Бокова рама візка вантажного вагона

Реферат: Бокова рама візка вантажного вагона, що виконана у вигляді сталевої виливки і складається з верхнього пояса з консолями, які утворюють буксові прорізи у вигляді щелеп, і нижнього горизонтального пояса, з′єднаних між собою вертикальними колонками, що утворюють сумісно зі згаданими поясами ресорний проріз з горизонтальною опорною площадкою для ресорного комплекту на нижньому горизонтальному поясі і площадками для кріплення фрикційних планок на стінках вертикальних колонок, двох похилих поясів, що зв'язують нижній горизонтальний пояс зі згаданими буксовими прорізами, кожний з яких складається зі зовнішньої і внутрішньої щелеп, виконаних з вертикальними контактними площадками, і нижньої стінки верхнього пояса між згаданими щелепами, виконаної з горизонтальною опорною площадкою, при цьому верхній і нижній пояси виконані замкнутого коробчастого поперечного перерізу, вертикальні колонки і похилі пояси виконані швелероподібного поперечного перерізу, нижні стінки похилих поясів виконані цільними з переходом радіуса до нижньої стінки верхнього пояса у буксовому прорізі, яка виконана з клиноподібним зменшенням товщини в напрямку від внутрішньої щелепи до зовнішньої щелепи, причому внутрішні щелепи сполучені з нижньою стінкою верхнього пояса, а вертикальні контактні площадки зовнішньої і внутрішньої щелеп виконані під кутом відносно поперечної площини бокової рами, направленим всередину буксового прорізу. UA 109713 U (12) UA 109713 U UA 109713 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до залізничного транспорту, зокрема до конструкції бокової рами візка вантажного вагона, і може бути використана при її виготовленні на сталеливарних підприємствах і при експлуатації на двовісних візках вантажних вагонів по мережі залізниць. Відома конструкція бокової рами візка вантажного вагона (патент RU № 114650, МПК 2006.01 B61F5/52, дата публікації 10.04.2012), що виконана у вигляді сталевої виливки, що складається з верхнього пояса з консолями, що утворюють буксові прорізи у вигляді щелеп, і нижнього горизонтального пояса, з'єднаних між собою вертикальними колонками, що утворюють сумісно зі згаданими поясами ресорний проріз з горизонтальною опорною площадкою для ресорного комплекту на нижньому горизонтальному поясі і площадками для кріплення фрикційних планок на стінках вертикальних колонок, двох похилих поясів, що зв'язують нижній горизонтальний пояс зі згаданими буксовими прорізами, кожний з яких складається із зовнішньої і внутрішньої щелеп, виконаних з вертикальними контактними площадками, і нижньої стінки верхнього пояса між згаданими щелепами, виконаної з горизонтальною опорною площадкою. Нижній пояс виконаний замкнутого поперечного перерізу, а верхній пояс над ресорним отвором виконаний замкнутого овалоподібного поперечного перерізу, а в зоні буксових прорізів - замкнутого прямокутного перерізу. Вертикальні колонки виконані швелероподібного поперечного перерізу. Похилі пояси виконані замкнутого поперечного перерізу з цільними нижніми стінками. Внутрішні щелепи буксового прорізу розміщені в середній частині відповідних похилих поясів на деякій відстані від нижнього стінки верхнього пояса і виконані з поперечним перерізом у формі двотавра з ребрами жорсткості по обидві сторони від вертикальної стінки між верхньою і нижньою полицями. Недоліками відомої конструкції бокової рами візка вантажного вагона є: - недостатня жорсткість в зоні сполучення внутрішніх щелеп з похилими поясами; - високий рівень крутильних і згинальних навантажень в зоні сполучення верхнього і похилих поясів під час руху візка на кривих ділянках шляху, обумовлений зменшенням поверхні контакту між вертикальними контактними площадками на внутрішніх і зовнішніх щелепах бокової рами і відповідними контактними площадками корпуса букси; - підвищений знос контактних поверхонь на вертикальних контактних площадках внутрішніх і зовнішніх щелеп. Вказані недоліки призводять до зниження запасу міцності і експлуатаційного ресурсу бокової рами візка вантажного