Балансир трехосной железнодорожной тележки

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции тележек железнодорожных вагонов.
Из патента РФ №2769028 на изобретение известна колесная пара трехосной тележки грузового железнодорожного вагона, включающая в себя ось с напрессованными на нее колесами и подшипниковыми узлами, балансиры, каждый из которых представляет собой стальную отливку с асимметрично выполненными концевыми частями и замкнутым в средней части арочным проемом, имеющим опорные и упорные поверхности под подшипниковый узел, при этом в каждой концевой части балансира имеется проем для размещения боковой рамы тележки, ограниченный вертикальными стенками с выполненными в них отверстиями для соединения балансира с боковыми рамами, при этом по центру нижней части проема каждого балансира выполнено вертикально ориентированное отверстие, образованное посредством расположенных друг напротив друга, в продольном и поперечном сечении балансира, наклонных стенок, расширяющих отверстие книзу. В балансире по патенту №2769028 в вертикальных стенках на участке между проемом для боковой рамы и центральным арочным проемом выполнены технологические отверстия. Вертикальные стенки, ограничивающие проем для боковой рамы, а также на участке между проемом для боковой рамы и технологическим отверстием выполнены одинаковой толщины, при этом одна вертикальная стенка, ограничивающая один проем для боковой рамы, выполнена со смещением наружу уровня ее плоскости относительно уровня плоскости вертикальной стенки на участке между проемом для боковой рамы и центральным арочным проемом. Толщина вертикальных стенок каждого проема для боковой рамы выполнена одинаковой по всей высоте указанного проема.
Из патента РФ №213129 на полезную модель известен балансир трехосной тележки грузового железнодорожного вагона, представляющий собой стальную отливку с ассиметрично выполненными концевыми частями, замкнутыми в средней части цилиндрическим проемом для размещения подшипника, при этом в каждой концевой части балансира имеется проем для размещения боковой рамы тележки, ограниченный вертикальными стенками, с выполненными в них отверстиями для соединения балансира с боковыми рамами посредством валиков и горизонтальной стенкой с выполненным в ней пазом для установки износостойкого элемента, служащего опорой для боковой рамы тележки, при этом в отверстиях вертикальных стенок проема для установки боковой рамы запрессованы износостойкие втулки; в вертикальных стенках балансира на их участках между цилиндрическим проемом для размещения подшипника и проемом для размещения боковой рамы выполнены технологические отверстия. Вертикальные стенки, ограничивающие проем для боковой рамы, а также на участке между проемом для боковой рамы и технологическим отверстием выполнены одинаковой толщины, при этом одна вертикальная стенка, ограничивающая один проем для боковой рамы, выполнена со смещением наружу уровня ее плоскости относительно уровня плоскости вертикальной стенки на участке между проемом для боковой рамы и центральным арочным проемом. Толщина вертикальных стенок каждого проема для боковой рамы выполнена одинаковой по всей высоте указанного проема.
Недостатком известных конструкций балансиров является их недостаточная прочность и надежность.
Балансир по патенту №213129 выбран в качестве наиболее близкого аналога.
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной, - устранение недостатков аналогов.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, - повышение прочности и надежности балансира трехосной железнодорожной тележки.
Технический результат достигается за счет того, что в балансире трехосной железнодорожной тележки, представляющем собой стальную отливку с ассиметрично выполненными концевыми частями, замкнутыми в средней части цилиндрическим проемом для размещения подшипника, при этом в каждой концевой части балансира имеется проем для размещения боковой рамы тележки, ограниченный вертикальными стенками, с выполненными в них отверстиями для соединения балансира с боковой рамой тележки, и горизонтальной стенкой, на вертикальных стенках на их участках между проемом для размещения боковой рамы тележки и цилиндрическим проемом выполнены технологические отверстия, согласно полезной модели, наружные поверхности вертикальных стенок на участках между технологическими отверстиями и отверстиями для соединения балансира с боковой рамой тележки выполнены с утолщениями в виде приливов, выступающих над наружной поверхностью вертикальной стенки, внутренние поверхности вертикальных стенок, ограничивающих проемы для боковой рамы, выполнены наклонными, при этом толщина вертикальных стенок, ограничивающих проемы для боковой рамы тележки, на их нижних участках больше толщины вертикальных стенок на концевых участках на их верхних участках.
Толщина приливов составляет 3 - 10 мм.
Толщина вертикальных стенок, ограничивающих проемы для боковой рамы тележки, на их нижних участках больше толщины указанных вертикальных стенок на их верхних участках на 5 - 35%.
Заявляемая полезная модель поясняется фигурами.
На фиг. 1 изображен заявляемый балансир - вид сбоку.
