RU207600U1 - Side frame of a freight car bogie - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к конструкции литой боковой рамы тележки грузового железнодорожного вагона. Боковая рама тележки грузового вагона содержит верхний пояс, нижний пояс, два наклонных пояса, связывающих верхний и нижний пояса. На одной боковой стенке верхнего пояса, симметрично, относительно поперечной оси рамы, расположены два кронштейна, каждый из которых содержит втулку и стенку. Стенка состоит из верхней части толщиной S1, примыкающей к верхнему поясу и отстоящей от вертикальной оси втулки на величину L, и средней части толщиной S2. Стенка дополнительно содержит нижнюю часть толщиной S3 и длиной К, расположенную под углом α относительно вертикальной оси отверстия втулки. В местах перехода вертикальной верхней части в среднюю выполнена ступенька. Соотношение толщин определено зависимостью S1>S2>S3. Верхняя часть кронштейна плавно сопряжена с боковой стенкой верхнего пояса радиусными переходами R1 в диапазоне от 15 мм до 25 мм. Угол α составляет от 10° до 40°. Величина L составляет от 30 мм до 60 мм. Длина К нижней части стенки кронштейна высчитывается по формуле K=L/sinα. Повышается эксплуатационная надежность боковой рамы. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.The utility model relates to railway rolling stock, in particular to the design of the cast side frame of a freight rail car bogie. The side frame of the freight car bogie contains an upper belt, a lower belt, two inclined belts connecting the upper and lower belts. On one side wall of the upper chord, symmetrically relative to the transverse axis of the frame, there are two brackets, each of which contains a sleeve and a wall. The wall consists of an upper part of thickness S1, adjacent to the upper chord and spaced from the vertical axis of the sleeve by an amount L, and a middle part of thickness S2. The wall additionally contains a lower part of thickness S3 and length K, located at an angle α relative to the vertical axis of the bushing hole. A step is made in the places where the vertical upper part transitions to the middle one. The thickness ratio is determined by the relationship S1> S2> S3. The upper part of the bracket smoothly mates with the side wall of the upper chord by radius transitions R1 in the range from 15 mm to 25 mm. The angle α ranges from 10 ° to 40 °. The L dimension ranges from 30 mm to 60 mm. The length K of the lower part of the wall of the bracket is calculated by the formula K = L / sinα. The operational reliability of the side frame is increased. 4 c.p. cl, 4 dwg

Description

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к конструкции литой боковой рамы тележки грузового железнодорожного вагона.The utility model relates to railway rolling stock, in particular to the design of the cast side frame of a freight rail car bogie.

Известна боковая рама тележки железнодорожного вагона, содержащая верхний пояс и два кронштейна для крепления подвесок тормозных башмаков, при этом каждый кронштейн для крепления подвески тормозного башмака содержит втулку и стенку, примыкающую к верхнему поясу и к втулке (RU 175697, B61F 5/52, опубл. 15.12.2017).A side frame of a railway carriage bogie is known, containing an upper belt and two brackets for fastening brake shoe suspensions, each bracket for fastening a brake shoe suspension contains a bushing and a wall adjacent to the upper belt and to the bushing (RU 175697, B61F 5/52, publ. . 12/15/2017).

Недостатком данной конструкции боковой рамы является низкая прочность боковой рамы в узлах кронштейнов для крепления подвесок тормозных башмаков.The disadvantage of this design of the side frame is the low strength of the side frame in the nodes of the brackets for attaching the brake shoe suspensions.

Известна боковая рама тележки грузового железнодорожного вагона, содержащая верхний пояс, нижний пояс, два наклонных пояса, связывающих верхний и нижний пояса, на одной боковой стенке верхнего пояса, симметрично, относительно поперечной оси рамы, расположены два кронштейна, каждый из которых содержит втулку и стенку, состоящую из вертикальной верхней части толщиной S2, примыкающей к верхнему поясу и отстоящей от вертикальной оси втулки на величину L, и средней части толщиной S3 (RU 195538, B61F 5/52, опубл. 30.01.2020), выбранная за прототип.A side frame of a bogie of a freight railway car is known, containing an upper belt, a lower belt, two inclined belts connecting the upper and lower belts, on one side wall of the upper belt, symmetrically relative to the transverse axis of the frame, there are two brackets, each of which contains a sleeve and a wall consisting of a vertical upper part with a thickness of S2, adjacent to the upper chord and spaced from the vertical axis of the sleeve by an amount L, and a middle part with a thickness of S3 (RU 195538, B61F 5/52, publ. 01/30/2020), chosen as a prototype.

