RU2608205C2

RU2608205C2 - Three-link biaxial railway bogie and method of constructing standard series of bogies

Info

Publication number: RU2608205C2
Application number: RU2015102072A
Authority: RU
Inventors: Адольф Александрович Радзиховский; Станислав Джахпарович Гамзалов
Original assignee: Станислав Джахпарович Гамзалов; Адольф Александрович Радзиховский
Priority date: 2015-01-26
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2017-01-17
Also published as: RU2015102072A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: disclosed is a three-link biaxial bogie with changed structure of bolster, side frames, central spring suspension and a unit transmitting load from side frame to bearings of wheel pairs.

EFFECT: invention provides development of a new design of standard three-link biaxial bogie with improved characteristics.

1 cl, 18 dwg

Description

Группа изобретений относится к железнодорожному транспорту и касается двухосных трехэлементных тележек грузовых вагонов.The group of inventions relates to railway transport and relates to two-axis three-element carts of freight cars.

В грузовом железнодорожном транспорте в качестве ходовых частей вагонов широкое распространение получили двухосные трехэлементные тележки с одно или двухступенчатым рессорным подвешиванием, рама которых состоит из надрессорной балки и двух боковых рам опирающихся на подшипниковые узлы колесных пар. Например, тележка Motion Control М-976 Truck System (США), QCZ56 (Китай), ICF и MD 45/52 (Германия), 18-100, 18-131 (Россия) и 18-7020, 18-755, 18-781, 18-1711 (Украина) и др. Простые по конструкции и в обслуживании, трехэлементные тележки отличаются по конструкции основных функциональных узлов, состоящих из деталей не взаимозаменяемых в эксплуатации и имеют ряд характерных недостатков, основным из которых являются: повышенное динамическое воздействие на путь из-за увеличенной массы неподрессоренных частей, интенсивный износ колес, опорных поверхностей рам боковых на буксовые узлы колесных пар и вертикальных поверхностей в подшипниковом узле (букса - рама).In freight railway transport, biaxial three-element bogies with one or two-stage spring suspension, the frame of which consists of a spring bar and two side frames resting on the bearing assemblies of the wheelsets, are widely used as running gears of wagons. For example, the Motion Control M-976 Truck System (USA), QCZ56 (China), ICF and MD 45/52 (Germany), 18-100, 18-131 (Russia) and 18-7020, 18-755, 18- 781, 18-1711 (Ukraine), etc. Simple in design and maintenance, three-element trolleys differ in the design of the main functional units, consisting of parts not interchangeable in operation and have a number of characteristic drawbacks, the main of which are: increased dynamic impact on the path due to the increased mass of unsprung parts, intensive wear of the wheels, the supporting surfaces of the side frames on the axle boxes waist pairs and vertical surfaces in the bearing assembly (bush - frame).

Известны патенты: US 97858672, ЕР 9898308243, RU 2224673 С2, RU 42992 U1, RU 2200681 С2, RU 39558 U1, RU 42991 U1 и др. направленные на устранение недостатков присущих трехэлементным тележкам, за счет упругого закрепления букс колесных пар в челюстях боковых рам с применением эластичных, резиновых, резинометаллических или эластомерных элементов, установленных на буксу, и применение скользунов постоянного контакта различного типа. Результаты испытаний грузовых тележек с упругим закреплением колесных пар свидетельствуют о необходимости их дальнейшего совершенствования для достижения более высоких динамических, прочностных и эксплуатационных качеств.Known patents: US 97858672, EP 9898308243, RU 2224673 C2, RU 42992 U1, RU 2200681 C2, RU 39558 U1, RU 42991 U1 and others. Aimed at eliminating the disadvantages inherent in three-piece carts, due to the elastic fastening of the axle boxes in the jaws of the side frames with the use of elastic, rubber, rubber-metal or elastomeric elements mounted on the axle box, and the use of various types of permanent contact clevis. The test results of freight carts with elastic fastening of wheel sets indicate the need for their further improvement in order to achieve higher dynamic, strength and operational qualities.

Известны патенты US 2004/0187726 А1, US 2004/0261652 А1, US 2005/0268813 А1, относящиеся к конструкции трехэлементных тележек, в буксовом подвешивании которых применяются упругие прокладки. Однако, как следует из исследований российских ученых [1], введение упругих прокладок в буксовое подвешивание «не позволяет уменьшить динамическую погонную нагрузку от тележки на путь», что значительно уменьшает эффективность использования таких технических решений на практике.Known patents US 2004/0187726 A1, US 2004/0261652 A1, US 2005/0268813 A1, relating to the design of three-element carts, in the axle box suspension of which elastic gaskets are used. However, as follows from the studies of Russian scientists [1], the introduction of elastic gaskets in the axle box suspension “does not allow to reduce the dynamic linear load from the trolley onto the track”, which significantly reduces the practical use of such technical solutions.

Известны так же патенты US 4134343 и GB 1573327, относящиеся к трехэлементным тележкам, в буксовом подвешивании которых между рамой и адаптером установлены резинометаллические упругие пружины V-образной формы. Применение таких пружин позволяет улучшить вертикальную динамику подвижного состава за счет достижения достаточно больших вертикальных прогибов буксового подвешивания и введения необходимых жесткостей между буксами и рамой тележки вдоль пути. Однако открытый тип надбуксовой части (т.н. челюсти) рамы тележки не позволяет резинометаллическим пружинам эффективно сопротивляться «забеганию» рам одна относительно другой, которое возникает при прохождении тележками кривых участков пути [1].Also known patents US 4134343 and GB 1573327 relating to three-element carts, in the axle box suspension of which between the frame and the adapter installed rubber-metal elastic springs of V-shape. The use of such springs allows improving the vertical dynamics of the rolling stock by achieving sufficiently large vertical deflections of the axle box suspension and introducing the necessary stiffness between the axle boxes and the trolley frame along the path. However, the open type of the over-axle part (the so-called jaw) of the carriage frame does not allow rubber-metal springs to effectively resist the “running” of the frames relative to one another, which occurs when the carts travel along curved sections of the track [1].

В стремлении максимально повысить эффективность работы железнодорожного транспорта, за счет повышения прочности и надежности ходовых частей, сокращения их типоразмеров, создания условий для применения единообразных технологий ремонта и обслуживания ходовых частей грузовых вагонов в эксплуатации, ОАО «ВНИИЖТ» разработал и Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации принят Межгосударственный стандарт ГОСТ 9246-2013 «Тележки двухосные трехэлементные грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия». ГОСТ предусматривает наличие в перспективном парке ходовых частей грузовых вагонов пяти типов тележек. При этом выделены главные и основные параметры тележек. Главный параметр определяет важнейшие эксплуатационные показатели тележек, не зависит от технических усовершенствований узлов тележки и технологии их изготовления, он определяет показатель прямого назначения тележки грузового вагона. Главными параметрами каждого типа тележек по ГОСТ 9246-2013 приняты максимальная расчетная статическая осевая нагрузка кН (тс), конструкционная скорость вагона (км/час) и минимальная расчетная масса вагона (10³ кг). Основные параметры определяют качество тележек как совокупности свойств и показателей, определяющих соответствие тележек своему назначению. За основные параметры принимаются: масса тележки, размеры подпятника (диаметр на уровне опорной поверхности, глубина, конусность упорной поверхности), расстояние от уровня верха головок рельсов до опорной поверхности подпятника тележки, разность полных прогибов рессорного подвешивания тележки в вагонах с максимальной и минимальной расчетной массой и др.In an effort to maximize the efficiency of railway transport, by increasing the strength and reliability of the chassis, reducing their size, creating conditions for the application of uniform repair and maintenance technologies for the running gear of freight cars in operation, VNIIZhT also developed the Interstate Council for Standardization, Metrology and certification, the Interstate Standard GOST 9246-2013 “Biaxial three-element carts of freight cars of 1520 mm gauge railroads was adopted. General specifications. " GOST provides for the presence in a promising fleet of running gears of freight cars of five types of carts. At the same time, the main and main parameters of the bogies are highlighted. The main parameter determines the most important operational indicators of the trolleys, does not depend on technical improvements of the trolley units and the technology of their manufacture, it determines the direct destination indicator of the trolley of a freight car. The main parameters of each type of trolley in accordance with GOST 9246-2013 are the maximum calculated static axial load kN (tf), the structural speed of the car (km / h) and the minimum estimated mass of the car (10 ³ kg). The main parameters determine the quality of the trolleys as a combination of properties and indicators that determine the compliance of the trolleys with their intended use. The main parameters are: weight of the trolley, dimensions of the thrust bearing (diameter at the level of the supporting surface, depth, taper of the thrust surface), the distance from the level of the top of the rail heads to the bearing surface of the thrust bearing of the trolley, the difference in the total deflections of the spring suspension of the trolley in wagons with a maximum and minimum design weight and etc.

Известно [2], что создание новых видов изделий, например: машин, технологического оборудования, тележек грузовых вагонов и др. часто приводит к выпуску излишне большой номенклатуры узлов и деталей, сходных по назначению и незначительно отличающихся по конструкции и размерам. Рациональное сокращение числа и размеров изготовляемых узлов и деталей, за счет унификации и типизации основных функциональных узлов тележек, заключающихся в разработке и принятии типовых конструктивных и технологических решений для рассматриваемого ряда на основе наиболее прогрессивных методов проектирования и изготовления, позволяет значительно повысить надежность и долговечность всего комплекса «подвижной состав - железнодорожный путь», сократить время на его ремонт и обслуживание в эксплуатации.It is known [2] that the creation of new types of products, for example: machines, technological equipment, freight carriages, etc., often leads to the production of an unnecessarily large range of assemblies and parts, similar in purpose and slightly different in design and size. The rational reduction in the number and sizes of manufactured units and parts due to the unification and typification of the main functional units of bogies, consisting in the development and adoption of typical structural and technological solutions for the series under consideration on the basis of the most advanced design and manufacturing methods, can significantly increase the reliability and durability of the entire complex "Rolling stock - railway track", reduce the time for its repair and maintenance in operation.

Типоразмерные ряды машин, в том числе и тележек грузовых вагонов, строятся исходя из значения их главных параметров с учетом теории подобия. В этом случае геометрические и массовые характеристики тележек (основные параметры) являются производными от эксплуатационных показателей (главных параметров) и в пределах ряда тележек могут изменяться по закономерностям, отличным от закономерностей изменения эксплуатационных показателей.Standard-sized series of machines, including freight carriages, are built on the basis of the value of their main parameters, taking into account the theory of similarity. In this case, the geometric and mass characteristics of the bogies (main parameters) are derived from operational indicators (main parameters) and, within a series of bogies, can vary according to laws that differ from the laws of changes in operational indicators.

Наиболее близкой к предлагаемой группе изобретений является трехэлементная тележка Motion Control по патенту США 2004/0261652 А1. Тележка «содержит пару боковых рам, опирающихся на пару осей, каждая из которых оснащена парой колес прикрепленных к каждой оси и отделенных одна от другой расстоянием, соответствующим стандарту применяемой железнодорожной колеи. Боковые рамы расположены продольно по отношению к колее и передвигаются параллельно продольной оси вагона. Боковые рамы состоят из верхнего звена, работающего на сжатие, звена, работающего на растяжение, стоек, прижимных планок, основания и крыши основания. Полая надрессорная балка расположена поперечно по отношению к продольной оси железнодорожного вагона, она соединяет боковые рамы и поддерживает корпус вагона. Подпятник надрессорной балки имеет центральное отверстие. Он поддерживает цилиндрический центральный выступ тяговой балки, связанной с корпусом вагона. Подпятники надрессорной балки часто оснащены горизонтальной пластиной и вертикальным кольцом. В тележку предусматривается установка скользуна с длинным ходом, «широкого» фрикционного клина, упругой прокладки в буксовый проем для улучшенного прохождения кривой и повышенной износостойки, и системы подвешивания, «подобранной и оптимизированной для железнодорожных вагонов». Расчетная грузоподъемность железнодорожного вагона, оснащенного такими тележками, указывается стандартом Американской ассоциации железных дорог и обычно составляет 40 тонн, 50 тонн, 70 тонн, 100 тонн и 125 тонн. «Максимальная нагрузка на рельс… обычно определяется нагрузочной способностью буксового подшипника на соответствующих осях железнодорожной тележки. Также с каждой номинальной нагрузочной способностью тележки… связан размер диаметра колеса». Так, например, при увеличении грузоподъемности вагона от 40 тонн до 125 тонн, размер диаметра колеса изменяется от 33 дюймов до 38 дюймов.Closest to the proposed group of inventions is a three-element trolley Motion Control according to US patent 2004/0261652 A1. The trolley “contains a pair of side frames, supported by a pair of axles, each of which is equipped with a pair of wheels attached to each axis and separated from each other by a distance corresponding to the standard of the railway gauge used. The side frames are located longitudinally with respect to the rut and move parallel to the longitudinal axis of the car. Side frames consist of a compression upper link, a tensile link, struts, pressure bars, a base and a base roof. The hollow nadressornoj beam is located transversely with respect to the longitudinal axis of the railway carriage, it connects the side frames and supports the carriage body. The thrust bearing of the nadressor beam has a central hole. It supports a cylindrical central protrusion of the pull beam connected to the car body. The thrust bearings of the overpressor beam are often equipped with a horizontal plate and a vertical ring. The trolley provides for the installation of a long-sided side rail, a “wide” friction wedge, an elastic gasket in the axle box for improved curve passage and increased wear resistance, and a suspension system “selected and optimized for railway cars”. The estimated carrying capacity of a railroad car equipped with such bogies is indicated by the American Railroad Association standard and is usually 40 tons, 50 tons, 70 tons, 100 tons and 125 tons. “The maximum load on the rail ... is usually determined by the load capacity of the axle box bearing on the respective axles of the railway carriage. Also, with each rated load capacity of the trolley ... is the size of the diameter of the wheel ”. So, for example, with an increase in the carrying capacity of a car from 40 tons to 125 tons, the size of the diameter of the wheel varies from 33 inches to 38 inches.

