БОКОВАЯ РАМА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ТЕЛЕЖКИ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БОКОВОЙ РАМЫ
SIDE FRAME FOR RAILWAY BOGIE AND METHOD OF SIDE FRAME MANUFACTURING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение в общем относится к боковым рамам для тележки железнодорожного вагона и, в частности, к боковым рамам, имеющим повешенную прочность в определенных областях.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Железнодорожные вагоны обычно представляют собой железнодорожный вагон, который опирается на пару узлов тележек. Узлы тележек включают в себя пару боковых рам и колесных пар, соединенных вместе с помощью надрессорной балки и амортизирующей системы. Вагон опирается на подпятниковый участок в центре надрессорной балки, который служит в качестве точки вращения системы тележки. Перемещения кузова вагона воспринимаются через пружины и фрикционные клиновые гасители колебаний, которые соединяют надрессорную балку и боковые рамы. Боковые рамы включают в себя буксы, каждая из которых образует челюсть, в которой размещается колесный узел колесной пары с использованием переходника роликового подшипника.
Боковые рамы могут быть изготовлены с использованием различных технологий литья. Наиболее распространенной технологией изготовления этих компонентов является литье в песчаные формы. Высокая производительность при изготовлении боковых рам в ходе такого процесса литья приводит к получению изделий, подверженных дефектам, из–за которых изделие восприимчиво к высоким рабочим нагрузкам и циклам усталости.
Требуемый срок службы боковых рам может составлять пятьдесят лет. Однако при использовании боковые рамы испытывают различные нагрузки, особенно вблизи областей, в которых буксы и боковые рамы соединяются с надрессорной балкой. Средство уменьшения дефектов пористости, которое повысит прочность боковой рамы в этих областях, может увеличить срок службы боковой рамы.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Аспекты настоящего изобретения относятся к боковой раме для тележки железнодорожного вагона, причем боковая рама содержит переднюю буксовую челюсть и заднюю буксовую челюсть, причем передняя и задняя буксовые челюсти выполнены с возможностью установки колесных узлов. Боковая рама дополнительно может иметь центр, расположенный по существу на равном расстоянии между передней буксовой челюстью и задней буксовой челюстью, первую боковую стенку, вторую боковую стенку и проем для надрессорной балки, имеющий верхнюю поверхностью проема для надрессорной балки, нижнюю поверхность с гнездами под пружины, переднюю поверхность и заднюю поверхность. Боковая рама также может иметь первую прибыль, расположенную на первой боковой стенке вблизи переднего нижнего угла проема для надрессорной балки, вторую прибыль, расположенную на первой боковой стенке вблизи заднего нижнего угла проема для надрессорной балки, третью прибыль, расположенную на первой боковой стенке вблизи переднего верхнего угла проема для надрессорной балки, четвертую прибыль, расположенную на первой боковой стенке вблизи заднего верхнего угла проема для надрессорной балки, пятую прибыль, расположенную на первой боковой стенке вблизи верхнего внутреннего угла передней буксовой челюсти, и шестую прибыль, расположенную на первой боковой стенки вблизи верхнего внутреннего угла задней буксовой челюсти, причем толщина первой боковой стенки может быть больше толщины второй боковой стенки вблизи каждой из первой прибыли, второй прибыли, третьей прибыли, четвертой прибыли, пятой прибыли и шестой прибыли.
Дополнительные аспекты настоящего изобретения могут относиться к боковой раме, в которой центр первой прибыли может быть расположен на расстоянии от около 12,38 дюймов до около 15,38 дюймов вперед от центра и от около –0,5 дюймов до около 2,5 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки, центр второй прибыли может быть расположен на расстоянии от около 12,38 дюймов до около 15,38 дюймов назад от центра и от около –0,5 дюймов до около 2,5 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки, центр третьей прибыли может быть расположен на расстоянии от около 8,75 дюймов до около 11,75 дюймов вперед от центра и от около 15,57 дюймов до около 18,57 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки, центр четвертой прибыли может быть расположен на расстоянии от около 8,75 дюймов до около 11,75 дюймов назад от центра и от около 15,57 дюймов до около 18,57 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки, центр пятой прибыли может быть расположен на расстоянии от около 26,50 дюймов до около 29,50 дюймов вперед от центра и от около 12,50 дюймов до около 15,50 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки, и центр шестой прибыли может быть расположен на расстоянии от около 26,50 дюймов до около 29,50 дюймов назад от центра и от около 12,50 дюймов до около 15,50 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки.
Другие аспекты настоящего изобретения могут относиться к боковой раме для тележки железнодорожного вагона, в которой центр первой прибыли может быть расположен на расстоянии от около 11,88 дюймов до около 14,88 дюймов вперед от центра и от около –0,63 дюймов до около 2,37 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки, центр второй прибыли может быть расположен на расстоянии от около 11,88 дюймов до около 14,88 дюймов назад от центра и от около –0,63 дюймов до около 2,37 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки, центр третьей прибыли может быть расположен на расстоянии от около 9,75 дюймов до около 12,75 дюймов вперед от центра и от около 16,78 дюймов до около 19,78 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки, центр четвертой прибыли может быть расположен на расстоянии от около 9,75 дюймов до около 12,75 дюймов назад от центра и от около 16,78 дюймов до около 19,78 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки, центр пятой прибыли может быть расположен на расстоянии от около 27,57 дюймов до около 30,57 дюймов вперед от центра и от около 16,13 дюймов до около 19,13 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки, и центр шестой прибыли может быть расположен на расстоянии от около 27,57 дюймов до около 30,57 дюймов назад от центра и от около 16,13 дюймов до около 19,13 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки.
Другие аспекты настоящего изобретения относятся к боковой раме для тележки железнодорожного вагона, в которой центр первой прибыли может быть расположен на расстоянии от около 12,50 дюймов до около 15,50 дюймов вперед от центра и от около 0,13 дюймов до около 3,13 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки, центр второй прибыли может быть расположен на расстоянии от около 12,50 дюймов до около 15,50 дюймов назад от центра и от около 0,13 дюймов до около 3,13 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки, центр третьей прибыли может быть расположен на расстоянии от около 9,44 дюймов до около 12,44 дюймов вперед от центра и от около 16,88 дюймов до около 19,88 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки, центр четвертой прибыли может быть расположен на расстоянии от около 9,44 дюймов до около 12,44 дюймов назад от центра и от около 16,88 дюймов до около 19,88 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки, центр пятой прибыли может быть расположен на расстоянии от около 27,75 дюймов до около 30,75 дюймов вперед от центра и от около 16,81 дюймов до около 19,81 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки, и центр шестой прибыли может быть расположен на расстоянии от около 27,75 дюймов до около 30,75 дюймов назад от центра и от около 16,81 дюймов до около 19,81 дюймов над нижней поверхностью с гнездами под пружины проема для надрессорной балки.
Другие аспекты настоящего изобретения могут относиться к боковой раме для тележки железнодорожного вагона, которая содержит переднюю буксовую челюсть и заднюю буксовую челюсть, выполненные с возможностью установки колесных узлов, причем боковая рама имеет центр, расположенный по существу на равном расстоянии между передней буксовой челюстью и задней буксовой челюстью, первую боковую стенку и вторую боковую стенку, проем для надрессорной балки, имеющий верхнюю поверхность проема для надрессорной балки, нижнюю поверхность с гнездами под пружины, переднюю поверхность и заднюю поверхность, и множество прибылей, расположенных на первой боковой стенке, причем толщина первой боковой стенки больше толщины второй боковой стенки вблизи каждой из множества прибылей. Боковая рама для тележки железнодорожного вагона может дополнительно содержать стенку проема для надрессорной балки, образующую проем для надрессорной балки и образующую верхнюю поверхность проема для надрессорной балки, нижнюю поверхность с гнездами под пружины, переднюю поверхность проема для надрессорной балки и заднюю поверхность проема для надрессорной балки, причем толщина по меньшей мере участка стенки проема для надрессорной балки смежно с первой боковой стенкой больше толщины стенки проема для надрессорной балки на центральном участке стенки проема для надрессорной балки.
