НАДРЕССОРНАЯ БАЛКА ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к подвижному составу железнодорожного транспорта и может быть использована в конструкциях двухосных тележек грузовых вагонов.
Известна надрессорная балка тележки модели 18-100 грузовых вагонов (Вагоны / Под ред. Л.А.Шадура. - М.: Транспорт, 1980. - 439 с.), которая имеет коробчатое поперечное сечение и форму близкую к брусу равного сопротивления изгибу. Толщина стенок уменьшается от среднего сечения к крайнему.
Концевые части балки выполнены плоскими, сечение балки в средней части имеет постоянную ширину и расширяется к концам. В верхней и боковых стенках балки имеются отверстия, несколько облегчающие конструкцию и используемые при литье и транспортировке балки. Подпятник является несъемным и отлит заодно с надрессорной балкой. В концевой части имеются литые опоры для скользунов, а снизу - литые бонки для ограничения перемещений внутренних пружин и упоры - для фиксации наружных двухрядных пружин. По бокам концевой части балки предусмотрены специальные гнезда для фрикционных клиньев, усиленные горизонтальными косынками, с углом наклона плоской опорной поверхности 45° к горизонту. Нижняя полка балки имеет внутреннее ребро, проходящее по всей ее длине и в концевой части увеличивающееся на всю высоту балки. Снизу подпятник подперт продольными и поперечными ребрами.
Такая конструкция надрессорной имеет следующие недостатки.
В процессе эксплуатации наблюдаются частые изломы в поперечном сечении под скользуном вследствие недостаточной его жесткости. Жесткие скользуны с зазором встроены в конструкцию боковой рамы и удары, возникающие в процессе движения при замыкании зазоров в скользунах, дополнительно ослабляют сечение в зоне скользуна.
Карманы надрессорной балки имеют высоту, равную высоте клина, при износе клина происходит его завышение и уменьшение площади контакта с наклонной поверхностью надрессорной балки, что ведет к опрокидыванию клина и быстрому износу обеих поверхностей.
Повороты надрессорной балки относительно вертикальной и поперечной оси пути ничем не ограничены, что приводит к ухудшению ходовых качеств вагонов.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является конструкция надрессорной балки тележки грузового вагона (Патент на полезную модель RU 79509, B61F 5/52 от 10.01.2009 г.).
Надрессорная балка тележки грузового вагона содержит верхний пояс с внутренним вертикальным ребром, подпятником с плоской опорной плитой и упорным кольцевым буртом, нижний пояс, вертикальные боковые стенки и расположенную между верхним и нижним поясами опорную колонку подпятника, верхний пояс выполнен с технологическими отверстиями и посадочными поверхностями под скользуны. Посадочные поверхности под скользуны выполнены с системой из нескольких отверстий, расположенных несимметрично относительно оси надрессорной балки, позволяющих устанавливать различные типы съемных скользунов на посадочную поверхность.
Каждая посадочная поверхность под скользун выполнена в виде плоской площадки, имеющей в плане форму прямоугольника и сопрягающейся с вертикальными боковыми стенками надрессорной балки посредством плоских наклонных стенок, а с верхним поясом - посредством криволинейной стенки. Технологические отверстия, расположенные в верхнем поясе, выполнены с дополнительным усилением в виде скругленного выступа на наружной поверхности. Вертикальная стенка выполнена без отверстий в зоне установки скользунов.
Конструкция надрессорной балки обладает рядом недостатков.
В конструкции не решен вопрос усиления поперечного сечения под площадкой под скользуны.
Прямоугольная форма поверхностей под скользуны не позволяет устанавливать на надрессорную балку скользуны цилиндрической формы. Посадочная опорная площадка под скользуны выполнена в один уровень с опорной поверхностью подпятника, что требует доработки шкворневого узла вагона для установки упругих скользунов постоянного контакта стандартной высоты (около 130 мм). В вертикальной стенке под площадкой под скользуны отсутствуют отверстия, что затрудняет установку скользунов при помощи болтов и гаек.
Задачей полезной модели является разработка надрессорной балки тележки грузового вагона, обеспечивающей улучшение показателей ходовых качеств тележки.
Технический результат заключается в улучшении показателей ходовых качеств тележки.
