Бічна рама залізничного візка

1. Бічна рама залізничного візка, у вигляді стальної відливки, яка складається з верхнього і нижнього поясів, з'єднаних між собою вертикальними колонками, які утворюють спільно з горизонтальними поясами ресорний отвір, в нижній части C2 2 (19) 1 3 92086 4 ми елементами похилих поясів рами [а.с.СССР шована опорна поверхня для установки рессорно№768683, B61F 5/52]. го комплекта. Бічні стінки нижнього пояса сполучеНедоліком цієї конструкції рами є тріщіни в зоні з бічними стінками похилих поясів. В зоні сполуні сполучення вертикальних колонок з нижнім поячення нижніх елементів похилих і нижніх поясів сом, що спостерігаються в процесі експлуатації, виконані технологічні отвори, а також, підсилюварозвиток яких може привести до руйнування рами. льні цю зону, ребра жорсткості [US, Патент Це обумовлюється зменшенням перерізу нижнього №5718177 от 17.02.1998р.]. Вертикальні колонки, поясу від поперечної центральної площини рами які з'єднують верхній і нижній пояси, сполучені з до зони переходу в похилі пояси, цим самим наваним з допомогою радіусів. Верхній пояс має загнуті нтаження, цю сприймаються нижнім поясом від нагору кінці, які плавно переходять в буксові отворесорного комплекту, розподіляються нерівномірри рами. На вертикальних стінках надбуксової зоно по його довжині, крім того, різкий перехід бічних ни відлиті опорні приливки, які додатково обмежустінок нижнього пояса в бічні стінки похилих поясів ють переміщення буксових вузлів візка. викликає підвищену концентрацію напруг в зазнаДана конструкція обрана як найближчий аначеному місці, а сама форма нижнього пояса в вилог. гляді зрізаної ромбічної призми лише приводить Використання ресорного комплекту з більшою до збільшення маси рами, не забезпечує необхідкількістю пружин вимагало в конструкції найближного запасу міцності в зазначеному поясі. І ще одчого аналогу виконання нижнього пояса рами ною ділянкою бічної рами, де в процесі експлуатабільш широким, до того ж в нижньому поясі, по ції спостерігаються тріщини, являється зона його довжині виконано центральне ребро жорсткосполучення похилого пояса з горизонтальною сті і як наслідок збільшення маси рами. Крім того, опорною ділянкою буксового отвору. Причинами ребра, установлені в порожнині рами в зоні сполувиникнення підвищених напружень в зазначеній чення нижнього пояса з похилим поясом, додають зоні являється виконання буксового отвору рами, надлишкову жорсткість рамі в зазначеній зоні, збіякий має більшу ширину, необхідну для розміщенльшуючи металомісткість. Виконання поясів і еленя буксового вузла візка, а також збіг заломлення ментів рами коробчастої форми з повздовжніми верхнього пояса в надбуксову зону з вертикальребрами у внутрішній порожнині ускладнює техноною площиною, яка проходить через зону сполулогію її виготовлення, крім того, для полегшення чення похилий пояс- буксовий отвір. виготовлення та зниження маси в конструкції виТакож відома конструкція легковагової бічної конана велика кількість отворів в поясах рами, які рами [US, Патент №5410968 от 02.05.1995р.], двоявляються додатковими концентраторами напрутаврового перерізу. Рама складається із нижнього женню, виникають в процесі експлуатації. горизонтального пояса, верхнього пояса з загнуЗадача на рішення якої направлено запропотими вверх кінцями, які мають в перерізі форму нований винахід, заключається в створенні конставра, з'єднані між собою вертикальними колонтрукції бічної рами залізничного візка, яка має підками, створюючи ресорний отвір. Нижній пояс вищену надійність, шляхом перерозподілу з'єднаний з похилими поясами, які разом з загнунапруження і зниження концентрації напруження в тими вверх кінцями верхнього пояса вливаються в критичних місцях рами, які спостерігаються в пробуксові отвори. Внутрішні щелепні напрямні цесі експлуатації. останніх виконані в вигляді L- подібних кронштейПоставлена задача вирішується таким чином. нів, влитих в нижні полиці похилих поясів. На зовНижній кут рессорного отвору бічної рами винішній і внутрішній щелепних напрямних буксових конаний в вигляді ступеневого переходу вертикаотворів є опорні приливки, які обмежують перемільної колонки рами в нижній горизонтальний пояс, щення буксового вузла в отворі. В зонах переходу разом з цим, верхня поверхня переходу є продовнижнього пояса в похилі пояса, з внутрішньої стоженням перемички, влитої в відбуртовку технолорони рами існують П-подібні ребра жорсткості, які гічних отворів рами, і переходить в обмежувачі являються одночасно напрямними для тріангеля підклинової пружини, наружня поверхня яких повізка. вторює конфігурацію переходу бічної стінки нижДвотаврова форма перерізу рами має суттєві нього пояса