Надбуксовая накладка боковой рамы вагонной тележки

 

Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к изготовлению и восстановлению несущих деталей грузовых вагонов с опорными поверхностями, работающими в условиях трения скольжения при высоких контактных напряжениях. Надбуксовая накладка выполняется из металла с износостойкими свойствами по форме надбуксовой опорной поверхности боковой рамы. Накладка имеет сплошную или с отверстием в средней части трапециевидную форму. К скошенным сторонам накладки примыкают напуски для загиба за контур надбуксовой поверхности длиной не менее 0,5 от длины накладки и шириной не менее толщины горизонтальной надбуксовой стенки детали, выполненные сплошными или с выемками. К напускам примыкают лепестки трапециевидной формы, предназначенные для загиба за тыльную сторону боковой рамы. Технический результат при использовании изобретения заключается в повышении работоспособности боковых рам и их ремонтопригодности в зонах опорных поверхностей буксовых проемов. 6 ил.

Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к изготовлению и восстановлению несущих деталей грузовых вагонов с опорными поверхностями, работающими в условиях трения скольжения при высоких контактных напряжениях.

Известна опора скольжения фрикционного гасителя колебаний тележки грузового вагона по патенту РФ 2069630 (Бюллетень 33, 1996г. [1], при котором между двумя взаимно перемещающимися элементами к одному из них прикрепляют промежуточную прокладку, выполненную по форме трущейся поверхности из алюминиевого сплава с износостойким покрытием.

Недостатком этого технического решения является высокая стоимость изготовления и трудозатрат при установке прокладок на опорных поверхностях несущих деталей.

Известна износостойкая планка, выполненная по форме надбуксовой опорной поверхности боковой рамы и укрепляемая приваркой по контуру этой поверхности ("Тяжелое машиностроение" 10, 2000, с.32)[2].

Недостатком данного технического решения является необходимость приварки накладки к опорной поверхности боковой рамы протяженными сварными швами вблизи зон, испытывающих в эксплуатации высокие циклические и ударные нагрузки, напряжения от которых часто совпадают по знаку с термическими напряжениями от сварки и, суммируясь с ними, снижают эксплуатационную надежность детали. Приварка также снижает ремонтопригодность детали при поступлении в ремонт.

Целью изобретения является повышение работоспособности боковых рам и их ремонтопригодности в зонах опорных поверхностей буксовых проемов.

Сущность изобретения заключается в том, что у накладки, выполненной из листового металла с износостойкими свойствами по форме опорной поверхности буксового проема боковой рамы и закрепляемой на боковых стенках последней, рабочая плоскость представляет собой трапециевидную сплошную пластину или с отверстием в средней части, не взаимодействующей с контактными поверхностями буксы, с напусками по обеим скошенным сторонам, предназначенными для загиба за контур надбуксовой поверхности детали, длиной не менее 0,5 от длины накладки и шириной не менее толщины горизонтальной надбуксовой стенки детали, выполненными в продольном направлении сплошными или с выемками, к которым примыкают лепестки трапециевидной формы, предназначенные для обхвата горизонтальной надбуксовой стенки при загибе лепестков за ее тыльную сторону и упирания скошенными гранями, принадлежащими разным лепесткам и находящимися с одной стороны накладки, по крайней мере, в одно из вертикальных ребер жесткости на двутавровом участке концевой части детали, и скошенными гранями, принадлежащими разным лепесткам и находящимися с другой стороны накладки, в вертикальные стенки детали на участке перехода от двутаврового сечения к коробчатому сечению, при этом инимальная толищна накладки определена из учета обеспечения жесткости, необходимой в процессе закрепления накладки и сохранения формы последней в процессе эксплуатации, но не менее величины нормативного износа опорной поверхности, при котором деталь подлежит ремонту.

Существенность отличительных признаков подтверждается следующим.

1) Длина напусков для загиба за контур опорной поверхности должна быть не менее 0,5 от длины накладки, а ширина не менее толщины горизонтальной надбуксовой стенки детали с целью обеспечения необходимой жесткости при закреплении накладки и сохранении формы в процессе эксплуатации, что подтверждено прочностными испытаниями.

2) Наличие лепестков трапециевидной формы, примыкающих к напускам накладки, необходимо для предотвращения смещения в процессе эксплуатации относительно опорной поверхности детали вследствие их загиба за тыльную сторону горизонтальной надбуксовой стенки и упирания скошенными краями, по крайней мере, в одно из ребер жесткости на двутавровом участке концевой части и в вертикальные стенки на участке перехода последней к коробчатому сечению.

