, верхним поясом 1 и вертикальными колонками 7 расположено технологическое окно 11.
В зоне соединения нижнего пояса 4, наклонного пояса 6 и вертикальной колонки 7 сформирован внешний прилив 12, имеющий преимущественно цилиндрическую форму и не заходящий в область рессорного проема 8. В своей нижней части внешний прилив 12 плавно переходит в горизонтальное ребро жесткости 13, которое своим другим концом переходит в опорную площадку 5. Радиус плавного перехода (R) внешнего прилива 12 в горизонтальное ребро жесткости 13 совпадает с радиусом перехода вертикальных колонок 7 в опорную площадку 5.
Во внутренней полости боковой рамы в зоне перехода нижнего пояса 4 в наклонный пояс 6 сформирован внутренний прилив 14. Внутренний прилив 14 представляет собой конусный сегмент, вершина 15 которого направлена к продольной оси 16 боковой рамы, а основание 17 выполнено по радиусу (r) и соединено с вертикальной стенкой 9 нижнего пояса 4, с внешней стороны которой располагается внешний прилив 12. Соединение основания 17 внутреннего прилива 14 со стенкой 9 нижнего пояса 4 выполнено в виде плавных переходов 18. Плоская часть 19 конусного сегмента внутреннего прилива 14 соединена верхней полкой нижнего пояса 4 (опорной площадкой 5).
Радиус (r) основания конусного сегмента внутреннего прилива 14 может составлять от 30 до 80 мм. Для обеспечения наилучшего перераспределения напряжений длина внутреннего прилива 14 выбирается из такого диапазона, чтобы вершина конусного сегмента располагалась в районе продольной оси 16 боковой рамы (±15 мм от оси). В зависимости от технологии изготовления боковой рамы плавные переходы 18 могут быть выполнены по радиусу от 5 до 35 мм.
Формирование во внутренней полости боковой рамы внутреннего прилива 14 описанной выше формы и расположения обеспечит как усиление сечения конструкции в месте образования высоких циклических нагрузок, так и равномерное перераспределение этих нагрузок на менее нагруженные участки. Помимо этого внутренний прилив 14 за счет своей формы обеспечивает направленную кристаллизацию металла от вершины 15 к основанию 17 при изготовлении рамы, что снижает концентрацию напряжений в месте пересечения нижнего пояса 4, наклонного пояса 6 и вертикальной колонки 7 и уменьшает пористость.