Однако, тележка Motion Control по патенту США 2004/0261652 А1 не может выполнять функции базовой тележки для построения типоразмерного ряда, в том числе и соответствующего требованиям Межгосударственного стандарта ГОСТ 9246-2013, т.к. в основу построения основных функциональных узлов не заложены принципы типизации, а ряд параметров основных функциональных узлов не соответствуют требованиям стандартов, действующих в РФ, например расстояние от уровня верха головок рельсов до опорной поверхности подпятника тележки в вагоне с минимальной расчетной массой, минимальный запас прогиба пружин центрального рессорного подвешивания и др.However, the Motion Control trolley according to US 2004/0261652 A1 cannot function as a base trolley for constructing a size range, including one that meets the requirements of Interstate Standard GOST 9246-2013, because the basis of the construction of the main functional units is not based on the principles of typing, and a number of parameters of the main functional units do not meet the requirements of standards in force in the Russian Federation, for example, the distance from the level of the top of the rail heads to the bearing surface of the trolley bearing in the car with the minimum design weight, the minimum stock of central spring springs spring suspension, etc.

Основной технический результат заявляемой группы изобретений достигается путем разработки типовых конструктивных и технологических решений для функциональных узлов тележки (бака надрессорная, центральное рессорное подвешивание, рама боковая и т.д.), включения в их состав стандартизованных узлов и унифицированных деталей и формирования на их основе базовой модели (конструкции) тележки рассматриваемого типоразмерного ряда. Тележка, соответствующая конкретному члену типоразмерного ряда, формируется из базовой модели путем внесения в ее функциональные узлы изменений, например, размеров, толщин или марок материала элементов и/или замены стандартизованных узлов и унифицированных деталей, соответствующих главным параметрам члена ряда.The main technical result of the claimed group of inventions is achieved by developing typical structural and technological solutions for the functional units of the trolley (overpressor tank, central spring suspension, side frame, etc.), including standardized units and unified parts in their composition and forming a base on their basis models (designs) of the cart of the considered size range. A cart corresponding to a specific member of a size range is formed from the base model by making changes to its functional units, for example, dimensions, thicknesses or grades of material of elements and / or replacing standardized units and standardized parts that correspond to the main parameters of a member of the series.

Функциональный узел тележки - балка надрессорная. Воспринимает нагрузки от кузова вагона и через центральное рессорное подвешивание передает их на рамы боковые.The functional unit of the trolley is a nadressorny beam. It takes loads from the car body and transfers them to the side frames through the central spring suspension.

Известны технические решения, направленные на повышение прочности надрессорных балок, например, по патентам RU 79509, RU 2373091 С2, RU 104523 U1, UA 63361 U, UA 49696 U и другие. Все известные технические решения сводятся к тому, что балка надрессорная представляет собой коробчатого типа конструкцию в вертикальной плоскости близкую по форме к брусу равного сопротивления изгибу. Концевые ее части снизу оборудованы устройствами для фиксации пружин центрального рессорного подвешивания, на которые она опирается, а в боковых стенах имеются углубления - карманы для размещения клиньев фрикционных гасителей колебаний. Предлагаются различные варианты размещения внутренних элементов, подкрепляющих подпятниковое место балки, зону перехода в концевые части и опорные площадки скользунов. Большое внимание уделяется защите трущихся поверхностей подпятникового места и наклонных поверхностей карманов для клиньев фрикционных гасителей колебаний. Тем не менее, все многообразие известных технических решений не гарантирует высокую эксплуатационную надежность балок надрессорных на все время назначенного срока службы.Known technical solutions aimed at increasing the strength of the sprung beams, for example, according to the patents RU 79509, RU 2373091 C2, RU 104523 U1, UA 63361 U, UA 49696 U and others. All known technical solutions boil down to the fact that the nadressornoj beam is a box-type structure in a vertical plane close in shape to a beam of equal bending resistance. Its lower parts are equipped with devices for fixing the central spring suspension springs on which it rests, and there are recesses in the side walls - pockets for accommodating wedges of friction vibration dampers. There are various options for the placement of internal elements that reinforce the thrust bearing of the beam, the transition zone to the end parts and supporting platforms of the side-bearings. Much attention is paid to the protection of the rubbing surfaces of the thrust bearing and the inclined surfaces of pockets for wedges of friction vibration dampers. However, the whole variety of well-known technical solutions does not guarantee high operational reliability of the overhead beam for the entire duration of the assigned service life.

Ближайшим аналогом изобретения является надрессорная балка тележки вагона по патенту RU 2388632 С1. Она содержит верхний пояс, две боковые стенки и нижний лист, которые соединены между собой при помощи сварки, образуя несущее коробчатое сечение. В районе подпятника имеется два внутренних ребра жесткости, расположенных поперек продольной оси балки между продольными боковыми стенками и верхним поясом соединенные между собой косынкой с вертикально расположенной втулкой, образующих узел усиления средней части балки. По продольной оси балки между боковыми стенами по всей длине расположен вертикальный лист, нижняя кромка которого соединена сваркой с нижним листом, повторяя его конфигурацию, а верхняя кромка установлена по отношению к верхнему поясу с зазором. Прямоугольный вырез, выполненный в вертикальном листе, охватывает два вертикальных ребра жесткости, образуя неразъемное соединение. Недостатком данного технического решения (сварной вариант конструкции) применительно к надрессорной балке тележки грузового вагона является ограниченная несущая способность, наряду с высокой трудоемкостью сварочных операций и повышенной массой.The closest analogue of the invention is the sprung beam of the carriage of the car according to patent RU 2388632 C1. It contains an upper belt, two side walls and a lower sheet, which are interconnected by welding, forming a supporting box section. In the area of the thrust bearing there are two internal stiffening ribs located across the longitudinal axis of the beam between the longitudinal side walls and the upper belt, connected by a scarf with a vertically located sleeve, forming a reinforcing unit of the middle part of the beam. Along the longitudinal axis of the beam between the side walls along the entire length there is a vertical sheet, the lower edge of which is connected by welding to the lower sheet, repeating its configuration, and the upper edge is set in relation to the upper belt with a gap. A rectangular cutout made in a vertical sheet encompasses two vertical stiffeners, forming an integral connection. The disadvantage of this technical solution (welded design) in relation to the nadressornoj beam of the freight wagon trolley is the limited bearing capacity, along with the high complexity of welding operations and increased weight.

При создании изобретения решалась задача обеспечения достаточной несущей способности и надежности в эксплуатации надрессорной балки базовой конструкции тележки, при этом принятая конструктивная схема должна быть типовой для всех тележек типоразмерного ряда и обеспечивать для каждого члена ряда необходимую прочность и надежность, за счет изменения толщин или материала элементов балки надрессорной и/или замены стандартизованных узлов и унифицированных деталей на соответствующие главным параметрам члена ряда.When creating the invention, the problem was solved of ensuring sufficient load-bearing capacity and reliability in operation of the nadressornoj beam of the basic design of the trolley, while the adopted structural scheme should be typical for all trolleys of a standard size series and provide for each member of the series the necessary strength and reliability due to changes in thickness or material nadressornoj beams and / or replacement of standardized units and unified parts with the corresponding main parameters of a member of the series.