3) Минимальная толщина накладки, определяемая величиной нормативного износа, необходима, кроме обеспечения жесткости, также для сохранения работоспособности накладки между плановыми поступлениями в ремонт.

Примеры конкретного выполнения накладки.

Пример 1.

На фиг.1 изображен вариант исполнения надбуксовой накладки боковой рамы вагонной тележки модели 18-100, а на фиг.2 изображена боковая рама с установленной накладкой. На фиг.3 показано то же в разрезе по А-А на фиг.2; на фиг. 4 - то же, в разрезе по Б-Б на фиг.2, а на фиг.5 - то же, в разрезе по В-В на фиг.2.

Накладка 1 выполнена из листового металла с повышенными по сравнению с металлом боковой рамы износостойкими свойствами, в т.ч. из металла с износостойким покрытием. Она имеет рабочую поверхность, ограниченную пунктирными линиями I (фиг.1), и напуски 2 в продольном направлении с обеих сторон (за пунктирными линиями I), предназначенные для их загиба за контур опорной поверхности, к одному краю которых примыкают по пунктирным линиям II лепестки трапециевидной формы 5, служащие для обхвата горизонтальной надбуксовой стенки за ее тыльную сторону на двутавровом участке концевой части детали.

При размещении накладки на надбуксовой поверхности боковой рамы (фиг.2) границы рабочей поверхности накладки должны совпадать с контуром надбуксовой поверхности детали, а лепестки 5 после загиба упираться, по крайней мере, одной гранью в вертикальные ребра жесткости 6 на двутавровом участке ее верхнего пояса (фиг.5). Закрепление накладки и фиксация положения в горизонтальной и вертикальной плоскостях в процессе эксплуатации обеспечиваются за счет прижатия напусков 2 к боковым стенкам детали 3 (фиг.3) и загибом лепестков 5 за надбуксовую стенку 4 (фиг.4) на участке перехода коробчатого сечения концевой части детали к двутавровому сечению между ребрами жесткости 6 и овальной стенкой 7 (фиг.5). Толщина накладки составляет 6 мм.

Пример 2.

На фиг.6 приведен другой вариант выполнения накладки с центральным отверстием на участке ее плоскости, не взаимодействующим с контактными поверхностями буксы, и выемками в средней части напусков, что целесообразно с точки зрения снижения металлоемкости накладки и доступа для контроля надбуксовой стенки детали при поступлении в ремонт. По результатам прочностных испытаний установлено, что длина напусков при наличии выемок должна быть не менее половины длины накладки, а толщина, необходимая для сохранения ее формы при рабочих нагрузках, не менее величины нормативного износа надбуксовой опорной поверхности боковой рамы при поступлении детали в ремонт.

Источники информации 1. Опора скольжения фрикционного гасителя колебаний. Патент РФ 2069630 (Бюллетень 33, 1996).

2. Пранов А.А., Шенаурин А.А. Комплексная модернизация двухосной тележки модели 18-100 // Тяжелое машиностроение. 10, 2000, с. 32.

Формула изобретения

Надбуксовая накладка боковой рамы вагонной тележки, выполненная из листового металла с износостойкими свойствами по форме опорной поверхности буксового проема детали и закрепляемая на боковых стенках последней, отличающаяся тем, что рабочая плоскость накладки представляет собой трапециевидную сплошную пластину или с отверстием в средней части, не взаимодействующей с контактными поверхностями буксы, с напусками по обеим скошенным сторонам, предназначенными для загиба за контур надбуксовой поверхности боковой рамы, длиной не менее 0,5 длины накладки и шириной не менее толщины горизонтальной надбуксовой стенки детали, выполненными в продольном направлении сплошными или с выемками, к которым примыкают лепестки трапециевидной формы, предназначенные для обхвата горизонтальной надбуксовой стенки при загибе лепестков за ее тыльную сторону и упирания скошенными гранями, принадлежащими разным лепесткам и находящимися с одной стороны накладки, по крайней мере, в одно из вертикальных ребер жесткости на двутавровом участке концевой части детали, и скошенными гранями, принадлежащими разным лепесткам и находящимися с другой стороны накладки, - в вертикальные стенки детали на участке перехода из двутаврового к коробчатому сечению, при этом минимальная толщина накладки определена из учета обеспечения жесткости, необходимой в процессе закрепления накладки и сохранения формы последней в процессе эксплуатации, но не менее величины нормативного износа опорной поверхности, при котором деталь подлежит ремонту.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6