RU2654233C9

RU2654233C9 - Truck bolster

Info

Publication number: RU2654233C9
Application number: RU2017118478A
Authority: RU
Inventors: Роман Александрович Савушкин; Кирилл Вальтерович Кякк; Олег Аркадьевич Бройтман; Степан Александрович Бородин; Дмитрий Сергеевич Бабков; Андрей Андреевич Загайнов
Original assignee: РЕЙЛ 1520 АйПи ЛТД
Priority date: 2017-05-29
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2020-03-05
Also published as: RU2654233C1

Abstract

FIELD: transportation.SUBSTANCE: invention relates to railway transport, in particular to truck bolsters. Bolster includes an upper chord, a lower chord comprising supporting surfaces in its end portions, these surfaces being conjugated with the inclined members, two vertical side walls connected to the upper chord and the lower chord, and an inner vertical wall located between said vertical side walls and connected to the upper chord and the lower chord. Inner vertical wall contains process overlaps, each of which is connected to the upper chord and the lower chord and is located in the interface area of the supporting surface with the inclined member.EFFECT: increase in the fatigue strength of the bolster is achieved.3 cl, 2 dwg

Description

Предложенное изобретение относится к конструктивным элементам тележек грузовых вагонов, а именно к надрессорным балкам.The proposed invention relates to structural elements of bogies of freight cars, namely to nadressorny beams.

Из уровня техники известна надрессорная балка, раскрытая в патенте РФ на изобретение № 2436693, опубликованном 20.12.2011 г., и принятая в качестве наиболее близкого аналога. Известная балка включает в себя верхний пояс, нижний пояс, содержащий в концевых частях опорные поверхности, сопряжённые с наклонными элементами, две вертикальные боковые стенки, соединённые с верхним поясом и нижним поясом, и внутреннюю вертикальную стенку, расположенную между упомянутыми вертикальными боковыми стенками и соединённую с верхним поясом и нижним поясом.The prior art nadressorno beam, disclosed in the patent of the Russian Federation for invention No. 2436693, published December 20, 2011, and adopted as the closest analogue. The known beam includes an upper belt, a lower belt, containing in the end parts supporting surfaces associated with inclined elements, two vertical side walls connected to the upper belt and the lower belt, and an internal vertical wall located between the said vertical side walls and connected to upper belt and lower belt.

Недостатком известной надрессорной балки является недостаточная усталостная прочность надрессорной балки в зонах сопряжения внутренней вертикальной стенки с верхним поясом и нижним поясом, а более конкретно в зонах перехода в концевые части надрессорной балки. Упомянутые зоны перехода являются зонами повышенной концентрации металла, и при затвердевании в них образуются тепловые узлы. В тепловых узлах затвердевание металла происходит медленнее, чем в более тонких сопрягаемых элементах. Недостаточность питания при затвердевании тепловых узлов упомянутых зон способствует возникновению скрытых внутренних литейных дефектов, в частности усадочных дефектов, например усадочной пористости. Упомянутые литейные дефекты часто расположены в невидимых для человека зонах, поэтому не выявляются при визуально-измерительном контроле. Кроме того, упомянутые дефекты являются концентраторами напряжений, являющимися причинами образования и развития усталостных трещин, приводящих к изломам надрессорной балки. Для предотвращения образования усадочных дефектов за счёт создания направленного затвердевания отливки надрессорной балки путём обеспечения питания жидким металлом зоны отливки, склонной к усадке, с помощью литейных прибылей (далее – прибыли), которые затем удаляют. Обычно для организации направленного затвердевания прибыли устанавливают над тепловыми узлами. В результате существует вероятность того, что по меньшей мере одна стенка, находящаяся между соответствующим тепловыми узлом и соответствующей питающей прибылью, может затвердеть раньше, и в тепловом узле, который не может питаться из этой прибыли, могут образоваться усадочные дефекты.A disadvantage of the known nadressornoj beam is the insufficient fatigue strength of the nadressornoj beam in the zones of the interface of the inner vertical wall with the upper belt and lower belt, and more particularly in the transition zones in the end parts of the nadressorno beam. The mentioned transition zones are zones of increased metal concentration, and upon solidification, thermal nodes form in them. In thermal units, metal solidification is slower than in thinner mating elements. Insufficiency of power during the hardening of the thermal nodes of the mentioned zones contributes to the occurrence of hidden internal casting defects, in particular shrinkage defects, such as shrinkage porosity. Mentioned casting defects are often located in zones invisible to humans, therefore, they are not detected by visual measuring control. In addition, these defects are stress concentrators, which are the causes of the formation and development of fatigue cracks, leading to kinks of the overpressor beam. To prevent the formation of shrinkage defects by creating directional solidification of the casting of the nadressor beam by providing liquid metal with a casting zone prone to shrinkage using casting profits (hereinafter - profits), which are then removed. Usually, for the organization of directional solidification, profits are installed over thermal units. As a result, there is a possibility that at least one wall located between the corresponding thermal unit and the corresponding supply profit may harden earlier, and shrinkage defects may form in the thermal unit that cannot be fed from this profit.