Основной технический результат по функциональному узлу - балке надрессорной, представляющей собой коробчатого типа литую конструкцию (деталь) полую внутри, в вертикальной плоскости на участке между концевыми опорными частями близкую по форме к брусу равного сопротивления изгибу, имеющую устройства для фиксации пружин центрального рессорного подвешивания, на которые она опирается концевыми частями, а в боковых стенах которой имеются углубления - карманы для размещения клиньев фрикционных гасителей колебаний, достигается путем введения во внутреннюю полость одного или нескольких дополнительных элементов жесткости - вертикально расположенных по всей длине балки вдоль ее продольной оси симметрии ребер с технологическими отверстиями, соединенных как с нижним, так и с верхним поясом, в том числе и в зоне подпятника. При этом достигается эффект аналогичный эффекту от применения так называемых сотовых конструкций. Сочетание внутренних вертикальных ребер с коробчатого типа полой внутри балкой дает возможность создать прочную и легкую конструкцию. Аналогичные конструкции используются в ответственных агрегатах самолетов и других летательных аппаратов, а также при изготовлении кузовов автомобилей, в жилищном строительстве, в мебельной промышленности и в других областях техники. Сотовые конструкции обеспечивают необходимую жесткость при изгибающих нагрузках и устойчивость при сжатии. Применение сот дает экономию массы, которая в некоторых случаях достигает 15-20%. Срок службы этих конструкций при усталостных нагрузках значительно больше, чем обычных конструкций. Такой прием построения внутренней полости типовой конструкции балки надрессорной обусловлен тем, что максимальная толщина стенок и поясов литой детали имеет «критическую величину», после достижения которой прочность литой детали не увеличивается пропорционально толщине ее стенок [4]. Параметр «критическая величина толщины» зависит от содержания углерода в используемой марке стали (сплава). Например, для сталей марок 20ГЛ, 20ГФЛ, 20ГТЛ с содержанием углерода 0,17…0,25%, критическая толщина стенок составляет около 18 мм. А значит каждый последующий член типоразмерного ряда тележек, характеризуемый главным параметром - максимальной расчетной статической осевой нагрузкой, для обеспечения прочности при увеличении осевой нагрузки, должен будет иметь массу балки надрессорной, непропорционально большую, чем если бы увеличение толщины несущих литых элементов обеспечивало бы пропорциональный рост прочности. Так, например, толщина несущих элементов (стенок) надрессорной балки первой тележки в типоразмерном ряду с главным параметром равным 196 кН, близкая к критической величине, обеспечивает заданную надежность и долговечность. При этом нет необходимости вводить во внутреннюю полость балки усиливающие по всей ее длине элементы. Для второго и третьего членов ряда -тележек с главным параметром соответственно 230,5 кН и 245 кН, масса их, пропорциональная росту главного параметра, достигается при толщине боковых стенок близких к «критическому значению» и введении во внутреннюю полость одного вертикального ребра с технологическими отверстиями и толщиной на 15…20% меньшей, чем толщина боковых стенок. Для обеспечения пропорционального увеличения массы надрессорных балок четвертого и пятого членов ряда с главным параметром 266 кН и 294 кН соответственно, потребуется ввести во внутреннюю полость балок по два вертикальных ребра, при этом толщина наружных стенок останется близкой к «критической величине». Этот эффект достигается за счет того, что продольные вертикальные ребра совместно с боковыми стенками балки, ее верхним и нижним поясами образуют продольно расположенные вдоль оси балки соты, эффективно воспринимающие как вертикальные, так и горизонтально действующие нагрузки, возникающие в процессе движения вагона. Таким образом, типовым решением конструкции балки надрессорной базовой трехэлементной тележки рассматриваемого типоразмерного ряда, будет ее сотовая конструкция. Соты располагаются вдоль продольной оси балки от подпятниковой зоны до окончаний балки. Подпятниковое место подкреплено ребрами, направленными вниз и внутрь балки параллельно продольной и поперечной осям симметрии, и образует также сотовую конструкцию. На верхнем поясе в средней части балки размещено подпятниковое место, выполненное в соответствии с действующим стандартом ОСТ 24.052.05-90 «Пятники и подпятниковые места грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия», а на равном расстоянии от оси отверстия под шкворень, расположены площадки для установки скользунов. Для каждого типа тележки ряда сотовая конструкция балки надрессорной обеспечивает заданную прочность и назначенную долговечность путем изменения толщин элементов или их количества, например, количества внутренних ребер и/или их толщин в сочетании с толщинами боковых стенок, верхнего и нижнего поясов. При этом толщина элементов сотовой конструкции балки надрессорной определяется расчетом на прочность или ограничивается требованиями технологии литья. Толщина внутренних ребер, как правило, на 15…20% меньше толщины стенок и/или верхнего и нижнего поясов. Стандартизованный узел - подпятниковое место, изменяется в зависимости от значений главных параметров члена ряда.The main technical result for the functional unit is a nadressor beam, which is a box-type cast construction (part) hollow inside, in a vertical plane on the section between the end supporting parts, similar in shape to a bar of equal bending resistance, having devices for fixing the spring springs of the central suspension, on which it is supported by end parts, and in the side walls of which there are recesses - pockets for accommodating wedges of friction vibration dampers, is achieved by introducing I into the internal cavity of one or several additional stiffening elements - ribs vertically located along the entire length of the beam along its longitudinal axis of symmetry with technological holes connected to both the lower and upper zones, including in the area of the thrust bearing. This achieves an effect similar to the effect of the use of so-called honeycomb structures. The combination of internal vertical ribs with a box-type hollow inside the beam makes it possible to create a strong and lightweight structure. Similar designs are used in critical units of aircraft and other aircraft, as well as in the manufacture of car bodies, in housing, in the furniture industry and in other areas of technology. Cellular designs provide the necessary rigidity under bending loads and stability under compression. The use of honeycomb provides mass savings, which in some cases reaches 15-20%. The service life of these structures under fatigue loads is much longer than conventional structures. This method of constructing the internal cavity of a typical design of a nadressor beam is due to the fact that the maximum thickness of the walls and belts of the cast part has a “critical value”, after which the strength of the cast part does not increase in proportion to the thickness of its walls [4]. The parameter “critical thickness” depends on the carbon content in the used steel grade (alloy). For example, for steel grades 20GL, 20GFL, 20GTL with a carbon content of 0.17 ... 0.25%, the critical wall thickness is about 18 mm. This means that each subsequent member of the standard-sized series of bogies, characterized by the main parameter - the maximum calculated static axial load, to ensure strength with an increase in axial load, will have to have a mass of the beam that is sprung, disproportionately large than if an increase in the thickness of the supporting cast elements would provide a proportional increase in strength . So, for example, the thickness of the supporting elements (walls) of the nadressornoj beam of the first truck in a standard row with the main parameter equal to 196 kN, close to the critical value, provides the specified reliability and durability. There is no need to introduce reinforcing elements along its entire length into the inner cavity of the beam. For the second and third members of the series of carts with the main parameter, respectively, 230.5 kN and 245 kN, their mass, proportional to the growth of the main parameter, is achieved when the thickness of the side walls is close to the “critical value” and one vertical rib with technological holes is introduced into the internal cavity and a thickness of 15 ... 20% less than the thickness of the side walls. To ensure a proportional increase in the mass of the sprung beams of the fourth and fifth members of the row with the main parameter of 266 kN and 294 kN, respectively, it will be necessary to introduce two vertical ribs into the internal cavity of the beams, while the thickness of the outer walls will remain close to the “critical value”. This effect is achieved due to the fact that the longitudinal vertical ribs together with the side walls of the beam, its upper and lower belts form honeycombs longitudinally located along the axis of the beam, effectively absorbing both vertical and horizontally acting loads that arise during the movement of the car. Thus, the typical design solution for the beam of the nadressorny base three-element trolley of the considered size range will be its honeycomb design. Honeycombs are located along the longitudinal axis of the beam from the thrust zone to the ends of the beam. The thrust bearing is supported by ribs directed down and inside the beam parallel to the longitudinal and transverse axes of symmetry, and also forms a honeycomb structure. On the upper belt in the middle of the beam there is a thrust seat made in accordance with the current standard OST 24.052.05-90 “Fridays and thrust seats of freight cars of 1520 mm gauge railways. Technical conditions ”, and at an equal distance from the axis of the hole for the kingpin, there are platforms for installing side-bearings. For each type of trolley of the row, the honeycomb structure of the overpressure beam provides the specified strength and assigned durability by changing the thicknesses of the elements or their number, for example, the number of internal ribs and / or their thicknesses in combination with the thicknesses of the side walls, upper and lower zones. In this case, the thickness of the elements of the honeycomb structure of the overpressure beam is determined by strength calculation or is limited by the requirements of casting technology. The thickness of the inner ribs, as a rule, is 15 ... 20% less than the thickness of the walls and / or upper and lower zones. A standardized node is a thrust bearing, varies depending on the values of the main parameters of a member of a row.

В заявляемом изобретении задача выбора типовой конструкции балки надрессорной для всех членов (тележек) типоразмерного ряда решается за счет совокупности следующих существенных признаков. Балка надрессорная 1 представляет собой коробчатого типа полую оболочку в вертикальной плоскости на участке между концевыми опорными концами близкую по форме к брусу равного сопротивления изгибу (Фиг. 1). Противоположные концы ее 2, прямоугольной в вертикальной плоскости формы, снизу оборудованы устройствами 3 для фиксации пружин центрального рессорного подвешивания, на которые она опирается (Фиг. 2), а в боковых стенках симметрично продольной и поперечной осям симметрии расположены углубления - карманы 4 (Фиг. 1) для размещения клиньев фрикционных гасителей колебаний. По обеим сторонам карманов имеются упоры 5 в форме вертикально расположенных призм, ограничивающие поперечное перемещение балки надрессорной относительно вертикальных колонн боковых рам тележки. На верхнем поясе по его центру расположено подпятниковое место с плоской опорной поверхностью 6 и упорным кольцевым буртом 7 и смещенные друг от друга в боковом направлении плоские опорные площадки 8 под скользуны, сопряженные с верхним поясом 9 балки сегментами поверхностей 10 переменного радиуса. Внутренняя полость балки разделена одним 12 (фиг. 3) или более, например двумя 13 (фиг. 4), вертикальными ребрами с технологическими отверстиями, образующими совместно с боковыми стенками 14 и верхним 9 и нижним 11 поясами соты, расположенные вдоль продольной оси балки. Подпятниковое место 6 с внутренней стороны балки опирается на боковые стены 14 и одно 12 или несколько, например, два ребра 13 (Фиг. 4). Прочность опорной поверхности 6 обеспечивается системой ребер 15 ограниченной высоты, расположенных параллельно продольной оси балки посередине между боковыми стенами 14 и вертикальными ребрами 12, а также ребрами 16 ограниченной высоты, расположенных под углом к продольной оси балки, образующими так же сотовую конструкцию. Из условий прочности отверстие 17 под шкворень вагона выполнено во втулке 18 (Фиг. 5), имеющей форму перевернутого усеченного конуса опирающегося на ребро 12 или ребра 13. Усеченный конус с помощью ребер 19 соединен с боковыми стенами 14 по нормали к ним.In the claimed invention, the task of choosing a typical design of a nadressornoj beam for all members (carts) of a size series is solved by a combination of the following essential features. The nadressornoj beam 1 is a box-type hollow shell in a vertical plane in the area between the end support ends close in shape to a bar of equal bending resistance (Fig. 1). The opposite ends of it 2, rectangular in the vertical plane of the form, are equipped with devices 3 for fixing the spring spring suspension springs on which it rests (Fig. 2), and recesses - pockets 4 are located in the side walls symmetrically to the longitudinal and transverse axes of symmetry (Fig. 1) for placement of wedges of friction vibration dampers. On both sides of the pockets there are stops 5 in the form of vertically arranged prisms, restricting the lateral movement of the nadressornoj relative to the vertical columns of the side frames of the trolley. On the upper belt, in the center, there is a thrust bearing seat with a flat supporting surface 6 and a thrust annular shoulder 7 and laterally displaced flat supporting platforms 8 for side bearings, conjugated with the upper belt 9 of the beam by segments of surfaces 10 of variable radius. The internal cavity of the beam is divided by one 12 (Fig. 3) or more, for example two 13 (Fig. 4), vertical ribs with technological holes, forming together with the side walls 14 and the upper 9 and lower 11 belts of the honeycomb, located along the longitudinal axis of the beam. The thrust bearing place 6 on the inside of the beam rests on the side walls 14 and one or 12 or more, for example, two ribs 13 (Fig. 4). The strength of the supporting surface 6 is provided by a system of ribs 15 of limited height located parallel to the longitudinal axis of the beam in the middle between the side walls 14 and vertical ribs 12, as well as ribs 16 of limited height, located at an angle to the longitudinal axis of the beam, forming the same honeycomb structure. From the strength conditions, the hole 17 for the car’s pivot pin is made in the sleeve 18 (Fig. 5), having the shape of an inverted truncated cone resting on the rib 12 or ribs 13. The truncated cone with ribs 19 is connected to the side walls 14 normal to them.

Приведенные особенности конструкции надрессорной балки нашли применение в тележках моделей 18-9786-01 и 18-9786. Эти тележки являются вторым и третьим членом типоразмерного ряда по ГОСТ 9246-2013, со значением главного параметра 230,5 кН и 245 кН соответственно и конструкционной скоростью 120 км/час.The above design features of the nadressornoj beams are used in trolleys of models 18-9786-01 and 18-9786. These trolleys are the second and third member of the standard series according to GOST 9246-2013, with a value of the main parameter of 230.5 kN and 245 kN, respectively, and a design speed of 120 km / h.

Функциональный узел, передающий нагрузку от надрессорной балки через центральное рессорное подвешивание на буксовые узлы колесных пар, рама боковая представляет собой тонкостенную стальную отливку. Известны технические решения, направленные на создание прочных боковых рам тележек, например, по патентам RU 42992 U1, RU 2224673 С2, RU 2200681 С2, RU 39558 U1, RU 42991 U1, RU 2246416 С2, RU 54347 U1. Эти рамы имеют верхний пояс и нижний пояс с опорной площадкой для рессорного комплекта, верхний и нижний пояса соединены между собой двумя вертикальными колоннами, образующими проем для центрального рессорного подвешивания, и двумя наклонными поясами, образующими технологические окна треугольной формы со скругленными углами, верхний пояс переходит после пересечения с наклонными поясами в консоли, оснащенные челюстями, образующими буксовые проемы. Особенностью конструкции рам боковых является наличие пересечений горизонтально расположенных полок, ребер и внутренних стенок между собой под различными углами наклона. При этом в зонах пересечения элементов создается дополнительное большое скопление металла, так называемые тепловые узлы [4], приводящие при остывании металла к возникновению внутренних литейных дефектов.A functional unit that transfers the load from the nadresornoy beam through a central spring suspension on axle boxes of wheel pairs, the side frame is a thin-walled steel casting. Known technical solutions aimed at creating durable side frames of trolleys, for example, according to patents RU 42992 U1, RU 2224673 C2, RU 2200681 C2, RU 39558 U1, RU 42991 U1, RU 2246416 C2, RU 54347 U1. These frames have an upper belt and a lower belt with a support platform for the spring kit, the upper and lower belts are interconnected by two vertical columns forming an opening for the central spring suspension, and two inclined belts forming technological windows of a triangular shape with rounded corners, the upper belt goes over after crossing with inclined belts in the console, equipped with jaws forming axle openings. A feature of the design of the side frames is the intersection of horizontally located shelves, ribs and inner walls between themselves at different angles of inclination. At the same time, in the zones of intersection of the elements, an additional large accumulation of metal is created, the so-called thermal units [4], which, when the metal cools down, cause internal casting defects.

