НАДРЕССОРНАЯ БАЛКА ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к подвижному составу железнодорожного транспорта и может быть использована в конструкциях двухосных тележек грузовых вагонов.
Известна конструкция надрессорной балки тележки грузового вагона (RU №79509, B61F 5/52, 10.01.2009), содержащая 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. 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. Технологические отверстия, расположенные в верхнем поясе, выполнены с дополнительным усилением в виде скругленного выступа на наружной поверхности. Вертикальный пояс выполнен без отверстия в вертикальной стенке в зоне установки скользунов.
Недостатком надрессорной балки по патенту № 79509 является низкая надёжность места крепления звена мертвой точки.
Из патента № 118275 на полезную модель известна надрессорная балка тележки грузового вагона, содержащая верхний пояс с цилиндрическим подпятником с плоской опорной поверхностью и упорным кольцевым буртом, с плоскими опорными площадками под скользуны с крепежными отверстиями, нижний пояс, выполненный с опорной поверхностью на пружины рессорного подвешивания, переходящей в наклонный пояс, вертикальные боковые стенки, карманы для установки фрикционных клиньев в концевых частях надрессорной балки, два параллельных вертикальных ребра, соединяющих верхний и нижний пояса, два отверстия овальной формы в боковых стенках под опорными площадками под боковые скользуны, при этом ребра выполнены по всей длине балки и увеличивающимися по толщине к центру, под буртом подпятника между ребрами и боковыми стенками выполнены внутренние прибыли по форме близкие к цилиндру с вертикальной образующей, в бурте подпятника на внутренней поверхности выполнены вертикальные выемки в форме сектора цилиндра с вертикальной образующей, две опорные площадки под скользуны имеют по две пары установочных отверстий каждая.
Недостатком надрессорной балки по патенту № 118275 является недостаточная надежность места крепления звена мертвой точки.
Надрессорная балка по патенту № 118275 выбрана в качестве наиболее близкого аналога.
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью - создание технологичной конструкции надрессорной балки, надежной в эксплуатации.
Технический результат, достигаемый полезной моделью - повышение надежности в эксплуатации, при одновременном повышении технологичности ее изготовления.
Заявляемый технический результат достигается за счет того, что в надрессорной балке тележки грузового вагона, содержащей верхний пояс с подпятником, боковые стенки, нижний пояс, выполненный по концам надрессорной балки с опорными участками для пружин рессорного подвешивания, карманы для фрикционных клиньев, опорные площадки скользуна, приливы для установки кронштейна мертвой точки, каждый прилив опирается на ребро жёсткости, а между приливами выполнено дополнительное среднее ребро жёсткости, сопряжённое с боковой стенкой и подпятником, при этом среднее ребро выполнено толщиной и высотой, превышающими толщину и высоту рёбер жёсткости, на которые опираются приливы, а переходы от рёбер к боковой стенке, от приливов к боковой стенке, от приливов к верхнему поясу, от приливов к подпятнику и от среднего ребра к подпятнику выполнены радиусными.
Толщина S2 среднего ребра может составлять от 20 мм до 40 мм.
Толщина S1 каждого бокового ребра жёсткости, на которое опирается прилив может составлять от 10 мм до 22 мм.
Высота H2 среднего ребра может составлять от 70 мм до 110 мм.
Высота H1 каждого бокового ребра жёсткости, на которое опирается прилив может составлять от 45 мм до 85 мм.
Угол α отклонения длинной стороны упомянутого прилива от поперечной оси надрессорной балки может составлять от 10° до 20°.
Радиусный переход R3 от боковых рёбер к боковой стенке может составлять от 8 мм до 30 мм.
Радиусный переход R4 от приливов к боковой стенке может составлять от 20 мм до 40 мм.
Радиусный переход R1 от приливов к верхнему поясу может составлять от 40 мм до 60 мм.
Радиусный переход R5 от среднего ребра к подпятнику может составлять от 10 мм до 20 мм.
Радиусный переход R2 от приливов 8 к подпятнику 2 может составлять от 5 мм до 30 мм.
Радиусный переход R6 от среднего ребра 10 к боковой стенке 4 может составлять от 5 мм до 20 мм.
Полезная модель поясняется чертежами:
на фиг. 1 - представлен общий вид надрессорной балки сверху;
на фиг. 2 - представлен общий вид надрессорной балки сбоку;
на фиг. 3 - участок с приливами для установки кронштейна мертвой точки, изометрия, вид снизу;
на фиг. 4 - участок с приливами для установки кронштейна мертвой точки, вид сбоку;
на фиг. 5 - участок с приливами для установки кронштейна мертвой точки, вид сверху.
Позиции на фигурах:
1 - верхний пояс надрессорной балки;
2 - подпятник;
3 - нижний пояс надрессорной балки;
4 - боковые стенки надрессорной балки;
5 - карманы для размещения фрикционных клиньев;
6 - опорные поверхности под пружины рессорного подвешивания;
7 - опорная площадка скользуна;
8 - приливы для крепления звена мертвой точки;
9 - ребро жёсткости, на которое опирается прилив 8;
10 - среднее ребро жёсткости;
S1 - толщина ребра жёсткости 9;
S2 - толщина ребра жёсткости 10;
H1 - высота ребра жёсткости 9;
H2 - высота ребра жёсткости 10;
R1 - радиусный переход от приливов 8 к верхнему поясу 1;
R2 - радиусный переход от приливов 8 к подпятнику 2;
R3 - радиусный переход от ребра 9, на которое опирается прилив 8, к боковой стенке 4;
R4 - радиусный переход от приливов 8 к боковой стенке 4;
R5 - радиусный переход от среднего ребра 10 к подпятнику 2;
R6 - радиусный переход от среднего ребра 10 к боковой стенке 4.
