РАМА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2003 года по МПК B61F1/02 

Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу и касается, в частности, конструкции короткоконсольных рам цистерн, крытых вагонов, хопперов и др.

Как известно, грузовой железнодорожный парк имеет целый ряд вагонов, рамы которых для получения оптимальных параметров имеют различные размеры консольных частей (расстояние от передней балки до опорного пятника), где размещено автосцепное устройство с поглощающими аппаратами. Для обеспечения необходимой прочности при передаче вертикальной нагрузки от пятников на хребтовую балку рамы, а также продольных сжимающих нагрузок с двух сторон рамы, внутри хребтовой балки крепятся надпятниковые отливки, объединенные с задними упорами автосцепки [1].

В короткоконсольных вагонах с длиной консоли 1500-1800 мм из-за отсутствия необходимого расстояния между задними упорами автосцепки и надпятниками они объединены в одну деталь, получаемую литьем и крепящуюся только к вертикальным стенкам хребтовой балки рамы заклепками, при этом между объединенной отливкой и верхней горизонтальной полкой хребтовой балки рамы имеется зазор. Вследствие этого не обеспечивается достаточная прочность и надежность, в частности, в местах соединения хребтовой и шкворневых балок рамы.

Известна также рама кузова крытого вагона, содержащая хребтовую балку, по две боковых, концевых, шкворневых, средних и промежуточных поперечных балок, а также по четыре раскоса и продольные балки для поддержания пола. По концам хребтовой балки, выполненной из двух зетовых профилей, расположены задние упоры, объединенные в одну отливку с надпятниковыми усилениями зоны пересечения хребтовой и шкворневых балок. Высота надпятниковых усилений не доходит до верхних горизонтальных полок хребтовой балки [2].

Эта конструкция выбрана в качестве прототипа.

К недостаткам данной конструкции рамы также относится низкая прочность в зоне шкворневого узла, т.е. в месте пересечения хребтовой и шкворневых балок.

В настоящее время в связи с изменением условий эксплуатации, вызванных ростом грузоподъемности и увеличением продольных сил, в частности, при соударениях на сортировочных горках, возникает необходимость с целью обеспечения прочности и надежности, крепить объединенную отливку также и к верхней горизонтальной части хребтовой балки рамы.

Поставленная задача решается тем, что объединенная отливка по первому варианту имеет закрытую верхнюю часть, при этом объединенная отливка выполнена из двух частей с последующим их соединением между собой при помощи сварки как по наружному контуру, так и в средней внутренней части. А по второму варианту объединенная отливка надпятника с задним упором выполнена цельной с закрытыми верхними частями. В обоих вариантах исполнения отливка приваривается со всех сторон к хребтовой балке, включая ее верхние горизонтальные полки.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, сущность заключается в том, что в раме железнодорожного вагона, содержащей передние, шкворневые и промежуточные балки, продольные боковые и хребтовую балку с присоединенными к ней передними упорами, пятниками и объединенные с задними упорами надпятниками, последние выполнены в виде двух самостоятельных отливок с закрытыми верхними частями, имеющие вертикальные стенки с соосными отверстиями различных размеров для их взаимного крепления между собой внутренним швом, при этом они закреплены в хребтовой балке со всех сторон, включая верхние горизонтальные полки.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения сущность заключается в том, что в раме железнодорожного вагона, содержащей передние, шкворневые и промежуточные балки, продольные боковые и хребтовую балку с присоединенными к ней передними упорами, пятниками и объединенные с задними упорами надпятниками, последние выполнены в виде цельной отливки с закрытыми верхними частями, при этом они закреплены в хребтовой балке со всех сторон, включая ее верхние горизонтальные полки.

Сущность изобретения поясняется со ссылкой на следующие чертежи:
фиг.1 - рама вагона, общий вид для обоих вариантов;
фиг.2 - рама вагона, вид сбоку для обоих вариантов;
фиг. 3 - объединенная отливка (задний упор с надпятником), вид сбоку для первого варианта;
фиг.4 - то же, вид А;
фиг.5 - объединенная отливка, вид сбоку для второго варианта;
фиг.6 - то же, вид Б;
фиг. 7 - крепление объединенной отливки в хребтовой балке, для обоих вариантов.

Далее описывается первый вариант со ссылкой на фиг.1, 2, 3, 4, 7.

Рама железнодорожного вагона, показанная на фиг.1 и 2, содержит передние 1, шкворневые 2, промежуточные 3, продольные боковые 4 балки и хребтовую балку 5, соединенные между собой сваркой. В консольных частях хребтовой балки 5 размещены объединенные с розеткой передние упоры 6 и задние упоры 7 с надпятниками 8. В нижней части хребтовой балки 5 закреплены пятники 9.