Ближайшим аналогом изобретения является боковая рама железнодорожной тележки (патенты RU 79508 и RU 103521). Конструкция рамы по патенту RU 79508 предусматривает создание в зоне соединения нижнего пояса рамы с каждой вертикальной колонной тепловых узлов, длина которых превышает ширину верхнего и нижнего поясов рамы боковой. Эти тепловые узлы не симметричны относительно продольной оси рамы. Тепловые узлы во внутренних углах буксовых проемов симметричны относительно продольной оси рамы и длина их больше, чем ширина верхнего пояса рамы. При этом, торцовые поверхности тепловых узлов параллельны боковым стенам рамы. Особенность конструкции рамы по патент RU 103521 заключается в том, что расстояние от центра радиусного перехода опорной поверхности рессорного комплекта до вертикальных колонн меньше величины радиуса. Внутренние ребра, примыкающие к радиусным переходам, соединены с технологическими окнами по касательной к их окантовкам, а ось каждого выступа совпадает с линией пересечения внутреннего ребра с цилиндрической поверхностью радиусного перехода. По мнению авторов, такие изменения конструкции «обеспечивают условия для направленной кристаллизации, устраняющей усадочную пористость, раковины, рыхлоты и образование трещин». Предполагаемый эффект достигается при строгом соблюдении технологической дисциплины в литейном производстве. И это является, в то же время, и недостатком описанной конструкции, так как в реальных условиях массового производства крупного вагонного литья на заводах стран СНГ постперестроечного периода, нередки случаи нарушения технологической дисциплины [5], а, следовательно, и «вспышки» литейного брака, обнаруживаемого в эксплуатации.The closest analogue of the invention is the side frame of a railway trolley (patents RU 79508 and RU 103521). The design of the frame according to patent RU 79508 provides for the creation in the zone of connection of the lower belt of the frame with each vertical column of thermal units, the length of which exceeds the width of the upper and lower belts of the side frame. These thermal units are not symmetrical about the longitudinal axis of the frame. The thermal nodes in the inner corners of the axle openings are symmetrical about the longitudinal axis of the frame and their length is greater than the width of the upper frame belt. At the same time, the end surfaces of the thermal nodes are parallel to the side walls of the frame. The design feature of the frame according to patent RU 103521 is that the distance from the center of the radius transition of the supporting surface of the spring set to the vertical columns is less than the radius. The inner ribs adjacent to the radial transitions are connected to the technological windows tangentially to their edging, and the axis of each protrusion coincides with the intersection line of the inner rib with the cylindrical surface of the radial transition. According to the authors, such design changes “provide conditions for directional crystallization that eliminates shrinkage porosity, shells, loosening and cracking”. The expected effect is achieved with strict observance of technological discipline in the foundry. And this is, at the same time, a drawback of the design described, since in real conditions of mass production of large car casting at the factories of the CIS countries of the post-perestroika period, there are frequent cases of violation of technological discipline [5], and, consequently, “outbreaks” of foundry marriage detected in operation.

Таким образом, ожидаемый эффект от организации тепловых узлов по патентам RU 79508 и RU 103521 в зонах скопления металла при массовом производстве рам не гарантирован, но увеличивает массу отливки.Thus, the expected effect of the organization of thermal units according to patents RU 79508 and RU 103521 in the areas of metal accumulation during mass production of frames is not guaranteed, but increases the casting mass.

Задачей изобретения является повышение надежности конструкции рам, повышение коэффициента запаса сопротивления усталости за счет повышения прочностных свойств тех узлов рамы, где возникают разрушения при эксплуатации путем выбора типовых конструкторских и технологических решений. Для исключения литейных дефектов в зонах пересечения внутренних элементов, характерных для различных конструкций рам боковых, необходимо организовать в этих зонах тепловые узлы такой формы и ориентации в отливке, что бы при затвердении металла создавались условия для направленной в нужном направлении кристаллизации металла. Принимая во внимание особенность технологии изготовления тонкостенной отливки в литейной форме, состоящей из нижней и верхней полу форм, соединяющихся между собой по, так называемой, плоскости разъема, тепловые узлы надлежит ориентировать перпендикулярно плоскости разъема. Нижняя часть теплового узла, образованного вокруг сопрягаемых элементов близка по форме к цилиндру или его сегменту, вырезанному вертикальными плоскостями, снизу ограниченному нижней наружной плоскостью отливки и сверху - плоскостью разъема. Диаметр D вписанной в эту часть теплового узла окружности, не должен превышать 1,5 толщины наибольшего из сопрягаемых элементов. Продолжение теплового узла вверх, расположенное в верхней литейной полу форме, должно представлять собой перевернутый усеченный конус или его сегмент, образованный вертикальными плоскостями. По плоскости разъема обе части теплового узла должны совпадать, а больший диаметр усеченного конуса, образуемый на верхней наружной поверхности рамы, определяется, по аналогии с методом «вписанных окружностей» проф. Андреева, с учетом угла наклона α конусной поверхности. При этом 0,025<tgα<0,5 [4]. Предложенная конструкция типовых узлов рам боковых в сочетании с применением, например, легко отделяемых прибылей прямого питания со стержнями-диафрагмами, преимущественно, обогреваемых экзотермическими смесями создает условия для направленной кристаллизации металла в тепловых узлах. Доказано [5], что в этом случае устраняется усадочная пористость, трещины и другие литейные дефекты. Эта задача решается за счет совокупности следующих существенных признаков.The objective of the invention is to increase the reliability of the design of the frames, increase the safety factor of fatigue by increasing the strength properties of those components of the frame where damage occurs during operation by choosing typical design and technological solutions. To eliminate casting defects in the zones of intersection of internal elements that are characteristic of various designs of side frames, it is necessary to organize in these zones thermal units of such shape and orientation in the casting that, when the metal solidifies, conditions would be created for the crystallization of the metal directed in the right direction. Taking into account the peculiarity of the technology for manufacturing thin-walled castings in the mold, consisting of the lower and upper half of the molds, interconnected along the so-called plane of the connector, the thermal nodes should be oriented perpendicular to the plane of the connector. The lower part of the heat assembly formed around the mating elements is close in shape to the cylinder or its segment cut out by vertical planes, bounded below by the lower outer plane of the casting and above by the plane of the connector. The diameter D of the circle inscribed in this part of the thermal unit must not exceed 1.5 times the thickness of the largest of the mating elements. The extension of the heat assembly up, located in the upper mold floor, must be an inverted truncated cone or its segment formed by vertical planes. On the plane of the connector, both parts of the thermal unit must coincide, and the larger diameter of the truncated cone formed on the upper outer surface of the frame is determined, by analogy with the method of “inscribed circles” prof. Andreeva, taking into account the angle of inclination α of the conical surface. Moreover, 0.025 <tgα <0.5 [4]. The proposed design of typical units of the side frames in combination with, for example, easily detachable direct-feed profits with diaphragm rods, mainly heated by exothermic mixtures, creates conditions for directional crystallization of metal in thermal units. It was proved [5] that in this case, shrinkage porosity, cracks, and other casting defects are eliminated. This problem is solved by a combination of the following essential features.

Боковая рама (фиг. 6 и 7) содержит верхний пояс 21 замкнутого по всей длине сечения с локальными отверстиями 40 по нижней полке. Он переходит в зоне пересечения с наклонными поясами 23 замкнутого сечения с локальными отверстиями 41 в консоли 24, оснащенные челюстями 25 и 26. Каждая консоль имеет замкнутую по длине конструкцию не одинаковой высоты, которая уменьшается в сторону наружной челюсти 26. Консоли с челюстями образуют буксовые проемы 27. Нижний пояс 28 замкнутого сечения с опорной площадкой 32 для рессорного комплекта оснащен тремя вертикальными стенками 29, 30 и 31. Верхний и нижний пояса соединены между собой двумя вертикальными колоннами 33, образующими проем 34 для центрального рессорного подвешивания. Наклонные пояса 23 с вертикальными колоннами 33 и верхним поясом 21 образуют технологические окна 22 треугольной формы со скругленными углами.The side frame (Fig. 6 and 7) contains the upper belt 21 closed along the entire length of the section with local holes 40 along the lower shelf. It goes into the intersection zone with inclined belts 23 of a closed section with local holes 41 in the console 24, equipped with jaws 25 and 26. Each console has a closed structure of length not of the same height, which decreases towards the outer jaw 26. The consoles with the jaws form axle openings 27. The lower closed-section belt 28 with the support platform 32 for the spring kit is equipped with three vertical walls 29, 30 and 31. The upper and lower zones are interconnected by two vertical columns 33, forming an opening 34 for the whole neutral spring suspension. Inclined belts 23 with vertical columns 33 and upper belt 21 form technological windows 22 of a triangular shape with rounded corners.

Каждая вертикальная стенка (фиг. 7) нижнего пояса 28 расположена по продольной оси соответствующего продольного ряда пружин рессорного комплекта. Наружные стенки 29 и 31 плавно переходят в вертикальные стенки наклонных поясов 23 и колонн 33. Средняя стенка 30 имеет прямоугольное окончания 35, которые в нижней части плавно переходят в нижнюю полку пояса 28, а в верхней части радиусом малой величины соединяется с радиусным переходом 36 опорной площадки для рессорного комплекта 32 в вертикальную стенку 37 колонн 33. Верхняя полка 38 наклонных поясов 23 соединяется по нормали с вертикальной стенкой 37 колонн 33 в зоне окончания радиусного перехода 36.Each vertical wall (Fig. 7) of the lower belt 28 is located along the longitudinal axis of the corresponding longitudinal row of spring springs. The outer walls 29 and 31 smoothly pass into the vertical walls of the inclined belts 23 and columns 33. The middle wall 30 has a rectangular end 35, which in the lower part smoothly passes into the lower shelf of the belt 28, and in the upper part with a radius of small size is connected to the radius transition 36 of the support platforms for the spring set 32 into the vertical wall 37 of the columns 33. The upper shelf 38 of the inclined zones 23 is connected normal to the vertical wall 37 of the columns 33 in the zone of the end of the radius transition 36.

Зоны пересечения внутренних ребер, полок и стенок формируются в виде тепловых узлов типовой конструкции, описанной выше. Например, наиболее часто разрушаемая в эксплуатации зона внутреннего угла буксового проема, образованная нижней полкой наклонного пояса 23, вертикальной стенкой внутренней челюсти 25 и нижней полкой консоли 24 формируется из двух участков (фиг. 8). Первый участок 42 (в нижней литейной полу форме) от вертикальной стенки 43 консоли 24 до линии разъема 44 литейной формы представляет собой тепловой узел характеризующийся отношением диаметра вписанной в него окружности D (Фиг. 6) к толщине вертикальной стенки внутренней челюсти, не превышающим 1,5. Второй участок 45 от линии разъема 44 литейной формы до верхней вертикальной стенки 46 консоли 24, образующейся в верхней литейной полу форме, представляет собой перевернутый усеченный конус или его сегмент. Диаметр меньшего основания усеченного конуса соответствует поперечному сечению теплового узла на первом участке, а большее основание по наружной поверхности вертикальной стенки консоли 24 образуется с учетом угла наклона α конусной поверхности (Фиг. 8). При этом 0,05<tgα<0,5 [4]. Таким образом, обеспечивается направленная кристаллизация расплава в тепловом узле при остывании отливки, а наличие в этой зоне литейной прибыли обеспечивает подпитку теплового узла жидким расплавом.The intersection zones of the internal ribs, shelves and walls are formed in the form of thermal units of the standard design described above. For example, the most frequently destroyed in operation zone of the inner corner of the axle box formed by the lower shelf of the inclined belt 23, the vertical wall of the inner jaw 25 and the lower shelf of the console 24 is formed of two sections (Fig. 8). The first section 42 (in the lower mold floor) from the vertical wall 43 of the console 24 to the line of the mold connector 44 is a heat assembly characterized by the ratio of the diameter of the circle D inscribed in it (Fig. 6) to the thickness of the vertical wall of the inner jaw, not exceeding 1, 5. The second portion 45 from the line of the mold connector 44 to the upper vertical wall 46 of the console 24 formed in the upper mold floor is an inverted truncated cone or a segment thereof. The diameter of the smaller base of the truncated cone corresponds to the cross section of the thermal unit in the first section, and the larger base on the outer surface of the vertical wall of the console 24 is formed taking into account the angle of inclination α of the conical surface (Fig. 8). Moreover, 0.05 <tgα <0.5 [4]. Thus, directional crystallization of the melt in the thermal unit is ensured when the casting cools, and the presence of casting profit in this zone ensures that the thermal unit is fed with liquid melt.

Технический результат, получаемый при использовании изобретения, достигается в результате применения типовых конструкций узлов соединения внутренних стенок, полок и ребер рамы боковой. В этом случае устраняется усадочная пористость, трещины и другие литейные дефекты и в результате обеспечивается высокая плотность металла в тепловых узлах.The technical result obtained by using the invention is achieved as a result of the use of typical designs of nodes for connecting the inner walls, shelves and ribs of the side frame. In this case, shrinkage porosity, cracks and other casting defects are eliminated and, as a result, a high density of the metal in the thermal nodes is ensured.