На фиг. 2 изображен заявляемый балансир - вид сверху.
На фиг. 3 изображен продольный горизонтальный разрез заявляемого балансира.
На фиг. 4 изображен заявляемый балансир - вид с торца.
Позиции на фигурах:
1 - концевые участки;
2 - цилиндрический проем;
3 - проем для размещения боковой рамы;
4 - вертикальные стенки;
4.1 - вертикальные стенки на участке между проемом для боковой рамы и технологическими отверстиями;
4.2 - вертикальные стенки проема для боковой рамы;
5 - отверстия для соединения балансира с боковой рамой;
6 - горизонтальная стенка;
7 - технологические отверстия.
Заявляемый балансир трехосной железнодорожной тележки представляет собой стальную отливку с ассиметрично выполненными концевыми частями 1, замкнутыми в средней части цилиндрическим проемом 2 для размещения подшипника; при этом в каждой концевой части 1 балансира имеется проем 3 для размещения боковой рамы тележки, ограниченный вертикальными стенками 4, с выполненными в них отверстиями 5 для соединения балансира с боковой рамой, и горизонтальной стенкой 6; на вертикальных стенках 4 на их участках между проемом 3 для размещения боковой рамы тележки и цилиндрическим проемом 2 выполнены технологические отверстия 7. Наружные поверхности вертикальных стенок 4 на участках между технологическими отверстиями 7 и отверстиями 5 для соединения балансира с боковой рамой выполнены с утолщениями 4.1 в виде приливов, выступающих над наружной поверхностью вертикальной стенки на 3 - 10 мм; внутренние поверхности вертикальных стенок 4, ограничивающих проем 3, выполнены наклонными, при этом толщина h вертикальных стенок 4, ограничивающих проем 3, на их нижних участках больше толщины H вертикальных стенок 4, ограничивающих проем 3, на их верхних участках на 5 - 35%.
Вертикальные стенки 4 на участке между проемом 3 для размещения боковой рамы тележки и технологическими отверстиями 7 ослаблены, ввиду наличия отверстий 7. Следовательно, необходимость выполнения технологических отверстий 7 не должна приводить к ослаблению вертикальных стенок 4 и, следовательно, к ослаблению балансира в целом.
Для усиления конструкции балансира, укрепления вертикальных стенок 4 на участках между технологическими отверстиями 7 и проемами 3, вертикальные стенки выполнены с утолщением 4.1 в виде приливов, предназначенных для усиления вертикальных стенок 4 на указанных участках.
Для усиления вертикальных стенок 4 на участках между технологическими отверстиями 7 и проемами 3, приливы 4.1 целесообразно выполнять с толщиной не менее 3 мм и не более 10 мм.
При значениях толщины приливов 4.1 за пределами указанного диапазона, будет иметь место, с одной стороны, недостаточное упрочнение вертикальных стенок 4 (при толщине приливов менее 4 мм), поскольку приливы толщиной менее 4 мм сопоставимы с технологическими допусками при изготовлении балансира методом литья. С другой стороны, при толщине приливов 4.1 более 10 мм будет иметь место нецелесообразное увеличение массы балансира.
Также для усиления вертикальных стенок 4 на концевых частях 1 балансира в проемах 3 нижние участки вертикальных стенок 4 выполнены с утолщением по сравнению с верхними участками, поскольку нижние участки вертикальных стенок 4, ограничивающих проем 3, сопряжены с наиболее нагруженными участками балансира - горизонтальными стенками 6, испытывающими в процессе эксплуатации (при движении вагона) динамические нагрузки от воздействия боковых рам. Для усиления вертикальных стенок 4 в концевых частях 1 в проемах 3 целесообразно, чтобы толщина h вертикальных стенок 4, ограничивающих проем 3, на их нижних участках была больше толщины H вертикальных стенок 4, ограничивающих проем 3, на их верхних участках на 5 - 25%. Конкретный перепад толщин на верхних и нижних участках вертикальных стенок проемов 3 будет определяться геометрией тележки и массой ее боковой рамы по результатам моделирования.
Усиление вертикальных стенок 4 на участках 4.1 и на нижних участках проемов 3 повышает прочность балансира по сравнению с наиболее близким аналогом (также выполненным с технологическими отверстиями) и, соответственно, повышает его надежность, за счет снижения, или даже полного исключения повреждения, деформации балансира на участках между технологическими отверстиями 7 и проемами 3, а также в концевых частях 1 в проемах 3 в процессе эксплуатации, т.е. в процессе воздействия на балансир динамических нагрузок.
Таким образом, заявляемая полезная модель в полной мере обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении прочности и надежности балансира трехосной железнодорожной тележки.