БОКОВАЯ РАМА ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к конструкции литой боковой рамы тележки грузового вагона.
Известны различные технические решения в рассматриваемой области.
Известен патент на изобретение RU 2463183 (МПК B61F5/52, опублик. 10.10.2012). Боковая рама тележки грузового вагона включает верхний и нижний горизонтальные пояса, соединенные между собой вертикальными колонками и образующие совместно с последними рессорный проем, горизонтальные надбуксовые участки с опорными площадками, сопряженные с верхним горизонтальным поясом и наклонными поясами, челюстные приливы на наклонных поясах, переходы от опорных площадок к челюстным приливам, наружные усиливающие ребра в зонах переходов. При этом каждый переход образован четырьмя поверхностями: цилиндрической - от опорной площадки к нижней стенке горизонтального надбуксового участка, сопряженной с ней в верхней точке перехода цилиндрической поверхностью большего радиуса, выходящей по касательной на наклонный пояс, плоским участком наклонного пояса и сопряженной с ним цилиндрической поверхностью, выходящей по касательной на наклонный пояс, плоским участком наклонного пояса и сопряженной с ним цилиндрической поверхностью, выходящей к челюстному приливу.
Известен патент RU на полезную модель №115315 (МПК B61F5/52, опублик. 27.04.2012). Боковая рама тележки грузового вагона, выполненная в виде стальной отливки, состоит из верхнего и нижнего горизонтальных поясов, соединенных между собой вертикальными колонками, выполненными с вертикальным приливом на внутренней стороне и двумя отверстиями в средней части под установку фрикционной планки, образующими совместно с горизонтальными поясами рессорный проем, в нижней части которого расположена опорная поверхность для установки пружин и ограничителями от смещения пружин, наклонных поясов, сопряженных с нижним поясом и горизонтальными опорными участками челюстных проемов, имеющих наружные и внутренние опорные упоры, внутренней направляющей челюстного проема с открытым сечением с наружной стороны, обзорного окна и верхнего горизонтального пояса в зоне обзорного окна коробчатого сечения. На внутренней поверхности нижней полки нижнего горизонтального пояса между вертикальными стенками выполнены утолщения высотой 10-20 мм в виде секторов цилиндра с образующей поперек боковой рамы.
Кроме того, известен патент RU на полезную модель №174094 (МПК B61F5/00, опублик. 02.10.2017). Боковая рама содержит верхний пояс с консолями, образующими буксовые проёмы с внутренними и внешними углами, нижний пояс с опорной площадкой для рессорного комплекта, соединяющие верхний и нижний пояса вертикальные и наклонные пояса. В зонах внутренних углов буксовых проёмов на внутренней поверхности боковой стенки верхнего пояса выполнены приливы-утолщения. Приливы-утолщения выполнены в виде протяжённых участков, расположенных между местами сопряжения нижних полок верхнего и наклонных поясов и верхней полкой верхнего пояса.
Известен также патент RU на полезную модель №102577 (МПК B61F5/52, опублик. 10.03.2011), который является наиболее близким к предлагаемому решению и принят за прототип. Боковая рама тележки грузового вагона содержит верхний и нижний горизонтальные пояса, соединенные между собой двумя боковыми стенками и вертикальными колонками, образующими совместно с горизонтальными поясами рессорный проем, в нижней части которого расположена опорная поверхность, наклонные участки, сопряженные с нижним поясом и горизонтальными опорными площадками буксовых проемов, образованных наружными и внутренними челюстными направляющими. Боковые стенки в зоне внутреннего угла челюстного проема выполнены с полукруглым утолщением с центром в вершине угла и толщиной, равной толщине горизонтальной опорной полки челюстного проема. В кольцевой зоне толщина стенки выполнена постепенно убывающей до величины, равной общей толщине боковых стенок, поверхности опорных упоров в челюстном проеме выполнены цилиндрическими с вертикальной образующей, вертикальная стенка вертикальной колонки сопряжена с верхней полкой нижнего пояса по радиусу.
Технической проблемой, не решаемой известными техническими решениями, является вероятность недостаточного качества отливки боковой рамы тележки грузового вагона, обусловленная отсутствием усиления зон переходов верхнего пояса к технологическим окнам, что приводит к снижению надежности всей конструкции.
Технический результат заключается в повышении надежности конструкции боковой рамы тележки грузового вагона за счет повышения прочностных свойств в нагруженных участках.
