Рамная боковина тележки железнодорожного вагона и тележка железнодорожного вагона

 

Использование: в конструкциях железнодорожных вагонов. Сущность изобретения: тележка содержит две поперечно разнесенные рамные боковины с установленными между ними осями колес, причем каждая из рамных боковин включает горизонтально расположенные верхний и нижний элементы и соединяющую их вертикальную перемычку с вырезом для шкворневой балки. Верхний элемент, перемычка и нижний элемент в сечении образуют двутавровый профиль. Рамная боковина тележки содержит сплошной горизонтально расположенный продольно удлиненный верхний элемент с буксовыми челюстями на концах, сплошной продольно удлиненный горизонтально расположенный нижний элемент и вертикальную перемычку с передней вертикальной и задней вертикальной колонками и вырезом между ними для шкворневой балки. Изобретение обеспечивает уменьшение массы рамных боковин с одновременным уменьшением концентрации напряжений в критических местах этих рамных боковин тележки железнодорожного вагона. 2 с. и 11 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к конструкциям тележек железнодорожных вагонов, которые могут быть улучшены в части выполнения из боковин легкими.

Известна рамная боковина тележки железнодорожного вагона, содержащая сплошной горизонтально расположенный продольно удлиненный верхний элемент, каждый из концов которого включает в себя выступающую вниз буксовую челюсть, соответственно свешивающуюся с конца, сплошной продольно удлиненный горизонтально расположенный нижний элемент, включающий в себя переднюю секцию, заднюю секцию и расположенную между ними центральную секцию, параллельную верхнему элементу, причем передняя секция содержит выступающую вверх сплошную диагональную секцию и определяет первую точку изгиба, задняя секция включает в себя выступающую вверх сплошную диагональную секцию и определяет вторую точку изгиба, а каждая из диагональных секций соединяется с соответствующим концом верхнего элемента на соответствующей буксовой челюсти, и вертикальную перемычку, соединяющую верхний и нижний элементы, с передней вертикальной и задней вертикальной колонками и вырезом между ними для шкворневой балки (Шадур Л.А. Вагоны. М.: Транспорт, 1980, с. 182).

Техническим результатом изобретения является уменьшение массы равных боковин с одновременным уменьшением концентрации напряжений в критических местах этих рамных боковин тележки железнодорожного вагона.

Для достижения этого технического результата в рамной боковине тележки железнодорожного вагона, содержащей сплошной горизонтально расположенный продольно удлиненный верхний элемент, каждый из концов которого включает выступающую вниз буксовую челюсть, соответственно свешивающуюся с конца, сплошной продольно удлиненный горизонтально расположенный нижний элемент, включающий переднюю секцию, заднюю секцию и расположенную между ними центральную секцию, параллельную верхнему элементу, причем передняя секция содержит выступающую вверх сплошную диагональную секцию и определяет первую точку изгиба, задняя секция включает выступающую вверх сплошную диагональную секцию и определяет вторую точку изгиба, а каждая из диагональных секций соединяется с соответствующим концом верхнего элемента на соответствующей буксовой челюсти, и вертикальную перемычку, соединяющую верхний и нижний элемент, с передней вертикальной и задней вертикальной колонками и вырезом между ними для шкворневой балки, упомянутые верхний элемент, перемычка и нижний элемент в сечении образуют двутавровый профиль.

