БОКОВАЯ РАМА ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и касается тележек грузовых вагонов. В этих тележках одним из основных элементов является боковая рама.
Из уровня техники известны боковые рамы тележек грузового вагона, у которых толщина верхней полки верхнего горизонтального пояса по всей своей длине равномерна (патент на полезную модель РФ №76879, МПК B61F 5/00, опубл. 10.10.2008), (патент на полезную модель РФ №133488, МПК B61F 5/52, опубл. 20.10.2013).
Недостаток известных технических решений заключается в том, что в основных нагруженных участках переходов верхнего горизонтального пояса боковой рамы толщина верхней горизонтальной стенки верхнего пояса одинакова, отсутствует подбор оптимальных размеров толщины верхней горизонтальной стенки верхнего пояса, что приводит к увеличению металлоемкости и себестоимости изделия.
H
Известна рама боковая тележки грузового вагона, выполненная в виде стальной отливки, состоящая из верхнего и нижнего горизонтальных поясов, соединенных между собой вертикальными колонками, образующими совместно с горизонтальными поясами рессорный проем, наклонных поясов, горизонтальных надбуксовых участков, наружных и внутренних челюстных направляющих, образующих буксовые проемы, содержащие наружную и внутреннюю вертикальные стенки, при этом верхний горизонтальный пояс представляет собой коробчатую конструкцию, состоящую из вертикальных стенок, верхней и нижней полок, отличающаяся тем, что на внутренней стороне верхней полки толщиной  верхнего горизонтального пояса в зоне каждого буксового проема имеется переход до толщины h, выполненный по контуру, образованному линиями, расходящимися от продольной оси симметрии верхнего горизонтального пояса к вертикальным стенкам верхнего горизонтального пояса в сторону буксового проема на участке длиной N, с началом на расстоянии M от внутренней вертикальной стенки буксового проема (патент на полезную модель РФ №212675, МПК B61F 5/52, опубл.  17.06.2020).
Недостаток известного технического решения заключается в том, что отсутствует утолщение верхней горизонтальной стенки верхнего пояса в зоне надбуксового проема, что отрицательно сказывается на прочностных качествах и надежности конструкции. Данное решение принято за прототип.
Технической проблемой, решаемой предлагаемым техническим решением, является создание конструкции более прочной и соответственно надежной в сравнении с прототипом.
Технический результат заключается в улучшении прочностных свойств боковой рамы в местах излома при уменьшении металлоемкости за счёт оптимального подбора толщины верхней горизонтальной стенки верхнего пояса, а также снижении вероятности возникновения литейных дефектов в опасных зонах за счет улучшения питания термических узлов.
Указанный технический результат достигается тем, что боковая рама тележки грузового вагона содержит верхний и нижний горизонтальные пояса, соединенные между собой боковыми стенками и вертикальными колонками, образующими совместно рессорный проем, наклонные пояса, сопряженные с нижним горизонтальным поясом и опорными площадками буксовых проемов, образованных челюстными направляющими, при этом толщина верхней горизонтальной стенки верхнего пояса по всей своей длине не равномерна, согласно полезной модели толщина верхней горизонтальной стенки верхнего пояса от участка h1, расположенного над рессорным проемом, достигает своего максимума в зоне перехода от рессорного проема к буксовым проемам h2 и уменьшена до участка h3, расположенного после буксовых проемов.
Толщины h1 может составлять 14-20 мм.
Толщина h2 может быть выполнена в диапазоне от 19 до 25 мм.
Толщины h3 может составлять 13-19 мм.
Признаками полезной модели являются:
1. Боковая рама тележки грузового вагона содержит
2. верхний и нижний горизонтальные пояса,
3. пояса соединены между собой боковыми стенками и вертикальными колонками, образующими совместно рессорный проем,
4. наклонные пояса сопряжены с нижним горизонтальным поясом и опорными площадками буксовых проемов, образованных челюстными направляющими,
5. толщина верхней горизонтальной стенки верхнего пояса по всей своей длине не равномерна,
6. толщина верхней горизонтальной стенки верхнего пояса увеличивается от участка (h1), расположенного над рессорным проемом,
7. толщина верхней горизонтальной стенки верхнего пояса достигает своего максимума в зоне перехода от рессорного проема к буксовым проемам (h2),
8. толщина верхней горизонтальной стенки верхнего пояса уменьшается до участка, расположенного после буксовых проемов (h3),
9. значения толщин h1 и h3 могут быть выполнены в диапазонах 14-20 мм и 13-19 мм соответственно,
10.  толщина h2 может быть выполнена в диапазоне от 19 до 25 мм.
Признаки 1-6, 10 являются общими с прототипом, признаки 7-9 отличными от него.
Предложенная полезная модель иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид боковой рамы тележки грузового вагона, на фиг. 2 - показан вид А.
H
H
Боковая рама тележки грузового вагона (фиг. 1) содержит верхний 1 и нижний 2 горизонтальные пояса, соединенные между собой боковыми стенками 3 и вертикальными колонками 4, образующими совместно рессорный проем 5, наклонные пояса 6, сопряженные с нижним горизонтальным поясом 2 и опорными площадками буксовых проемов 7, образованных челюстными направляющими 8. Толщина  верхней горизонтальной стенки 9 верхнего пояса 1 по всей своей длине не равномерна. Толщина  верхней горизонтальной стенки 9 увеличивается от участка верхнего пояса 1 (h1), расположенного над рессорным проемом 5, достигает своего максимума в зоне перехода от рессорного проема 10 к буксовым проемам 7 (h2) и уменьшается до участка, расположенного после буксовых проемов 7 (h3) (фиг. 2).
H
Переходы толщины  верхнего пояса 1 являются дополнительными точками жесткости рамы.
H
H
H
Пример использования. Были изготовлены несколько опытных образцов предлагаемого варианта боковой рамы в составе тележек грузовых вагонов. Экспериментальные образцы, фрагменты и цельные боковые рамы были подвергнуты статическим, циклическим и динамическим стендовым механическим испытаниям, а также в движении, по установленным нормам. Испытания показали наиболее положительный эффект использования толщины  участка h1=16-18 мм, толщины  участка h2=19-25 мм, толщиныучастка h3=15-17 мм.
H
H
Значения толщины  на фиг. 2 участков h1 и h3 составляют 17 мм и 16 мм, соответственно. Толщина  на фиг. 2 участка h2 составляет 20 мм.
H
H
H
Отрицательный результат проявился расчетным методом при использовании толщины участка h1 менее 14 мм и более20 мм, толщины участка h2 менее 19 и более 25 мм, а толщины  участка h3 менее 13 мм и более 19 мм, что отрицательно сказывается на прочностных качествах и надежности конструкции.
Выполнение боковых рам с учетом предлагаемого технического решения позволяет прочные и надежные готовые изделия и тележки в сборе.
При проведении испытаний при вибрационных, динамических нагрузках в отношении различной, в рамках данной заявки, толщины верхней полки горизонтального пояса было определено, что уменьшается время ремонтных работ при сохранении надежности тележки.
Выполнение боковых рам с учетом предлагаемого технического решения имеет хорошие прочностные характеристики, что даёт надёжную конструкцию в эксплуатации и в итоге долговечность тележки в сборе.
Различные описанные выше размеры являются лишь примерными и при необходимости могут быть изменены. Соответственно, специалисту в данной области техники будет понятно, что возможно гораздо больше вариантов выполнения и реализаций, которые находятся в пределах объема формулы полезной модели.
Приведенные особенности заявленной конструкции применимы в тележках двухосных, предназначенных для грузовых вагонов железных дорог.