Недостатком является наличие в кронштейне тепловых узлов с низкой прочностью, приводящих к излому кронштейнов при эксплуатации.The disadvantage is the presence in the bracket of thermal units with low strength, leading to the fracture of the brackets during operation.

Задачей полезной модели является создание конструкции боковой рамы тележки с кронштейнами для крепления подвески тормозного триангеля, обеспечивающей повышение эксплуатационной надежности.The task of the utility model is to create a design of the side frame of the bogie with brackets for fastening the suspension of the brake triangel, which ensures an increase in operational reliability.

Технический результат достигается за счет того, что боковая рама тележки грузового вагона содержит верхний пояс, нижний пояс, два наклонных пояса, связывающих верхний и нижний пояса, на одной боковой стенке верхнего пояса, симметрично, относительно поперечной оси рамы, расположены два кронштейна, каждый из которых содержит втулку и стенку, при этом стенка состоит из верхней части толщиной S1, примыкающей к верхнему поясу и отстоящей от вертикальной оси втулки на величину L, и средней части толщиной S2, причем стенка дополнительно содержит нижнюю часть толщиной S3 и длиной К, расположенную под углом α относительно вертикальной оси отверстия втулки, в местах перехода вертикальной верхней части в среднюю выполнена ступенька, а соотношение толщин определено зависимостью S1>S2>S3, при этом верхняя часть кронштейна плавно сопряжена с боковой стенкой верхнего пояса радиусными переходами R1 в диапазоне от 15 мм до 25 мм, угол α составляет от 10° до 40°, величина L составляет от 30 мм до 60 мм, длина К нижней части стенки кронштейна высчитывается по формуле K=L/sinα.The technical result is achieved due to the fact that the side frame of the freight car bogie contains an upper belt, a lower belt, two inclined belts connecting the upper and lower belts, on one side wall of the upper belt, symmetrically, relative to the transverse axis of the frame, there are two brackets, each of which contains a sleeve and a wall, while the wall consists of an upper part of thickness S1, adjacent to the upper chord and spaced from the vertical axis of the sleeve by an amount L, and a middle part of thickness S2, and the wall additionally contains a lower part of thickness S3 and length K, located under angle α relative to the vertical axis of the bushing hole, a step is made at the transition points of the vertical upper part to the middle one, and the thickness ratio is determined by the dependence S1> S2> S3, while the upper part of the bracket is smoothly conjugated with the side wall of the upper belt by radius transitions R1 in the range from 15 mm up to 25 mm, the angle α is from 10 ° to 40 °, the value of L is from 30 mm to 60 mm, length K of the lower part of the wall of the bracket is calculated by the formula K = L / sinα.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежамиThe essence of the claimed utility model is illustrated by drawings

Фиг. 1 - рама боковая;FIG. 1 - side frame;

Фиг. 2 - выносной вид А;FIG. 2 - detail view A;

Фиг. 3 - выносной вид Б;FIG. 3 - detail view B;

Фиг. 4 - 3D изображение кронштейна.FIG. 4 - 3D image of the bracket.

Боковая рама тележки грузового вагона содержит верхний пояс 1, нижний пояс 2, два наклонных пояса 3, связывающих верхний 1 и нижний 2 пояса, вертикальные колонки 4, образующие рессорный проем 5, внутренние и внешние ограничители, образующие буксовые проемы 6. На одной боковой стенке верхнего пояса, симметрично, относительно поперечной оси рамы, расположены два кронштейна 7 с втулками 8 для крепления валиков подвески тормозного башмака. Кронштейны плавно сопряжены с боковой стенкой верхнего пояса 1 переходами 9, выполненными по радиусу R1 имеющему диапазон от 15 мм до 25 мм.The side frame of the freight car bogie contains an upper belt 1, a lower belt 2, two inclined belts 3 connecting the upper 1 and lower 2 belts, vertical columns 4, forming a spring opening 5, internal and external stops forming axle openings 6. On one side wall of the upper belt, symmetrically relative to the transverse axis of the frame, there are two brackets 7 with bushings 8 for fastening the suspension rollers of the brake shoe. The brackets are smoothly coupled with the side wall of the upper chord 1 by transitions 9, made along the radius R1 having a range from 15 mm to 25 mm.

Кронштейн 7 состоит из верхней части 10, средней части 11 и нижней части 12. Верхняя часть 10 кронштейна 7 выполнена вертикально и отстоит от вертикальной оси втулки на величину L, составляющую от 30 мм до 60 мм.The bracket 7 consists of an upper part 10, a middle part 11 and a lower part 12. The upper part 10 of the bracket 7 is made vertically and is spaced from the vertical axis of the sleeve by a value L ranging from 30 mm to 60 mm.