Кроме того, толщина верхнего элемента в поперечном сечении равна 0,69 дюйма (17,5 мм) вблизи средней секции и 0,50 дюйма (12,7 мм) вблизи буксовой челюсти, причем толщина постепенно уменьшается от средней секции до челюсти, толщина в поперечном сечении средней части верхнего элемента от передней вертикальной колонки до задней вертикальной колонки равна постоянно 0,069 дюйма (1,75 мм), толщина в поперечном сечении нижнего элемента равна 0,75 дюйма (19,1 мм) вблизи средней секции и 0,62 дюйма (15,7 мм) вблизи буксовой челюсти, причем толщина поперечного сечения постепенно уменьшается от средней секции до буксовой челюсти, толщина в поперечном сечении средней секции нижнего элемента от передней вертикальной колонки до задней вертикальной колонки равна 0,075 дюйма (1,91 мм), толщина поперечного сечения перемычки равна 0,75 дюйма (19,1 мм) вблизи средней секции и 0,62 дюйма (15,7 мм) вблизи буксовых челюстей, причем толщина поперечного сечения постепенно уменьшается от средней секции до челюстей. При этом перемычка имеет по крайней мере два продольно разнесенных отверстия для уменьшения массы, причем одно из отверстий расположено продольно на некотором расстоянии впереди выреза для шкворневой балки, в другое отверстие расположено на одинаковом расстоянии сзади выреза для шкворневой балки, а каждое их этих отверстий расположено вертикально на одинаковом расстоянии от верхнего элемента, причем каждое из отверстий образовано горизонтальной верхней кромкой, вертикальной боковой кромкой и тупой боковой кромкой, при этом каждая из кромок соединена вместе, образуя треугольную форму, а каждое из отверстий для уменьшения массы имеет сплошную периферийную кромку, содержащую усиливающую закраину для поддержания момента сопротивления вокруг каждого из отверстий, причем усиливающая закраина на вертикальной боковой части толще, чем любая из верхней части и тупой боковой части, а верхний и нижний элементы в местах соединения с вертикальной перемычкой выполнены с утолщениями, спрофилированными по радиусам, причем эта перемычка и колонки в местах соединения выполнены с утолщениями, спрофилированными по радиусам. При этом верхний элемент постепенно уменьшается по ширине от 8,5 дюймов (215,9 мм) на средней секции 3,75 дюймов (95,2 мм) на буксовых челюстях, а рамная боковина дополнительно включает средства для усиления перемычки, причем это средство вертикально прикреплено к каждой стороне перемычки на каждой буксовой челюсти и между каждой из первой и второй точек изгиба, и дополнительно включает средство усиления перемычки на каждой передней и задней вертикальных колонках, причем это средство горизонтально прикреплено к каждой стороне перемычки.

Известна тележка железнодорожного вагона, содержащая пару поперечно разнесенных рамных боковин с установленными между ними осями колес, включающих в себя горизонтально расположенные верхний и нижний элементы и соединяющую их вертикальную перемычку с вырезом для шкворневой балки, расположенной поперек тележки (Шадур Л.А. Вагоны. М.: Транспорт, 1980 с. 182).

Для достижения технического результата в тележке железнодорожного вагона, содержащей пару поперечно разнесенных рамных боковин с установленными между ними осями колес, включающих в себя горизонтально расположенные верхний и нижний элементы и соединяющую их вертикальную перемычку с вырезом для шкворневой балки, расположенной поперек тележки, упомянутые верхний элемент, перемычка и нижний элемент в сечении образуют двутавровый профиль.

На фиг. 1 изображена тележка железнодорожного вагона в аксонометрии; на фиг. 2 - рамная боковина тележки, общий вид; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - то же, вид снизу; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5, частично; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 8 - разрез Г-Г на фиг. 2; на фиг. 9 - вырез, выполненный в вертикальной перемычке рамной боковины; на фиг. 10 - разрез Д-Д на фиг. 9; на фиг. 11 - разрез Е-Е на фиг. 9.

Тележка 1 железнодорожного вагона содержит пару продольно разнесенных колесных пар 2, каждая из которых состоит из оси 2 с колесами 4, закрепленными на каждом конце оси 3 и разнесенными поперек тележки. На колесные пары 2 установлена пара разнесенных поперек тележки рамных боковин 5 и 6, в каждой из которых выполнен вырез 7, в котором удерживается рядом рессор 8 шкворневая балка 9, расположенная поперек тележки между рамными боковинами 5 и 6 и несущая массу вагона. При движении в вертикальном направлении шкворневая балка 9 становится подрессоренной рядом рессор 8, которые прикреплены к пластине 10 гнезда рессор в нижней части рамных боковин 5 и 6. Шкворневая балка 9 имеет по существу стандартную конструкцию и не будет описана.

