Результат интеллектуальной деятельности: Боковая рама тележки грузового железнодорожного вагона

Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к конструкции литой боковой рамы тележки грузового железнодорожного вагона.

Известны различные конструкции боковых рам тележки грузового вагона, которые выполнены в виде стальной отливки (патенты: RU 76879 U1, B61F 5/00, 10.10.2008; RU 2380256 С2, B61F 5/52, 27.01.2010), содержащие верхний горизонтальный пояс с консолями, образующими буксовые проемы, нижний пояс с опорной площадкой для рессорного комплекта, два наклонных пояса, сопрягающих верхний и нижний пояса, вертикальные колонки, центральный рессорный проем. В каждой из приведенных боковых рам внутренний радиусный переход с нижней стенки верхнего горизонтального пояса на наклонный пояс выполнен одним радиусом с переходом на буксовую челюсть и наклонный пояс.

В данных конструкциях предприняты попытки увеличения прочности рамы в зоне сопряжения нижней стенки верхнего пояса с наклонным поясом. В этой зоне наиболее частые случаи поломки рамы, связанные с превышением допустимых напряжений при эксплуатации вагона. В вышеупомянутых технических решениях предусмотрены различные усиления этой зоны путем установки внутренних ребер жесткости, наружных ребер жесткости, выполнение опорной площадки с продольными усиливающими ребрами. Однако напряжения в этих зонах остаются достаточно высокими и вызывают появление трещин.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является техническое решение по патенту RU 102577 U1, B61F 5/52, 26.11.2012 (принято за прототип), в котором боковая рама тележки грузового вагона, выполненная в виде стальной отливки, включает верхний и нижний горизонтальные пояса, соединенные между собой вертикальными колонками, образующими совместно с горизонтальными поясами рессорный проем, в нижней части которого расположена опорная поверхность, наклонных поясов, сопряженных с нижним поясом и горизонтальными опорными участками челюстных проемов, имеющих наружные и внутренние опорные упоры. Верхний горизонтальный пояс в зоне обзорного окна выполнен в виде замкнутого коробчатого сечения с нижней полкой и верхней полкой наклонного пояса, причем последняя сопряжена с верхней полкой нижнего пояса под углом к горизонтали, а сечение внутренней челюстной направляющей выполнено открытым со стороны наклонного пояса. Кроме того, в верхней полке наклонного пояса выполнены технологические отверстия.

Недостатком данной конструкции боковой рамы является невозможность осмотра поверхности внутреннего угла челюстного проема, наиболее нагруженного при эксплуатации вагона, на предмет выявления литейных дефектов.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности боковой рамы и коэффициента запаса сопротивления усталости.

Технический результат достигается тем, что в боковой раме тележки грузового железнодорожного вагона, включающей верхний горизонтальный пояс, сопряженный с консолями, образующими челюстные проемы, нижний горизонтальный пояс с верхней полкой, соединенный с верхним поясом посредством вертикальных колонок и наклонных поясов, при этом каждый наклонный пояс переменного поперечного сечения выполнен из двух вертикальных стенок, соединенных между собой поперечной наклонной стенкой, причем поперечная наклонная стенка в верхней части плавно сопряжена с нижней полкой горизонтального участка челюстного проема, а в нижней части с верхней полкой нижнего пояса, при этом в местах соединения поперечной наклонной стенки с верхней полкой нижнего пояса и с нижней полкой горизонтального участка челюстного проема выполнены технологические напуски.

Сравнение предлагаемого технического решения с приведенными аналогами и прототипом позволило установить наличие отличительных от них признаков, следовательно, данное техническое решение соответствует критерию «новизна».

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 изображена боковая рама в плане;

на фиг. 2 изображен общий вид боковой рамы;

на фиг. 3 дан разрез наклонного пояса боковой рамы в средней части по линии А-А на фиг. 2.

Боковая рама тележки грузового железнодорожного вагона включает верхний горизонтальный пояс 1, сопряженный с консолями 2, образующими челюстные проемы 3, нижний горизонтальный пояс 4 с верхней полкой 5, соединенный с верхним поясом 1 посредством вертикальных колонок 6 и наклонных поясов 7, при этом каждый наклонный пояс 7 имеет переменное поперечное сечение и выполнен из двух вертикальных стенок 8, соединенных между собой поперечной наклонной стенкой 9, причем поперечная наклонная стенка 9 в верхней части плавно сопряжена с нижней полкой горизонтального участка 10 челюстного проема 3, а в нижней части - с верхней полкой нижнего пояса 5. С целью устранения усадочных раковин и рыхлостей, возникающих в ходе отливки боковой рамы, в местах соединения поперечной наклонной стенки 9 с верхней полкой нижнего пояса 5 и нижней полкой горизонтального участка 10 челюстного проема 3 выполнены технологические напуски 11.

Выполнение наклонного пояса 7 боковой рамы состоящим из двух вертикальных стенок 8, соединенных между собой поперечной наклонной стенкой 9, которая в верхней части плавно сопряжена с нижней горизонтальной полкой 10 буксового проема 3, а в нижней части - с верхней полкой 5 нижнего пояса 4, позволяет, как показали расчеты, снизить напряжения в зонах расположения концентраторов напряжений, где наиболее частые случаи поломки рамы, и, как следствие, обеспечивается прочность и надежность боковой рамы тележки грузового вагона при эксплуатации.

В настоящее время на заявляемую конструкцию разработан эскизный проект и выполнены расчеты на прочность.