Толщина S1 верхней части 10 кронштейна возле боковой стенки верхнего пояса является наибольшей и может составлять от 28 мм до 35 мм. Причем верхняя часть 10 может быть как одной толщины в пределах от 28мм до 35 мм, так и плавно уменьшающейся от верхнего пояса 1 толщины. Средняя часть 11 кронштейна имеет более тонкое сечение толщиной S2 от 14 м до 18 мм и может быть выполнена аналогично верхней части 10 (одной толщины, либо постепенно уменьшающейся). Переход от верхней части 10 к средней части 11 выполнен в виде наклонной (фиг. 4) либо прямой (не показано) ступеньки.The thickness S1 of the upper part 10 of the bracket near the side wall of the upper chord is greatest and can range from 28 mm to 35 mm. Moreover, the upper part 10 can be either of the same thickness in the range from 28 mm to 35 mm, or a thickness gradually decreasing from the upper belt 1. The middle part 11 of the bracket has a thinner section with a thickness S2 from 14 m to 18 mm and can be made similarly to the upper part 10 (of the same thickness, or gradually decreasing). The transition from the upper part 10 to the middle part 11 is made in the form of an inclined (Fig. 4) or straight (not shown) step.

Нижняя часть 12 кронштейна, примыкающая к втулке 8 имеет наименьшую толщину S3 от 10 мм до 14 мм, выполненную аналогично другим частям кронштейна 7. Нижняя часть расположена под углом α к вертикальной оси отверстия втулки 8, составляющим от 10° до 40°. Части кронштейна 10, 11, 12 сопрягаются между собой плавными радиусными переходами, а их толщина соответствует зависимости S1>S2>S3.The lower part 12 of the bracket adjacent to the sleeve 8 has the smallest thickness S3 from 10 mm to 14 mm, made similar to other parts of the bracket 7. The lower part is located at an angle α to the vertical axis of the hole in the sleeve 8, ranging from 10 ° to 40 °. The parts of the bracket 10, 11, 12 are mated with each other by smooth radial transitions, and their thickness corresponds to the dependence S1> S2> S3.

Ось 13 наклонной нижней части 12 кронштейна 7 проходит через центр отверстия втулки 8 кронштейна 7.The axis 13 of the inclined lower part 12 of the bracket 7 passes through the center of the hole in the sleeve 8 of the bracket 7.

Длина К наклонной нижней части 12 напрямую зависит от величины L и угла наклона α и рассчитывается по формуле K=L/sinα.The length K of the inclined lower part 12 directly depends on the value of L and the angle of inclination α and is calculated by the formula K = L / sinα.

Со стороны центрального поперечного сечения рамы боковой к каждому кронштейну прилита полка 14 трапециевидной формы, толщиной S4 от 8 мм до 12 мм и с габаритными размерами 140-145 мм на 170-175 мм, в которой предусмотрено отверстие для крепления опорной балки под авторежим.On the side of the central cross-section of the side frame, each bracket has a trapezoidal shelf 14, S4 thickness from 8 mm to 12 mm and dimensions 140-145 mm by 170-175 mm, in which a hole is provided for attaching the support beam for auto mode.

Для усиления конструкции кронштейна 7 он соединяется с полкой 14 поперечным ребром 15 толщиной от 12 мм 15 мм. Ребро 15 может быть прямой (не показано) или изогнутой формы.To strengthen the structure of the bracket 7, it is connected to the shelf 14 with a transverse rib 15 with a thickness of 12 mm to 15 mm. Rib 15 can be straight (not shown) or curved.

Выход за нижние границы диапазона размеров приведет к снижению прочности кронштейна подвески тормозного башмака и рамы боковой в целом, а выход за верхнюю границу не приведет к большему увеличению прочности рамы боковой, однако приведет к увеличению ее массы и увеличению вероятности появления раковин в толстостенных частях 10, 11, 12 кронштейна и усиливающем ребре 15.Going beyond the lower limits of the size range will lead to a decrease in the strength of the brake shoe suspension bracket and the side frame as a whole, and going beyond the upper limit will not lead to a greater increase in the strength of the side frame, but will lead to an increase in its mass and an increase in the likelihood of cavities in thick-walled parts 10, 11, 12 bracket and reinforcing rib 15.