Известно, что основной причиной повреждения рамных боковин являются усталость металла, вызванная напряжениями, которые концентрируются в основном в углах изгибов, и любые дефекты в литом металле, например, при резком уменьшении поперечного сечения, дефекты слитка, резкие изгибы, смещения и даже раковины на поверхности отливки при литье в песчанные формы или с песчанными стержнями. Другим источником концентрации напряжения является присутствие жеребеек в металле отливки. Как известно специалистам в данной области техники, жеребейка представляет собой небольшие металлические распорки, которые точно размещают элементы стержней внутри опок, причем так, чтобы стержни и поверхности формы были соответственно разнесены друг от друга для достижения требуемой толщины металла в образующейся отливке. При этом идеально, когда жеребейки полностью расплавляются и становятся неразличными от металла отливки, хотя часто это не происходит, и в результате концентрируются напряжения, создаваемые во время литья. Уменьшение количества стержней позволяет уменьшить количество жеребеек.

Как уже упоминалось, исторические факторы конструирования для решения проблем напряжений при растяжении и сжатии включали увеличение толщины верхних и нижних элементов в поперечном сечении без учета массы. В этом отношении рамная боковина в соответствии с изобретением была тщательно проанализирована в отношении проблем статической и динамической нагрузок, которые являются общими для всех тележек, состоящих из трех элементов, и в результате была получена рамная боковина, которая функционально прочнее, используют меньше массы металла. Таким образом, конструкция рамной боковины в соответствии с изобретением выполнена в форме сплошной двутавровой конфигурации.

Поскольку боковины 5 и 6 представляют собой идентичные конструкции, то только одна из них будет описана более подробно, но до начала подробного описания необходимо понять, что даже если описанная здесь новая рамная боковина имеет в действительности конкретный двутавровый профиль, однако все еще остается общепризнанным профиль существующих рамных боковин.

Теперь обратимся к фиг. 2 - 4, которые показывают боковину 5, включающую признаки изобретения, причем она обычно содержит сплошной верхний элемент 11, проходящий вдоль тележки 1, и сплошной нижний элемент 12, также расположенный вдоль тележки 1. Между верхним элементом 11 и нижним элементом 12 проходит вертикальная перемычка 13, которая соединяет верхний и нижний элементы вместе. Таким образом, общая конфигурация боковин 5 определяется как двутавровая балка.

Теперь рассмотрим более подробно фиг. 2, на которой показано, что нижний элемент 12 имеет среднюю секцию, которая проходит обычно параллельно верхнему элементу 11 и также имеет переднюю и заднюю секции, которые состоят из направленных вверх сплошных диагонально расположенных секций 14 и 15 для соединения в одно целое нижнего элемента 12 с верхним элементом 11 на конце 16 и 17 боковины 5. Даже, если элементы рамной боковины выполнены в виде одного сплошного элемента, верхней элемент будет испытывать сжимающую нагрузку во время работы, тогда как нижний элемент будет испытывать растягивающую нагрузку. В рамных боковинах известной конструкции применяли вертикальные колонки для непосредственного соединения вместе верхнего и нижнего элементов для придания боковине дополнительной опоры и целостности, при этом колонки также образовывали вырез для шкворневой балки.

Однако в настоящей конструкции ни одна из вертикальных колонок 18 и 19 не проходит полностью между верхним и нижним элементами, хотя они все же образуют вырез для шкворневой балки. Колонки 18 и 19 проходят вертикально вниз от верхнего фланца 11 к пластине 10 гнезда для рессор, образуя U-образную конструкцию в центре. Поскольку каждая из колонок 18 и 19 соединена как одно целое с верхним элементом 11, то пластина 10 гнезда для рессор подвешена подобно просто несомой балке, имеющей промежуточную нагрузку, причем для обеспечения устойчивости и прочности колонок 18, 19 и особенно пластины 10 гнезда для рессор нижние опорные стойки 20 соединяют пластину 10 непосредственно с вертикальной перемычкой 13 и нижним элементом 12. Аналогично колонки 18, 19 снабдили усиливающими ребрами 21 и 22 для соединения колонок с вертикальной перемычкой 13. Функция стоек 20 и усиливающих ребер 21, 22 будет описана более подробно.

