Бічна рама візка вантажного вагона

Реферат: Винахід належить до вагонобудування. Бічна рама візка вантажного вагона містить верхній горизонтальний пояс замкненого перерізу з консолями, що утворюють буксові отвори, нижній пояс замкненого перерізу з опорною площадкою для ресорного комплекту, два похилі пояси, що зв'язують верхній і нижній пояси, вертикальні колонки, технологічні вікна та центральний ресорний отвір. Останній обмежений опорною площадкою для ресорного комплекту, верхнім поясом і вертикальними колонками. Рама містить також радіусні переходи від опорної площадки до вертикальних колонок, внутрішні ребра на похилих поясах, які примикають до радіусних переходів, виступи в зоні примикання внутрішніх ребер до радіусних переходів, і зовнішні ребра, що примикають до виступів. Відстань від центру радіусного переходу до вертикальної колонки менша за величину радіуса. Внутрішні ребра, які примикають до радіусних переходів, з'єднано з технологічними вікнами по дотичній до їх окантовок. Вісь кожного виступу співпадає з лінією перетину внутрішнього ребра з циліндровою поверхнею радіусного переходу. Технічним результатом є підвищення міцності бічної рами в зоні ресорного отвору, її надійності і коефіцієнту запасу опору втоми. UA 98381 C2 (12) UA 98381 C2 UA 98381 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до залізничного рухомого складу, зокрема до конструкції литої бічної рами візка вантажного вагона. Відомими є різні конструкції бічних рам візків вантажних вагонів (RU 2 323 843 С1, B61F5/52, 10.05.2008; UA 8939 U, B61F5/52, 15.08.2005; US 5 546 869, B61F5/52, 20.08.1996; US 6 543 367 B1, B61F3/00, 08.04.2003). Вони виконані у вигляді сталевого виливка і містять верхній горизонтальний пояс замкненого перерізу з консолями, які створюють буксові отвори, нижній пояс замкненого перерізу з опорною площадкою для ресорного комплекту, два похилі пояси, що зв'язують верхній і нижній пояси, вертикальні колонки, технологічні вікна, центральний ресорний отвір. Для зменшення напружень при передачі експлуатаційних завантажень в зоні переходу від опорної площадки до вертикальних колонок і похилих поясів рами передбачені внутрішні ребра жорсткості, розташовані на похилих поясах, і зовнішні ребра жорсткості на опорній площадці, а самі радіусні переходи від опорної площадки до вертикальних колонок виконані під прямим кутом. Аналіз напруженого стану цих конструкцій показує стрибок напружень на радіусному переході і недостатню міцність рами в цій зоні і в нижній частині технологічних вікон, що знижує надійність конструкції. Причиною низької міцності таких рам є дефекти литва: крихкості, усадкові раковини й інші ливарні дефекти, що з'являються в результаті утворення в цій зоні теплових вузлів, які концентрують ці дефекти. У відомій бічній рамі зроблена спроба підвищення надійності і коефіцієнта запасу опору втоми шляхом утворення виступів біля радіусних переходів від опорного майданчика до вертикальних колонок в зоні сходження зовнішніх ребер. Виступи об'єднують зовнішні ребра, сполучені з їх бічними поверхнями і створюють умови для направленої кристалізації (див. патент RU 2 294 855 С1, B61F5/52, 10.03.2007 - прийнятий за прототип). Недоліком конструкції є її недостатня міцність і низький коефіцієнт запасу опору втоми, що призводить до відмов в експлуатації і зменшення терміну служби вантажного вагона. Технічним результатом, на вирішення якого спрямований винахід, є підвищення міцності бічної рами в зоні ресорного отвору, підвищення її надійності і коефіцієнта запасу опору втоми. Зазначений технічний результат досягається тим, що в бічній рамі, яка включає верхній горизонтальний пояс замкненого перерізу з консолями, які створюють буксові отвори, нижній пояс замкненого перерізу з опорною площадкою для ресорного комплекту, два похилі пояси, що зв'язують верхній і нижній пояси, вертикальні колонки, технологічні вікна, центральний ресорний отвір, обмежений опорною площадкою для ресорного комплекту, верхнім поясом і вертикальними колонками, радіусні переходи від опорної площадки до вертикальних колонок, внутрішні ребра на похилих поясах, що примикають до радіусних переходів, виступи в зоні примикання внутрішніх ребер до радіусних переходів, і зовнішні ребра, що примикають до виступів, відстань від центру радіусного переходу до вертикальної колонки менша за величину радіуса, внутрішні ребра, що примикають до радіусних переходів, з'єднано з технологічними вікнами по дотичній до їх окантовок, а вісь кожного виступу збігається з лінією перетину внутрішнього ребра