Еще один аспект настоящего изобретения может относиться к боковой раме для тележки железнодорожного вагона, в которой толщина стенки проема для надрессорной балки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки смежно с первой боковой стенкой может составлять от около 1,70 дюймов до около 2,20 дюймов, а толщина стенки проема для надрессорной балки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки на центральном участке стенки проема для надрессорной балки может составлять от около 1,05 дюймов до около 1,55 дюймов. Также боковая рама для тележки железнодорожного вагона может иметь толщину стенки проема для надрессорной балки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки смежно с первой боковой стенкой от около 2,01 дюймов до около 2,51 дюймов и толщину стенки проема для надрессорной балки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки на центральном участке стенки проема для надрессорной балки от около 1,80 дюймов до около 2,30 дюймов. В дополнение, боковая рама может иметь толщину стенки проема для надрессорной балки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки смежно с первой боковой стенкой от около 2,22 дюймов до около 2,72 дюймов и толщину стенки проема для надрессорной балки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки на центральном участке стенки проема для надрессорной балки от около 1,76 дюймов до около 2,26 дюймов.
В других аспектах настоящее изобретение может относиться к боковой раме для тележки железнодорожного вагона, в которой толщина первой боковой стенки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки может быть больше толщины первой боковой стенки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки и смежно с нижней стенкой боковой рамы. Боковая рама для тележки железнодорожного вагона также может иметь толщину первой боковой стенки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки и смежно со стенкой проема для надрессорной балки от около 0,88 дюймов до около 1,38 дюймов и толщину первой боковой стенки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки и смежно с нижней стенкой боковой рамы от около 0,53 дюймов до около 1,03 дюймов. Дополнительно, боковая рама для тележки железнодорожного вагона может иметь толщину первой боковой стенки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки и смежно со стенкой проема для надрессорной балки от около 1,30 дюймов до около 1,80 дюймов и толщину первой боковой стенки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки и смежно с нижней стенкой боковой рамы от около 1,03 дюймов до около 1,53 дюймов. В качестве еще одного варианта боковая рама может иметь толщину первой боковой стенки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки и смежно со стенкой проема для надрессорной балки от около 1,02 дюймов до около 1,52 дюймов и толщину первой боковой стенки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки и смежно с нижней стенкой боковой рамы от около 0,61 дюймов до около 1,11 дюймов.
Другие варианты выполнения могут относиться к боковой раме, имеющей толщину стенки проема для надрессорной балки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки смежно с первой боковой стенкой от около 0,48 дюймов до около 0,98 дюймов и толщину стенки проема для надрессорной балки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки на центральном участке стенки проема для надрессорной балки от около 0,39 дюймов до около 0,89 дюймов. Боковая рама также может иметь толщину стенки проема для надрессорной балки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки смежно с первой боковой стенкой от около 1,13 дюймов до около 1,63 дюймов и толщину стенки проема для надрессорной балки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки на центральном участке стенки проема для надрессорной балки от около 0,95 дюймов до около 1,45 дюймов. Боковая рама также может иметь толщину стенки проема для надрессорной балки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки смежно с первой боковой стенкой от около 1,71 дюймов до около 2,21 дюймов и толщину стенки проема для надрессорной балки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки на центральном участке стенки проема для надрессорной балки от около 1,17 дюймов до около 1,67 дюймов. Боковая рама может иметь толщину первой боковой стенки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки, которая может быть больше толщины первой боковой стенки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки и смежно с верхней стенкой боковой рамы. Боковая рама может иметь толщину первой боковой стенки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки и смежно с боковой стенкой проема для надрессорной балки от около 0,96 дюймов до около 1,46 дюймов и толщину первой боковой стенки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки и смежно с верхней стенкой боковой рамы от около 0,26 дюймов до около 0,76 дюймов. Боковая рама может иметь толщину первой боковой стенки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки и смежно с боковой стенкой проема для надрессорной балки от около 0,79 дюймов до около 1,29 дюймов и толщину первой боковой стенки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки и смежно с верхней стенкой боковой рамы от около 0,32 дюймов до около 0,82 дюймов. Боковая рама также может иметь толщину первой боковой стенки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки и смежно с боковой стенкой проема для надрессорной балки от около 0,74 дюймов до около 1,24 дюймов и толщину первой боковой стенки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки и смежно с верхней стенкой боковой рамы от около 0,25 дюймов до около 0,75 дюймов.
В других вариантах выполнения боковая рама может иметь стенку передней буксовой челюсти и стенку задней буксовой челюсти, образующие соответствующие переднюю и заднюю буксовые челюсти, причем толщина по меньшей мере участка стенок буксовых челюстей смежно с первой боковой стенкой может быть больше толщины стенок буксовых челюстей смежно со второй боковой стенкой. Боковая рама может иметь толщину стенок буксовых челюстей вблизи внутренних углов буксовых челюстей смежно с первой боковой стенкой от около 1,75 дюймов до около 2,25 дюймов и толщину стенок буксовых челюстей вблизи внутренних углов буксовых челюстей на центральном участке стенок буксовых челюстей от около 1,32 дюймов до около 1,82 дюймов. Боковая рама может иметь толщину стенок буксовых челюстей вблизи внутренних углов буксовых челюстей смежно с первой боковой стенкой от около 1,89 дюймов до около 2,39 дюймов и толщину стенок буксовых челюстей вблизи внутренних углов буксовых челюстей на центральном участке стенок буксовых челюстей от около 1,75 дюймов до около 2,25 дюймов. Боковая рама может дополнительно иметь толщину стенок буксовых челюстей вблизи внутренних углов буксовых челюстей смежно с первой боковой стенкой от около 2,54 дюймов до около 3,04 дюймов и толщину стенок буксовых челюстей вблизи внутренних углов буксовых челюстей на центральном участке стенок буксовых челюстей от около 1,47 дюймов до около 1,97 дюймов. Дополнительно, толщина первой боковой стенки вблизи внутренних углов буксовых челюстей может быть больше толщины первой боковой стенки вблизи внутренних углов буксовых челюстей смежно с верхней стенкой боковой рамы. Дополнительно, толщина первой боковой стенки вблизи внутренних углов буксовых челюстей и смежно со стенками буксовых челюстей может составлять от около 1,18 дюймов до около 1,68 дюймов, а толщина первой боковой стенки вблизи внутренних углов буксовых челюстей и смежно с верхней стенкой боковой рамы может составлять от около 0,77 дюймов до около 1,27 дюймов. В некоторых вариантах выполнения толщина первой боковой стенки вблизи внутренних углов буксовых челюстей и смежно со стенками буксовых челюстей может составлять от около 1,44 дюймов до около 1,94 дюймов, а толщина первой боковой стенки вблизи внутренних углов буксовых челюстей и смежно с верхней стенкой боковой рамы может составлять от около 0,36 дюймов до около 0,86 дюймов. Также толщина первой боковой стенки вблизи внутренних углов буксовых челюстей и смежно со стенками буксовых челюстей может составлять от около 1,43 дюймов до около 1,93 дюймов, а толщина первой боковой стенки вблизи внутренних углов буксовых челюстей и смежно с верхней стенкой боковой рамы может составлять от около 0,47 дюймов до около 0,97 дюймов.