Центральное рессорное подвешивание состоит из групп одно-, двух- или многорядных пружин, поддерживающих балку надрессорную, и двух фрикционных гасителей колебание в составе одно-, двух- или многорядных групп пружин и клиньев, предпочтительно увеличенной ширины и плоской или имеющую различную кривизну наклонную поверхность, контактирующую с наклонной поверхностью карманов надрессорной балкиThe central spring suspension consists of groups of one-, two- or multi-row springs supporting a nadressornoj beam, and two friction dampers of vibration in the composition of one-, two- or multi-row groups of springs and wedges, preferably of an increased width and a sloping surface having a different curvature, in contact with the inclined surface of the pockets of the nadresornoy beam

Функциональное назначение - передача нагрузок от надрессорной балки на рамы боковые и эффективное гашение динамической составляющей нагрузки, возникающей при движении вагона. На конструкцию центрального рессорного подвешивания базового варианта тележки типоразмерного ряда основное влияние оказывают требования о расстоянии от уровня головок рельса до уровня опорной поверхности подпятникового места надрессорной балки порожнего вагона (высота пружин в свободном состоянии), обеспечении конструктивного запаса прогиба пружин (минимальная резервная способность), равного 1,75 для тележек со статическим прогибом свыше 50 мм и величине коэффициентов относительного трения фрикционных гасителей колебаний в рессорном подвешивании на порожнем и груженом вагонах [3].Functional purpose - transfer of loads from the nadressornoj beam to the side frames and effective damping of the dynamic component of the load that occurs when the car moves. The design of the central spring suspension of the basic version of the trolley of the standard size series is mainly influenced by the requirements for the distance from the level of the rail heads to the level of the bearing surface of the thrust bearing of the empty rail of the empty car (height of the springs in the free state), ensuring a structural reserve of spring deflection (minimum reserve capacity) equal to 1.75 for trolleys with a static deflection of more than 50 mm and the value of the coefficients of relative friction of friction dampers in the spring m hanging on empty and loaded wagons [3].

Известно техническое решение (Патентная заявка США 2004/026152 А1 от 30 декабря 2004 г. ) «Механизм трехэлементной тележки Motion Control», предусматривающее систему подвешивания, подобранную из пружин по стандарту S-335-78 и оптимизированную для железнодорожных вагонов так, чтобы при минимальном запасе прогиба (менее чем 1,5) улучшался контроль за движением и качеством хода, увеличивалось сопротивление максимальному прогибу пружин до соприкосновения витков и увеличивалась критическая скорость движения. Идея заключается в том, чтобы достигался максимальный прогиб цилиндрических винтовых пружин, подобранных в соответствии с массой, геометрией кузова вагона и расположением тележек, за счет уменьшения их резервной способности (конструктивного запаса прогиба).A technical solution is known (US Patent Application 2004/026152 A1 of December 30, 2004) "Motion Control Three-Element Truck" providing a suspension system selected from springs according to S-335-78 standard and optimized for railway cars so that at minimum the stock of deflection (less than 1.5) improved control over the movement and stroke quality, increased resistance to maximum deflection of the springs until the coils touch, and the critical speed of movement increased. The idea is to achieve maximum deflection of coil springs, selected in accordance with the weight, geometry of the wagon body and the location of the bogies, by reducing their reserve capacity (structural deflection margin).

Недостатком такого подхода к проектированию подвешивания тележек является пренебрежение требованиями ГОСТ 9246-2004 об обеспечении конструктивного запаса прогиба пружин рессорного подвешивания (минимальная резервная способность), равного 1,75 для тележек со статическим прогибом свыше 50 мм, с учетом максимальной нагрузки от оси на рельсы и без учета сил трения.The disadvantage of this approach to the design of suspension of trolleys is the neglect of the requirements of GOST 9246-2004 on ensuring a structural margin of deflection of spring suspension springs (minimum reserve capacity) equal to 1.75 for trolleys with a static deflection of more than 50 mm, taking into account the maximum axle load on the rails and excluding friction forces.

Ближайшим аналогом изобретения является центральное рессорное подвешивание тележки по патенту РФ на изобретение №2292282, включающее в себя двухрядные пружины повышенной гибкости нелинейной или линейной характеристики, две из которых установлены под фрикционными клиньями с износостойкими неметаллическими накладками на наклонных поверхностях, вертикальными поверхностями взаимодействующих с соответствующими поверхностями боковых рам посредством плавающих планок из износостойкого материала. Основным недостатком этого варианта центрального рессорного подвешивания является требование использования только двухрядных пружин с линейной или нелинейной характеристикой гибкости.The closest analogue of the invention is the central spring suspension of the trolley according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2292282, which includes double-row springs of increased flexibility of a nonlinear or linear characteristic, two of which are installed under friction wedges with wear-resistant non-metallic plates on inclined surfaces, vertical surfaces interacting with the corresponding side surfaces frames by means of floating strips of wear-resistant material. The main disadvantage of this option of central spring suspension is the requirement to use only two-row springs with linear or non-linear characteristic of flexibility.

Задачей изобретения является создание элементов центрального рессорного подвешивания, обеспечивающих оптимальные значения динамических характеристик всем тележкам типоразмерного ряда для порожнего и загруженного до полной грузоподъемности вагона, путем выбора типовых конструктивных и технологических решений. Эта задача решается за счет совокупности следующих существенных признаков.The objective of the invention is the creation of elements of a central spring suspension, providing optimal values of the dynamic characteristics of all carts of a standard size range for empty and loaded to full carload capacity, by choosing typical structural and technological solutions. This problem is solved by a combination of the following essential features.

Центральное рессорное подвешивание базовой тележки типоразмерного ряда (типовый вариант) предполагает применение групп (Фиг. 7 и 9) одно (непоказаны), двух или многорядных (не показаны) пружин 51 симметрично расположенных относительно продольной 52 и поперечной 53 осей симметрии рамы боковой, поддерживающих клинья фрикционных гасителей колебаний 54 и 55 и надрессорную балку 56 и 57. Пружины изготавливаются из высокопрочной пружинной стали, например из стали 65С2 ВА по ГОСТ 14959-79 или 60SiCrV7 по EN 10089:2002 или другой, не уступающей им по физико-механическим свойствам, стали. Учитывая, что главный параметр каждой тележки ряда имеет собственное значение, отличное от других тележек, жесткостные характеристики групп пружин должны отличаться для каждого члена ряда (тележки) как для порожнего, так и для груженого вагона. Этот эффект достигается путем комбинаций пружин в группе, обеспечивающих билинейную характеристику жесткости, например, по высоте пружин в свободном состоянии и/или по диаметру прутка при заданной высоте, и/или по прочностным характеристикам материала прутка, и/или по количеству пружин в группе, а так же комбинацией групп пружин в центральном рессорном подвешивании. При этом первый участок характеристики жесткости соответствует работе порожнего вагона, а второй - вагона загруженного до полной грузоподъемности. Возможно так же применение в группах однорядных пружин.The central spring suspension of the base trolley of the standard size series (typical version) involves the use of groups (Figs. 7 and 9) one (not shown), two or multi-row (not shown) springs 51 symmetrically located relative to the longitudinal 52 and transverse 53 axes of symmetry of the side frame, supporting wedges friction vibration dampers 54 and 55 and a spring bar 56 and 57. The springs are made of high-strength spring steel, for example, 65C2 VA steel according to GOST 14959-79 or 60SiCrV7 according to EN 10089: 2002 or another, not inferior to them in physical and mechanical voystvam began. Given that the main parameter of each trolley of a row has its own value that is different from other trolleys, the stiffness characteristics of groups of springs should differ for each member of the row (trolley) for both empty and loaded wagons. This effect is achieved by combinations of springs in the group, providing a bilinear characteristic of stiffness, for example, by the height of the springs in the free state and / or by the diameter of the bar at a given height, and / or by the strength characteristics of the material of the bar, and / or by the number of springs in the group, as well as a combination of spring groups in the central spring suspension. In this case, the first section of the stiffness characteristic corresponds to the operation of an empty car, and the second to a car loaded to full capacity. It is also possible to use single-row springs in groups.

Клин фрикционного гасителя колебаний вагона пространственной конструкции клинообразной формы, в поперечном сечении, имеет плоскую поверхность 58 (Фиг. 10), обращенную к фрикционной планке 59 боковой рамы 60 (Фиг. 9) имеющую прямоугольную форму с вырезами 61, предпочтительно прямоугольной формы, по всем четырем углам, служащими индикаторами износа трущейся поверхности 58 и (Фиг. 11) наклонную поверхность, состоящую из трех сегментов 62, 63 и 64, два из которых 62 и 64, направлены под углом β навстречу друг другу (Фиг. 12), а их криволинейные поверхности образованы секторами цилиндрической поверхности радиусом R (Фиг. 13). Угол наклона β сегментов клина меньше угла наклона навстречу друг другу крайних сегментов 65 и 66 (фиг. 1 и 2) наклонных поверхностей карманов надрессорной балки, чем обеспечивается двухточечное опирание надрессорной балки на клин. Сегменты 62 и 64 оснащены упорами 67, ограничивающими горизонтальные перемещения клиньев в карманах надрессорных балок. В фрикционных гасителях колебаний дополнительно к комбинациям пружин в группе возможно использование клиньев с различным углом наклона и формой наклонной поверхности, а так же применение так называемого «предварительного поджатия» наибольшей по высоте пружины из группы. При этом коэффициент конструкционного запаса прогиба центрального рессорного подвешивания, определяемый как отношение силы, соответствующей полному, допускаемому конструкцией, сжатию всех пружин, к силе ее статического нагружения брутто, должен быть не менее 1,75. Таким образом, достигается максимальная эффективность работы центрального рессорного подвешивания каждой тележки - члена типоразмерного ряда.The wedge of the frictional vibration damper of the wagon of a wedge-shaped spatial structure, in cross section, has a flat surface 58 (Fig. 10) facing the friction plate 59 of the side frame 60 (Fig. 9) having a rectangular shape with cutouts 61, preferably rectangular, all four angles serving as indicators of wear of the rubbing surface 58 and (Fig. 11) an inclined surface consisting of three segments 62, 63 and 64, two of which 62 and 64, are directed at an angle β towards each other (Fig. 12), and their curved surface image Vanir sectors cylindrical surface of radius R (FIG. 13). The angle of inclination β of the wedge segments is less than the angle of inclination towards each other of the extreme segments 65 and 66 (Fig. 1 and 2) of the inclined surfaces of the pockets of the pressure beam, which ensures a two-point support of the pressure beam on the wedge. Segments 62 and 64 are equipped with stops 67, which limit the horizontal movement of the wedges in the pockets of the pressure beams. In friction vibration dampers, in addition to the spring combinations in the group, it is possible to use wedges with different angle of inclination and the shape of the inclined surface, as well as use the so-called “preliminary preload” of the highest spring from the group. In this case, the coefficient of structural margin of deflection of the central spring suspension, defined as the ratio of the force corresponding to the full, permissible design, compression of all springs, to the force of its gross static loading, should be at least 1.75. Thus, the maximum efficiency of the central spring suspension of each trolley, a member of the standard size series, is achieved.

Для винтовых цилиндрических пружин центрального рессорного подвешивания типовым технологическим процессом является процесс изготовления пружин, общий для групп однородных деталей, характеризующихся подобием геометрической формы и основных обрабатываемых поверхностей.For coil spring coil springs with a central spring suspension, a typical process is the manufacturing process of springs, common to groups of homogeneous parts characterized by a similarity of geometric shape and the main machined surfaces.

Технический результат, получаемый при использовании изобретения, достигается в результате принятия описанных типовых конструктивных и технологических решений по узлам и деталям центрального рессорного подвешивания базовой тележки, пригодных для всех тележек типоразмерного ряда за счет изменения, например, угла наклона клина и/или диаметров прутка пружин, высоты пружины или материала, из которого изготовлена пружина, и/или комбинацией количества пружин в группе, и/или количества групп в подвешивании.The technical result obtained by using the invention is achieved as a result of the adoption of the described typical structural and technological solutions for the nodes and parts of the central spring suspension of the base trolley, suitable for all trolleys of the size range by changing, for example, the angle of inclination of the wedge and / or the diameter of the spring bar, the height of the spring or the material of which the spring is made, and / or a combination of the number of springs in the group, and / or the number of groups in suspension.

В качестве узла, передающего нагрузку от рамы на подшипниковые узлы колесных пар, в тележках грузовых вагонов применяются устройства, условно называемые адаптерами. Адаптеры, используемые в тележках с одинарным рессорным подвешиванием, по своей конструкции можно условно отнести к двум группам.As a unit that transfers the load from the frame to the bearing assemblies of the wheelsets, in the wagons of freight wagons, devices conventionally called adapters are used. Adapters used in trolleys with a single spring suspension can be conditionally assigned to two groups in their design.

К первой группе отнесены адаптеры с упругими элементами, установленными под углом к вертикали, как вдоль так и поперек буксового узла. Они воспринимают нагрузку, действующую вдоль трех осей симметрии тележки: вертикальной, продольной и поперечной. Такие адаптеры нашли применение в тележках моделей 18-1711, 18-9750 и тележках, использующих "идеи Шеффеля" [7]. Адаптер имеет крышеподобную двухскатную форму верхней части, и эта «крыша» образует опору для упругих элементов, на которые через стальную прокладку опирается буксовый проем боковой рамы. Основным недостатком такой конструкции является возможность возникновения контактов между элементами рамы и адаптера при поперечных перемещениях последних и, как следствие, их повышенный износ.The first group includes adapters with elastic elements installed at an angle to the vertical, both along and across the axle box. They perceive the load acting along the three axes of symmetry of the trolley: vertical, longitudinal and transverse. Such adapters are used in trolleys of models 18-1711, 18-9750 and trolleys that use "Scheffel's ideas" [7]. The adapter has a roof-like gable shape of the upper part, and this “roof” forms a support for the elastic elements, on which the axle box of the side frame rests through the steel gasket. The main disadvantage of this design is the possibility of contacts between the frame and adapter elements during lateral movements of the latter and, as a result, their increased wear.