На фиг. 2 показано также, что каждый конец 16 и 17 рамной боковины 5 также включает направленные вниз буксовые челюсти 23, соответственно свешивающиеся с каждого конца. Именно на участке буксовых челюстей верхней элемент 11 и нижний элемент 12 конструкционно соединяются вместе. Зону челюстей завершает L-образный кронштейн 24, свешивающийся вниз с буксовых челюстей 23. Таким образом, дополнение каждого из кронштейнов образует буксовый вырез 25 для осей 3 колесных пар 2. Как можно увидеть, верхняя часть 26 буксовой челюсти имеет усиливающие косынки 27 для опоры и соединения части 26 челюсти с вертикальной перемычкой 13.

На фиг. 2 показаны также направляющие 28 тормозной балки. Эти направляющие расположены только на внутренней стороне боковины 5 и удерживают тормозные балки, применяемые для приложения усилия к колесным парам 2 во время остановки вагона. Направляющие 28 имеют горизонтальный шаг под небольшим углом вниз и соединяются с диагонально расположенными секциями 14 и 15 нижнего элемента на одном конце и с вертикальными колонками 18 и 19 на другом конце. Внутренняя сторона направляющих 28 также соединена с перемычкой 13 и, таким образом, обеспечивается дополнительная опора для средней части рамной боковины.

Верхний элемент 11 испытывает сжатие, когда тележка железнодорожного вагона нагружена, при этом нижний элемент 12 испытывает растягивающую нагрузку. Кроме того, известно, что очень отдаленные от центра концы 16 и 17 рамной боковины, а именно буксовые челюсти 23, являются теми участками рамной боковины, которые наименее подвержены напряжениям, и силы, действующие на эти участки, в основном представляют собой статические нагрузки, направленные вниз, хотя существует до некоторой степени кручение или динамическая нагрузка, однако она возникает нечасто и обычно присутствует только тогда, когда тележка устанавливается неперпендикулярно, например, во время поворота. Для исключения возникновения крутящего момента косынки 27 буксовых челюстей соединяют челюсти 23 с перемычкой, и это препятствует кручению. Известно также, что центральная часть или средняя часть рамной боковины испытывает действие сил наибольшей величины из-за нагрузок, передающихся от шкворневой балки 9 группам рессор. Поскольку каждый конец 16 и 17 боковины 5 поддерживается осями 3 колесных пар 2, то средняя секция эффективно подвешена между двумя концами, делая статическую и динамическую нагрузку, а также крутящий и изгибающий моменты наибольшими в средней части рамной боковины, поэтому средняя секция рамной боковины должна быть конструкционно прочнее, чем отдаленные от центра концы 16, 17 а рамная боковина в соответствии с изобретением сконструирована специально с учетом этого.

Хотя, как известно, двутавровые конструкции имеют исключительную стойкость к статическим и изгибающим усилиям, однако в известных рамных боковинах не применяли конструкцию в соответствии с настоящим изобретением, в которой верхний и нижний фланцы и вертикальная перемычка представляет собой сплошные литые элементы. Даже если двутавровые конструкции не особенно подходят для скручивающих усилий, предлагаемая конструкция рамной боковины дает дополнительную стойкость к скручивающим усилиям благодаря типу вертикальных колонок рамной боковины, упрочняющих перемычку двутавровой балки. Как показано на фиг. 3, вертикальная перемычка 13 и вертикальные колонки 18 и 19 соединены вместе ребрами 21 и 22, усиливающими колонки. Кроме того, на фиг. 2 - 4 можно увидеть, что нижние опорные стойки 20 и косынки 27, усиливающие буксовые челюсти, соответственно соединяют пластину 10 гнезда для рессор и верхнюю часть 26 с перемычкой 13 и нижним элементом 12 в качестве средства для увеличения стойкости к скручиванию перемычки. Как показано, нижние опорные стойки 20, которые имеют одинаковую протяженность в пространстве со свесом пластины 10 гнезда для рессор, являются более толстыми и большими, чем другие усиливающие ребра из-за огромных изгибающих и скручивающих напряжений групп рессор, размещенных на пластине 10.