вагона. Відома конструкція бокової рами візка вантажного вагона (патент UА № 87911, МПК 2007.01 B61F5/52, дата публікації 25.08.2009), що виконана у вигляді сталевої виливки і складається з верхнього пояса з консолями, які утворюють буксові прорізи у вигляді щелеп, і нижнього горизонтального пояса, з'єднаних між собою вертикальними колонками, що утворюють сумісно зі згаданими поясами ресорний отвір з горизонтальною опорною площадкою для ресорного комплекту на нижньому горизонтальному поясі і площадками для кріплення фрикційних планок на стінках вертикальних колонок, двох похилих поясів, що зв'язують нижній горизонтальний пояс зі згаданими буксовими прорізами, кожний з яких складається із зовнішньої і внутрішньої щелеп, виконаних з вертикальними контактними площадками, і нижньої стінки верхнього пояса між згаданими щелепами, виконаної з горизонтальною опорною площадкою. При цьому верхній і нижній пояси виконані замкнутого коробчастого поперечного перерізу, а вертикальні колонки і похилі пояси виконані швелероподібного поперечного перерізу. Нижні стінки похилих поясів виконані цільними з переходом радіусу до нижньої стінки верхнього пояса в буксовому прорізі, яка виконана з клиноподібним зменшенням товщини в напрямку від внутрішньої щелепи до зовнішньої щелепи. Внутрішні щелепи виконані U-подібної форми і розміщені в середній частині відповідних похилих поясів на деякій відстані від верхнього пояса. Недоліками відомої конструкції бокової рами візка вантажного вагона є: - недостатня жорсткість в зоні сполучення внутрішніх щелеп з похилими поясами; - високий рівень крутильних і згинальних навантажень в зоні сполучення верхнього і похилих поясів під час руху візка на кривих ділянках шляху, обумовлений зменшенням поверхні контакту між вертикальними контактними площадками на внутрішніх і зовнішніх щелепах бокової рами і відповідними контактними площадками корпуса букси; - підвищений знос контактних поверхонь на вертикальних контактних площадках внутрішніх і зовнішніх щелеп. Вказані недоліки приводять до зниження запасу міцності і експлуатаційного ресурсу бокової рами візка вантажного вагона. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення конструкції бокової рами візка вантажного вагона за рахунок іншого виконання зони сполучення верхнього пояса з внутрішніми щелепами і похилими поясами (R55) і іншого виконання вертикальних контактних площадок на 1 UA 109713 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 внутрішніх і зовнішніх щелепах, що дозволяє у сукупності зменшити рівень впливу крутильних і згинальних моментів на внутрішній кут (R 55) буксового прорізу бокової рами, підвищити міцність і ресурс експлуатації бокової рами в цілому. Технічний результат від реалізації поставленої задачі полягає у підвищенні жорсткості в зоні сполучення верхнього пояса з внутрішніми щелепами і похилими поясами (R55) і збільшення площі контактних поверхонь на вертикальних контактних площадках внутрішніх і зовнішніх щелеп бокової рами при взаємодії з відповідними контактними площадками корпусів букс під час руху вантажних вагонів на кривих ділянках шляху. Поставлена задача вирішується тим, що в боковій рамі візка вантажного вагона, що виконана у вигляді сталевої виливки і складається з верхнього пояса з консолями, які утворюють буксові прорізи у вигляді щелеп, і нижнього горизонтального пояса, з'єднаних між собою вертикальними колонками, що утворюють сумісно зі згаданими поясами ресорний проріз з горизонтальною опорною площадкою для ресорного комплекту на нижньому горизонтальному поясі і площадками для кріплення фрикційних планок на стінках вертикальних колонок, двох похилих поясів, що зв'язують нижній горизонтальний пояс зі згаданими буксовими прорізами, кожний з яких складається із зовнішньої і внутрішньої щелеп, виконаних з вертикальними контактними площадками, і нижньої стінки верхнього пояса між згаданими щелепами, виконаної з горизонтальною опорною площадкою, при цьому верхній і нижній пояси виконані замкнутого коробчастого поперечного перерізу, вертикальні