Ко второй группе отнесены адаптеры с, так называемыми, упругими прокладками, используемые в тележках 18-194-1, 18-4112, 26Б502, SF Motion control (патенты RU 42992 U1, RU 2224673 C2, RU 2200681 C2, RU 39558 U1, RU 42991 U1, RU 2246416 C2 и др.). Упругие прокладки для восприятия вертикальных нагрузок имеют достаточно большую плоскую пластину с жесткостью в вертикальной плоскости от 20 до 50 МН/м [8].The second group includes adapters with so-called elastic gaskets used in trolleys 18-194-1, 18-4112, 26B502, SF Motion control (patents RU 42992 U1, RU 2224673 C2, RU 2200681 C2, RU 39558 U1, RU 42991 U1, RU 2246416 C2, etc.). Elastic gaskets for the perception of vertical loads have a sufficiently large flat plate with a stiffness in the vertical plane of 20 to 50 MN / m [8].

Известны различные конструкции адаптеров тележек грузовых вагонов (патенты: US 5,404,826, US 5,799,582, СА 2490924 А1, US 5,562,045, RU 111085, RU 2082638 C1, UA 82123, UA 93655 и др.), в конструкции которых применяются те или иные конструкции адаптеров второй группы. Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является «Узел опоры боковой рамы на колесную пару тележки грузового вагона» (патент RU 96085 U1). Узел опоры боковой рамы на колесные пары тележки (адаптер) представляет собой монолитную отливку прямоугольной формы, включающую горизонтальную прямоугольную секцию с плоской опорной поверхностью в верхней зоне и дугообразным вырезом в нижней зоне для установки на внешнее кольцо кассетного подшипника колесной пары. По краям вертикальных продольных граней расположены упорные кронштейны, направленные вниз и образующие между собой боковые вырезы. Адаптер имеет упругую прокладку, представляющую собой горизонтальную секцию прямоугольной формы контактирующую с плоской опорной поверхностью адаптера, с направленными вниз плечами, которые выступают по краям боковых граней прокладки и образуют между собой вырезы, входящие в боковые вырезы адаптера. Упругая прокладка в нижней части горизонтальной секции имеет выступ, проходящий вдоль поперечной оси прокладки и имеющий трапецеидальное сечение. На торцевых поверхностях горизонтальной секции и на внутренних боковых поверхностях упругой прокладки расположены выступы, проходящие вертикально и имеющие прямоугольное сечение. Выступы выполнены с фасками в верхней своей части.There are various designs of adapters for freight wagon trolleys (patents: US 5,404,826, US 5,799,582, CA 2490924 A1, US 5,562,045, RU 111085, RU 2082638 C1, UA 82123, UA 93655, etc.), in the construction of which one or another adapter design is used the second groups. The closest analogue of the claimed invention is the "Assembly of the support of the side frame on a pair of wheels of a freight car truck" (patent RU 96085 U1). The unit for supporting the side frame on the wheelsets of the trolley (adapter) is a monolithic casting of a rectangular shape, including a horizontal rectangular section with a flat supporting surface in the upper zone and an arcuate notch in the lower zone for mounting a wheel pair of cassette bearings on the outer ring. On the edges of the vertical longitudinal faces are thrust brackets directed downward and forming side cutouts between them. The adapter has an elastic gasket, which is a horizontal section of rectangular shape in contact with the flat supporting surface of the adapter, with shoulders pointing down, which protrude along the edges of the side faces of the gasket and form cutouts between them that enter into the side cutouts of the adapter. The elastic gasket in the lower part of the horizontal section has a protrusion extending along the transverse axis of the gasket and having a trapezoidal section. On the end surfaces of the horizontal section and on the inner side surfaces of the elastic strip, there are protrusions extending vertically and having a rectangular section. The protrusions are made with chamfers in its upper part.

Недостатком этой конструкции является то, что при прохождении тележкой кривых участков железнодорожного пути резко возрастает усилие на межосевые связи боковых рам.The disadvantage of this design is that when the truck passes the curved sections of the railway track, the force on the interaxal connections of the side frames increases sharply.

Известна конструкция тележки железнодорожного вагона (патент RU 2304539 С2). Особенность этой конструкции заключается в том, что каждая из боковин имеет буксовое отверстие на каждом конце для приема узла подшипникового переходника. Узел подшипникового переходника содержит подшипниковый переходник, который плотно посажен сверху на подшипниковый узел. Подушка переходника изготовлена из эластомера с заданной твердостью и плотно установлена сверху на подшипниковый переходник. Стойки подушки переходника входят в прямоугольные отверстия подшипникового переходника. Выступы подушки переходника входят в выемки в подшипниковом переходнике. Этой конструкции присущи те же недостатки, что и для предыдущей конструкции (патент RU 96085 U1), они не обеспечивают надежную работу буксового узла.A known construction of a railroad car truck (patent RU 2304539 C2). A feature of this design is that each of the sidewalls has a box hole at each end for receiving a bearing adapter assembly. The bearing adapter assembly comprises a bearing adapter, which is tightly seated on top of the bearing assembly. The adapter pillow is made of elastomer with a given hardness and is tightly mounted on top of the bearing adapter. Adapter pillow racks enter the rectangular holes of the bearing adapter. The protrusions of the adapter pillow enter the recesses in the bearing adapter. This design has the same disadvantages as for the previous design (patent RU 96085 U1), they do not provide reliable operation of the axle box assembly.

Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности и долговечности как элементов конструкция адаптера, так и буксовых проемов рам боковых тележек и колесных пар в контакте с рельсами, за счет исключения прямого контакта металлических поверхностей элементов, входящих в узел, а так же возникновения дополнительного сопротивления взаимному продольному перемещению рам боковых относительно друг друга, за счет обеспечения перпендикулярности между рельсовой колеей и тележками вагонов.The objective of the invention is to increase the reliability and durability of both the design elements of the adapter and the axle openings of the frames of the side bogies and wheelsets in contact with the rails, by eliminating direct contact of the metal surfaces of the elements included in the assembly, as well as the occurrence of additional resistance to mutual longitudinal movement frames lateral relative to each other, by ensuring perpendicularity between the rail track and the wagon trolleys.

В узел (Фиг. 14), передающий нагрузку от рамы боковой на подшипники 70 колесных пар тележки грузового вагона включена опорная площадка 32 нижней полки консолей 24 и упоров 71 и 72 челюстей 25 и 26, образующих буксовые проемы 27 рамы боковой, упругая, изготовленная предпочтительно из эластомера, прокладка 73 сложной геометрической формы (Фиг. 15), металлический, прямоугольной с вырезами 74 формы в плане, адаптер 75 (Фиг. 16), а так же цилиндрическая поверхность подшипника 70. Опорная на кассетный подшипник поверхность адаптера 75 представляет собой равноудаленные от середины подшипника сегменты 76 цилиндрической поверхности, обеспечивающие переходные посадки в системе отверстия [9]. Сегменты 76 цилиндрической поверхности адаптеров конгруэнтны проекции роликов подшипника на внешнее кольцо 78 кассетного подшипника. Параллельно продольной оси тележки адаптеры 75 оснащены направленными вниз буртами 77, расположенными на расстоянии А и ограничивающими перемещения адаптера относительно образующей цилиндрической поверхности кассетного подшипника 70, оснащенного соответствующими упорными поверхностями, расположенными вдоль продольной оси колесной пары на расстоянии Б. Вырезы 74 в теле адаптера 75, равноудалены от продольной оси колесной пары. Ширина Г и глубина Д вырезов (Фиг. 16) больше, соответственно, ширины Ε и величины выступающей части Ж упоров наружных 72 и внутренних 71 челюстей, соответственно, 26 и 25 буксовых проемов 27 боковой рамы. Верхнюю часть адаптера образует прямоугольный горизонтально расположенный сегмент 79, вдоль длинной кромки ограниченный углублениями, прямоугольными со скругленными углами в поперечном сечении, наружная сторона которых выполняет функции промежуточных опор 80, конгруэнтным соответствующим упорам 81 упругих прокладок 73. Вдоль коротких кромок прямоугольный горизонтально расположенный сегмент 79 ограничен равноудаленными от середины углублениями 82, поверхности которых конгруэнтны поверхностям соответствующих им выступов 83 упругой прокладки. Углубления 80 и 82, ограничивающие прямоугольный горизонтально расположенный сегмент 79 адаптера 75, предназначены для размещения элементов 81 и 83 упругой прокладки 73 с целью надежной фиксации ее как в продольном, так и в поперечном направлении. Центральная часть адаптера 75 в районе вырезов 74 ограничена равноудаленными от середины L-образными в поперечном сечении поверхностями 84, предназначенными для восприятия продольных нагрузок через конгруэнтные поверхности упругой прокладки 73. Боковые кромки 85 адаптера 75, в центральной части, образованы равноудаленными от продольной оси выступающими вверх краевыми опорами 86, переходящими в заплечики 87, идущими по направлению вниз от противоположных продольных концов адаптера 75. Заплечики 87 равноудалены друг от друга и образуют вырезы, в которых размещены упоры внутренних 71 и наружных 72 челюстей 25 и 26 буксовых проемов 27 боковой рамы и конгруэнтные вертикальным поверхностям элементов 88 упругой прокладки 73. Упругая прокладка 73 в своей центральной части имеет прямоугольный сегмент 89, которым она опирается на прямоугольный горизонтально расположенный сегмент 79 адаптера 75, и воспринимает нагрузку от рамы боковой через опорную площадку 32 нижней полки консоли 24 рамы боковой.In the node (Fig. 14), which transfers the load from the side frame to the bearings 70 of the wheelsets of the freight wagon, the supporting platform 32 of the lower shelf of the consoles 24 and the stops 71 and 72 of the jaws 25 and 26, forming box openings 27 of the side frame, is elastic, preferably made from elastomer, gasket 73 of complex geometric shape (Fig. 15), metal, rectangular with cutouts 74 in plan view, adapter 75 (Fig. 16), as well as the cylindrical surface of the bearing 70. The bearing surface of the adapter 75 on the cassette bearing is equidistant s from the middle of the bearing segments 76 of the cylindrical surface, providing transient planting openings system [9]. Segments 76 of the cylindrical surface of the adapters are congruent with the projection of the bearing rollers on the outer ring 78 of the cassette bearing. In parallel to the longitudinal axis of the trolley, the adapters 75 are equipped with downward-facing collars 77 located at a distance A and restricting the adapter’s movement relative to the generatrix of the cylindrical surface of the cassette bearing 70, equipped with corresponding thrust surfaces located along the longitudinal axis of the wheel pair at a distance B. Cutouts 74 in the body of the adapter 75, equidistant from the longitudinal axis of the wheelset. The width D and the depth D of the cut-outs (Fig. 16) are larger, respectively, of the width Ε and the size of the protruding part W of the stops of the outer 72 and inner 71 jaws, respectively, 26 and 25 of the axle openings 27 of the side frame. The upper part of the adapter is formed by a rectangular horizontally located segment 79, bounded along a long edge by recesses rectangular with rounded corners in cross section, the outer side of which acts as intermediate supports 80, congruent to the corresponding stops 81 of the elastic gaskets 73. Along the short edges, a rectangular horizontally located segment 79 is limited recesses 82 equidistant from the middle, the surfaces of which are congruent to the surfaces of their protrusions 83 adki. The recesses 80 and 82, bounding the rectangular horizontally located segment 79 of the adapter 75, are designed to accommodate the elements 81 and 83 of the elastic strip 73 in order to securely fix it both in the longitudinal and transverse directions. The central part of the adapter 75 in the region of the cutouts 74 is bounded by surfaces 84 equally spaced from the middle by L-shaped in cross section, intended to absorb longitudinal loads through the congruent surfaces of the elastic strip 73. The lateral edges 85 of the adapter 75, in the central part, are formed upwardly equidistant from the longitudinal axis edge supports 86, passing into the shoulders 87, going downward from the opposite longitudinal ends of the adapter 75. The shoulders 87 are equidistant from each other and form cutouts, The stops of the inner 71 and outer 72 jaws 25 and 26 of the axle box openings 27 of the side frame and congruent to the vertical surfaces of the elements 88 of the elastic pad 73 are placed. The elastic pad 73 in its central part has a rectangular segment 89, which it rests on the rectangular horizontally located segment 79 of the adapter 75 , and takes the load from the side frame through the supporting platform 32 of the lower shelf of the console 24 of the side frame.