Технический результат достигается тем, что надрессорная балка тележки грузового вагона содержит верхний пояс с подпятником с плоской опорной поверхностью и упорным кольцевым буртом, с технологическими отверстиями и плоскими опорными площадками под скользуны с крепежными отверстиями. Нижний пояс включает опорную поверхность на пружины тележки, переходящую в наклонный пояс. Надрессорная балка тележки имеет вертикальные боковые стенки. В зоне опорной поверхности на пружины по центру балки выполнено ребро, соединяющее верхний и нижний пояс, плавно переходящее под опорной площадкой скользуна в два вертикальных ребра, проходящие по всей длине балки до ее центра, под упорным кольцевым буртом подпятника ребра соединены поперечной перемычкой.
Уровень опорных площадок для установки боковых скользунов ниже уровня опорной поверхности подпятника на величину L. Опорные площадки скользунов имеют прямоугольную форму со скругленными выступами в средней части, под опорными площадками боковых скользунов в боковых стенках выполнены отверстия овальной формы, имеющие усиленные внутрь балки стенки. В концевых частях надрессорной балки выполнены карманы под фрикционные клинья, наклонные поверхности карманов имеют выступы над верхним поясом, на боковых стенках с внешней и внутренней стороны от кармана выполнены поперечные упоры, между карманом и внутренним поперечным упором на вертикальных боковых стенках расположены плоские упорные площадки.
В вертикальных ребрах выполнены технологические отверстия. Расстояние между двумя внутренними вертикальными ребрами может быть в 3,5…4 раза меньше расстояния между боковыми стенками в зоне подпятника. Высота поперечной перемычки может составлять 55…65% от высоты сечения в зоне подпятника. Уровень опорных площадок для установки боковых скользунов ниже уровня опорной поверхности подпятника на величину L, которая может быть 43…47 мм.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 изображен вид сверху надрессорной балки;
- на фиг.2 показан разрез надрессорной балки по линии А-А фиг.1;
- на фиг.3 показан разрез надрессорной балки по линии Б-Б фиг.2.
Надрессорная балка тележки грузового вагона включает верхний пояс 1, содержащий подпятник с плоской опорной поверхностью 2 и упорным кольцевым буртом 3, технологические отверстия 4 и плоские опорные площадки под скользуны 5 с крепежными отверстиями 6, нижний пояс 7, содержащий опорную поверхность на пружины 8, переходящую в наклонный пояс 9, вертикальные боковые стенки 10, карманы 11 для установки фрикционных клиньев в концевых частях надрессорной балки.
В зоне опорной поверхности на пружины 8 по центру балки выполнено ребро 12, соединяющее верхний 1 и нижний 7 пояса, переходящее под опорной площадкой скользуна 5 в два вертикальных ребра 13 (расстояние между двумя внутренними вертикальными ребрами может быть в 3,5…4 раза меньше расстояния между боковыми стенками в зоне подпятника), проходящие по всей длине балки до ее центра, под упорным кольцевым буртом 3 подпятника внутренние ребра 13 соединены поперечной перемычкой 14 (высота поперечной перемычки может составлять 55…65% от высоты сечения в зоне подпятника). В вертикальных ребрах выполнены технологические отверстия 15.
Надрессорная балка тележки грузового вагона работает следующим образом.
Нагрузка от веса вагона передается на опорную поверхность 2 подпятника, который усилен снизу ребрами 13 и поперечной перемычкой 14, а затем через опорную поверхность 8 на пружины подвешивания тележки.
Ребра 13 в зоне под опорной площадкой бокового скользуна 5 увеличивают момент сопротивления сечения и повышают прочность и жесткость этой зоны.
На боковых стенках 10 с внешней и внутренней стороны от кармана предусмотрены поперечные упоры 16, ограничивающие поперечные перемещения надрессорной балки относительно боковых рам. Выступы 17 над карманами надрессорной балки предназначены для контакта с фрикционными клиньями при их подъеме. Продольные и угловые перемещения надрессорной балки относительно боковой рамы ограничены плоскими упорными площадками 18, расположенными со стороны внутреннего упора.
Уровень опорных площадок для установки боковых скользунов 5 ниже уровня опорной поверхности подпятника 2 на величину L (L может составлять 43…47 мм), что позволяет устанавливать упругие боковые скользуны под вагоны любого типа.
Опорные площадки скользунов 5 имеют прямоугольную форму со скругленными выступами в средней части, что позволяет устанавливать скользуны, как прямоугольной, так и круглой формы.
Под опорными площадками боковых скользунов 5 в боковых стенках 10 выполнены отверстия овальной формы 19, имеющие усиленные внутрь балки стенки. Отверстия в надрессорной балке предназначены для снижения ее массы и доступа к крепежу боковых скользунов.
На опорных поверхностях на пружины в концевых частях надрессорной балки предусмотрены ограничители 20, которыми фиксируются пружины рессорного комплекта.