Консольная часть хребтовой балки

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции консольной части хребтовой балки рамы грузового вагона.
Известна консольная часть хребтовой балки, содержащая передний и задний упоры, патент России №2395419 RU, B61G 7/10, опубл. 27.07.2010.
Технической проблемой, присущей данному устройству, является непрочное соединение переднего и заднего упоров с консольной частью хребтовой балки, осуществленное только с помощью монтажных сварочных швов.
Известна также консольная часть хребтовой балки, содержащая размещенные в своей внутренней полости передний и задний упоры с упорными поверхностями для контактного взаимодействия с автосцепным устройством, с боковыми привалочными поверхностями и базирующими элементами, которыми указанные упоры установлены и закреплены в фиксирующих сквозных пазах, прорезанных в боковых стенках консольной части хребтовой балки, заявка US 2007/0151941, B61G 7/00, опубл. 05.07.2007 (прототип).
Технической проблемой, присущей данному устройству, является ослабление консольной части хребтовой балки крупноразмерными сквозными открытыми пазами, предназначенными для размещений и крепления в них переднего упора, а также крупноразмерными сквозными пазами или отверстиями для крепления заднего упора, кроме того, наложение по кромкам указанных сквозных пазов или отверстий монтажных сварочных шов непосредственно на корпуса упоров не создает оптимальных температурных режимов для ванны расплавленного металла сварного шва в указанных пазах или отверстиях, ввиду быстрого отвода тепла, вследствие высокой теплопроводности и большой металлоемкости материала корпусов упоров, сосредоточенных в области наложения монтажных швов сварки.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение прочности конструкции консольной части хребтовой балки, за счет надежного соединения переднего и заднего упоров автосцепки с консольной частью хребтовой балки несущей рамы железнодорожного грузового вагона.
Указанный технический результат достигается консольной частью хребтовой балки рамы грузового вагона, содержащей размещенные в своей внутренней полости передний и задний упоры с упорными поверхностями для контактного взаимодействия с автосцепным устройством, с боковыми привалочными поверхностями и базирующими элементами, которыми указанные упоры установлены и закреплены в фиксирующих сквозных пазах, прорезанных в боковых стенках консольной части хребтовой балки, фиксирующие сквозные пазы в боковых стенках консольной части хребтовой балки прорезаны перпендикулярно ее продольной оси и с выходом на продольные полочки хребтовой балки с образованием сквозных проходных вырезов для размещения также и в них базирующих элементов переднего и заднего упоров, при этом базирующие элементы переднего и заднего упоров выполнены виде упорных ребер, выступающих за боковые привалочные поверхности, боковые привалочные поверхности дополнены крепежными ребрами, которыми через соответствующие сквозные и соосные указанным крепежным ребрам технологические пазы, прорезанные в боковых стенках консольной части хребтовой балки, передний и задний упоры дополнительно приварены к консольной части хребтовой балки; крепежные ребра переднего и заднего упоров и соосные им технологические пазы в боковых стенках консольной части хребтовой балки выполнены перпендикулярно продольной оси хребтовой балки; либо крепежные ребра переднего и заднего упоров и соосные им технологические пазы в боковых стенках консольной части хребтовой балки могут быть выполнены параллельными продольной оси консольной части хребтовой балки; передний и задний упоры могут быть выполнены в виде отливок.