Заявляемые задачи изобретения решаются путем придания упругой прокладке сложной формы, предусматривающей наличие достаточно большой плоской пластины, расположенной между опорной поверхностью рамы боковой и верхней плоскостью адаптера, и соединенными с нею различной формы элементами, воспринимающими поперечные и продольные усилия, возникающие в горизонтальной плоскости буксового узла от колебаний кузова вагона при движении и действия тормозной системы при торможении состава вагонов.The claimed objectives of the invention are solved by giving the elastic gasket a complex shape, providing for the presence of a sufficiently large flat plate located between the supporting surface of the frame by the lateral and upper plane of the adapter, and elements connected to it of various shapes, perceiving transverse and longitudinal forces arising in the horizontal plane of the axle box from fluctuations of the car body during movement and the action of the brake system when braking the composition of the cars.

Для каждой тележки типоразмерного ряда, в зависимости от ее главного параметра, достижение заявляемой задачи обеспечивается несколькими путями: уточнением размерных цепей между конгруэнтными поверхностями элементов наружных и внутренних упоров челюстей буксовых проемов рам боковых, упругих прокладок и адаптеров, увеличением или уменьшением толщин элементов упругой прокладки, разделяющих металлические поверхности элементов рамы боковой и адаптера, или заменой материала упругой прокладки, обеспечивающего расчетную жесткость этих элементов.For each trolley of a series of sizes, depending on its main parameter, the achievement of the claimed task is achieved in several ways: by clarifying the dimensional chains between the congruent surfaces of the elements of the outer and inner jaws of the axle openings of the frames of the side, elastic gaskets and adapters, by increasing or decreasing the thickness of the elastic gasket elements, separating the metal surfaces of the frame elements of the side and the adapter, or by replacing the material of the elastic gasket, providing the design stiffness of these ementov.

Величина размера А для каждой тележки ряда зависит от величины размера Б, определяемого типом кассетного подшипника, соответствующего главному параметру тележки - максимальной расчетной статической осевой нагрузке кН (тс) и конструкционной скорости вагона (км/час). Разница размеров Г и Ε должна быть гарантированно меньше толщины В двух заплечиков упругой прокладки с учетом допусков по всем размерам, чем обеспечивается упругое сопротивление перемещению рам боковых от сил, действующих перпендикулярно продольной оси вагона и вращательных перемещений вокруг вертикальной оси, возникающих при вписывании вагона в кривые участки пути. Равноудаленные от середины L-образные в поперечном сечении элементы упругой прокладки, предназначены для передачи продольных нагрузок через поверхности упоров внутренних и наружных челюстей буксовых проемов боковой рамы. При этом в процессе регулировочных торможений или применения полного служебного торможения продольные нагрузки упруго передаются от колесных пар к кузову вагона. В режиме экстренного торможения, обеспечивается жесткая передача продольной нагрузки. Этот эффект для каждой тележки ряда обеспечивается путем расчета продольных тормозных усилий при регулировочных, полных служебных и экстренных торможения, зависящих от главных параметров тележек, выбора материала упругой прокладки, обеспечивающего расчетную жесткость L-образного в поперечном сечении элемента упругой прокладки и рачетом разницы размеров между поверхностями упоров внутренних и наружных челюстей буксовых проемов боковой рамы и расстоянием между горизонтальными окончаниями равноудаленных от середины L-образных в поперечном сечении поверхностей адаптера.The size A for each trolley in a row depends on the size B, determined by the type of cassette bearing corresponding to the main parameter of the trolley - the maximum estimated static axial load kN (tf) and the structural speed of the car (km / h). The difference in sizes Г and Ε must be guaranteed less than the thickness B of the two shoulders of the elastic gasket, taking into account tolerances for all sizes, which provides elastic resistance to movement of the side frames from forces acting perpendicular to the longitudinal axis of the car and rotational movements around the vertical axis that occur when the car is entered into the curves sections of the path. Equally spaced from the middle, L-shaped cross-sectional elements of the elastic gasket are designed to transmit longitudinal loads through the surfaces of the stops of the inner and outer jaws of the axlebox openings of the side frame. At the same time, in the process of adjusting braking or applying full service braking, the longitudinal loads are elastically transferred from the wheelsets to the car body. In emergency braking mode, a rigid transmission of the longitudinal load is ensured. This effect for each trolley of the row is ensured by calculating longitudinal braking forces during adjusting, full service and emergency braking, depending on the main parameters of the trolleys, choosing the material of the elastic gasket, providing the calculated stiffness of the L-shaped cross-section of the elastic gasket and calculating the size difference between the surfaces stops of internal and external jaws of axlebox openings of the side frame and the distance between the horizontal ends equidistant from the middle of the L-shaped in the pope echnom adapter sectional surfaces.

Известно [10], что работоспособность эластомерных конструкций определяется режимом нагружения, условиями теплоотвода, механическими свойствами материала и активностью внешней среды. Деформируемый эластомерный элемент (в нашем случае упругая прокладка) является термодинамической системой, в которой изменение полной диссипации энергии при циклическом нагружении представлено в виде двух составляющих: доли энергии, выделяемой в виде тепла, и части энергии, расходуемой на перестройку внутренней структуры материала и последующего усталостного разрушения.It is known [10] that the performance of elastomeric structures is determined by the loading regime, heat removal conditions, mechanical properties of the material, and activity of the external environment. A deformable elastomeric element (in our case, an elastic gasket) is a thermodynamic system in which the change in the total energy dissipation during cyclic loading is presented in the form of two components: the fraction of the energy released in the form of heat, and the part of the energy spent on the reconstruction of the internal structure of the material and subsequent fatigue destruction.

Таким образом, описанная конструкция узла, передающего нагрузку от рамы боковой на подшипники колесных пар тележки грузового вагона, обеспечивает надежную работу всего узла благодаря форме упругой прокладки, обеспечивающей одноосное сжатие соответствующих элементов по направлению действия каждой силы, возникающей при движении вагона, а так же обеспечения достаточного теплоотвода от деформируемых элементов упругой прокладки. Применение для изготовления упругой прокладки уретановых эластомеров в сочетании с заданными площадями и толщинами элементов узла обеспечивает оптимальные значения жесткостей и перемещений в узле. Этим достигается хорошее качество хода груженого и порожнего вагона, а также щадящее воздействие вагона повышенной грузоподъемности на верхнее строение железнодорожного пути.Thus, the described design of the assembly that transfers the load from the side frame to the wheel pair bearings of the freight car truck ensures reliable operation of the entire assembly due to the shape of the elastic gasket, providing uniaxial compression of the corresponding elements in the direction of action of each force arising from the movement of the car, as well as providing sufficient heat removal from the deformable elements of the elastic strip. Application for the manufacture of elastic laying of urethane elastomers in combination with predetermined areas and thicknesses of the elements of the assembly provides optimal values of stiffness and displacements in the assembly. This achieves a good ride quality of a loaded and empty wagon, as well as the gentle effect of a wagon of increased carrying capacity on the upper structure of the railway track.

Суть технических решений поясняется чертежами, где:The essence of technical solutions is illustrated by drawings, where:

Фиг. 1 - вид в изометрии типовой конструкции надрессорной балки базовой модели тележки типоразмерного ряда двухосных трехэлементных тележек грузового вагона.FIG. 1 is an isometric view of a typical design of a pressurized beam of a basic model of a cart of a standard size series of biaxial three-element carts of a freight car.

Фиг. 2 - вид сбоку на типовую конструкцию надрессорной балки.FIG. 2 is a side view of a typical design of a nadressornoj beam.

Фиг. 3 - вид по сечению Б-Б на систему ребер, обеспечивающих прочность подпятникового места.FIG. 3 is a view along section BB of a system of ribs providing strength of the thrust bearing.

Фиг. 4 - вид по сечению Б-Б на систему ребер, обеспечивающих прочность подпятникового места (вариант с двумя продольными вертикальными ребрами).FIG. 4 is a view along section BB of a system of ribs providing strength of the thrust bearing (option with two longitudinal vertical ribs).

Фиг.5 - вид по сечению В-В.5 is a view along section bb.

Фиг. 6 - сечение рамы боковой вертикальной продольной плоскостью.FIG. 6 - section of the frame lateral vertical longitudinal plane.

Фиг. 7 - вид по сечению Α-A (фиг. 6).FIG. 7 is a sectional view of Α-A (FIG. 6).

Фиг. 8 - вид по сечению Б-Б (фиг. 6).FIG. 8 is a view along section BB (FIG. 6).

Фиг. 9 - центральное рессорное подвешивание (вид сбоку)..FIG. 9 - central spring suspension (side view) ..

Фиг. 10 - клин фрикционного гасителя колебаний (в изометрии).FIG. 10 - a wedge of a frictional vibration damper (in isometry).

Фиг. 11 - клин фрикционного гасителя колебаний (вид сверху).FIG. 11 - a wedge of a frictional vibration damper (top view).

Фиг. 12 - вид по сечению Α-A (фиг. 11).FIG. 12 is a sectional view of Α-A (FIG. 11).

Фиг. 13 - вид по сечению Б-Б (фиг. 12).FIG. 13 is a view along section BB (FIG. 12).

Фиг. 14 - конструкция узла, передающего нагрузку от рамы боковой на подшипники колесных пар тележки грузового вагона (в изометрии).FIG. 14 is a design of a node transferring the load from the side frame to the wheel pair bearings of a freight car truck (in isometry).

Фиг. 15 - вид на упругую прокладку сверху (в изометрии).FIG. 15 is a top view of an elastic gasket (in isometric view).

Фиг. 16 - вид на адаптер сверху (в изометрии).FIG. 16 is a top view of the adapter (in isometric view).

Фиг. 17 - чертеж общего вида тележки мод. 18-9786 (9786.00.000.СБ).FIG. 17 is a drawing of a General view of the trolley mod. 18-9786 (9786.00.000.SB).

Фиг. 18 - чертеж общего вида тележки мод. 18-9786-01 (9786-01.00.000 СБ).FIG. 18 is a drawing of a General view of the trolley mod. 18-9786-01 (9786-01.00.000 SB).

Возможность осуществления группы изобретений с реализацией указанного заявителями назначения апробирована в одном из конструкторских бюро по вагоностроению. В соответствии с «Техническое задание на разработку и постановку на производство тележки двухосной для грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм с максимальной статической нагрузкой на ось 245 кН и конструкционной скоростью 120 км/час» в ОКБ ЗМК разработан полный комплекс конструкторской документации на тележку модели 18-9786, чертеж общего вида 9786.00.000 СБ (фиг. 17), при этом в конструкции основных функциональных узлов использовались типовые конструктивные решения, описанные в настоящем описании. В конструкции использовались так же стандартизованные узлы: колесные пары РВ2Ш-957-Г ГОСТ 4835-2006, кассетные подшипники ТУ БРЕНКО 840-402365-567-05 и др. и унифицированные детали. По главным параметрам (максимальная расчетная статическая осевая нагрузка - 245 кН, конструкционная скорость вагона - 120 км/ч и минимальная расчетная масса вагона - 21×10³ кг) тележка мод. 18-9786 полностью соответствует третьему члену типоразмерного ряда по ГОСТ 9246-2013. Используя предложенный принцип построения членов типоразмерного ряда в этом же ОКБ создана тележка мод. 18-9786-01, чертеж общего вида 9786-01.00.000 СБ (фиг. 18) с колесными парами РШУ-957-Г ГОСТ 4835-2006 и другими стандартизованными узлами и унифицированными деталями, соответствующая по главным параметрам (максимальная расчетная статическая осевая нагрузка - 230,5 кН, конструкционная скорость вагона - 120 км/ч и минимальная расчетная масса вагона - 21×10³ кг) второму члену типоразмерного ряда по ГОСТ 9246-2013. Выполненные в ОКБ расчеты показывают, что для тележки мод. 18-9786 коэффициент унификации равен 94,14%, а для тележки мод. 19-9786-01 - 94,09%.The possibility of implementing a group of inventions with the realization of the destination indicated by the applicants has been tested in one of the design offices for car building. In accordance with the “Terms of Reference for the development and production launch of a biaxial trolley for freight cars of 1520 mm gauge railways with a maximum static axle load of 245 kN and a design speed of 120 km / h”, the ZMK Design Bureau developed a full range of design documentation for the model 18 trolley -9786, a general view drawing of 9786.00.000 SB (Fig. 17), while the design of the main functional units used the typical design solutions described in the present description. The design also used standardized units: wheel sets RV2Sh-957-G GOST 4835-2006, cassette bearings TU BRENKO 840-402365-567-05 and others and standardized parts. According to the main parameters (the maximum calculated static axial load is 245 kN, the structural speed of the car is 120 km / h and the minimum estimated mass of the car is 21 × 10 ³ kg) trolley mod. 18-9786 fully corresponds to the third member of the standard size series according to GOST 9246-2013. Using the proposed principle of constructing members of a size series, a trolley of mods was created in the same OKB. 18-9786-01, general view drawing 9786-01.00.000 SB (Fig. 18) with wheel sets RShU-957-G GOST 4835-2006 and other standardized units and unified parts, corresponding to the main parameters (maximum calculated static axial load - 230.5 kN, the structural speed of the car is 120 km / h and the minimum estimated mass of the car is 21 × 10 ³ kg) to the second member of the standard series according to GOST 9246-2013. Design performed by OKB shows that for the trolley mod. 18-9786 the coefficient of unification is 94.14%, and for the trolley mod. 19-9786-01 - 94.09%.