В рамных боковинах известной конструкции не применяют сплошную вертикальную перемычку, поскольку всю рамную боковину отличают с элементами конструкции, которые являются полыми. Это можно лучше всего понять при рассмотрении фиг. 2, разрез А-А. Если это же самое указанное место посмотреть в разрез через известную рамную боковину, то в известной рамной боковине нижний элемент имеет полую трубчатую конструкцию. Верхний элемент является также полым, а специалист в данной области техники знает, что участки, расположенные между верхним и нижним элементами, являются также открытыми, включая вертикальные колонки. Открытая конструкция известных рамных боковин означает то, что известная конструкция радикально отличается от сплошной перемычки и сплошных элементов в соответствии с настоящим изобретением, которые показаны лучше всего на фиг. 7. Фиг. 7 представляет собой разрез В-В буксовой челюсти 23 на фиг. 2 и показывает один сплошной нижний и верхний элементы, соединенные с вертикальной перемычкой, при этом точки пересечения обозначены как зона Ж. Показано, что зона Ж имеет большой радиус, и, таким образом, литье будет осуществляться плавно и равномерно для уменьшения напряжений, которые обычно накапливаются при резких изменениях сечения. Кроме того, показано, что сплошные элементы и перемычка соединены вместе косынками 27.

Толщина верхнего элемента в поперечном сечении равна 0,69 дюйма (17,5 мм) вблизи средней секции и 0,50 дюйма (12,7 мм) вблизи буксовой челюсти, причем толщина постепенно уменьшается от средней секции до челюсти. Толщина в поперечном сечении средней части верхнего элемента от передней вертикальной колонки до задней вертикальной колонки равна 0,069 дюйма (1,75 мм). Толщина поперечного сечения нижнего элемента равна 0,75 дюйма (19,1 мм) вблизи средней секции и 0,62 дюйма (15,7 мм) вблизи буксовой челюсти, причем толщина поперечного сечения постепенно уменьшается от средней секции до буксовой челюсти. Толщина поперечного сечения средней секции нижнего элемента от передней вертикальной колонки до задней вертикальной колонки равна 0,075 дюйма (1,91 мм).

Теперь вновь обратимся к фиг. 2, которая показывает, что вертикальная перемычка 13 содержит пару отверстий 29 на каждом конце рамной боковины для уменьшения ее массы. Поскольку хорошо известно, что отверстия действуют как точки концентрации напряжений, то перемычку 13 выполнили с закраиной 30 вокруг всей периферийной кромки 31 отверстия 29, как средство для уменьшения массы для поддержания относительно высоких моментов сопротивления вокруг отверстия. Таким образом, закраина 30 увеличивает конструкционную прочность вокруг отверстия 29 и добавляет прочность рамной боковине 5, посредством чего увеличивается стойкость к образованию усталостных трещин из-за циклических напряжений при изгибе. Однако в качестве средства увеличения моментов сопротивления и при этом уменьшения добавляемой массы металла закраина 30 не остается при постоянной толщине в поперечном сечении вокруг периферийной кромки 31. Из фиг. 8 - 11 можно увидеть, что каждое отверстие 29 в перемычке 13 имеет первый угол X, второй угол - Y и третий угол Z, которые выполнены с учетом массы в зависимости от напряжения. Под этим следует понимать то, что вертикальная кромка 32 отверстия средства уменьшения массы расположена ближе к средней части рамной боковины 5 и испытывает большие напряжения, чем верхняя горизонтальная кромка 33 или тупая кромка 34. Для того, чтобы решить соответствующим образом проблемы напряжений, углы X и Y, где наибольшие напряжения будут концентрироваться на вертикальной кромке 32, снабдили значительно более массивной закраиной, чем в углу Z, который дальше удален от средней части рамной боковины, и где напряжения не слишком большие. Как можно увидеть из фиг. 9, углы X и Y имеют толщину в поперечном сечении, обозначенную разрезами Е-Е, тогда как угол Z имеет толщину в поперечном разрезе, обозначенную Д-Д.