Другие варианты выполнения настоящего изобретения могут относиться к боковой раме для тележки железнодорожного вагона, причем боковая рама содержит множество прибылей, расположенных на первой боковой стенке, причем толщина первой боковой стенки может быть больше толщины второй боковой стенки вблизи каждой из множества прибылей, толщина по меньшей мере участка стенки проема для надрессорной балки смежно с первой боковой стенкой может быть больше толщины стенки проема для надрессорной балки на центральном участке стенки проема для надрессорной балки, и толщина по меньшей мере участка стенки буксовой челюсти смежно с первой боковой стенкой может быть больше толщины стенки буксовой челюсти смежно со второй боковой стенкой. Дополнительно, отношение толщины стенки проема для надрессорной балки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки смежно с первой боковой стенкой к толщине стенки проема для надрессорной балки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки на центральном участке стенки проема для надрессорной балки составляет от около 1,05:1 до около 1,73:1, и отношение толщины первой боковой стенки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки и смежно со стенкой проема для надрессорной балки к толщине первой боковой стенки вблизи переднего и заднего нижних углов проема для надрессорной балки и смежно с нижней стенкой боковой рамы составляет от около 1,05:1 до около 1,71:1. Альтернативно отношение толщины стенки проема для надрессорной балки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки смежно с первой боковой стенкой к толщине стенки проема для надрессорной балки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки на центральном участке стенки проема для надрессорной балки составляет от около 1,05:1 до около 1,59:1, и отношение толщины первой боковой стенки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки и смежно с боковой стенкой проема для надрессорной балки к толщине первой боковой стенки вблизи переднего и заднего верхних углов проема для надрессорной балки и смежно с верхней стенкой боковой рамы составляет от около 1,55:1 до около 2,73:1. В другом варианте боковая рама может иметь отношение толщины стенок буксовых челюстей вблизи внутренних углов буксовых челюстей смежно с первой боковой стенкой к толщине стенок буксовых челюстей вблизи внутренних углов буксовых челюстей на центральном участке стенок буксовых челюстей от около 1,05:1 до около 1,86:1 и отношение толщины первой боковой стенки вблизи внутренних углов буксовых челюстей и смежно со стенками буксовых челюстей к толщине первой боковой стенки вблизи внутренних углов буксовых челюстей и смежно с верхней стенкой боковой рамы от около 1,18:1 до около 3,20:1.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сопровождающие чертежи, приведенные для обеспечения дополнительного понимания формулы изобретения, включены в описание и составляют часть этого описания. Подробное описание и проиллюстрированные варианты выполнения служат для объяснения принципов, определенных в формуле изобретения.
Фиг. 1A иллюстрирует вид в перспективе примерной боковой рамы для тележки грузоподъемностью 70 тонн, как описано в настоящем раскрытии;
Фиг. 1B иллюстрирует вид в перспективе примерной боковой рамы для тележки грузоподъемностью 110 тонн, как описано в настоящем раскрытии;
Фиг. 1C иллюстрирует вид в перспективе примерной боковой рамы для тележки грузоподъемностью 125 тонн, как описано в настоящем раскрытии;
Фиг. 2 иллюстрирует вид сбоку примерной боковой рамы;
Фиг. 3 иллюстрирует примерные операции при изготовлении боковой рамы;
Фиг. 4A иллюстрирует вид сбоку примерной конфигурации литниковой системы для изготовления боковых рам;
Фиг. 4B иллюстрирует вид снизу примерной конфигурации литниковой системы, показанной на Фиг. 4A;
Фиг. 5 иллюстрирует вид сбоку примерной боковой рамы;
Фиг. 6A иллюстрирует разрез примерной боковой рамы, показанной на Фиг. 5, взятый вдоль линии 6A–6A;
Фиг. 6B иллюстрирует разрез боковой рамы известного уровня техники, соответствующий разрезу, показанному на Фиг. 6A;
Фиг. 7A иллюстрирует разрез примерной боковой рамы, показанной на Фиг. 5, взятый вдоль линии 7A–7A;
Фиг. 7B иллюстрирует разрез боковой рамы известного уровня техники, соответствующий разрезу, показанному на Фиг. 7A;
Фиг. 8A иллюстрирует разрез примерной боковой рамы, показанной на Фиг. 5, взятый вдоль линии 8A–8A;
Фиг. 8B иллюстрирует разрез боковой рамы известного уровня техники, соответствующий разрезу, показанному на Фиг. 8A.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В следующем далее описании различных примерных конструкций в соответствии с изобретением сделана ссылка на сопровождающие чертежи, которые образуют его часть, и на которых в качестве иллюстрации показаны различные примерные устройства, системы и среды, в которых могут быть реализованы аспекты изобретения. Следует понимать, что могут быть использованы другие конкретные конфигурации частей, примерных устройств, систем и сред, и что структурные и функциональные модификации могут быть выполнены без отклонения от объема настоящего изобретения.
Также, хотя в настоящем документе для описания различных примерных признаков и элементов изобретения могут использоваться выражения «верхний», «нижний», «передний», «задний», «боковой» и т.п., эти выражения используются для удобства, например, они основаны на примерных ориентациях, показанных на фигурах, или ориентации во время типичного использования. Ничто в настоящем описании не следует толковать как требующее конкретной трехмерной ориентации конструкций для попадания в объем настоящего изобретения. Читателю следует понимать, что приложенные чертежи не обязательно изображены масштабе.
В настоящем описании используются следующие далее выражения, и, если не указано иное, или иное не понятно из контекста, эти выражения имеют значения, приведенные ниже.
Выражение «множество» при использовании в настоящем документе означает любое количество больше одного, дизъюнктивно или конъюнктивно, при необходимости до бесконечности.
Выражение «вблизи» при использовании в настоящем документе означает, что первый элемент расположен в пределах диапазона ±1 дюйм от второго элемента.
Выражение «по существу постоянный» при использовании в настоящем документе, когда оно относится к размеру, означает, что значение является приблизительно одинаковым и отклоняется не более чем на ±5%.
Фиг. 1 и 2 иллюстрируют примерную боковую раму 100 тележки железнодорожного вагона. Железнодорожный вагон может соответствовать грузовому вагону, например, используемому в США для перевозки груза, общий вес которого превышает 220000 фунтов. Боковая рама 100 может включать в себя первую боковую стенку 102, вторую боковую стенку 104, переднюю буксу 106, заднюю буксу 108 и проем 110 для надрессорной балки. Передняя и задняя буксы 106, 108 выполнены с возможностью установки колесных узлов (не показаны). Боковая рама 100 может иметь центр, расположенный по существу на равном расстоянии между передней буксой 106 и задней буксой 108, определенный в качестве поперечной осевой линии 103. Проем 110 для надрессорной балки может иметь верхнюю поверхность 112 проема для надрессорной балки, нижнюю поверхность 114 с гнездами под пружины, переднюю поверхность 116 и заднюю поверхность 118. Передняя букса 106 может иметь переднюю буксовую челюсть 120 с передним сводом 122 буксовой челюсти и передней и задней стенками 124, 126 буксовой челюсти соответственно. Подобным образом задняя букса 108 может иметь заднюю буксовую челюсть 130 с задним сводом 132 буксовой челюсти и передней и задней стенками 134, 136 буксовой челюсти соответственно.
Боковая рама 100 может дополнительно содержать передний и задний диагональные элементы 140, 142 натяжения, соединяющие нижнюю поверхность 114 с гнездами под пружины с передней и задней буксами 106, 108. Через первую боковую стенку 102 и вторую боковую стенку 104 может проходить пара переднего технологического окна 144 и заднего технологического окна 146.
