БАЛКА НАДРЕССОРНАЯ ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается деталей двухосных тележек грузовых вагонов.
В грузовом железнодорожном транспорте в качестве ходовых частей вагонов широкое распространение получили трехэлементные тележки с центральным рессорным подвешиванием, рама которых состоит из надрессорной балки, содержащей верхний пояс с подпятниковым местом, и двух боковых рам, опирающихся на подшипниковые узлы колесных пар.
К таким конструкциям относятся, например, тележка MotionControlM-976TruckSystem (США), QCZ56 (Китай) ICF и MD 45/52 (Германия), 18-100, 18-131, 18-578, 18-597 (Россия) и 18-7020, 18-755, 18-781, 18-4129 (Украина) и др. Простые по конструкции и в обслуживании, трехэлементные тележки имеют ряд характерных недостатков.
Так, например, в надрессорных балках тележек для вагонов проблемными в отношении прочности являются подпятниковая зона и зоны перехода основного тела балки, имеющего форму бруса «равного сопротивления изгибу», в концевые части, содержащие карманы для клиньев фрикционных гасителей колебаний и опорные поверхности на пружины центрального рессорного подвешивания.
Все известные технические решения сводятся к тому, что балка надрессорная представляет собой тонкостенную коробчатого типа конструкцию, в вертикальной плоскости близкую по форме к брусу равного сопротивления изгибу. Концевые ее части снизу оборудованы устройствами для фиксации пружин центрального рессорного подвешивания, на которые она опирается, а в боковых стенах имеются углубления - карманы для размещения клиньев фрикционных гасителей колебаний. Предлагаются различные варианты внутреннего размещения элементов, подкрепляющих подпятниковую зону балки, зону перехода в концевые части и опорные площадки скользунов. Большое внимание уделяется защите трущихся поверхностей подпятниковой зоны и наклонных поверхностей карманов для фрикционных гасителей колебаний. Тем не менее, эксплуатация балок надрессорных в составе трехэлементных тележек грузовых вагонов, при всем многообразии известных технических решений, не гарантирует высокую эксплуатационную надежность во время назначенного срока службы.
Известна конструкция надрессорной балки тележки («Чертежи запасных деталей вагонов железных дорог колеи 1524 мм. Ходовые части, ударные приборы и амортизаторы переходных площадок», издательство «Транспорт», Москва, 1970, стр. 179), состоящая из нижнего и верхнего поясов, соединенных боковыми стенками, имеющая подпятниковое место, технологические отверстия, площадки для установки скользунов, наклонные поверхности под клинья, опорные площадки под рессорные комплекты, содержащая на нижнем поясе ограничители для наружных и внутренних пружин рессорного комплекта, при этом ограничители для наружных пружин выполнены только с внутренней стороны надрессорной балки, относительно подпятникового места.
Недостатком данной надрессорной балки является ее пониженная прочность и жесткость, вследствие отсутствия дополнительных усиливающих поперечное сечение несущих элементов, наличием в верхнем поясе четырех технологических отверстий овальной формы, взаимного сопряжения конструктивных элементов надрессорной балки, в частности кронштейна мертвой точки.
Эта конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
При создании полезной модели решалась задача повышения надежности в эксплуатации надрессорной балки тележки грузового вагона.
Основной технический результат, на достижение которого направлена полезная модель - повышение прочностных и усталостных характеристик надрессорной балки тележки грузового вагона. В заявляемой полезной модели эта задача решается за счет совокупности следующих существенных признаков.
Балка надрессорная тележки грузового вагона (Фиг. 8) представляет собой отливку коробчатого сечения (Фиг. 1), которая содержит верхний 1 и нижний 2 пояса, соединенные боковыми стенками 3, на верхнем поясе в центральной части размещено подпятниковое место с плоской опорной поверхностью 4, кольцевым упорным буртом 5, отверстием 6 посередине и опорной колонной 7, расположенной между верхним и нижним поясом, в концевых частях 8 балки надрессорной выполнены опорные площадки 9 под рессорный комплект, на каждой из которых имеются бонки 10 и выступы 11 (Фиг. 2), для ограничения перемещения пружин, а в боковых стенах имеются углубления - карманы 12 (Фиг. 4) для размещения клиньев фрикционных гасителей колебаний, образованные вертикальными стенками, расположенными поперек продольной оси балки, и наклонными стенками под углом а к горизонтали. Внутреннее центральное ребро 13 (Фиг. 1), расположенное в концевой части надрессорной балки 8, выполненное от торцов балки с плавным переходом, состоящим из радиуса R1 и двух радиусов R2, в наклонную часть нижнего пояса 2 и внутреннюю отбуртовку технологического отверстия 14 верхнего пояса 1, при этом ребро имеет постоянную толщину S, которая выполнена в интервале толщин от 13 до 25 мм по всей длине ребра и два технологических отверстия 15 круглой или овальной формы, расположенных на центральной оси балки. Дополнительные два ребра жесткости 16 (Фиг. 3), выполнены на верхнем поясе 1 с внутренней стороны от технологического отверстия до скользуна 20. Расстояние между ребрами жесткости 16 на участке от технологического отверстия 14 до скользуна 20 симметрично изменяется, соответственно от ширины внутренней отбуртовки технологического отверстия 14 до ширины скользуна 20 и являются продолжением вертикальных наружных стенок скользуна 21. На нижнем поясе расположены ребер 22.
На боковых стенках 3 и верхнем поясе 1 (Фиг. 1) выполнены технологические отверстия 17 и 14, которые имеют отбуртовку с наружной и внутренней стороны. В центральной части балки, на упорном бурте 5, выполнен кронштейн мертвой точки 18, который усилен ребром 19, расположенным под углом β к опорной плоскости кронштейна 18.
На переходе верхнего пояса 1 в боковую стенку 3, упорный бурт 5 усилен ребрами 23 (Фиг. 5), со стороны противоположной кронштейну мертвой точки 18, в том числе ребра имеют толщину L (Фиг. 6, 7), которая находится в интервале от 5 до 25 мм и уклон γ, который находится в интервале от 5° до 30°, в сторону упорного бурта 5.
Приведенные особенности конструкции надрессорной балки могут быть применимы в тележках двухосных тип 2 по ГОСТ 9246-2013, предназначенных для грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм с максимальной статической нагрузкой на ось 230 кН и конструкционной скоростью 120 км/час.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - Главный вид надрессорной балки тележки грузового вагона, совмещенный с половинным сечением.
Фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1.
Фиг. 3 - вид по стрелке Б на фиг. 1.
Фиг. 4 - вид по сечению В - В на фиг. 1.
Фиг. 5 - вид по стрелке Д на фиг. 1.
Фиг. 6 - вид по сечению Е - Е на фиг. 1.
Фиг. 7 - вид по сечению Ж - Ж на фиг. 1.
Фиг. 8 - вид в изометрии надрессорной балки тележки грузового вагона.