в бічну стінку похилого пояса. Перехід недоліки, що виникають в процесі експлуатації. бічної стінки нижнього пояса в бічну стінку похилоЗокрема, така форма перерізу не забезпечує него пояса виконаний з допомогою сполучених між обхідною жорсткістю рами в зоні буксових отворів собою радіусів, а один із сполучених радіусів пепри входжені візка в криву, як і вся конструкція в реходу має центр, який збігається з центром бонки цілому, що погано працює на крутіння. Крім того, в підклинової пружини. Крім того, по контуру з'єдвипадку передбаченного кріплення до горизонтанання внутрішньої щелепної напрямної з похилим льних опорних поверхонь буксових отворів елемепоясом виконана U- подібна перемичка, яка утвонтів, що запобігають зношенню цих поверхонь, з рює отвір в похилому поясі. Заломлення верхнього допомогою гвинтових з'єднань, переріз в даній горизонтального пояса і вертикальних бічних поділянці рами буде додатково ослаблено, так як верхонь рами в надбуксовій зоні збігається з попекріплення буде можливе, як мінімум двома гвинречною опорною площиною опорного приливка тами. внутрішньої щелепної напрямної. На вертикальних Разом з цим відома конструкція бічної рами вібічних стінках рами в надбуксовій зоні виконані зка ASF ["Car and Locomotive Cyclopedia", опорні приливки, зовнішні поверхні яких розташоSimmons-Boardman Publishing Corporation,N.Y., вані під кутом до горизонтальної опорної поверхні 1970]. Всі поясни і несучі елементи рами мають буксового отвору. коробчастий переріз. На нижньому поясі, розта 5 92086 6 Суть заявленного винаходу полягає в тому, Переріз надбуксової зони 10 зменшується по що бічна рама залізничного візка виконана в вивисоті і ширині в сторону зовнішньої щелепної нагляді сталевої виливки, яка складається із верхпрямної 8. На вертикальних бічних стінках 12 ранього і нижнього горизонтальних поясів, з'єднаних ми, надбуксової зони 10 виконані опорні приливки між собою вертикальними колонками, які створю13, зовнішні поверхні яких розташовані під кутом ють разом з горизонтальними поясами ресорний до горизонтальної опорної поверхні 32 буксового отвір, в нижній частині рессорного отвору розтаотвору 6. шована опорна поверхня з бонками для установки Бічні стінки 15 верхнього пояса 1, бічні стінки пружин , і обмежувачами від їх зміщення, похилих 16 нижнього пояса 2, а також бічні стінки 17 похипоясів, з'єднаних з нижнім поясом і горизонтальлих поясів 4 розташовані паралельно поздовжній ними опорними ділянками буксових отворів, які площині рами. Бічні стінки 18 вертикальних коломають наружні і внутрішні щелепні напрямні. По нок 3 разом з бічними стінками 17 похилих поясів і контуру з'єднання внутрішньої щелепної напрямбічними стінками 15 верхнього горизонтального ної з похилим поясом виконана U- подібна перепояса 1 утворюють дві спільні вертикальні бокові мичка, яка створює отвір в похилому поясі. Нижній поверхні 19 рами, в яких виконані технологічні кут ресорного отвору виконаний в вигляді ступеотвори 20, які мають по своєму контуру внутрішню невого переходу вертикальної колонки рами в ни21 і зовнішню 34 відбуртовки. Лінії заломлення 22 жній горизонтальний пояс, разом з цим, верхня верхнього горизонтального пояса 1 і бічних поверповерхня переходу є продовженням перемички, хонь 19 рами в надбуксовій зоні 10 збігаються з влитої в відбуртовку технологічних отворів рами і поперечною опорною площиною 23 опорного припереходить в обмежувачі підклинової пружини, ливка 9 внутрішньої щелепної напрямної 7. наружня поверхня яких повторює конфігурацію Внизу рессорного отвору 31 є опорна поверхвиконаного з допомогою з'єднаних між собою радіня 24 для розміщення ресорного комплекту візка, усів переходу бічної стінки нижнього пояса в бічну на якій відлиті бонки 25 для устаткування та обстінку похилого пояса. Один із з'єднаних радіусів межувачі 26 від зміщення пружин, в тому числі переходу бічної стінки нижнього пояса в бічну стінбонки 28 і обмежувачі 27 підклинових пружин. ку похилого пояса має центр, який збігається з Нижній кут ресорного отвору 31 виконаний в центром бонки підклинової пружини. Заломлення вигляді ступеневого переходу 33 вертикальної верхнього горизонтального пояса і вертикальних колонки 3 рами в нижній горизонтальний пояс 2. бічних поверхонь рами в надбуксовій зоні збігаєтьВерхня поверхня 29 переходу 33 є продовженням ся з поперечною опорною площиною приливка перемички 30, влитої в відбуртовку 21 технологічвнутрішньої щелепної напрямної. На вертикальних них отворів 20, виконаних в бокових поверхнях 19 бічних стінках рами в надбуксовій зоні виконані рами. По краям ступеневого переходу 33 його опорні приливки, наружні поверхні яких розташоверхня поверхня 29, вливається в