Фиг. 1 и 2 также иллюстрируют положения множества прибылей, которые были по существу удалены во время процесса изготовления. Например, на первой боковой стенке 102 может быть расположена пара прибылей 150, 152 буксовых челюстей. Прибыль 150 может быть расположена вблизи верхнего внутреннего угла передней буксовой челюсти 120. Прибыль 152 может быть расположена вблизи верхнего внутреннего угла задней буксовой челюсти 130. Дополнительно, на первой боковой стенке 102 может быть расположена пара верхних угловых прибылей 154, 156 проема для надрессорной балки, причем прибыль 154 может быть расположена вблизи переднего верхнего угла проема 110 для надрессорной балки, а прибыль 156 может быть расположена вблизи заднего верхнего угла проема 110 для надрессорной балки. Кроме того, на первой боковой стенке 102 может быть расположена пара нижних прибылей 158, 160 проема для надрессорной балки, причем прибыль 158 может быть расположена вблизи переднего нижнего угла проема 110 для надрессорной балки, а прибыль 160 может быть расположена вблизи заднего нижнего угла проема для надрессорной балки.
Фиг. 3 иллюстрирует примерные операции при изготовлении вышеописанной боковой рамы 100.
На этапе 200 может быть изготовлена форма для изготовления боковой рамы 100. Форма может включать в себя первую или нижнюю часть и вторую или верхнюю часть. Первая или нижняя часть формы может включать в себя полость, образованную в форме первой или нижней стороны боковой рамы 100. Вторая или верхняя часть может включать в себя полость, образованную в форме второй или верхней стороны боковой рамы 100.
Соответствующие части могут быть образованы путем обеспечения первой и второй моделей, которые образуют внешний периметр первой или нижней стороны и второй или верхней стороны соответственно боковой рамы 100. Модели могут частично образовывать один или более путей подачи для распределения расплавленного материала в форме.
Например, Фиг. 4A и 4B иллюстрируют пример пары боковых рам 100A, 100B, которые изготавливаются одновременно. Фиг. 4A и 4B иллюстрируют пару боковых рам 100A, 100B в «литом» состоянии до удаления пути 240 подачи из отлитых боковых рам 100A, 100B. Путь 240 подачи может содержать множество литниковых каналов и впускных литников 242, 244, которые выходят во вторую боковую стенку 104A боковой рамы 100A, и множество литниковых каналов и впускных литников 246, 248, которые выходят во вторую боковую стенку 104B боковой рамы 100B. Множество литниковых каналов и впускных литников 242, 244, 246, 248 могут соединяться со шлакоуловителем 250, расположенным под боковыми рамами 100A, 100B. Место 252 разлива может быть расположено над шлакоуловителем 250 и над первыми боковыми стенками 102A, 102B боковых рам 100A, 100B. Расплавленный металл течет в направлении вниз из места 252 разлива в шлакоуловитель 250, а затем течет в направлении вверх через литниковые каналы и впускные литники 242, 244, 246, 248 для заполнения полости, образованной в форме из верхних стержней, нижних стержней и стержней боковых рам для получения боковых рам 100A, 100B. При затвердевании расплавленного металла литниковые каналы и впускные литники 242, 244, 246, 248 и шлакоуловитель 250 соединяются с боковыми рамами 100A, 100B, а затем удаляются на этапе 220, рассмотренном позже.
Литниковые каналы и впускные литники 242, 244, 246, 248 могут быть расположены вблизи центрального участка боковых рам 100A, 100B и могут по–отдельности соединяться со второй боковой поверхностью 104A, 104B соответствующих боковых рам 100A, 100B.
Боковые рамы 100A, 100B расположены таким образом, что первые боковые стенки 102A, 102B ориентированы в одном направлении, как если бы они зеркально отражались в плоскости, отцентрированной по шлакоуловителю 250. Такая ориентация позволяет изготавливать боковые рамы 100A, 100B аналогичным образом, поскольку путь подачи идентичен для каждой боковой рамы 110A, 100B.
На этапе 205 изготавливают стержень боковой рамы (не показан), который может образовывать внутреннюю область боковой рамы 100. Стержень боковой рамы может включать в себя один или более участков для образования внутренних элементов боковой рамы 100.
Стержень боковой рамы может быть изготовлен любым известным способом. В одном примере стержень боковой рамы может быть изготовлен с использованием стержневого ящика, который включает в себя верхнюю и нижнюю части, образующие стержень боковой рамы. Формовочный песок может быть помещен в стержневой ящик и отвержден. Затем стержневой ящик может быть удален для извлечения отвержденного стержня. Стержень боковой рамы может быть изготовлен по–отдельности, за одно целое или в определенном сочетании. Стержень боковой рамы может быть изготовлен в виде двух или более участков. Например, стержень боковой рамы может включать в себя верхний участок и нижний участок, отдельно изготовленные в отдельных стержневых ящиках (т.е. верхнюю форму и нижнюю форму). После отверждения изготовленные участки могут быть соединены. Например, верхний и нижний участки данного стержня могут быть склеены для получения стержня боковой рамы.
На этапе 210 стержень боковой рамы может быть вставлен в форму, и может быть отлита боковая рама 100. Например, стержень боковой рамы может быть вставлен в первую или нижнюю часть формы. Вторая или верхняя часть может быть размещена над первой частью и прикреплена к первой части с помощью зажимов, ремней и т.п. В связи с этим в первой части и второй части могут быть образованы позиционирующие элементы для обеспечения точного выравнивания соответствующих частей.
Форма также может включать в себя множество прибылей, которые выполнены за одно целое и расположены на первой стороне 102 боковой рамы 100. Прибыли могут представлять собой полые конструкции, которые заполняются расплавленным материалом во время операций литья. Прибыли могут быть расположены в областях формы, соответствующих более толстым областям боковой рамы, которые охлаждаются медленнее, чем другие области боковой рамы 100. Прибыли могут служить в качестве резервуаров с расплавленным материалом, которые компенсируют сжатие расплавленного материала при охлаждении расплавленного материала и, следовательно, могут предотвращать усадку или образование горячих трещин в отлитой боковой раме 100 в более толстых областях, которые могли бы произойти в противном случае. Прибыли могут быть образованы в модели или могут быть помещены в модель перед формованием. Дополнительно, прибыли могут иметь любую форму, например, трубчатую форму, эллиптическую форму, форму боковых питателей или коническую форму. Прибыли могут быть выполнены из теплоизоляционного материала или экзотермического материала, который выделяет тепло, или могут быть выполнены из того же материала, что и форма. В качестве еще одного варианта прибыли могут выходить в атмосферу или могут быть глухими, если они не выходят в атмосферу. Примерные прибыли 150, 152, 154, 156, 158, 160 проиллюстрированы на боковой раме 100 на Фиг. 5, 6A, 7A и 8A.