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что консольная часть хребтовой балки рамы грузового вагона отличается от прототипа тем, что фиксирующие сквозные пазы в боковых стенках консольной части хребтовой балки прорезаны перпендикулярно ее продольной оси и с выходом на продольные полочки хребтовой балки с образованием сквозных проходных вырезов для размещения также и в них базирующих элементов переднего и заднего упоров, при этом базирующие элементы переднего и заднего упоров выполнены виде упорных ребер, выступающих за боковые привалочные поверхности, боковые привалочные поверхности дополнены крепежными ребрами, которыми через соответствующие сквозные и соосные указанным крепежным ребрам технологические пазы, прорезанные в боковых стенках консольной части хребтовой балки, передний и задний упоры дополнительно приварены к консольной части хребтовой балки; крепежные ребра переднего и заднего упоров и соосные им технологические пазы в боковых стенках консольной части хребтовой балки выполнены перпендикулярно продольной оси хребтовой балки; крепежные ребра переднего и заднего упоров и соосные им технологические пазы в боковых стенках консольной части хребтовой балки выполнены параллельными продольной оси консольной части хребтовой балки; передний и задний упоры выполнены в виде отливок. Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Консольная часть хребтовой балки рамы грузового вагона представлена на чертежах, где на фиг. 1 показана консольная часть хребтовой балки с размещенными во внутренней ее полости передним и задним упорами, общий вид; на фиг. 2 - передний и задние упоры, хребтовая балка условно не показана; на фиг. 3 - горизонтальный разрез консольной части хребтовой балки и переднего и заднего упоров; на фиг. 4 - местный поперечный разрез консольной части хребтовой балки и переднего упора; на фиг. 5 - консольная часть хребтовой балки, передний и задние упоры условно не показаны; на фиг. 6 - консольная часть хребтовой балки с размещенными во внутренней полости передним и задним упорами с вертикально расположенными крепежными ребрами, общий вид.
Предлагаемое устройство содержит консольную часть хребтовой балки 1 с боковыми стенками 1.1 и продольными полочками 1.2 (Фиг. 1). Во внутренней полости консольной части хребтовой балки 1 размещены передний упор 2 и задний упор 3 (Фиг. 3). Передний упор 2 и задний упор 3 выполнены с соответствующими упорными поверхностями 2.1 и 3.1 для контактного взаимодействия с упорными элементами автосцепного устройства (не показано). На боковых привалочных поверхностях 2.2 и 3.2 соответственно переднего 2 и заднего упоров 3 выполнены базирующие элементы в виде перпендикулярных продольной оси консольной части хребтовой балки 1 соответствующих упорных ребер 2.3 и 3.3, выступающих за боковые привалочные поверхности 2.2 и 3.2 переднего упора 2 и заднего упора 3 соответственно. Упорными ребрами 2.3 и 3.3 указанные упоры 2 и 3 сбазированы в фиксирующих сквозных пазах 2.4 и 3.4, прорезанных в боковых стенках 1.1 консольной части хребтовой балки 1.
Для увеличения прочности и надежности консольной части хребтовой балки 1, за счет надежного соединения переднего 2 и заднего 3 упоров автосцепки с консольной частью хребтовой балки 1 фиксирующие сквозные пазы 2.4 и 3.4 в боковых стенках 1.1 консольной части хребтовой балки 1 прорезаны перпендикулярно продольной оси консольной части хребтовой балки 1 и с выходом соответствующих нижних по чертежу концов фиксирующих пазов 2.4 и 3.4 на продольные полочки 1.2 консольной части хребтовой балки 1 с образованием сквозных проходных вырезов 2.5 и 3.5 для пропуска через них и для размещения в них упорных ребер 2.3 и 3.3.
На боковых привалочных поверхностях 2.2 и 3.2 заподлицо с ними выполнены крепежные ребра 2.6 и 3.6 (Фиг. 3, 4, 5). Соосно крепежным ребрам 2.6 и 3.6 в боковых стенках 1.1 прорезаны сквозные технологические пазы 1.3, через которые крепежными ребрами 2.6 и 3.6 передний 2 и задний упоры 3 дополнительно приварены к боковым стенкам 1.1 консольной части хребтовой балки 1.
Крепежные ребра 2.6, 3.6 и соответствующие сквозные технологические пазы 1.3 в боковых стенках 1.1 консольной части хребтовой балки 1 могут быть выполнены как параллельными продольной оси консольной части хребтовой балки 1, так и перпендикулярными продольной оси консольной части хребтовой балки 1 (Фиг. 6). Передний и задний упоры 2 и 3 могут быть выполнены в виде отливок.