Создание предлагаемой конструкции боковой рамы тележки грузового вагона позволяет улучшить качество отливки боковой рамы за счет снижения вероятности возникновения литейных дефектов усадочного характера в результате организации питания зон перехода вертикальных колонок к технологическим окнам, которые являются нагруженными участками. Также предлагаемое изменение конструкции боковой рамы позволяет упростить технологический процесс изготовления отливки за счет отказа от применения таких мер предупреждения усадочных дефектов, как дополнительные внутренние холодильники, наружные холодильники и прибыли, что способствует снижению трудоемкости формовочных и зачистных операций. Улучшение прочностных свойств в нагруженных участках переходов верхнего горизонтального пояса боковой рамы достигается также за счет создания дополнительного объема расплава на участках внутренней поверхности боковой стенки, примыкающих к утолщениям верхней полки верхнего горизонтального пояса для пропитки тепловых узлов, располагающихся в зонах утолщений верхней полки верхнего горизонтального пояса.
Достигается технический результат тем, что в боковой раме тележки грузового вагона, содержащей верхний и нижний горизонтальные пояса, соединенные между собой боковыми стенками и вертикальными колонками, образующими совместно с горизонтальными поясами рессорный проем, в нижней части которого расположена опорная поверхность, наклонные пояса, сопряженные с нижним горизонтальным поясом и опорными площадками буксовых проемов, образованных наружными и внутренними челюстными направляющими, предлагается выполнить верхнюю полку верхнего горизонтального пояса в зонах перехода вертикальных колонок к технологическим окнам с утолщениями, при этом на внутренней поверхности примыкающих к утолщениям верхней полки верхнего горизонтального пояса участков боковых стенок выполнить утолщения-приливы.
При этом предлагаемые утолщения верхней полки верхнего горизонтального пояса могут иметь толщину в диапазоне от 20 до 30 мм.. Предпочтительное значение указанной толщины составляет 22,5 мм.
При этом предлагаемые утолщения-приливы могут иметь ширину от 100 до 140 мм и толщину от 6 до 12 мм с плавным переходом к основной толщине боковых стенок боковой рамы.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется следующим графическим материалом: фиг.1, на которой представлен общий вид боковой рамы тележки грузового вагона, фрагмент, фиг.2, на которой представлен местный вид А на фиг. 1, продольный разрез; фиг.3, на которой представлен разрез по линии Б-Б на фиг. 2, где:
1– верхний горизонтальный пояс;
2 – нижний горизонтальный пояс;
3 – боковая стенка;
4 – вертикальная колонка;
5 – рессорный проем;
6 – наклонный пояс;
7 – опорная площадка буксового проема;
8 – челюстные направляющие;
9 – утолщения верхней полки верхнего горизонтального пояса;
10 – утолщения-приливы боковой стенки;
11 – технологическое окно.
Боковая рама тележки грузового вагона содержит верхний 1 и нижний 2 горизонтальные пояса, соединенные между собой двумя боковыми стенками 3 и вертикальными колонками 4, образующими совместно с горизонтальными поясами 1 и 2 рессорный проем 5, в нижней части которого расположена опорная поверхность для установки рессорного подвешивания, наклонные пояса 6, сопряженные с нижним поясом 2 и горизонтальными опорными площадками 7 буксовых проемов, образованных наружными и внутренними челюстными направляющими 8.
1.1
1.2
1.3
1.1
1.3
1.2
1.2
В зонах перехода вертикальных колонок 4 к технологическим окнам 11 верхняя полка верхнего горизонтального пояса 1 выполнена с утолщениями 9. Каждое утолщение 9 верхней полки плавно увеличивается от участка верхнего горизонтального пояса 1, расположенного над рессорным проемом 5, толщиной s, достигает своего максимума в зоне перехода вертикальных колонок 4 к технологическим окнам 11 толщиной s и плавно уменьшается до участка, расположенного над противоположной стороной технологического окна 11 толщиной s.  Значения толщины s и s составляют 16 мм и 14 мм, соответственно. Толщина s может быть в выполнена диапазоне от 20 до 30 мм. При выполнении указанной толщины меньше 20 мм не обеспечивается требование прочности, при выполнении толщины больше 30 мм прочность становится излишней, что приводит к немотивированному росту массы боковой рамы. В предпочтительном варианте исполнения толщина s составляет 22,5 мм.
3
3
3
3
3
3
На внутренней поверхности обеих боковых стенок 3 на участках, примыкающих к утолщениям 9 верхней полке верхнего горизонтального пояса 1, выполнены утолщения-приливы 10 шириной h и толщиной s с плавным переходом к основной толщине боковой стенки 3. Ширина h составляет от 100 до 140 мм, толщина s составляет от 6 до 12 мм. При выполнении нижних значений указанных диапазонов ширины h и толщины s менее 100 мм и 6 мм не обеспечивается прочность конструкции боковой рамы, при превышении верхних значений указанных диапазонов величин возрастает масса боковой рамы.
Предлагаемое решение обладает улучшенными характеристиками, по сравнению с известными аналогами.