Прибыли 150, 152, 154, 156, 158, 160 могут быть оптимизированы по размеру для обеспечения оптимального количества питающего материала во время затвердевания расплавленного материала для предотвращения образования усадочных пустот и горячих трещин в критических областях боковой рамы 100. Прибыли 150, 152, 154, 156, 158, 160 в сочетании с локальной геометрией боковой рамы 100 вокруг прибылей 150, 152, 154, 156, 158, 160 могут способствовать направленному затвердеванию боковой рамы 100, при котором расплавленный материал начинает затвердевать в областях наименьшей температуры, которые могут быть наиболее удалены от положений питателей и прибылей, а затем затвердевание расплавленного материала распространяется в направлении областей наивысшей температуры, которые могут быть расположены ближе всего к положениям питателей и прибылей. При затвердевании расплавленного материала дендритным образом в направлении положений прибылей расплавленный материал, который затвердевает последним, может содержать области повышенной усадки и пористости по сравнению с областями, которые затвердели первыми. Таким образом, прибыли 150, 152, 154, 156, 158, 160 в сочетании с локальной геометрией боковой рамы 100 вокруг прибылей 150, 152, 154, 156, 158, 160 могут создавать локальные области повышенной плотности, уменьшенной пористости и улучшенной прочности в областях отливки, в которых расплавленный материал затвердел первым, по сравнению с областями, в которых расплавленный материал затвердел последним, расположенными ближе всего или в пределах прибылей 150, 152, 154, 156, 158, 160. Соответственно, боковая рама 100 может содержать локальные области более высокой плотности, уменьшенной пористости и увеличенной прочности, обозначенные затемненными областями «Z», которые питаются прибылями 150, 152, 154, 156, 158, 160, показанными Фиг. 6A, 7A и 8A.
Боковая рама 100 может быть подвергнута рентгеновскому контролю, ультразвуковому контролю, контролю с использованием компьютерной томографии или проверена с использованием других способов неразрушающего контроля для количественного определения размера дефектов отливки. Рентгеновское излучение может соответствовать документу ASTM E94–04 (2010) «Standard Guide for Radiographic Examination», который включен в настоящий документ путем ссылки, или другим способам проверки. Рентгенографические пленки могут быть оценены и исследованы в соответствии с документами ASTM E446–15 «Standard Reference Radiographs for Steel Castings Up to 2 in. (50.8 mm) in Thickness» или ASTM E186–15 «Standard Reference Radiographs for Heavy–Walled (2 to 412 in. (50.8 to 114 mm)) Steel Castings», которые включены в настоящий документ путем ссылки. Использование размеров, содержащихся в настоящем документе, в сочетании с прибылями для питания этих областей может привести к максимальным размерам усадочных дефектов в соответствии с Уровнем 2. В большинстве случаев усадочные дефекты меньше Уровня 1 при сравнении с критериями спецификации M–210 (2013 г.) из Сборника стандартов и ведомственных нормалей (MSRP) Ассоциации американских железных дорог (AAR), которая включена в настоящий документ путем ссылки, стандарт прочности может соответствовать классу 1 или превышать его.
Хотя прибыли могут иметь любую форму, прибыли 150, 152, 154, 156, 158, 160 могут представлять собой экзотермические глухие прибыли, имеющие в общем усеченную коническую форму с верхним и нижним диаметром и конической поверхностью между двумя диаметрами. Например, прибыли 150, 152 буксовых челюстей могут иметь нижний диаметр 170 на первом конце вблизи первой боковой стенки 102 и верхний диаметр 172 на втором конце, противоположном первому концу, так что нижний диаметр 170 может быть больше верхнего диаметра 172. Подобным образом верхние угловые прибыли 154, 156 проема для надрессорной балки могут иметь нижний диаметр 174 на первом конце вблизи первой боковой стенки 102 и верхний диаметр 176 на втором конце, противоположном первому концу, так что нижний диаметр 174 может быть больше верхнего диаметра 176. В дополнение, нижние прибыли 158, 160 проема для надрессорной балки могут иметь нижний диаметр 178 на первом конце вблизи первой боковой стенки 102 и верхний диаметр 180 на втором конце, противоположном первому концу, так что нижний диаметр 178 может быть больше верхнего диаметра 180. Нижний диаметр 170 прибылей 150, 152 буксовых челюстей может иметь такой же размер, что и нижний диаметр 178 нижних прибылей 158, 160 проема для надрессорной балки, тогда как нижний диаметр 174 верхних угловых прибылей 154, 156 проема для надрессорной балки может быть меньше, чем диаметр прибылей 150, 152 буксовых челюстей или нижних прибылей 158, 160 проема для надрессорной балки.
На этапе 215 после фиксации соответствующих частей расплавленный материал, например, расплавленная сталь, может быть залит в форму. Расплавленный материал может течь через литниковую систему и форму в пространстве между формой и стержнем боковой рамы. Боковая рама 100 может быть выполнена из сплава углеродистой стали, который соответствует или превосходит класс B+ или альтернативно соответствует классу B, классу C Спецификации M–201 MSRP AAR (от 1/21/2016), которая включена в настоящий документ путем ссылки, или подобного стального сплава. Опционально эта же спецификация может быть применена, если боковая рама 100 отлита из ковкого чугуна.
На этапе 220 боковую раму 100 извлекают из формы, и окончательно обрабатывают боковую раму 100. Например, может быть удален любой затвердевший материал в литниковой системе или прибылях. В некоторых реализациях форма может быть выполнена таким образом, что в материале прибыли образуется клин или выемка, немного выходящая за пределы внешней поверхности боковой рамы 100. Клин или выемка позволяет отбить материал прибыли, вместо более времязатратной резки пламенем, используемой в известных операциях литья.
Фиг. 5, 6A, 7A и 8A иллюстрируют боковую раму 100 в частично литом состоянии. Выражение «литое состояние» относится к боковой раме 100 после извлечения ее из формы при наличии прибылей и других элементов, которые удаляются перед использованием боковой рамы 100 на железнодорожном вагоне, или при отсутствии дополнительных элементов (например, обработанных отверстий или поверхностей), необходимых для использования на железнодорожном вагоне.
Как рассмотрено ранее, Фиг. 5 иллюстрирует пару прибылей 150, 152 буксовых челюстей, расположенных на первой боковой стенке 102. Прибыль 150 может быть расположена вблизи верхнего внутреннего угла передней буксовой челюсти 120. Прибыль 152 может быть расположена вблизи верхнего внутреннего угла задней буксовой челюсти 130. Дополнительно, на первой боковой стенке 102 может быть расположена пара верхних угловых прибылей 154, 156 проема для надрессорной балки, причем прибыль 154 может быть расположена вблизи переднего верхнего угла проема 110 для надрессорной балки, а прибыль 156 может быть расположена вблизи заднего верхнего угла проема 110 для надрессорной балки. Кроме того, на первой боковой стенке 102 может быть расположена пара нижних прибылей 158, 160 проема для надрессорной балки, причем прибыль 158 может быть расположена вблизи переднего нижнего угла проема 110 для надрессорной балки, а прибыль 160 может быть расположена вблизи заднего нижнего угла проема для надрессорной балки.
Положение прибылей 150, 152 буксовых челюстей может быть определено на основе размера «R», который определен как расстояние от нижней поверхности 114 с гнездами под пружины проема 110 для надрессорной балки до центра каждой из прибылей 150, 152 буксовых челюстей. Положение центра прибылей 150, 152 буксовых челюстей дополнительно может быть определено размером «O», который определен как расстояние от поперечной осевой линии 103 боковой рамы 100.
Положение верхних угловых прибылей 154, 156 проема для надрессорной балки может быть определено на основе размера «M», который определен как расстояние от нижней поверхности 114 с гнездами под пружины проема 110 для надрессорной балки до центра каждой из верхних угловых прибылей 154, 156 проема для надрессорной балки. Положение центра верхних угловых прибылей 154, 156 проема для надрессорной балки дополнительно может быть определено размером «N», который определен как расстояние от поперечной осевой линии 103 боковой рамы 100.
Положение нижних прибылей 158, 160 проема для надрессорной балки может быть определено на основе размера «S», который определен как расстояние от нижней поверхности 114 с гнездами под пружины проема 110 для надрессорной балки до центра каждой из нижних прибылей 158, 160 проема для надрессорной балки. Положение центра нижних прибылей 158, 160 проема для надрессорной балки дополнительно может быть определено размером «U», который определен как расстояние от поперечной осевой линии 103 боковой рамы 100.