колонки і похилі пояси виконані швелероподібного поперечного перерізу, нижні стінки похилих поясів виконані цільними з переходом радіуса до нижньої стінки верхнього пояса у буксовому прорізі, яка виконана з клиноподібним зменшенням товщини в напрямку від внутрішньої щелепи до зовнішньої щелепи, згідно з корисною моделлю, внутрішні щелепи сполучені з нижньою стінкою верхнього пояса, а вертикальні контактні площадки зовнішньої і внутрішньої щелеп виконані під кутом відносно поперечної площини бокової рами, направленим всередину буксового прорізу. Доцільно, щоб вертикальні контактні площадки зовнішніх і внутрішніх щелеп були виконані під кутом відносно поперечної площини бокової рами, що складає 3°…4°. Доцільно, щоб верхній пояс в зоні переходу в консольні частини був виконаний з технологічними вікнами на верхній стінці, а закінчення кожної консольної частини виконано швелероподібного поперечного перерізу з двома зовнішніми ребрами жорсткості. Доцільно також, щоб нижні частини внутрішніх щелеп в зоні їх сполучення з відповідними похилими поясами були виконані з технологічними вікнами. Вдосконалена конструкція бокової рами візка вантажного вагона забезпечує досягнення технічного результату, що заявляється. Зокрема, виконання внутрішніх щелеп сполученими з нижньою стінкою верхнього пояса забезпечує підвищення жорсткості цих зон буксових отворів. Виконання вертикальних контактних площадок зовнішніх і внутрішніх щелеп під кутом 3°…4° щодо поперечної площини бокової рами, направленим всередину буксового прорізу, дозволяє збільшити площі контакту при взаємодії з відповідними контактними площадками корпусів букс при русі вантажних вагонів на кривих ділянках шляху, що у свою чергу забезпечує рівномірний контакт з розподілом навантажень, прикладених до щелеп. Таким чином, вказані удосконалення дозволяють в сукупності зменшити рівень впливу крутильних і згинальних моментів на внутрішній кут (R 55) буксового прорізу бокової рами, підвищити міцність і ресурс експлуатації бокової рами візка вантажного вагона в цілому. Суть корисної моделі пояснюється фігурами креслень, де на фіг. 1 показаний загальний вигляд бокової рами; на фіг. 2 - переріз А-А на фіг. 1; на фіг. 3 - переріз Б-Б на фіг. 1; на фіг. 4 вид В на фіг. 1; на фіг. 5 - буксовий проріз бокової рами. Бокова рама виконана у вигляді сталевої виливка і складається з верхнього пояса 1 з консолями, що утворюють буксові прорізи 2 у вигляді щелеп, і нижнього горизонтального пояса 3, з'єднаних між собою вертикальними колонками 4, що утворюють сумісно зі згаданими поясами ресорний отвір 5 з горизонтальною опорною площадкою 6 для ресорного комплекту (не показаний) на нижньому горизонтальному поясі 3 і площадками 7 для кріплення фрикційних планок (не показані) на стінках вертикальних колонок 4, двох похилих поясів 8, що зв'язують нижній горизонтальний пояс 3 зі згаданими буксовими прорізами 2. Кожний буксовий проріз 2 складається із зовнішніх 9 і внутрішні 10 щелеп, виконаних з двома вертикальними контактними площадками 11 на їх протилежних поверхнях, і нижньої стінки 12 верхнього пояса 1 між згаданими щелепами 9 і 10, виконаної з горизонтальною опорною площадкою 13. При цьому верхній пояс 1 і нижній горизонтальний пояс 3 виконані замкнутого коробчастого поперечного перерізу. Вертикальні колонки 4 і похилі пояси 8 виконані швелероподібного поперечного перерізу. Нижні стінки 14 похилих поясів 8 виконані цільними з переходом радіуса 15 до нижньої стінки 12 верхнього пояса 1 в буксовому прорізі 2. Згадана нижня стінка 12 виконана з 2 UA 109713 U 5 10 15 20 25 30 клиноподібним зменшенням товщини в напрямку від внутрішньої щелепи 10 до зовнішньої щелепи 9. Внутрішні щелепи 10 сполучені з нижньою стінкою 12 верхнього пояса 1, а вертикальні контактні площадки 11 виконані під кутом α щодо поперечної площини бокової рами, направленим всередину буксового прорізу 2. Величина кута α складає 3°…4°. Верхній пояс 1 в зоні переходу в консольні частини 16 виконані з технологічними вікнами 17 на верхній стінці 18, а закінчення кожної