ШКВОРНЕВАЯ БАЛКА ВАГОНА

Предложенная полезная модель относится к конструкции железнодорожных вагонов, а именно к конструкции шкворневой балки вагона.
Из уровня техники известна шкворневая балка вагона (патент России №44612, опубл. 27.03.2005), включающая балку прямоугольного сечения, верхние и нижние листы и связывающие их в единую конструкцию вертикальные диафрагмы, а также вертикальные поперечные листы, при этом вертикальные поперечные листы установлены с веерным расхождением в сторону от продольной оси вагона.
Известна шкворневая балка вагона (патент России №143503, опубл. 27.07.2014), принятая за прототип, включающая в себя нижний лист и боковые листы.
К недостатку известных решений, в том числе прототипа, следует отнести высокую металлоёмкость конструкции, по причине изготовления шкворневой балки вагона из цельных нижнего и боковых листов.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая проблема высокой металлоёмкости конструкции.
Технический результат заключается в снижении металлоёмкости конструкции шкворневой балки вагона.
Технический результат достигается тем, что шкворневая балка вагона включает в себя нижний и боковые листы, при этом нижний лист и боковые листы выполнены каждый из последовательно соединённых между собой составных частей, при этом толщина указанных составных частей выполнена с уменьшением в направлении концевых частей шкворневой балки.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что толщина составных частей, наиболее удалённых от концевых частей шкворневой балки, задана из диапазона от 6 до 30 мм, толщина составных частей, расположенных в средних частях, задана из диапазона от 6 до 28 мм, толщина составных частей, расположенных в концевых частях шкворневой балки, задана из диапазона от 6 до 26 мм.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что последовательное соединение составных частей нижнего листа и боковых листов производят посредством сварки.
Полезная модель поясняется чертежами: на фиг. 1 – общий вид шкворневой балки вагона, изометрическая проекция, на фиг. 2 – вид сверху на фиг. 1; на фиг. 3 – продольный разрез шкворневой балки; на фиг. 4 – вид сбоку на фиг. 2, схема разнесения сварных швов.
Шкворневая балка вагона включает в себя нижний лист 1 и боковые листы 2. Нижний лист 1 и боковые листы 2 выполнены каждый из последовательно соединённых между собой составных частей с толщинами s и ss, при этом s1, s2, …, sn - толщины составных частей 1, 2, …, n нижнего листа 1 в направлении к концевым частям шкворневой балки (Фиг.2), ss1, ss2, …, ssn – толщины составных частей 1, 2, …, n боковых листов 2 в направлении к концевым частям шкворневой балки (Фиг.3). Толщины s1 и ss1 заданы из диапазона от 6 до 30 мм, s2 и ss2 заданы из диапазона от 6 до 28 мм, sn и ssn заданы из диапазона от 6 до 26 мм. Таким образом, толщина нижнего листа 1 и боковых листов 2 увеличивается к оси 3 вагона, поскольку на оси 3 находится пятник вагона, который является наиболее нагруженным элементом. Принятый диапазон толщин s1, s2, …, sn нижнего листа 1 и толщин ss1, ss2, …, ssn боковых листов 2 позволяет снизить металлоёмкость конструкции, при этом сохранить её прочность.
Расстояния l от оси 3 вагона до дальнего относительно оси 3 конца каждой составной части нижнего листа 1 соответствуют l1, l2, …, ln, а расстояния ll от оси 3 вагона до дальнего относительно оси 3 конца каждой составной части бокового листа 2 соответствуют ll1, ll2, …, lln. Параметры l1, l2, … ln и ll1, ll2, … lln выбирают по результатам прочностных расчётов вагона с выбранными параметрами s1, s2, …, sn и ss1, ss2, …, ssn.
Последовательное соединение составных частей нижнего и боковых листов производят посредством сварки. Обозначения k1, kn (фиг. 4) – расстояние между сварным швом, соединяющим составные части нижнего листа 1, и сварным швом, соединяющим составные части боковых листов 2. Для обеспечения надёжности сварного соединения параметры k1, …, kn соответствуют расстоянию не менее 100 мм. Толщина листов и тип сварного шва подбирается по результатам расчётов на сопротивление усталости, таким образом, конструкция имеет достаточную прочность.
В конкретном примере реализации нижний лист 1 и боковые листы 2 выполнены из трёх последовательно соединённых составных частей, при этом s1=16 мм, s2=14 мм, s3=10 мм, а ss1=10 мм, ss2=8 мм, ss3=6 мм. Расстояния от оси 3 шкворневой балки до окончания составной части нижнего листа 1 составляют l1=590 мм, l2=930 мм, l3=1510 мм, расстояния от оси 3 шкворневой балки до окончания составной части боковых листов 2 составляют ll1=690 мм, ll2=1030 мм, ll3=1510 мм. Расстояния между сварным швом, соединяющим составные части нижнего листа 1, и сварным швом, соединяющим составные части боковых листов 2, составляют k1=100 мм, …, kn=100 мм. Принятые значения толщин s1, s2, s3 нижнего листа 1 и толщин ss1, ss2, ss3 боковых листов 2 позволяют снизить металлоёмкость конструкции.
Таким образом, как показано в вышеприведенном описании полезной модели, достигается технический результат, заключающийся в снижении металлоёмкости конструкции шкворневой балки вагона.
Предложенное техническое решение может быть использовано в известных из уровня техники вагонах.