Фиг. 6A иллюстрирует разрез боковой рамы 100, показанной на Фиг. 5, тогда как Фиг. 6B иллюстрирует аналогичный разрез боковой рамы 300 известного уровня техники. Разрезы, показанные на Фиг. 6A и 6B, взяты в аналогичных местах боковой рамы 100 в виде разреза, проходящего через передний нижний угол проема 110 для надрессорной балки под углом «T» относительно нижней поверхности 114 с гнездами под пружины проема 110 для надрессорной балки. Разрез, показанный на Фиг. 6A, взятый вблизи переднего нижнего угла проема 110 для надрессорной балки, также представляет разрез под тем же углом «T», взятый в том же месте вблизи заднего нижнего угла проема 110 для надрессорной балки. В связи с этим размеры и описание толщины стенок, соответствующие Фиг. 6A, могут быть интерпретированы так же, как если бы описывался разрез, взятый вблизи заднего нижнего угла проема 110 для надрессорной балки.
Разрез, показанный на Фиг. 6A, иллюстрирует стенку 182 проема для надрессорной балки вблизи переднего нижнего угла проема 110 для надрессорной балки, которая может иметь переменную толщину. Например, стенка 182 проема для надрессорной балки может иметь толщину в разрезе, показанном на Фиг. 6A, смежно с первой боковой стенкой 102, определенную размером «A». Толщина стенки 182 проема для надрессорной балки может уменьшаться с толщины «A» до толщины «B», причем толщина «B» находится приблизительно на поперечной осевой линии 101 боковой рамы 100. Толщина «B» может представлять собой наименьшую толщину стенки 182 проема для надрессорной балки. Толщина стенки 182 проема для надрессорной балки также может быть выражена как отношение толщины нижнего угла проема 110 для надрессорной балки смежно с первой боковой стенкой 102 (размер «A») к толщине нижней стенки 182 проема для надрессорной балки вблизи нижнего угла проема для надрессорной балки на центральном участке нижней стенки 182 проема для надрессорной балки, (размер «B»). Отношение «A/B» может находиться в пределах диапазона от около 1,05:1 до около 1,73:1.
Разрез, показанный на Фиг. 6A, дополнительно иллюстрирует первую боковую стенку 102, которая может иметь переменную толщину. Например, первая боковая стенка 102 может иметь толщину смежно с нижней стенкой 182 проема для надрессорной балки, определенную размером «C». Дополнительно, толщина первой боковой стенки 102 может уменьшаться по мере приближения к нижней стенке 184 боковой рамы 100, причем толщина первой боковой стенки 102 вблизи угла нижней стенки 184 боковой рамы 100 может быть определена размером «D». Толщина «C» первой боковой стенки 102 вблизи нижнего угла проема 110 для надрессорной балки может быть больше толщины «D» первой боковой стенки 102 вблизи нижнего угла проема 110 для надрессорной балки смежно с нижней стенкой 184 боковой рамы 100. Дополнительно, толщина первой боковой стенки 102 вблизи прибылей 150, 152 может быть больше толщины второй боковой стенки 104, противоположной первой боковой стенке 102. Толщина первой боковой стенки 102 между нижней стенкой 182 проема для надрессорной балки и нижней стенкой 184 боковой рамы 100 также может быть выражена как отношение толщины первой боковой стенки 102 вблизи нижнего угла проема 110 для надрессорной балки и смежно с нижней стенкой 182 проема для надрессорной балки (размер «C») к толщине первой боковой стенки 102 вблизи нижнего угла проема 110 для надрессорной балки и смежно с нижней стенкой 184 боковой рамы 100 (размер «D»). Отношение «C/D» может находиться в пределах диапазона от около 1,05:1 до около 1,71:1.
Боковая рама 300 известного уровня техники, проиллюстрированная на Фиг. 6B, описана с использованием ссылочных позиций вида «3xx» для описания аналогичных элементов варианта выполнения, описанного выше с использованием ссылочных позиций вида «1xx». Таким образом, ссылочные позиции вида «3xx» могут быть описаны не полностью или не описаны вообще. Как показано на Фиг. 6B, нижняя стенка 382 проема для надрессорной балки имеет по существу постоянную толщину между первой боковой стенкой 302 и второй боковой стенкой 304. Дополнительно, первая боковая стенка 302 имеет по существу постоянную толщину между нижней стенкой 382 проема для надрессорной балки и нижней стенкой 384.
Фиг. 7A иллюстрирует разрез боковой рамы 100, показанной на Фиг. 5, тогда как Фиг. 7B иллюстрирует аналогичный разрез боковой рамы 300 известного уровня техники. Разрезы, показанные на Фиг. 7A и 7B, взяты в аналогичных местах боковой рамы 100 в виде разреза, проходящего через переднюю верхнюю угловую прибыль 154 проема для надрессорной балки под углом «P» относительно поперечной осевой линии 101. Разрез, показанный на Фиг. 7A, взятый вблизи переднего верхнего угла проема 110 для надрессорной балки через прибыль 154, также представляет разрез под таким же углом «P», взятый в том же месте вблизи заднего верхнего угла проема 110 для надрессорной балки через заднюю верхнюю угловую прибыль 156 проема для надрессорной балки. В связи с этим размеры и описание толщины стенок, соответствующие Фиг. 7A, могут быть интерпретированы так же, как если бы описывался разрез, взятый вблизи заднего верхнего угла проема 110 для надрессорной балки через прибыль 156.
Разрез, показанный на Фиг. 7A, иллюстрирует боковую стенку 186 проема для надрессорной балки вблизи переднего верхнего угла проема 110 для надрессорной балки, которая может иметь переменную толщину. Например, боковая стенка 186 проема для надрессорной балки может иметь толщину в разрезе, показанном на Фиг. 7A, смежно с первой боковой стенкой 102, определенную размером «H». Толщина стенки может уменьшаться с толщины «H» до толщины «G», причем толщина «G» находится приблизительно на поперечной осевой линии 101 боковой рамы 100. Толщина «G» может представлять собой наименьшую толщину боковой стенки 186 проема для надрессорной балки. Другими словами, толщина «H» по меньшей мере участка боковой стенки 186 проема для надрессорной балки смежно с первой боковой стенкой 102 может быть больше толщины «G» стенки проема для надрессорной балки на центральном участке стенки 182 проема для надрессорной балки. Толщина «H» боковой стенки 186 проема для надрессорной балки вблизи верхнего угла проема 110 для надрессорной балки смежно с первой боковой стенкой 102 также может быть выражена как отношение толщины (размер «H») к толщине боковой стенки 186 проема для надрессорной балки вблизи верхнего угла проема для надрессорной балки на центральном участке стенки 182 проема для надрессорной балки (размер «G»). Отношение «H/G» может находиться в пределах диапазона от около 1,05:1 до около 1,59:1.
Разрез, показанный на Фиг. 7A, дополнительно иллюстрирует первую боковую стенку 102, которая может иметь переменную толщину. Например, первая боковая стенка 102 может иметь толщину смежно с боковой стенкой 186 проема для надрессорной балки, определенную размером «E». Дополнительно, толщина первой боковой стенки 102 может уменьшаться по мере приближения к верхней стенке 188 боковой рамы 100, причем толщина первой боковой стенки 102 вблизи угла верхней стенки 188 боковой рамы 100 может быть определена размером «F». Толщина «E» первой боковой стенки 102 вблизи верхнего угла проема 110 для надрессорной балки может быть больше толщины «F» первой боковой стенки 102 вблизи верхнего угла проема 110 для надрессорной балки смежно с верхней стенкой 188 боковой рамы 100. В дополнение, толщина первой боковой стенки 102 вблизи прибылей 154, 156 может быть больше толщины второй боковой стенки 104, противоположной первой боковой стенке 102. Толщина первой боковой стенки 102 вблизи верхнего угла проема 110 для надрессорной балки и смежно с боковой стенкой проема 186 для надрессорной балки также может быть выражена как отношение толщины смежно с боковой стенкой 186 проема для надрессорной балки (размер «E») к толщине первой боковой стенки 102 вблизи верхнего угла проема для надрессорной балки и смежно с верхней стенкой 188 (размер «F»). Отношение «E/F» может находиться в пределах диапазона от около 1,55:1 до около 2,73:1.