Указанные предпочтительные значения соотношение толщин элементов кронштейна определены расчетами напряжений, выполненными методом конечных элементов и анализом изломов в зонах с наибольшими напряжениями, и являются оптимальными для упрочнения конструкции и повышения ее надежности.The indicated preferred values of the ratio of the thickness of the bracket elements are determined by the calculations of stresses performed by the finite element method and the analysis of fractures in the zones with the highest stresses, and are optimal for strengthening the structure and increasing its reliability.

Толщины кронштейна, примененные в техническом решении, приводят к уменьшению количества тепловых узлов в кронштейне, что способствует снижению литейных дефектов и обеспечить снижение напряжений в кронштейне от воздействия усадки сплава, что, в свою очередь, повышает усталостную и конструкционную прочность боковой рамы и обеспечивает увеличение срока эксплуатации боковой рамы (по излому кронштейна подвески) и, как следствие, к повышению эксплуатационной надежности. Выполнение нижней части кронштейна под углом α к вертикальной оси отверстия для крепления валиков подвески тормозного башмака в сочетании с поперечным ребром изогнутой формы, обеспечивает усиление подверженных усталостным трещинам участкам кронштейна тем, что реакция от возникающих нагрузок снижается, усилия от нагрузки передаются на наклонную поверхность кронштейна и ребра, и посредством момента, ось которого лежит на вершине пересечения осей наклонной части кронштейна и прилива, рассеиваются.The thickness of the bracket used in the technical solution leads to a decrease in the number of thermal nodes in the bracket, which helps to reduce casting defects and ensure a decrease in stresses in the bracket from the effect of alloy shrinkage, which, in turn, increases the fatigue and structural strength of the side frame and provides an increase in the service life. operation of the side frame (along the fracture of the suspension bracket) and, as a result, to an increase in operational reliability. Execution of the lower part of the bracket at an angle α to the vertical axis of the hole for fastening the suspension rollers of the brake shoe, in combination with a curved transverse rib, provides reinforcement of the bracket sections prone to fatigue cracks in that the reaction from the resulting loads is reduced, the forces from the load are transferred to the inclined surface of the bracket and ribs, and by means of a moment, the axis of which lies at the vertex of the intersection of the axes of the inclined part of the bracket and the tide, are scattered.

Claims (5)

1. Боковая рама тележки грузового вагона, содержащая верхний пояс, нижний пояс, два наклонных пояса, связывающих верхний и нижний пояса, на одной боковой стенке верхнего пояса, симметрично, относительно поперечной оси рамы, расположены два кронштейна, каждый из которых содержит втулку и стенку, при этом стенка состоит из верхней части толщиной S1, примыкающей к верхнему поясу и отстоящей от вертикальной оси втулки на величину L, и средней части толщиной S2, отличающаяся тем, что стенка дополнительно содержит нижнюю часть толщиной S3 и длиной К, расположенную под углом α относительно вертикальной оси отверстия втулки, причем в местах перехода верхней части в среднюю выполнена ступенька, а соотношение толщин определено зависимостью S1>S2>S3.1. Side frame of a freight car bogie, containing an upper belt, a lower belt, two inclined belts connecting the upper and lower belts, on one side wall of the upper belt, symmetrically, relative to the transverse axis of the frame, there are two brackets, each of which contains a sleeve and a wall , while the wall consists of an upper part of thickness S1, adjacent to the upper chord and spaced from the vertical axis of the sleeve by an amount L, and a middle part of thickness S2, characterized in that the wall additionally contains a lower part of thickness S3 and length K, located at an angle α relative to the vertical axis of the bushing hole, and in the places of transition of the upper part to the middle, a step is made, and the thickness ratio is determined by the dependence S1> S2> S3. 2. Боковая рама по п. 1 отличающаяся тем, что верхняя часть кронштейна плавно сопряжена с боковой стенкой верхнего пояса радиусными переходами R1 в диапазоне от 15 мм до 25 мм.2. The side frame according to claim 1, characterized in that the upper part of the bracket is smoothly coupled with the side wall of the upper chord by radial transitions R1 in the range from 15 mm to 25 mm. 3. Боковая рама по п. 1, отличающаяся тем, что угол α составляет от 10° до 40°.3. A side frame according to claim 1, characterized in that the angle α is from 10 ° to 40 °. 4. Боковая рама по п. 1, отличающаяся тем, что величина L составляет от 30 мм до 60 мм.4. The side frame of claim. 1, characterized in that the value of L is from 30 mm to 60 mm. 5. Боковая рама по п. 1, отличающаяся тем, что длина К нижней части стенки кронштейна высчитывается по формуле K=L/sinα.5. The side frame according to claim 1, characterized in that the length K of the lower part of the wall of the bracket is calculated by the formula K = L / sinα.

Images