Техническая проблема, решаемая при изготовлении предложенного изобретения, заключается в устранении литейных дефектов в местах сопряжения внутренней вертикальной стенки с верхним поясом и нижним поясом в зонах перехода в концевые части надрессорной балки.The technical problem to be solved in the manufacture of the proposed invention is to eliminate casting defects at the junctions of the inner vertical wall with the upper chord and the lower chord in the transition zones to the end parts of the nadressornoj beam.

Технический результат, который может быть достигнут при выполнении предложенного изобретения, заключается в повышении усталостной прочности надрессорной балки.The technical result that can be achieved by carrying out the proposed invention is to increase the fatigue strength of the nadressornoj beam.

Технический результат достигается за счёт того, что надрессорная балка включает в себя верхний пояс, нижний пояс, содержащий в концевых частях опорные поверхности, сопряжённые с наклонными элементами, две вертикальные боковые стенки, соединённые с верхним поясом и нижним поясом, и внутреннюю вертикальную стенку, расположенную между упомянутыми вертикальными боковыми стенками, соединённую с верхним поясом и нижним поясом и содержащую технологические напуски, каждый из которых соединён с верхним поясом и нижним поясом и расположен в зоне сопряжения опорной поверхности с наклонным элементом.The technical result is achieved due to the fact that the nadressornoj beam includes an upper belt, a lower belt containing in the end parts of the supporting surface associated with the inclined elements, two vertical side walls connected to the upper belt and the lower belt, and an inner vertical wall located between the aforementioned vertical side walls, connected to the upper belt and the lower belt and containing technological inlets, each of which is connected to the upper belt and the lower belt and is located in zones interfacing with an inclined supporting surface element.

В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что каждый из технологических напусков со стороны верхнего пояса соединён с площадкой для скользуна.In an additional aspect, the proposed technical solution is characterized in that each of the technological inlets from the upper belt is connected to the platform for side use.

В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что каждый из технологических напусков со стороны верхнего пояса соединён со скользуном.In an additional aspect, the proposed technical solution is characterized in that each of the technological inlets from the upper belt is connected to the side.

Примерный вариант выполнения предложенного технического решения характеризуется чертежами, где:An exemplary embodiment of the proposed technical solution is characterized by drawings, where:

- на Фиг. 1 представлен продольный разрез участка надрессорной балки,- in FIG. 1 shows a longitudinal section of a section of a nadressornoj beam,

- на Фиг. 2 представлен поперечный разрез участка надрессорной балки.- in FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion of a nadressor beam.