В дополнение, Фиг. 7A иллюстрирует прибыль 154, имеющую нижний диаметр 174 смежно с первой боковой стенкой 102 и верхний диаметр 176 с противоположной стороны прибыли 154.
Боковая рама 300 известного уровня техники, проиллюстрированная на Фиг. 7B, описана с использованием ссылочных позиций вида «3xx» для описания аналогичных элементов варианта выполнения, описанного выше с использованием ссылочных позиций вида «1xx». Таким образом, ссылочные позиции вида «3xx» могут быть описаны не полностью или не описаны вообще. Как показано на Фиг. 7B, стенка 386 проема для надрессорной балки имеет по существу одинаковую зеркально отображенную форму по обе стороны от осевой линии 301. Дополнительно, каждая из первой боковой стенки 302 и второй боковой стенки 302 имеет по существу постоянную толщину между верхней стенкой 386 проема для надрессорной балки и верхней стенкой 388.
Фиг. 8A иллюстрирует разрез боковой рамы 100, показанной на Фиг. 5, тогда как Фиг. 8B иллюстрирует аналогичный разрез боковой рамы 300 известного уровня техники. Разрезы, показанные на Фиг. 8A и 8B, взяты в аналогичных местах боковой рамы 100 в виде разреза, проходящего через прибыль 152 задней буксовой челюсти под углом «Q» относительно нижней поверхности 145 технологического окна 144. Разрез, показанный на Фиг. 8A, взятый вблизи внутреннего угла буксовой челюсти 130 и через прибыль 152 задней буксовой челюсти, также представляет разрез под тем же углом «Q», взятый в том же месте вблизи внутреннего угла буксовой челюсти 120 и через прибыль 150 передней буксовой челюсти. В связи с этим размеры и описание толщины стенок, соответствующие Фиг. 8A, могут быть интерпретированы так же, как если бы описывался разрез, взятый вблизи внутреннего угла буксовой челюсти 120 и через прибыль 150 передней буксовой челюсти.
Разрез, показанный на Фиг. 8A, иллюстрирует толщину стенки 190 буксовой челюсти вблизи внутреннего угла буксовой челюсти 130, которая может иметь переменную толщину. Например, стенка 190 буксовой челюсти может иметь толщину в разрезе, показанном на Фиг. 8A, смежно с первой боковой стенкой 102, определенную размером «K». Толщина стенки может уменьшаться с толщины «K» до толщины «L», причем толщина «L» находится приблизительно на поперечной осевой линии 101 боковой рамы 100. Другими словами, толщина «K» по меньшей мере участка стенки 190 буксовой челюсти смежно с первой боковой стенкой 102 может быть больше толщины «L» стенки буксовой челюсти на центральном участке стенки 190 буксовой челюсти. Как показано, внутренняя поверхность 191 стенки 190 буксовой челюсти смежно с первой боковой стенкой 102 сходится в направлении внутренней поверхности 189 верхней стенки 188. Толщина «L» может представлять собой наименьшую толщину стенки 190 буксовой челюсти. Толщина «K» стенки 190 буксовой челюсти вблизи внутреннего угла буксовой челюсти смежно с первой боковой стенкой 102 также может быть выражена как отношение толщины смежно с первой боковой стенкой 102 (размер «K») к толщине стенки 190 буксовой челюсти вблизи внутреннего угла буксовой челюсти 190 на центральном участке стенки буксовой челюсти (размер «L»). Отношение «K/L» может находиться в пределах диапазона от около 1,05:1 до около 1,86:1.
Разрез, показанный на Фиг. 8A, дополнительно иллюстрирует первую боковую стенку 102, которая может иметь переменную толщину. Например, первая боковая стенка 102 может иметь толщину смежно со стенкой 190 буксовой челюсти, определенную размером «J». Дополнительно, толщина первой боковой стенки 102 может уменьшаться по мере приближения к верхней стенке 188 боковой рамы 100, причем толщина первой боковой стенки 102 вблизи угла верхней стенки 188 боковой рамы 100 может быть определена размером «I». Толщина «J» первой боковой стенки 102 вблизи внутреннего угла буксовой челюсти 130 может быть больше толщины «I» первой боковой стенки вблизи внутренних углов буксовой челюсти 130 смежно с верхней стенкой 188 боковой рамы 100. Толщина первой боковой стенки 102 вблизи прибылей 158, 160 может быть больше толщины второй боковой стенки 104, противоположной первой боковой стенке 102. Толщина «I» первой боковой стенки 102 вблизи внутреннего угла буксовой челюсти 130 и смежно со стенкой 190 буксовой челюсти также может быть выражена как отношение толщины смежно со стенкой 190 буксовой челюсти (размер «I») к толщине первой боковой стенки 102 вблизи внутреннего угла буксовой челюсти 130 и смежно с верхней стенкой 188 (размер «J»). Отношение «I/J» может находиться в пределах диапазона от около 1,18:1 до около 3,20:1.
В дополнение, Фиг. 8A иллюстрирует прибыль 152, имеющую нижний диаметр 170 смежно с первой боковой стенкой 102 и верхний диаметр 172 с противоположной стороны прибыли 152.
Боковая рама 300 известного уровня техники, проиллюстрированная на Фиг. 8B, описана с использованием ссылочных позиций вида «3xx» для описания аналогичных элементов варианта выполнения, описанного выше с использованием ссылочных позиций вида «1xx». Таким образом, ссылочные позиции вида «3xx» могут быть описаны не полностью или не описаны вообще. Как показано на Фиг. 8B, стенка 390 буксовой челюсти имеет внутреннюю поверхность 391, которая по существу параллельна внутренней поверхности 389 верхней стенки 388, расположенной между первой боковой стенкой 302 и второй боковой стенкой 304. Дополнительно, первая боковая стенка 302 и вторая боковая стенка 304 имеют уменьшающуюся толщину между стенкой 390 буксовой челюсти и верхней стенкой 388; и как показано на Фиг. 8B, первая боковая стенка 302 и вторая боковая стенка 304 представляют собой по существу зеркальные отображения друг друга с противоположных сторон от осевой линии 302.
Поскольку тележки железнодорожного вагона могут иметь разную грузоподъемность, боковая рама 100 может иметь разные размеры в соответствии с разной грузоподъемностью тележек, например, для тележки грузоподъемностью 70 тонн, тележки грузоподъемностью 110 тонн и тележки грузоподъемностью 125 тонн. Примерные диапазоны вышеописанных размеров боковой рамы 100 в соответствии с настоящим изобретением приведены ниже в Таблице 1:
Таблица 1: Примерные диапазоны размеров боковой рамы 100
ТЕЛЕЖКА ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬЮ 70 ТОНН
ТЕЛЕЖКА ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬЮ 110 ТОНН
ТЕЛЕЖКА ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬЮ 125 ТОНН
РАЗМЕР
мин.
макс.
мин.
макс.
мин.
макс.
