Рама двухосной тележки локомотива
Владельцы патента RU 2246417:
Закрытое акционерное общество "Управляющая ккомпания "Брянский машиностроительный завод" (ЗАО "УК"БМЗ") (RU)
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции рамы двухосной тележки локомотива со второй ступенью подвешивания. Рама содержит два изогнутых коробчатых продольных лонжерона, жестко соединенных между собой средней поперечиной и двумя концевыми поперечинами. В изогнутых частях продольных лонжеронов между вертикальными стенками 7, 8 установлены продольные ребра 9, соединенные сваркой с верхней 5 и нижней 6 горизонтальными полками. Технический результат заключается в равномерном распределении нагрузки по ширине верхней и нижней полок боковин рамы, снижении концентрации напряжений на торцах этих полок и в местах их сварки с вертикальными стенками, повышении долговечности рамы и снижении ее металлоемкости. 3 ил.
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к тепловозам и электровозам, и касается конструкции рамы двухосной тележки локомотива со второй ступенью рессорного подвешивания.
Известна рама трехосной тележки локомотива 2ТЭ116, содержащая две сварные боковины коробчатого сечения размером 240×270 мм и четыре междурамных крепления коробчатого сечения. Боковины имеют толщину верхнего листа 14 мм, нижнего 22 мм и боковых листов 10 мм Междурамные крепления выполнены из листов толщиной 8-10 мм (Тепловозы, под редакцией Панова Н.И., "Машиностроение", 1978, стр.413).
Недостатками такой конструкции являются высокая концентрация напряжений в зоне соединения горизонтальных полок с вертикальными стенками и неполное использование их несущей способности из-за слабо нагруженных зон между вертикальными стенками, что в свою очередь приводит к завышенной металлоемкости и может привести к появлению трещин.
Известна также рама тележки рельсового транспортного средства, предназначенная для пассажирских моторных и электрических вагонов в исполнении без люльки, где во второй ступени вертикального подрессоривания имеется металлическая пружина "флексикойл" или воздушный упругий элемент, состоящая из продольных элементов коробчатого сечения и из поперечин коробчатого сечения (а.с. ЧССР, №259962, публикация 15.03.88, № 11).
Недостатками такой конструкции являются высокая концентрация напряжений в зоне соединения горизонтальных полок с вертикальными стенками и по кромкам горизонтальных полок особенно в местах их гиба, а также неполное использование их несущей способности из-за слабо нагруженных зон между вертикальными стенками, что в свою очередь приводит к завышенной металлоемкости и может привести к появлению трещин.
Техническим результатом изобретения является равномерное распределение нагрузки по ширине верхней и нижней полок боковин рамы, снижение концентрации напряжений на торцах этих полок и в местах их сварки с вертикальными стенками, что приводит к повышению долговечности рамы и снижению ее металлоемкости за счет снижения толщины горизонтальных полок.
Технический результат достигается тем, что в раме двухосной тележки локомотива, содержащей два изогнутых коробчатых продольных лонжерона, жестко соединенных между собой средней поперечиной и двумя концевыми поперечинами, в изогнутых частях продольных лонжеронов между вертикальными стенками установлены продольные ребра, соединенные сваркой с верхней и нижней горизонтальными полками, кроме того, расстояния от торцов верхней и нижней полок до поверхностей соответствующих вертикальных стенок, и между поверхностями последних и среднего ребра соответствуют соотношениям
2a=b=c=2d;
a+b+c+d=H-s1-s2-s3,
где a и d - расстояния от торцов горизонтальных полок до наружных поверхностей соответствующих вертикальных стенок;
b и с - расстояния между поверхностями вертикальных стенок и ближайшими поверхностями среднего ребра;
Н - ширина горизонтальных полок;
si s2 s3 - толщины вертикальных стенок и среднего ребра,
а также вертикальные стенки боковин рамы в изогнутой зоне со стороны средней поперечины выполнены из листа толщиной, равной толщине горизонтальных полок в этой зоне.