На фиг. 10 и 11 видно, что закраина 30 больше для разреза Е-Е. В качестве средства уменьшения массы угол Z имеет меньшую площадь поперечного сечения по сравнению с углами X и Y, поскольку угол Z испытывает меньшие силы нагрузки. Кроме того, вертикальной кромке 32 также сообщают конусность между углами X и Y, даже если каждый из этих углов имеет одинаковый профиль поперечного сечения.

Эти подробные данные, касающиеся массы металла в зависимости от локализованных напряжений нагрузки, были учтены в конструкции рамной боковины. Например, известно, что наибольшие напряжения создаются в средней части ее и они пропорционально уменьшаются в направлении буксовой челюсти. Таким образом, вся конструкция не должна быть такой же большой на концах 16 и 17, как в средней части. Как показано на фиг. 3 и 4, верхний и нижний элементы 11 и 12 специально выполнили суживающимися вниз или на конус, начиная от точки вблизи средней части и вертикальных колонок 18 и 19 наружу, в сторону буксовых челюстей, причем достаточно крайне осторожно для уменьшения массы. Здесь можно увидеть, что верхний и нижний элементы 11 и 12 уменьшаются по ширине примерно от 8,5 дюймов (215,9 мм) в средней части, обозначенной 3, до примерно только 3,75 дюймов (95,2 мм) на концах буксовой челюсти, обозначенных И. Хотя ширина средней секции немного больше, чем в известных конструкциях, однако отдаленные от центра концы 16 и 17 имеют значительно меньшую ширину, делая, таким образом, каждый из верхнего и нижнего элементов даже более легкий, чем рамная боковина двутаврового профиля, выполненная в соответствии с известными техническими условиями для размеров.

В свете этого открытия вертикальную перемычку 13 выполнили так, чтобы получить преимущество от возможности уменьшения массы между средней секцией и отдаленными от центра концами 16 и 17. На фиг. 6 показано, что вертикальная перемычка 13 имеет толщину в поперечном сечении, равную примерно 0,75 дюйма (19,1 мм) в средней секции в зоне, расположенной непосредственно за вертикальными колонками 18 и 19. В этом обычном месте перемычка должна испытывать конструкционно большие изгибающие и крутящие усилия, которые прилагаются к средней части рамной боковины через взаимодействия между шкворневой балкой 9 и рядами рессор 8 и пластиной 10 гнезда для рессор. Однако на фиг. 3 и 4 показано также, что перемычка 13 сужается на конус по толщине поперечного сечения от средней секции в позиции 3 рамы наружу, в сторону каждой буксовой челюсти 23 в позиции И, где внешние силы не такие значительные. В частности, толщина поперечного сечения перемычки 13 составляет только примерно 0,50 дюйма (12,7 мм) на буксовых челюстях 23, тогда как толщина поперечного сечения на средней секции - примерно 0,75 дюйма (19,1 мм). Толщина поперечного сечения перемычки 13 равна 0,62 дюйма (15,7 мм) вблизи буксовых челюстей, причем толщина поперечного сечения постепенно уменьшается от средней секции до челюстей.

