БОКОВАЯ РАМА ТРЕХОСНОЙ ТЕЛЕЖКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции боковой рамы трехосной тележки грузового железнодорожного вагона.
Известна конструкция надрессорной балки трехосной тележки [«Чертежи запасных деталей вагонов железных дорог колеи 1524 мм», изд. «ТРАНСПОРТ», Москва, 1970 г., стр.192-196], представляющая собой отливку коробчатого сечения, состоящую из верхнего и нижнего горизонтальных поясов, соединенных между собой вертикальными колонками, образующими совместно с горизонтальными поясами рессорный проем для размещения рессорного комплекта и концевой части надрессорной балки. На опорной поверхности нижнего пояса расположены внутренние и наружные фиксаторы положения пружин рессорного комплекта. Первая концевая часть имеет проем для установки крайней колесной пары тележки, а вторая концевая часть предназначена для установки на балансир средней колесной пары тележки. Также боковая рама содержит кронштейны для установки подвесок триангелей.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
Технической проблемой вышеописанной конструкции является недостаточные показатели сопротивления усталости в зоне сопряжения горизонтального надбуксового участка с радиусным переходом верхнего участка внутренней челюстной направляющей, что может привести к образованию в ней усталостных трещин при эксплуатации и дальнейшей поломке боковой рамы ранее назначенного срока службы.
Техническим результатом, от применения предлагаемой полезной модели, является повышение эксплуатационной надежности зоны внутреннего радиуса буксового проема боковой рамы трехосной тележки грузового железнодорожного вагона.
Технический результат достигается за счет того, что в боковой раме, нижняя горизонтальная стенка проема, для размещения колесной пары, имеет переменную толщину, выполненную на участке перехода в наружный радиус проема, начинающемся на расстоянии d/2 от края проема, при этом отношение толщины стенки внутреннего радиуса боковой рамы (b) к толщине стенки наружного радиуса (a) находится в пределах 1,2-1,8. Увеличение толщины стенки внутреннего радиуса проема относительно толщины стенки наружного радиуса в диапазоне от 1,2 до 1,8 приводит к снижению уровня напряжений наиболее нагруженного участка проема боковой рамы. В свою очередь, выполнение горизонтальной стенки проема от внутреннего радиуса толщиной соответствующей толщине стенки внутреннего радиуса с последующим переходом толщины горизонтальной стенки, начиная от центральной вертикальной оси проема расположенной на расcтоянии d/2, на толщину соответствующую толщине стенки наружного радиуса, позволяет во-первых усилить зону горизонтальной стенки сопряженную с внутренним радиусом, а во-вторых равномерно перераспределить напряжения от более нагруженного участка проема к менее нагруженному. Таким образом, применение совокупности предлагаемых технических решений позволяет повысить прочностные и усталостные характеристики боковой рамы трехосной тележки. Данное утверждение также подтверждается расчетом коэффициента запаса сопротивления усталости рамы данной конструкции, по результатам которого в зоне внутреннего радиуса проема данный коэффициент составляет 3,729 при допускаемом значении 2.
Выполнение предлагаемого технического решения с внутренним и наружным радиусами буксового проема в диапазоне от 57 до 63 мм, позволяет получить наилучшее распределение нагрузок между горизонтальным участком и радиусами, так как выполнение радиусов в больших значениях уменьшает длину опорного горизонтального участка увеличивая тем самым возникающие в нем напряжения, а выполнение радиусов меньшей величиной способствует возникновению критических напряжений в самих переходах от горизонтального участка к челюстям проема, превышающих допустимые.
Таким образом, выполнение боковой рамы с учетом предлагаемого технического решения позволяет повысит усталостную прочность внутреннего радиуса проема под установку крайней колесной пары, равномерно распределить по всему проему напряжения, возникающие в процессе эксплуатации тележки, снижая тем самым вероятность возникновения трещин в зоне внутреннего радиуса проема и, как следствие, повысить эксплуатационную надежность боковой рамы и ее долговечность.
Сущность заявляемой полезной модели, заключается в том, что боковая рама трехосной тележки грузового железнодорожного вагона, представляет собой отливку коробчатого сечения из углеродистой стали, состоит из верхнего и нижнего горизонтальных поясов, соединенных между собой вертикальными колонками, образующими совместно с горизонтальными поясами рессорный проем для размещения рессорного комплекта и концевой части надрессорной балки, с расположенными на опорной поверхности нижнего пояса внутренними и наружными фиксаторами положения пружин рессорного комплекта, концевой части, имеющей проем шириной d, для установки крайней колесной пары тележки, концевой части, для установки на балансир средней колесной пары тележки, с кронштейнами для установки подвесок триангелей, при этом, нижняя горизонтальная стенка проема, для размещения крайней колесной пары, имеет переменную толщину, выполненную на участке перехода в наружный радиус проема, начинающемся на расстоянии d/2 от края проема, при этом отношение толщины стенки внутреннего радиуса боковой рамы (b) к толщине стенки наружного радиуса (a) находится в пределах 1,2-1,8. Внутренний и наружный радиусы (R) проема для размещения колесной пары выполнены в диапазоне от 57до 63 мм.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:
Фиг. 1 –боковая рама изометрия;
Фиг. 2 – боковая рама вид спереди;
Фиг. 3 – выносной вид А.
Боковая рама трехосной тележки грузового железнодорожного вагона 1, представляет собой отливку коробчатого сечения из углеродистой стали. Состоит из верхнего 2 и нижнего 3 горизонтальных поясов. Пояса 2 и 3 соединены между собой вертикальными колонками 4, образующими совместно с горизонтальными поясами 2 и 3 рессорный проем 5 для размещения рессорного комплекта и концевой части надрессорной балки. На опорной поверхности нижнего пояса 3 расположены внутренние 6 и наружные 7 фиксаторы положения пружин рессорного комплекта. Боковая рама 1 содержит концевую часть 8, имеющую проем 9 шириной d, для установки крайней колесной пары тележки. Боковая рама 1 содержит концевую часть 10, предназначенную для установки на балансир средней колесной пары тележки. Также боковая рама 1 имеет кронштейны 11 для установки подвесок триангелей. Нижняя горизонтальная стенка 14 проема 9, имеет переменную толщину, выполненную на участке перехода в наружный радиус 12 проема 9, начинающемся на расстоянии d/2 от края проема 9. Отношение толщины стенки (b) внутреннего радиуса 13 проема 9 боковой рамы к толщине стенки (a) наружного радиуса 12 находится в пределах 1,2-1,8.
В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и проведены всесторонние испытания опытных образцов.