Такое выполнение рамы двухосной тележки локомотива, и, в частности, установка в изогнутых частях продольных лонжеронов между вертикальными стенками продольных ребер, соединенных сваркой с верхней и нижней горизонтальными полками, кроме того, соответствие расстояний от торцов верхней и нижней полок до поверхностей соответствующих вертикальных стенок и между поверхностями последних и среднего ребра соотношениям
2a=b=c=2d;
a+b+c+d=H-s1-s2-s3,
где a и d - расстояния от торцов горизонтальных полок до наружных поверхностей соответствующих вертикальных стенок;
b и с - расстояния между поверхностями вертикальных стенок и ближайшими поверхностями среднего ребра;
Н - ширина горизонтальных полок;
s1 s2 s3 - толщины вертикальных стенок и среднего ребра,
а также выполнение вертикальных стенок боковин рамы в изогнутой зоне со стороны средней поперечины из листа толщиной, равной толщине горизонтальных полок в этой зоне, приводит к равномерному распределению нагрузки по ширине верхней и нижней полок боковин рамы, снижению концентрации напряжений на торцах этих полок и в местах их сварки с вертикальными стенками, что приводит к повышению долговечности рамы и снижению ее металлоемкости за счет снижения толщины горизонтальных полок.
Предлагаемая рама двухосной тележки локомотива представлена на чертежах, где:
на фиг.1 изображена рама двухосной тележки локомотива, общий вид;
на фиг.2 изображена рама двухосной тележки локомотива, вид сверху;
на фиг.3 изображено сечение А-А на фиг.1.
Рама двухосной тележки локомотива (фиг.1, фиг.2 и фиг.3) состоит из продольных лонжеронов 1, средней поперечины 2, концевой поперечины 3, концевой поперечины 4, верхних полок 5, нижних полок 6, вертикальных стенок 7, вертикальных стенок 8, продольных ребер 9.
Такая конструкция наиболее напряженной части изогнутых продольных лонжеронов рамы двухосной тележки локомотива позволяет увеличить число узлов контакта верхней и нижней горизонтальных полок с вертикальными стенками в полтора раза, что в полтора раза снижает местные напряжения в этих узлах, кроме того, уменьшение поперечного расстояния между этими узлами приводит к равномерной загрузке участков горизонтальных полок между ними, а выполнение вертикальных стенок лонжеронов со стороны поперечины из листа толщиной, равной толщине горизонтальных полок в этой зоне, приводит к более равномерному распределению нагрузки между внешними и внутренними частями горизонтальных полок, все это и обеспечивает снижение максимальных эквивалентных напряжений в продольных лонжеронах рамы на 25-40 процентов, что в конечном счете и приводит к повышению долговечности рамы и снижению ее металлоемкости за счет снижения толщины горизонтальных полок.
1. Рама двухосной тележки локомотива, содержащая два изогнутых коробчатых продольных лонжерона, жестко соединенных между собой средней поперечиной и двумя концевыми поперечинами, отличающаяся тем, что в изогнутых частях продольных лонжеронов между вертикальными стенками установлены продольные ребра, соединенные сваркой с верхней и нижней горизонтальными полками.
2. Рама по п.1, отличающаяся тем, что расстояния от торцов верхней и нижней полок до поверхностей соответствующих вертикальных стенок и между поверхностями последних и среднего ребра соответствуют соотношениям:
2a=b=c=2d;
a+b+c+d=H-s1-s2-s3,
где a и d - расстояния от торцов горизонтальных полок до наружных поверхностей соответствующих вертикальных стенок;
b и с - расстояния между поверхностями вертикальных стенок и ближайшими поверхностями среднего ребра;
Н - ширина горизонтальных полок;
s1, s2, s3 - толщины вертикальных стенок и среднего ребра.
3. Рама по п.1 или 2, отличающаяся тем, что вертикальные стенки боковин рамы в изогнутой зоне со стороны средней поперечины выполнены из листа толщиной, равной толщине горизонтальных полок в этой зоне.