Как показано на фиг.3 и 4, объединенная отливка выполнена в виде двух самостоятельных отливок: заднего упора 7 с закрытой верхней частью 10 и вертикальной стенкой 11, в которой выполнено отверстие 12, надпятника 8, имеющего верхнюю закрытую часть 13 и вертикальную стенку 14 с отверстием 15, соосным отверстию 12, но несколько меньшего размера, обеспечивающего сборку и наложение сварного шва.

Соединение объединенной отливки производится внутренним нахлесточным сварным швом 16 по периметру большего отверстия 12 и вертикальной стенке 14 надпятника 8 и между собой стыковым сварным швом 17 по наружному контуру обеих деталей 7 и 8.

После соответствующей механической обработки объединенная отливка устанавливается в хребтовую балку 5 и крепится к ней сваркой со всех сторон, включая и верхние горизонтальные полки 18, как показано на фиг.7.

Второй вариант предлагаемого изобретения описывается со ссылкой на фиг. 1, 2, 5, 6, 7.

Рама железнодорожного вагона содержит передние 1, шкворневые 2, промежуточные 3, продольные боковые 4 балки и хребтовую балку 5, соединенные между собой сваркой. В консольных частях хребтовой балки 5 размещены объединенные с розеткой передние упоры 6 и задние упоры 7 с надпятниками 8. В нижней части хребтовой балки 5 закреплены пятники 9.

Как показано на фиг.5 и 6, объединенная отливка (задний упор 7 с надпятником 8) выполнена в виде цельной отливки 19, имеющей верхние закрытые части 20 и 21.

Крепление отливки 19 в хребтовой балке 5 осуществляется сваркой со всех сторон, в том числе к верхним полкам 18, как показано на фиг.7.

Положительный технический результат выражается в увеличении прочности и надежности шкворневого узла в местах соединения хребтовой и шкворневых балок за счет исключения зазора между надпятником и верхними горизонтальными полками хребтовой балки, а также за счет усиления верхней части заднего упора и надпятника.

Кроме того, положительный результат выражается в упрощении технологии изготовления надпятниковой объединенной отливки путем разделения ее на две самостоятельные отливки (для первого варианта).

В настоящее время на предлагаемое изобретение разработаны рабочие чертежи и изготовляются опытные образцы.

Источники информации
1. В.В. Коломийченко и др. "Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава", М., Транспорт, 1991, стр. 103-111, рис. 108.

2. Л. А. Шадур, "Вагоны" М., Транспорт, 1980, стр. 300-301, рис XI.2 - прототип.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Рама железнодорожного вагона содержит передние 1, шкворневые 2, промежуточные 3, продольные боковые 4 балки и хребтовую 5 балку с присоединенными к ней передними 6 упорами, пятниками и объединенными с задними 7 упорами надпятниками 8. Надпятники выполнены в виде двух самостоятельных отливок с закрытыми верхними частями, имеющих вертикальные стенки с соосными отверстиями различных размеров для их взаимного крепления между собой внутренним швом по контуру большего отверстия и соединенных по наружному периметру стыковым сварным швом. В другом варианте надпятники выполнены в виде цельной отливки с закрытыми верхними частями. Надпятники закреплены в хребтовой балке со всех сторон, включая верхние горизонтальные полки. Изобретение повышает прочность и надежность. 2 с.п.ф-лы, 7 ил.

1. Рама железнодорожного вагона, содержащая передние, шкворневые и промежуточные балки, продольные боковые балки и хребтовую балку с присоединенными к ней передними упорами, пятниками и объединенными с задними упорами надпятниками, отличающаяся тем, что объединенные с задними упорами надпятники выполнены в виде двух самостоятельных отливок с закрытыми верхними частями, имеющих вертикальные стенки с соосными отверстиями различных размеров для их взаимного крепления между собой внутренним швом по контуру большего отверстия и соединенных по наружному периметру стыковым сварным швом, при этом они закреплены в хребтовой балке со всех сторон, включая верхние горизонтальные полки. 2. Рама железнодорожного вагона, содержащая передние, шкворневые и промежуточные балки, продольные боковые балки и хребтовую балку с присоединенными к ней передними упорами, пятниками и объединенными с задними упорами надпятниками, отличающаяся тем, что объединенные с задними упорами надпятники выполнены в виде цельной отливки с закрытыми верхними частями, при этом они закреплены в хребтовой балке со всех сторон, включая верхние горизонтальные полки.