обмежувачі підвані під кутом до горизонтальної опорної поверхні клинової пружини 27. Зовнішня поверхня обмежубуксового отвору. вача підклинової пружини 27 повторює конфігураСутність заявленного винаходу пояснюється цію, виконаного з допомогою з'єднаних між собою кресленнями, на яких зображені: радіусів R1 і R2 , переходу бокової стінки 16 нижФіг.1 - -загальний вигляд бічної рами залізничнього пояса в бокову стінку 17 похилого пояса. ного візка, з розрізом по поздовжній площині; Радіус R1 має центр, який збігається з центром Фіг.2 - вид зверху бічної рами; бонки 28 підклинової пружини. Фіг.3 - вид знизу бічної рами; Технічний результат від використання заявФіг.4 - розріз надбуксової зони по лінії А-А ленного винаходу полягає в тому, що створена Фіг.1; конструкція бічної рами залізничного візка з поліпФіг.5 - аксонометрична проекція бічної рами з шеними міцностними, ресурсними і експлуатаційрозрізом. ними характеристиками, шляхом перерозподіленБічна рама складається із верхнього 1 і нижня напруження і зниження рівня концентрації нього 2 горизонтальних поясів, з'єднаних між сонапруження в критичних місцях рами, що спостерібою вертикальними колонками 3, які створюють гаються в процесі експлуатації. разом з горизонтальними поясами 1 і 2, ресорний Виконання заломлення верхнього горизонтаотвір 31. Нижній пояс 2 рами переходить в її похильного пояса і вертикальних бічних поверхонь ралі пояси 4, середні елементи 5 яких з’єднані з гоми в надбуксовій зоні, в місці, яке співпадає з поризонтальними опорними участками 11 буксових перечною опорною площиною опорного приливка отворів 6. Кожний буксовий отвір 6 складається із внутрішньої щелепної напрямної, дозволило перевнутрішньої 7 і зовнішньої 8 щелепних напрямних розподілити напруження, які виникають в зоні споз опорними приливками 9, і надбуксової зони 10. лучення горизонтального опорного участка буксоВнутрішня щелепна напрямна 7 з'єднана з середвого отвору з похилим поясом, і як результат, нім елементом 5 похилого пояса 4, який має в зменшити рівень концентрації напруження і підвисвоєму перерізі, як і вертикальні колонки 3, корищити запас міцності від утомлюваності рами в затоподібну форму. По контуру з'єднання внутрішзначеній зоні. ньої щелепної напрямної 7 з похилим поясом 4 U- подібна перемичка в зоні з'єднання внутрівиконана U-подібна перемичка 14, яка створює шньої щелепної напрямної з похилим поясом, яка отвір в середньому елементі 5 похилого пояса 4. створює отвір в похилому поясі, також дозволила Нижній 2 і верхній 1 пояси, а також надбуксові зоперерозподілити та знизити напруження, що винини 10 мають в перерізі коробчасту форму. кають в зоні сполучення горизонтального опорного 7 92086 8 участка буксового отвору з похилим поясом, без бою радіусів, забезпечує плавне з'єднання цих значного збільшення маси рами. несучих елементів рами без виникнення концентВиконання зовнішніх поверхонь опорних прираторів напруг в зоні переходу. ливків, розташованих на вертикальних стінках раПовторення наружньою поверхньою бокової ми в надбуксовій зоні, під кутом до горизонтальної гілки обмежувача підклинової пружини конфігураопорної поверхні буксового отвору збільшує плоції радіусного переходу бічної стінки нижнього пощину обпирання бічної рами на буксовий вузол яса в бічну стінку похилого пояса дозволяє виковізка і додатково дозволяє стабілізувати положенристовувати бокову гілку обмежувача підклинової ня колісної пари в буксовому отворі бічної рами. пружини, як додатковий елемент жорсткості в зоні Ступеневий перехід вертикальної колонки в радіусного переходу. нижній горизонтальний пояс дозволив перерозпоЗбіг центра одного із радіусів переходу бічної ділити існуючі напруження і зменшити рівень констінки нижнього пояса в бічну стінку похилого пояцентрації напруження в зоні нижнього кута ресорса з центром бонки підклинової пружини дозволиного отвору. ло рівномірно розподілити напруження, що виниВиконання верхньої поверхні ступеневого пекають в зоні переходу від дії підклинових пружин реходу продовженням перемички, влитої в відбурна рівновіддаленній відстані від центра дії сили. товку технологічних отворів і перехід цієї поверхні У цей час на дану конструкцію бічної рами зав обмежувачі підклинової пружини дозволило долізничного візка розроблена конструкторська додатково передати навантаження, що сприймаютькументація, по якій виготовлені експериментальні ся нижнім поясом, похилому поясу. зразки, які проходять всебічні випробовування. Перехід бічної стінки нижнього пояса в бічну стінку похилого пояса, в вигляді з'єднаних між со 9 92086 10 11 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 92086 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601