Другой участок на рамной боковине, в котором массу металла уменьшили без ущерба прочности конструкции, - это участок, расположенный непосредственно под пластиной 10 гнезда для рессор. Если сравнивать нижний элемент 12 с нижним элементом известных боковин, то элемент 12 имеет значительно меньшую площадь поверхности, чем соответствующая ему часть в известной конструкции. На фиг. 5 показан нижний элемент 12 и перемычка 13, сопрягаемые как одно целое с пластиной 10 для образования конструкции, подобной двутавровой балке, причем эта конструкция предназначена конкретно для средней секции рамы. Эта конструкция, подобная двутавровой балке, использует эффективно рессорный лист в качестве верхнего элемента, причем, как это видно, этот верхний элемент расположен горизонтально вне пространства нижнего элемента 12. Здесь показано также, что рессорные лапки 35 будут удерживать группы рессор 8 (не показаны), несущих нагрузку, в более широком горизонтальном положении, чем нижний элемент 12. В известной рамной боковине, сплошная и полая коробчатая конструкция нижнего элемента может по существу управлять изгибающими моментами, создаваемыми нагрузкой на группу рессор, расположенных снаружи несущей конструкции основания, также препятствующими изгибу наружных кромок рессорного листа. Однако в настоящей конструкции признают то, что поскольку двутавровая конструкция более легкая, то те же силы должны передаваться через слегка более толстую пластину гнезда для рессор, чтобы оставаться конструкционно прочной. Три нижние стойки 20 препятствуют изгибу пластины 10 и передают усилия от этой пластины нижнему элементу 12 и вертикальной перемычке 13. Нижние опорные стойки 20 имеют скругленную наружную кромку 37 пластины 10 с наружной кромкой 38 нижнего элемента 12. Таким образом можно дополнительно уменьшить массу рамы 5. Как показано на фиг. 2, применяют только три нижние опорные стойки 20 по сравнению с четырьмя стойками, обычно используемыми в известных конструкциях рамных боковин.

Средняя секция верхнего элемента сжатия, которая расположена между вертикальными колонками 18 и 19, была также предназначена для уменьшения массы. Как уже обсуждалось, нижние элементы растяжения в известной конструкции имеют профили поперечного сечения, которые представляют собой закрытые коробчатые полые рамы, причем все верхние элементы сжатия имеют подобные профили конструкции. Однако поскольку нижнюю среднюю секцию в соответствии с изобретением усилили конструкционно посредством добавки нижних стоек 20, то верхнюю среднюю секцию между вертикальными колонками необходимо было также усилить.

Верхний элемент боковины 5 согласно изобретению подобен в профиле верхнему элементу известных рамных боковин. Однако согласно изобретению предлагается "открытая" конструкция; таким образом, предусмотрен проход для визуального осмотра, при этом одновременно достигается уменьшение массы металла в этой области. Как показано на фиг. 2 и 3, каждая наружная кромка 39 и 40 верхнего элемента 11 имеет пару свешивающихся вниз боковых панелей 41 и 42, продольно расположенных между колонками 18 и 19 и соединенных поперечиной 43 в их продольной средней точке. Паз 44 открыт и обеспечивает зазор для фрикционных колодок (не показаны) шкворневой балки. Каждый паз 44 для фрикционных колодок проходит поперечно от боковой панели 41 до боковой панели 42 и от вертикальных колонок 18 и 19 до поперечины 43, делая этот весь участок открытым. Каждая из боковых панелей 41, 42 и поперечины 43 обеспечивают дополнительную опору для средней секции рамной боковины для достижения дополнительной стойкости к изгибающим и скручивающим усилиям. Известные рамные боковины также имеют пазы для фрикционных колодок, но поскольку верхний элемент изготавливают в виде полой трубчатой конструкции, то к рамной боковине добавляется лишний вес; кроме того, закрытая трубчатая конструкция делает почти невозможным визуальный осмотр этой зоны.

Предлагаемое описание представлено для четкого определения и раскрытия изобретения, однако в объеме изобретения возможны различные модификации.