(дюймы)
(дюймы)
(дюймы)
(дюймы)
(дюймы)
(дюймы)
A
1,70
2,20
2,01
2,51
2,22
2,72
B
1,05
1,55
1,80
2,30
1,76
2,26
C
0,88
1,38
1,30
1,80
1,02
1,52
D
0,53
1,03
1,03
1,53
0,61
1,11
E
0,96
1,46
0,79
1,29
0,74
1,24
F
0,26
0,76
0,32
0,82
0,25
0,75
G
0,39
0,89
0,95
1,45
1,17
1,67
H
0,48
0,98
1,13
1,63
1,71
2,21
I
0,77
1,27
0,36
0,86
0,47
0,97
J
1,18
1,68
1,44
1,94
1,43
1,93
K
1,75
2,25
1,89
2,39
2,54
3,04
L
1,32
1,82
1,75
2,25
1,47
1,97
M
15,57
18,57
16,78
19,78
16,88
19,88
N
8,75
11,75
9,75
12,75
9,44
12,44
O
26,50
29,50
27,57
30,57
27,75
30,75
P
35 градусов
35 градусов
35 градусов
35 градусов
35 градусов
35 градусов
Q
105 градусов
105 градусов
105 градусов
105 градусов
105 градусов
105 градусов
R
12,50
15,50
16,13
19,13
16,81
19,81
S
–0,50
2,50
–0,63
2,37
0,13
3,13
T
45 градусов
45 градусов
45 градусов
45 градусов
45 градусов
45 градусов
U
12,38
15,38
11,88
14,88
12,50
15,50
Отношение A/B: 1
1,28
1,73
1,05
1,26
1,04
1,41
Отношение C/D: 1
1,22
1,65
1,05
1,39
1,26
1,71
Отношение E/F:1
2,01
2,73
1,55
2,10
1,68
2,28
Отношение H/G: 1
1,05
1,33
1,05
1,33
1,18
1,59
Отношение J/I:1
1,18
1,60
2,37
3,20
1,97
2,67
Отношение K/L: 1
1,08
1,47
1,05
1,23
1,38
1,86
В приведенной выше Таблице 1 описаны некоторые общие диапазоны размеров, которые могут использоваться, и характеристик, которыми могут обладать некоторые конкретные примеры боковой рамы 100 в соответствии с настоящим изобретением. Боковая рама 100 не обязательно должна иметь размеры и характеристики, которые находятся в пределах всех диапазонов, указанных для каждой грузоподъемности в Таблице 1, чтобы попадать в объем настоящего изобретения.
В приведенной ниже Таблице 2 обеспечены дополнительные, более конкретные диапазоны размеров, по меньшей мере некоторыми из которых могут обладать по меньшей мере некоторые примерные боковые рамы 100 в соответствии с настоящим изобретением:
Таблица 2: Примерные диапазоны размеров боковой рамы 100
ТЕЛЕЖКА ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬЮ 70 ТОНН
ТЕЛЕЖКА ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬЮ 110 ТОНН
ТЕЛЕЖКА ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬЮ 125 ТОНН
РАЗМЕР
мин.
макс.
мин.
макс.
мин.
макс.
(дюймы)
(дюймы)
(дюймы)
(дюймы)
(дюймы)
(дюймы)
A
1,83
2,08
2,13
2,38
2,35
2,60
B
1,17
1,42
1,93
2,18
1,89
2,14
C
1,00
1,25
1,42
1,67
1,15
1,40
D
0,66
0,91
1,15
1,40
0,73
0,98
E
1,09
1,34
0,91
1,16
0,87
1,12
F
0,39
0,64
0,44
0,69
0,38
0,63
G
0,51
0,76
1,07
1,32
1,29
1,54
H
0,61
0,86
1,26
1,51
1,84
2,09
I
0,90
1,15
0,48
0,73
0,60
0,85
J
1,30
1,55
1,57
1,82
1,55
1,80
K
1,88
2,13
2,02
2,27
2,66
2,91
L
1,45
1,70
1,87
2,12
1,59
1,84
M
16,32
17,82
17,53
19,03
17,63
19,13
N
9,50
11,00
10,50
12,00
10,19
11,69
O
27,25
28,75
28,32
29,82
28,50
30,00
P
35 градусов
35 градусов
35 градусов
35 градусов
35 градусов
35 градусов
Q
105 градусов
105 градусов
105 градусов
105 градусов
105 градусов
105 градусов
R
13,25
14,75
16,88
18,38
17,56
19,06
S
0,25
1,75
0,12
1,62
0,88
2,38
T
45 градусов
45 градусов
45 градусов
45 градусов
45 градусов
45 градусов
U
13,13
14,63
12,63
14,13
13,25
14,75
Отношение A/B:1
1,32
1,66
1,05
1,22
1,08
1,36
Отношение C/D:1
1,27
1,59
1,07
1,34
1,31
1,64
Отношение E/F:1
2,09
2,62
1,61
2,02
1,75
2,19
Отношение H/G:1
1,05
1,28
1,05
1,28
1,22
1,53
Отношение J/I:1
1,23
1,54
2,46
3,08
2,04
2,57
Отношение K/L:1
1,12
1,41
1,05
1,19
1,43
1,79
Различные диапазоны, приведенные в Таблице 2, являются лишь примерами. Боковая рама 100 не обязательно должна иметь размеры или характеристики, которые удовлетворяют всем указанным диапазонам, чтобы попадать в объем настоящего изобретения.
В Таблице 3 приведены еще более конкретные размеры и характеристики боковой рамы 100 в соответствии с конкретным примером настоящего изобретения. Разумеется, боковая рама 100 не обязательно должна иметь эти конкретные размеры и/или характеристики, чтобы попадать в объем настоящего изобретения.
Таблица 3: Примерные диапазоны размеров боковой рамы 100
РАЗМЕРЫ
ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ 70 ТОНН
ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ 110 ТОНН
ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ 125 ТОНН
(дюймы)
(дюймы)
(дюймы)
A
1,95
2,26
2,47
B
1,30
2,05
2,01
C
1,13
1,55
1,27
D
0,78
1,28
0,86
E
1,21
1,04
0,99
F
0,51
0,57
0,50
G
0,64
1,20
1,42
H
0,73
1,38
1,96
I
1,02
0,61
0,72
J
1,43
1,69
1,68
K
2,00
2,14
2,79
L
1,57
2,00
1,72
M
17,07
18,28
18,38
N
10,25
11,25
10,94
O
28,00
29,07
29,25
P
35 градусов
35 градусов
35 градусов
Q
105 градусов
105 градусов
105 градусов
R
14,00
17,63
18,31
S
1,00
0,87
1,63
T
45 градусов
45 градусов
45 градусов
U
13,88
13,38
14,00
Отношение A/B:1
1,50
1,10
1,23
Отношение C/D:1
1,44
1,21
1,48
Отношение E/F:1
2,37
1,83
1,98
Отношение H/G:1
1,15
1,15
1,38
Отношение J/I:1
1,39
2,79
2,32
Отношение K/L:1
1,27
1,07
1,62
Хотя в приведенных выше таблицах указаны конкретные размеры, характеристики и/или диапазоны размеров и характеристик, специалисту в данной области техники будет понятно, что эти размеры и диапазоны являются примерами, которые могут использоваться в по меньшей мере некоторых примерах настоящего изобретения. Различные изменения диапазонов и конкретных размеров и характеристик могут использоваться без отклонения от настоящего изобретения.
Хотя описаны различные варианты выполнения, специалисту в данной области техники будет понятно, что возможно гораздо больше вариантов выполнения и реализаций, которые находятся в пределах объема формулы изобретения. 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 изобретения. В связи с этим описанные варианты выполнения предназначены для облегчения понимания формулы изобретения и не ограничивают объем формулы изобретения.