Технический результат, заключающийся в увеличении прочности конструкции консольной части хребтовой балки 1, достигается следующим образом.
При монтаже переднего 2 и заднего упоров 3 во внутреннюю полость консольной части хребтовой балки 1, в случае выполнения упоров в виде раздельных элементов, упорные ребра 2.3 и 3.3 размещают в соответствующих фиксирующих сквозных пазах 2.4 и 3.4. Привалочными поверхностями 2.2 и 3.3 раздельные элементы упоров прижимают к внутренним поверхностям боковых стенок 1.1 консольной части хребтовой балки 1, затем закрепляют в этом положении, например, сваркой. Размещение упорных ребер 2.3 и 3.3 в соответствующих фиксирующих сквозных пазах 2.4 и 3.4 создает дополнительные упорные места и узлы, воспринимающие и передающие усилия от автосцепки - предварительно на упорные поверхности 2.1 и 3.1 - затем через упорные ребра 2.3, 3.3, через фиксирующие сквозные пазы 2.4 и 3.4 на боковые стенки 1.1 хребтовой балки 1.
Выполнение на упорах 2, 3 крепежных ребер 2.6, 3.6 и соответствующих их расположению ответных сквозных технологических пазов 1.3 в боковых стенках 1.1 позволяет сформировать при проведении операции по сварке создание замкнутых, хорошо прогреваемых электродугой ванн расплавленного металла для получения качественного монтажного сварного шва, сформированных боковыми стенками сквозных технологических пазов 1.3 и прижатыми к внутренней поверхности боковых стенок консольной части хребтовой балки 1 торцевыми поверхностями крепежных ребер 2.6, 3.6. Использование для закрепления упоров крепежных ребер 2.6, 3.6 вместо использования при сварке всего корпуса упора, как в прототипе, позволяет обеспечить лучший прогрев торцевых поверхностей крепежных ребер 2.6, 3.6, вследствие концентрации тепла от электродуги на крепежных ребрах, обладающих меньшей массой сосредоточенного в этом районе металла и меньшей теплоемкостью, и, как следствие, позволяет получить более прочное соединение переднего 2 и заднего 3 упоров с боковыми стенками 1.1 консольной части хребтовой балки 1 рамы железнодорожного вагона.
Выполнение фиксирующих пазов 2.4 и 3.4 с выходом нижних - по чертежу - их концов на продольные полочки 1.2 консольной части хребтовой балки 1 с образованием в несущих продольных полочках 1.2 дополнительных сквозных проходных вырезов 2.5, 3.5 позволяет не только распределять усилие от воздействия автосцепки на боковые стенки 1.1, но и на продольные полочки 1.2 хребтовой балки 1, обеспечивает при этом также более плотное прилегание привалочных поверхностей 2.2 и 3.3 к внутренним поверхностям боковых стенок 1.1 консольной части хребтовой балки 1 для компенсации неточности изготовления упоров 2, 3 и их ребер 2.3, 3.3.
Кроме этого, наличие на несущих продольных полочках 1.2 сквозных проходных вырезов 2.5,3.5 позволяет выполнять передний 2 и задний упоры 3 в виде единых отливок. В этом случае становится возможен монтаж цельных передних 2 и задних упоров 3 во внутреннюю полость хребтовой балки 1. Для этого упорные ребра 2.3, 3.3 пропускают через сквозные проходные вырезы 2.5, 3.5, а затем перемещая их по фиксирующим сквозным пазам 2.4, 3.4. После этого закрепляют передние упоры 2 и задние упоры 3 в хребтовой балке 1.
Таким образом, предлагаемая конструкция консольной части хребтовой балки 1 позволяет существенно повысить прочность и надежность соединения переднего упора 2 и заднего упора 3 с хребтовой балкой 1 и, тем самым, увеличить прочность конструкции консольной части хребтовой балки 1.