Формула изобретения

1. Рамная боковина тележки железнодорожного вагона, содержащая сплошной горизонтально расположенный продольно удлиненный верхний элемент, каждый из концов которого включает в себя выступающую вниз буксовую челюсть, соответственно свешивающуюся с конца, сплошной продольно удлиненный горизонтально расположенный нижний элемент, включающий в себя переднюю и заднюю секции, расположенную между ними центральную секцию, параллельную верхнему элементу, причем передняя секция содержит выступающую вверх сплошную диагональную секцию и определяют первую точку изгиба, задняя секция включает в себя выступающую вверх сплошную диагональную секцию и определяют вторую точку изгиба, а каждая из диагональных секций соединяется с соответствующим концом верхнего элемента на соответствующей буксовой челюсти, и вертикальную перемычку, соединяющую верхний и нижний элементы, с передней вертикальной и задней вертикальной колонками и вырезом между ними для шкворневой балки, отличающаяся тем, что упомянутые верхний элемент, перемычка и нижний элемент в сечении образуют двутавровый профиль.

2. Боковина по п.1, отличающаяся тем, что толщина верхнего элемента в поперечном сечении равна 17,5 мм вблизи средней секции и 12,7 мм вблизи буксовой челюсти, причем толщина постепенно уменьшается от средней секции до челюсти, толщина в поперечном сечении средней части верхнего элемента от передней вертикальной колонки для задней вертикальной колонки равна 1,75 мм.

3. Боковина по п.2, отличающаяся тем, что толщина в поперечном сечении нижнего элемента равна 19,1 мм вблизи средней секции и 15,7 мм вблизи буксовой челюсти, причем толщина поперечного сечения постепенно уменьшается от средней секции до буксовой челюсти, толщина в поперечном сечении средней секции нижнего элемента от передней вертикальной колонки до задней вертикальной колонки равна 1,91 мм.

4. Боковина по п.3, отличающаяся тем, что толщина поперечного сечения перемычки равна 19,1 мм вблизи средней секции и 15,7 мм вблизи буксовых челюстей, причем толщина поперечного сечения постепенно уменьшается от средней секции до челюстей.

5. Боковина по п. 4, отличающаяся тем, что перемычка имеет по крайней мере два продольно разнесенных отверстия для уменьшения массы, причем одно из отверстий расположено продольно на некотором расстоянии впереди выреза для шкворневой балки, а другое отверстие расположено на одинаковом расстоянии сзади выреза для шкворневой балки, а каждое из этих отверстий расположено вертикально на одинаковом расстоянии от верхнего элемента, причем каждое из отверстий образовано горизонтальной верхней кромкой, вертикальной боковой кромкой и тупой боковой кромкой, при этом кромки соединены вместе, образуя треугольную форму.

6. Боковина по п.5, отличающаяся тем, что каждое из отверстий для уменьшения массы имеет сплошную периферийную кромку, содержащую усиливающую закраину для поддержания момента сопротивления вокруг каждого из отверстий.

7. Боковина по п.6, отличающаяся тем, что усиливающая закраина на вертикальной боковой части толще, чем любая из верхней части и тупой боковой части.

8. Боковина по п.1, отличающаяся тем, что верхний и нижний элементы в местах соединения с вертикальной перемычкой выполнены с утолщениями, спрофилированными по радиусам.

9. Боковина по п.9, отличающаяся тем, что вертикальная перемычка и колонки в местах соединения выполнены с утолщениями, спрофилированными по радиусам.

10. Боковина по п.1, отличающаяся тем, что верхний элемент постепенно уменьшается по ширине от 215,9 мм на средней секции до 95,2 мм на буксовых челюстях.

11. Боковина по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает в себя средства для усиления перемычки, причем средство вертикально прикреплено к каждой стороне перемычки на каждой буксовой челюсти и между первой и второй точками изгиба.

12. Боковина по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает в себя средство усиления перемычки на каждой передней и задней вертикальных колонках, причем это средство горизонтально прикреплено к каждой стороне перемычки.

13. Тележка железнодорожного вагона, содержащая пару поперечно разнесенных рамных боковин с установленными между ними осями колес, включающих в себя горизонтально расположенные верхний и нижний элементы и соединяющую их вертикальную перемычку с вырезом для шкворневой балки, расположенной поперек тележки, отличающаяся тем, что верхний элемент, перемычка и нижний элемент в сечении образуют двутавровый профиль.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11