консольної частини виконано швелероподібного поперечного перерізу з двома зовнішніми ребрами жорсткості 19. Нижні частини внутрішніх щелеп 10 в зоні їх сполучення з відповідними похилими поясами 8 виконані з технологічними вікнами 20. Робота пристрою здійснюється таким чином. При використанні бокової рами у складі візка вантажного вагона дії від букс кожної колісної пари (не показані) передаються на вертикальні контактні площадки 11 зовнішніх 9 і внутрішні 10 щелеп буксових прорізів 2. При цьому в процесі руху візка по прямих ділянках шляху дві контактні поверхні букс взаємодіють з вертикальними контактними площадками 11 зовнішньої 9 або внутрішньої 10 щелеп в буксових прорізах 2, внаслідок чого відбувається рівномірна передача навантаження на відповідну зовнішню 9 або внутрішню 10 щелепу. Під час руху візка на кривих ділянках шляху, незважаючи на "забігання" бокових рам одна відносно одної, відбувається рівномірне обпирання контактних поверхонь корпусу букси щодо вертикальних контактних площадок 11. Виконання кожної вертикальної контактної площадки 11 під кутом 3°…4° щодо поперечної площини бокової рами, направленим всередину буксового прорізу 2, дозволяє збільшити площу взаємодіючих поверхонь на буксах і в буксових прорізах 2 бокової рами і за рахунок цього знизити величини крутильних і згинальних моментів, що передаються на зовнішні 9 і внутрішні 10 щелепи буксових прорізів 2. При цьому сполучення внутрішніх щелеп 10 з нижньою стінкою 12 і верхнім поясом 1 в зоні R55 дозволяє підвищити жорсткість цієї зони. Виконання бокової рами з урахуванням пропонованих покращень її конструкції дозволяє збільшити міцність буксового прорізу до 14 % та зменшити імовірність утворення тріщин в зоні з'єднання похилих поясів з верхнім поясом, що підвищує надійність і довговічність бокової рами в цілому. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 55 1. Бокова рама візка вантажного вагона, що виконана у вигляді сталевої виливки і складається з верхнього пояса з консолями, які утворюють буксові прорізи у вигляді щелеп, і нижнього горизонтального пояса, з′єднаних між собою вертикальними колонками, що утворюють сумісно зі згаданими поясами ресорний проріз з горизонтальною опорною площадкою для ресорного комплекту на нижньому горизонтальному поясі і площадками для кріплення фрикційних планок на стінках вертикальних колонок, двох похилих поясів, що зв'язують нижній горизонтальний пояс зі згаданими буксовими прорізами, кожний з яких складається із зовнішньої і внутрішньої щелеп, виконаних з вертикальними контактними площадками, і нижньої стінки верхнього пояса між згаданими щелепами, виконаної з горизонтальною опорною площадкою, при цьому верхній і нижній пояси виконані замкнутого коробчастого поперечного перерізу, вертикальні колонки і похилі пояси виконані швелероподібного поперечного перерізу, нижні стінки похилих поясів виконані цільними з переходом радіуса до нижньої стінки верхнього пояса у буксовому прорізі, яка виконана з клиноподібним зменшенням товщини в напрямку від внутрішньої щелепи до зовнішньої щелепи, яка відрізняється тим, що внутрішні щелепи сполучені з нижньою стінкою верхнього пояса, а вертикальні контактні площадки зовнішньої і внутрішньої щелеп виконані під кутом відносно поперечної площини бокової рами, направленим всередину буксового прорізу. 2. Бокова рама за п. 1, яка відрізняється тим, що вертикальні контактні площадки зовнішніх і внутрішніх щелеп виконані під кутом відносно поперечної площини бокової рами, що становить 3°…4°. 3. Бокова рама за п. 1, яка відрізняється тим, що верхній пояс в зоні переходу в консольні частини виконаний з технологічними вікнами на верхній стінці, а закінчення кожної консольної частини виконано швелероподібного поперечного перерізу з двома зовнішніми ребрами жорсткості. 4. Бокова рама за п. 1, яка відрізняється тим, що нижні частини внутрішніх щелеп в зоні їх сполучення з відповідними похилими поясами виконані з технологічними вікнами. 3 UA 109713 U 4 UA 109713 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5