Заявляемая надрессорная балка (фиг. 1, 2) содержит верхний пояс 1 с подпятником 2, боковые стенки 4, нижний пояс 3, выполненный с опорными участками 6 по концам надрессорной балки для пружин рессорного подвешивания, карманы 5 для фрикционных клиньев, опорные площадки 7 скользуна, приливы 8 для установки кронштейна мертвой точки, при этом каждый прилив 8 (фиг. 4) опирается на ребро жёсткости 9, а между приливами содержится дополнительное среднее ребро жёсткости 10, сопряжённое с боковой стенкой 4 и подпятником 2.
Среднее ребро 10 выполнено толщиной и высотой, превышающими толщину и высоту рёбер жёсткости 9, на которые опираются приливы 8, а переходы от рёбер 9 и 10 к боковой стенке 4, от приливов 8 к боковой стенке 4, от приливов 8 к верхнему поясу 1, от приливов 8 к подпятнику 2 и от среднего ребра 10 к подпятнику 2 выполнены радиусными. Среднее ребро 10 выполнено большей толщины, чем ребра 9 под приливами 8 в связи с тем, что данное ребро 10 обеспечивает необходимую жесткость подпятника 2 тележки, на который приходится основная нагрузка от веса вагона, а боковые ребра 9 обеспечивают жесткость только приливов 8 для крепления кронштейна мертвой точки.
Толщина S2 среднего ребра 10 может составлять от 20 мм до 40 мм.
Толщина S1 каждого ребра жёсткости 9, на которое опирается прилив 8, может составлять от 10 мм до 22 мм.
Высота H2 среднего ребра 10 может составлять от 70 мм до 110 мм.
Высота H1 каждого ребра жёсткости 9, на которое опирается прилив 8, может составлять от 45 мм до 85 мм.
Угол отклонения α (фиг. 5) длинной стороны приливы 8 от поперечной оси надрессорной балки может составлять от 10° до 20°.
Радиусный переход R1 (фиг. 3) от приливов 8 к верхнему поясу 1 может составлять от 40 мм до 60 мм.
Радиусный переход R2 от приливов 8 к подпятнику 2 может составлять от 5 мм до 30 мм.
Радиусный переход R3 от каждого ребра 9, на которое опирается прилив 8, к боковой стенке 4 может составлять от 8 мм до 30 мм.
Радиусный переход R4 от приливов 8 к боковой стенке 4 может составлять от 20 мм до 40 мм.
Радиусный переход R5 от среднего ребра 10 к подпятнику 2 может составлять от 10 мм до 20 мм.
Радиусный переход R6 от среднего ребра 10 к боковой стенке 4 может составлять от 5 мм до 20 мм.
Расчёты показали, что выполнение упомянутых переходов радиусными позволило обеспечить сопряжение приливов и рёбер наиболее плавно, без возникновения местных напряженностей, обеспечивая надлежащую надежность и прочность надрессорной балки на данном участке.
Все геометрические параметры заявляемой надрессорной балки, приведенные в формуле полезной модели, подобраны расчётным путем, выход за эти диапазоны может привести к возникновению дефектов при застывании готового изделия при изготовлении методом литья. Отсутствие дефектов и местных напряженностей было установлено по эпюрам, полученным по результатам компьютерного моделирования балки.
Примером использования является изготовленная надрессорная балка, у которой толщина S2 среднего ребра составила 30 мм. Толщина S1 каждого ребра жёсткости составила от 12 мм.  Высота H2 среднего ребра составила 90 мм. Высота H1 каждого бокового ребра жёсткости, на которое опирается прилив, составила 65 мм.  Угол α отклонения длинной стороны прилива от поперечной оси надрессорной балки составил 15˚. Радиусный переход R3 от каждого бокового ребра, на которое опирается прилив, к боковой стенке составил 12 мм. Радиусный переход R5 от среднего ребра к боковой стенке составил 10 мм. Радиусный переход R4 от приливов к боковой стенке составил 30 мм. Радиусный переход R1 от приливов к верхнему поясу составил 50 мм. Радиусный переход R2 от приливов к подпятнику составил 15 мм. Радиусный переход R6 от среднего ребра к подпятнику составил 10 мм. Испытания показали надёжность изготовленной надрессорной балки и отсутствие литейных дефектов.
Другим примером использования является надрессорная балка, у которой толщина S2 среднего ребра составила 40 мм. Толщина S1 каждого ребра жёсткости, составила 18 мм.  Высота H2 среднего ребра составила 100 мм. Высота H1 каждого бокового ребра жёсткости, на которое опирается прилив, составила 80 мм. Угол α отклонения длинной стороны прилива от поперечной оси надрессорной балки составил 18°. Радиусный переход R3 от каждого бокового ребра, на которое опирается прилив, к боковой стенке составил 20 мм. Радиусный переход R5 от среднего ребра к боковой стенке составил 17 мм. Радиусный переход R4 от приливов к боковой стенке составил 35 мм. Радиусный переход R1 от приливов к верхнему поясу составил 55 мм. Радиусный переход R2 от приливов к подпятнику составил 25 мм. Радиусный переход R6 от среднего ребра к подпятнику составил 18 мм. Расчёты показали надёжность надрессорной балки и отсутствие литейных дефектов.
Таким образом, заявляемая полезная модель по сравнению с наиболее близким аналогом позволяет обеспечить повышение надежности в эксплуатации, при одновременном повышении технологичности ее изготовления за счет исключения мест дополнительной напряженности.