По разработанным чертежам были изготовлены опытные образцы тележек и подвергнуты исследовательским сравнительным испытаниям [11, 12]. Испытания проводились ИЛ ЗАО «ИЦ ТСЖТ». На основании проведенных испытаний сделан взвод, что тележки двухосные моделей 18-9786 тип 3 и 18-9786-01 тип 2 по ГОСТ 9246, соответствуют требованиям п.п. 4.1.3-4.1.7, 4.1.9-4.1.14 (таблицы 1), 5.2.4, 5.2.6, 5.2.13, 5.2.14 ГОСТ 9246-2004 для тележек тип 3 и 2, кроме п. 4.1.8 (таблицы 1) ГОСТ 9246-2004; требованиям ТУ 3183-01395963-2013 «Тележки двухосные моделей 18-9786 и 18-9786-01. Технические условия» и конструкторской документации и требованиям п.п. 11, 12, 14 НБ ЖТ ЦВ 01-98 «Вагоны грузовые железнодорожные. Нормы безопасности».According to the developed drawings, prototypes of trolleys were made and subjected to research comparative tests [11, 12]. Tests were conducted by IL CJSC IC TSZhT. Based on the tests, a platoon was made that the biaxial trolleys of models 18-9786 type 3 and 18-9786-01 type 2 according to GOST 9246, meet the requirements of clauses 4.1.3-4.1.7, 4.1.9-4.1.14 (tables 1), 5.2.4, 5.2.6, 5.2.13, 5.2.14 GOST 9246-2004 for trolleys type 3 and 2, except for clause 4.1 .8 (table 1) GOST 9246-2004; the requirements of TU 3183-01395963-2013 "Biaxial carts of models 18-9786 and 18-9786-01. Technical conditions ”and design documentation and the requirements of cl. 11, 12, 14 NB ZhT TsV 01-98 “Freight railroad cars. Safety Standards. ”

Источники информации:Information sources:

1. Требования к конструкции двухосных тележек грузовых вагонов для перспективных условий эксплуатации. Бартенева Л.И., Долматов А.А., Кудрявцев Н.И. и др. Труды ЦНИИ МПС. «Транспорт», 1973, вып. 483. Стр. 1-96.1. Design requirements for biaxial trucks of freight cars for future operating conditions. Barteneva L.I., Dolmatov A.A., Kudryavtsev N.I. and other works of the Central Research Institute of the Ministry of Railways. "Transport", 1973, no. 483. p. 1-96.

2. Колчков В.И. Метрология, стандартизация и сертификация. М.: Учебное пособие, 2011.2. Kolchkov V.I. Metrology, standardization and certification. M .: Textbook, 2011.

3. Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). - Москва, ГосНИИВ-ВНИИЖТ, 1996. - 320 с.3. Norms for the calculation and design of railroad cars of the Ministry of Railways of 1520 mm gauge (non-self-propelled). - Moscow, GosNIIV-VNIIZHT, 1996 .-- 320 p.

4. Василевский П.Ф. Технология стального литья. М., «Машиностроение», 1974, 408 с.4. Vasilevsky P.F. Steel casting technology. M., "Engineering", 1974, 408 S.

5. Льют как придется. Гудок, №60 (24053) от 08.04.2008.5. Pour as necessary. Buzzer, No. 60 (24053) from 04/08/2008.

6. P. Eckwert, J. Frohn. Glasers Annalen, 2004, №1/2, S. 48-57.6. P. Eckwert, J. Frohn. Glasers Annalen, 2004, No. 1/2, S. 48-57.

7. Радзиховский A.A., Назаренко К.В. О влиянии конструкции адаптера на долговечность кассетных подшипников. Вагонный парк. №9-10/2009. Стр. 12-14.7. Radzikhovsky A.A., Nazarenko K.V. On the effect of adapter design on the durability of cassette bearings. Car park. No. 9-10 / 2009. Page 12-14.

8. Л.А. Шадур., И.И. Челноков, Л.Н. Никольский, Е.Н. Никольский и др. Вагоны. «Транспорт», 1965, стр. 147-148, рис. 100.8. L.A. Shadur., I.I. Chelnokov, L.N. Nikolsky, E.N. Nikolsky and other cars. "Transport", 1965, pp. 147-148, Fig. one hundred.

9. В.И. Анурьев. Справочник конструктора-машиностроителя. Том 1. М., «Машиностроение», 1980. Стр. 283-288.9. V.I. Anuryev. Reference designer-mechanical engineer. Volume 1. M., "Engineering", 1980. Pp. 283-288.

10. Е.Е. Рихтер, И.Я. Березин. Энергетический критерий разрушения для оценки усталостной прочности конструкций с эластомерами. Вестник ЮУрГУ. Серия "М«шиностроение". - 2009. - Вып. 13., - №11. - С. 73-78.10. E.E. Richter, I.Ya. Berezin. Energy failure criterion for evaluating the fatigue strength of structures with elastomers. Bulletin of SUSU. Series "M" tire engineering ". - 2009. - Issue. 13., - No. 11. - S. 73-78.

11. ОТЧЕТ ИСПЫТАНИЙ №05 от 31 января 2014 г. тележек двухосных грузовых вагонов модели 18-9786 и 18-9836, код ОКП 318381. Исследовательские сравнительные испытания. ИЛ ЗАО «ИЦ ТСЖТ», 2014 г.11. TEST REPORT No. 05 dated January 31, 2014 of bogies of biaxial freight cars of models 18-9786 and 18-9836, OKP code 318381. Research comparative tests. IL CJSC IC TSZhT, 2014

12. ОТЧЕТ ИСПЫТАНИЙ №19 от 21 ноября 2013 г. тележек двухосных грузовых вагонов модели 18-9786-01 и 18-100, код ОКП 318381. Исследовательские сравнительные испытания. ИЛ ЗАО «ИЦ ТСЖТ», 2013 г.12. TEST REPORT No. 19 dated November 21, 2013 of biaxial carriage bogies of models 18-9786-01 and 18-100, OKP code 318381. Research comparative tests. IL CJSC IC TSZhT, 2013

Claims

Тележка двухосная трехэлементная грузовых вагонов железных дорог, содержащая надрессорную балку в виде полого бруса коробчатого сечения, на верхней поверхности которой выполнено подпятниковое место с износостойкими элементами, и на равном удалении от вертикальной оси симметрии имеются площадки для установки боковых скользунов, в боковых поверхностях балок выполнены симметрично расположенные карманы для размещения клиньев фрикционных гасителей колебаний, а своими опорными поверхностями на нижнем поясе балка опирается на поддерживающие ее пружины центрального рессорного подвешивания, расположенного в соответствующих проемах рам боковых, представляющих собой тонкостенные стальные отливки, которые через узлы, состоящие из адаптеров и упругих прокладок, размещенные в буксовых проемах на консолях рам, опираются на подшипниковые узлы колесных пар, отличающаяся тем, что балка надрессорная имеет сотовую конструкцию с расположением сот вдоль продольной оси симметрии, рама боковая имеет тонкостенную конструкцию, внутренние элементы которой сочленяются между собой по нормали, а в зонах сочленения образовавшиеся тепловые узлы ориентированы по нормали к плоскости разъема литейной формы и состоят из двух участков - первый, расположенный при отливке в нижней полуформе, имеет подобную цилиндру или сегменту цилиндра, образованного вертикальными плоскостями, форму, при этом диаметр вписанной в него окружности должен быть не более 1,5 толщины наибольшего из сопрягаемых элементов, а второй участок, расположенный при отливке в верхней полуформе, подобен перевернутому усеченному конусу или его сегменту, образованному вертикальными плоскостями, и его больший диаметр определяется углом наклона α конусной поверхности, при этом 0,05≤tg α≤0,5, или диаметром прибыли прямого питания, обеспечивающей направление кристаллизации металла в тепловом узле при затвердевании; центральное рессорное подвешивание представляет собой комбинацию групп одно-, двух- или многорядных пружин, поддерживающих балку надрессорную, имеющих билинейную жесткостную характеристику, нижний участок которой соответствует работе порожнего вагона, а верхний – вагона, загруженного до полной грузоподъемности, и применением в фрикционных гасителях колебаний клиньев увеличенной ширины, имеющих плоскую или различной формы наклонную поверхность, контактирующую с наклонной поверхностью карманов надрессорной балки, а также использованием «предварительного поджатия» наибольшей по высоте пружины в группе пружин, поддерживающих клинья фрикционных гасителей колебаний; узел, передающий нагрузку от рамы боковой на подшипники колесных пар, содержит упругую прокладку с V-образными выступами, ограничивающими снизу прямоугольный сегмент упругой прокладки вдоль коротких граней, поверхности которых конгруэнтны поверхностям соответствующих впадин, ограничивающих сверху горизонтально расположенную площадку сегмента адаптера, а вдоль больших граней прямоугольный сегмент упругой прокладки сочленен с идущими по направлению от середины вниз заплечиками, воспринимающими боковые силы, возникающие при всех видах колебаний кузова при движении вагона, концы коротких граней упругой прокладки оснащены направленными вниз L-образными в поперечном сечении элементами, при этом их горизонтальные полки обеспечивают упругую передачу продольных усилий на всех режимах движения вагонов, за исключением экстренного торможения состава грузовых вагонов, когда обеспечивается жесткая передача продольной нагрузки. A biaxial three-element trolley of railroad freight cars, containing a sprung beam in the form of a hollow box-shaped beam, on the upper surface of which there is a thrust bearing with wear-resistant elements, and at an equal distance from the vertical axis of symmetry there are platforms for installing side bearings, in the side surfaces of the beams symmetrically located pockets for accommodating wedges of friction vibration dampers, and with its supporting surfaces on the lower belt, the beam rests on supporting the springs of the central spring suspension located in the corresponding openings of the side frames, which are thin-walled steel castings, which, through the nodes consisting of adapters and elastic gaskets placed in the axle openings on the frame consoles, rely on the bearing assemblies of the wheel pairs, characterized in that the nadressornaya beam has a honeycomb structure with honeycombs along the longitudinal axis of symmetry, the side frame has a thin-walled structure, the internal elements of which are joined together formals, and in the zones of articulation the formed thermal units are oriented normal to the plane of the mold mold and consist of two sections - the first, located during casting in the lower half-mold, has a shape similar to a cylinder or a segment of a cylinder formed by vertical planes, while the diameter inscribed in its circumference should be no more than 1.5 of the thickness of the largest of the mating elements, and the second section, located during casting in the upper half-mold, is similar to an inverted truncated cone or its segment, images nnomu vertical planes, and a larger diameter defined by an angle α of inclination of the conical surface, the 0,05≤tg α≤0,5, diameter or profit direct supply providing the metal in the thermal crystallization direction node during solidification; central spring suspension is a combination of groups of single, double or multi-row springs supporting a nadressornoj beam, having a bilinear stiffness characteristic, the lower section of which corresponds to the operation of an empty carriage, and the upper one - a car loaded to full capacity, and the use of wedge oscillations in friction dampers increased width, having a flat or various shape of an inclined surface in contact with the inclined surface of the pockets of the nadresornoy beam, as well as using by “preliminary preloading” of the highest spring height in the group of springs supporting the wedges of the friction vibration dampers; the node transferring the load from the side frame to the wheelset bearings contains an elastic gasket with V-shaped protrusions, bounding from below the rectangular segment of the elastic laying along short faces, the surfaces of which are congruent to the surfaces of the corresponding cavities, bounding the horizontally located area of the adapter segment, and along large faces the rectangular segment of the elastic strip is articulated with shoulders extending from the middle downward, perceiving lateral forces arising from all types of x body vibrations during the movement of the car, the ends of the short edges of the elastic gasket are equipped with downward L-shaped cross-sectional elements, while their horizontal shelves provide elastic transmission of longitudinal forces in all modes of car movement, with the exception of emergency braking of the composition of freight cars, when rigid longitudinal load transmission.