ШПИНТОННЫЙ УЗЕЛ РАМЫ ТЕЛЕЖКИ

Полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам, а именно к вагоностроению, и в частности к конструктивным элементам шпинтонных рам тележек вагонов метро.
Известна рама тележки вагона метро, продольные балки которой выполнены из двух швеллеров, соединенных между собой сваркой по кромкам встречных полок в коробчатое поперечное сечение. В верхнюю и нижнюю полки продольной балки вварены стальные фасонные втулки под запрессовку шпинтонов (см. Руководство по эксплуатации вагонов метрополитена моделей 81-717.5 и 81-714.5, М. «Транспорт», 1993 г., с.24, рис.2.10).
Данная конструкция шпинтонного узла ослабляет коробчатое сечение продольных балок рамы тележки в местах установки шпинтонов, что приводит к появлению трещин в ослабленных сечениях полок балки при передаче нагрузки от колесной пары через буксу на шпинтон.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по совокупности существенных признаков является шпинтонный узел рамы тележки вагона метрополитена, имеющей коробчатое поперечное сечение. В соосные отверстия, выполненные в горизонтальных - верхней и нижней - стенках продольной балки, вварены шпинтонные втулки (см. патент РФ №2375224, MПK B61F 5/52, 10.12.2009).
Известная рама тележки имеет ограниченный срок службы из-за ослабленного коробчатого сечения продольной балки в зонах крепления фланцев шпинтонных втулок.
Техническим результатом при использовании полезной модели является повышение жесткости рамы в зоне крепления втулок и увеличение ее срока службы.
Указанный технический результат достигается тем, что шпинтонный узел рамы тележки содержит втулку с фланцами, жестко закрепленную в отверстиях продольной балки рамы, имеющей коробчатое поперечное сечение, при этом втулка выполнена цельной или сварной, фланцы которой расположены внутри продольной балки и сопряжены своими привалочными поверхностями с внутренними поверхностями горизонтальных стенок продольной балки, причем отверстия под втулку в горизонтальных стенках продольной балки имеют одинаковый диаметр и отношение диаметров последних к диаметрам фланцев втулки составляет 0,9-0,92.
Кроме того, фланцы втулки имеют одинаковый диаметр.
Полезная модель иллюстрируется чертежами.
На фиг.1 изображена продольная балка рамы тележки, общий вид.
На фиг.2 изображен разрез А-А на фиг.1.
Шпинтонный узел рамы тележки предназначен для связи колесной пары с рамой тележки и обеспечивает передачу тяговых и тормозных усилий в продольном и поперечном направлениях, а также боковых (поперечных) нагрузок от колесной пары при движении на кривых участках пути.
Шпинтонный узел рамы тележки содержит втулку 1 с фланцами 2, жестко соединенную путем сварки с продольной балкой 3 рамы, имеющей коробчатое поперечное сечение. Для этого в продольной балке 3 выполнены соосные отверстия 4 и 5 одинакового диаметра для установки в них втулки 1. Втулка 1 выполнена цельной или сварной. Фланцы 2 втулки 1 сопряжены своими привалочными поверхностями с внутренними поверхностями верхней стенки 6 и нижней стенки 7 продольной балки 3 и расположены внутри нее. Для обеспечения сборки расстояние h между привалочными поверхностями фланцев 2 втулки 1 равно или меньше высоты вертикальных стенок 8, 9 продольной балки 3. Отношение диаметров отверстий 4 и 5 под втулку 1 в продольной балке 3 к диаметрам фланцев 2 втулки 1 составляет 0,9-0,92, что позволяет выполнить качественную сварку, т.к. фланцы 2 втулки 1 выполняют функцию технологических подкладок при сварке. Фланцы 2 втулки 1 имеют одинаковый диаметр. Для снижения напряжений, возникающих при передаче тяговых и тормозных усилий от колесной пары к раме тележки, сварные швы крепления втулки 1 в отверстиях 4 и 5 продольной балки смещены от центра шпинтонного узла, при этом соотношение среднего диаметра втулки и диаметра отверстия 4 или 5 составляет 0,7.
Во втулку 1 запрессован шпинтон 10, верхняя, короткая часть которого выполнена с резьбой для крепления гайкой (11) в случае ослабления посадки. Нижняя, длинная часть шпинтона 10 соединена с буксой (не показана) через пластмассовую (полиамидную) втулку (не показана), в которую шпинтон 10 входит с небольшим зазором, свободно перемещаясь в вертикальной плоскости. Для передачи вертикальных нагрузок в системе «колесная пара - рама тележки» служат пружины 12 буксового подвешивания. Каждая продольная балка 3 рамы тележки содержит четыре шпинтонных узла, соответственно рама тележки содержит восемь шпинтонных узлов. Шпинтонные узлы рамы тележки монтируют следующим образом. Продольную балку 3 коробчатого сечения собирают из горизонтальных верхней стенки 6 и нижней стенки 7, вертикальных стенок 8 и 9. В горизонтальных стенках 6 и 7 выполнены отверстия 4 и 5 под втулку 1 по четыре на каждой стенке. Сначала сваривают нижнюю горизонтальную стенку 7 и две боковых стенки 8 и 9. В полученную коробку устанавливают втулки 1 в отверстия 5 нижней стенки 7 до сопряжения привалочной поверхности фланцев 2 с внутренней поверхностью нижней стенки 7. Затем коробку накрывают верхней стенкой 6 так, что фланцы 2 втулки 1 располагают внутри продольной балки 3 между горизонтальными стенками 6 и 7. Затем втулки 1 приваривают к балке 3, используя фланцы 2 в качестве технологических подкладок. Далее на собранной раме тележки осуществляют механическую обработку втулок 1 для получения посадочных поверхностей под запрессовку шпинтонов 10. Затем проводят запрессовку шпинтонов 10.
Шпинтонный узел рамы тележки работает следующим образом.
Продольные и боковые усилия, возникающие при движении вагона по рельсам, передаются от колесной пары к раме последовательно через шпинтоны 10, пластмассовые втулки, стаканы, резиновые втулки, опоры и через резиновые кольца крыльям букс (не показаны). Поскольку свободный нижний конец шпинтона 10 соединен с зазором с буксовым узлом колесной пары, при работе узла зазор выбирается, и через пару «пластмассовая втулка буксового узла - шпинтон» осуществляется связь колесной пары с рамой тележки. Таким образом, шпинтон 10 передает все горизонтальные нагрузки от колесной пары на раму тележки. Вертикальную нагрузку от рамы тележки крылья буксы воспринимают через пружины 12.