з циліндровою поверхнею радіусного переходу. До кожного виступу примикають два зовнішні ребра, одне з яких є продовженням опорної площадки, друге - продовженням радіусного переходу. Відстань від центру радіусного переходу до вертикальної колонки становить 0,5.. .0,8 величини радіуса. Порівняння пропонованого технічного рішення з наведеними аналогами та прототипом дозволило встановити наявність відмітних від них ознак, отже, дане технічне рішення відповідає критерію «новизна». Суть заявленого винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено загальний вид бічної рами; на фіг. 2 - вигляд А на фіг. 1; на фіг. 3 - розріз Б-Б на фіг.2; на фіг. 4 - виносний елемент В на фіг. 1; на фіг. 5 - виносний елемент В на фіг. 1, аксонометрична проекція. Бічна рама містить верхній горизонтальний пояс 1 замкненого перерізу з консолями 2, які створюють буксові отвори 3, нижній пояс 4 замкненого перерізу з опорною площадкою 5 для ресорного комплекту, два похилі пояси 6, що зв'язують верхній 1 і нижній 4 пояси, вертикальні колонки 7, технологічні вікна 8 і центральний ресорний отвір 9. Ресорний отвір обмежений опорною площадкою 5, верхнім горизонтальним поясом 1 і вертикальними колонками 7. У нижній частині ресорного отвору виконані радіусні переходи 10 від опорної площадки 5 до вертикальних колонок 7. До радіусних переходів примикають внутрішні ребра 11 похилих поясів 6, при цьому ребра доходять до технологічних вікон 8 і з'єднані з ними по дотичній до їх 1 UA 98381 C2 5 10 15 20 окантовок 12. У ребрах виконані технологічні отвори 13. Замикання ребер 11 на окантовках 12 технологічних вікон сприяє плавному розсіюванню напружень в зоні радіусного переходу. У зоні примикання внутрішніх ребер 11 до радіусних переходів 10 виконані виступи 14 циліндрової форми, з якими пов'язані зовнішні ребра 15, 16: ребро 15 повторює профіль верхньої частини (є продовженням верхньої частини) радіусного переходу 10, а ребро 16 виконано як продовження опорної площадки 5. Вісь 17 кожного виступу розташована на лінії перетину внутрішнього ребра 11 з циліндровою поверхнею радіусного переходу. Циліндрова поверхня радіусного переходу 10 виконана радіусом R, центр якого знаходиться на відстані l від вертикальної колонки 7, при цьому відстань l менша за величину радіуса і становить 0,5...0,8R. Досягнутий технічний результат забезпечує умови для направленої кристалізації, що усуває усадкові пористість, раковини, рихлість і утворення тріщин. Завдяки розвитку внутрішніх ребер 11, новій орієнтації виступів 14 і зміні геометрії радіусного переходу створені умови для підвищення міцності бічної рами в нижній частині ресорного отвору, її надійності і коефіцієнта запасу опору втоми. Теоретичні дослідження заявленої бічної рами показали, що її коефіцієнт запасу опору втоми становить 2,4, що дозволяє збільшити гарантійний і загальний терміни служби вантажного вагона. На цей час виготовляється спробна партія бічних рам з використанням пропонованого рішення, яка буде піддана випробуванням відповідно до встановлених норм. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 1. Бічна рама візка вантажного вагона, яка містить верхній горизонтальний пояс замкненого перерізу з консолями, що утворюють буксові отвори, нижній пояс замкненого перерізу з опорною площадкою для ресорного комплекту, два похилі пояси, що зв'язують верхній і нижній пояси, вертикальні колонки, технологічні вікна, центральний ресорний отвір, обмежений опорною площадкою для ресорного комплекту, верхнім поясом і вертикальними колонками, радіусні переходи від опорної площадки до вертикальних колонок, внутрішні ребра на похилих поясах, які примикають до радіусних переходів, виступи в зоні примикання внутрішніх ребер до радіусних переходів, і зовнішні ребра, що примикають до виступів, яка відрізняється тим, що відстань від центру радіусного переходу до вертикальної колонки менша за величину радіуса, внутрішні ребра, які примикають до радіусних переходів, з'єднано з технологічними вікнами по дотичній до їх окантовок, а вісь кожного виступу співпадає з лінією перетину внутрішнього ребра з циліндровою поверхнею радіусного переходу. 2. Бічна рама за п. 1, яка відрізняється тим, що до кожного виступу примикають два зовнішні ребра, одне з яких є продовженням опорної площадки, друге - від радіусного переходу. 3. Бічна рама за п. 1, яка відрізняється тим, що відстань від центру радіусного переходу до вертикальної колонки становить 0,5...0,8 величини радіуса. 2 UA 98381 C2 3 UA 98381 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4