На Фиг. 1 и Фиг. 2 представлены участки варианта выполнения предложенного технического решения. Ввиду симметричности детали на Фиг. 1, 2 представлены продольный и поперечный разрезы одной из её половин. Надрессорная балка представляет собой симметричную отливку коробчатого сечения и включает в себя верхний пояс 1, нижний пояс 2, две вертикальные боковые стенки 3, соединённые с верхним поясом 1 и нижним поясом 2, и внутреннюю вертикальную стенку 4, расположенную между упомянутыми вертикальными боковыми стенками 3 (внутри надрессорной балки) и вдоль продольной оси надрессорной балки и соединённую с верхним поясом 1 и нижним поясом 2. Внутренняя вертикальная стенка 4 дополнительно содержит два технологических напуска 5, каждый из которых соединён с верхним поясом 1 и нижним поясом 2. In FIG. 1 and FIG. 2 presents sections of an embodiment of the proposed technical solution. Due to the symmetry of the part in FIG. 1, 2, longitudinal and transverse sections of one of its halves are presented. The nadressornoj beam is a symmetrical box section casting and includes an upper belt 1, a lower belt 2, two vertical side walls 3 connected to the upper belt 1 and the lower belt 2, and an inner vertical wall 4 located between the said vertical side walls 3 ( inside the nadressornogo beam) and along the longitudinal axis of the nadressornoj beam and connected to the upper belt 1 and lower belt 2. The inner vertical wall 4 additionally contains two technological inlet 5, each of which is connected yong with upper belt 1 and lower belt 2.

Верхний пояс 1 содержит две площадки 6 для скользунов, два горизонтальных плоских участка 7. При этом упомянутые площадки 6 для скользунов сопряжены с упомянутыми горизонтальными плоскими участками 7 посредством двух радиусно скруглённых переходов 8.The upper belt 1 contains two platforms 6 for side-bearings, two horizontal flat sections 7. Moreover, the said areas 6 for side-bearings are conjugated with said horizontal flat sections 7 by means of two radially rounded transitions 8.

Нижний пояс 2 содержит две опорные поверхности 9 для пружин рессорного подвешивания и два наклонных элемента 10, каждый из которых сопряжён с одной из упомянутых опорных поверхностей 9, т.е. каждый наклонный элемент 10 выполнен плавно переходящим в одну из опорных поверхностей 9.The lower belt 2 contains two supporting surfaces 9 for spring suspension springs and two inclined elements 10, each of which is associated with one of the said supporting surfaces 9, i.e. each inclined element 10 is made smoothly passing into one of the supporting surfaces 9.

Каждый из упомянутых технологических напусков 5 предпочтительно расположен в зоне перехода в соответствующую концевую часть надрессорной балки и состоит из двух частей, каждая из которых по форме приближена к полуцилиндру, а обе части расположены с двух сторон внутренней вертикальной стенки 4. Также каждый из упомянутых технологических напусков 5 выполнен вдоль всей внутренней вертикальной стенки 4 (по всей высоте) и сопряжён (соединён) одним концом (со стороны верхнего пояса 1) с площадкой 6 для скользунов, а вторым концом – с зоной 11 сопряжения наклонного элемента 10 с опорной поверхностью 9. Такое расположение технологических напусков 5 позволяет устранить усадочные дефекты, в частности, в зонах сопряжения площадок 6 и радиусно скруглённых переходов 8.Each of the mentioned technological inlets 5 is preferably located in the transition zone to the corresponding end part of the nadressornoj beam and consists of two parts, each of which is close in shape to the half-cylinder, and both parts are located on both sides of the inner vertical wall 4. Also, each of the mentioned technological inlets 5 is made along the entire inner vertical wall 4 (over the entire height) and is mated (connected) by one end (from the side of the upper belt 1) with the platform 6 for side-riders, and the second end - with the zone 11 of the muzzle eniya ramp 10 with the support surface 9. This arrangement process inlet 5 eliminates shrinkage defects, in particular in the zones interfacing pads 6 and 8 radiused rounded transitions.

В других вариантах выполнения предложенного технического решения скользуны могут представлять собой часть надрессорной балки, т.е. могут быть выполнены несъёмными. Поэтому каждый технологический напуск 5 может быть сопряжён (соединён) одним концом (со стороны верхнего пояса 1) со скользуном, а вторым концом – с зоной сопряжения наклонного элемента 10 и опорной поверхностью 9. Таким образом, необходимо, чтобы по меньшей мере один технологический напуск 5 был одним концом расположен в зоне 11 сопряжения одного их наклонных элементов 10 с одной из опорных поверхностей 9.In other embodiments of the proposed technical solution, the side members can be part of a nadressornoj beam, i.e. can be made fixed. Therefore, each technological inlet 5 can be mated (connected) by one end (from the side of the upper belt 1) with a side member, and by the second end - with the mating zone of the inclined element 10 and the supporting surface 9. Thus, it is necessary that at least one technological inlet 5 was at one end located in the mating zone 11 of one of the inclined elements 10 with one of the supporting surfaces 9.

При изготовлении надрессорной балки для эффективного действия установленных снаружи в зонах 11 сопряжения наклонного элемента 10 с опорной поверхностью 9 прибылей создают технологические напуски 5. Каждый технологический напуск 5 обеспечивает питание от установленной снаружи соответствующей прибыли к соответствующим зонам сопряжения внутренней вертикальной стенки 4 с верхним поясом 1 и с нижним поясом 2, которые являются зонами повышенной концентрации металла и местами образования тепловых узлов. Кроме того, каждый технологический напуск 5 обеспечивает направленное к соответствующей прибыли затвердевание и обеспечивает выведение способных образовываться во внутренней вертикальной стенке 4 усадочных дефектов в располагаемые снаружи прибыли. Соответственно, размеры, форму и другие особенности строения по меньшей мере одного технологического напуска 5 должны обеспечивать выведение по меньшей мере одной группы усадочных дефектов в располагаемые сверху (с внешней стороны надрессорной балки, например, в зонах 11 сопряжения наклонного элемента 10 с опорной поверхностью 9) прибыли. Таким образом, в указанных зонах и прилегающим к ним зонах обеспечивают направленное затвердевание, отсутствие литейных дефектов, в частности усадочных дефектов, и заданную плотность отливки. Устранение литейных дефектов уменьшает вероятность образования и развития усталостных трещин, выходящих на поверхность надрессорной балки, что повышает её конструкционную прочность, усталостную прочность, технологичность конструкции надрессорной балки за счёт обеспечения направленного затвердевания и снижает процент брака отливок. Также повышается плотность металла в сопряжении внутренней вертикальной стенки 4 и верхнего пояса 1 и/или нижнего пояса 2, снижается риск образования усадочных дефектов, в частности, усадочной пористости, а также в площадках 6 для скользунов, что впоследствии влияет на прочностные характеристики указанных областей отливки, снижая вероятность разрушения при эксплуатации, увеличивается зона действия по меньшей мере одной прибыли, под которой выполнен технологический напуск 5. В результате, повышается надёжность работы, выносливость конструкции и безопасность работы боковой рамы при различных видах нагрузок.In the manufacture of a pressurized beam for the effective operation of the profits installed externally in the interface zones 11 of the inclined element 10 with the supporting surface 9, technological inlets 5 are created. Each technological inlet 5 provides power from the corresponding profit installed externally to the corresponding interface zones of the inner vertical wall 4 with the upper belt 1 and with the lower zone 2, which are areas of increased metal concentration and places of formation of thermal nodes. In addition, each technological inlet 5 provides solidification directed to the corresponding profit and ensures the removal of shrinkable defects capable of forming in the inner vertical wall 4 into profits located externally. Accordingly, the dimensions, shape and other structural features of at least one technological inlet 5 must ensure the removal of at least one group of shrinkage defects located on top (from the outside of the pressurized beam, for example, in the mating zones 11 of the inclined element 10 with the supporting surface 9) arrived. Thus, in these zones and adjacent areas provide directional solidification, the absence of casting defects, in particular shrinkage defects, and a given density of the casting. The elimination of casting defects reduces the likelihood of the formation and development of fatigue cracks extending to the surface of the nadressornoj beam, which increases its structural strength, fatigue strength, manufacturability of the design of the nadresornoj beam by providing directional solidification and reduces the percentage of castings rejects. The metal density also increases in conjugation of the inner vertical wall 4 and the upper zone 1 and / or lower zone 2, the risk of the formation of shrinkage defects, in particular, shrinkage porosity, as well as in the areas 6 for the sidewalls are reduced, which subsequently affects the strength characteristics of these casting areas , reducing the likelihood of destruction during operation, the area of action of at least one profit is increased, under which technological inlet is performed 5. As a result, the reliability of the work, the endurance of the designs increases ktsii and safety of the side frame for different types of loads.

Claims

1. Nadressornoj beam, including the upper belt, the lower belt, containing in the end parts of the supporting surface associated with the inclined elements, two vertical side walls connected to the upper belt and the lower belt, and an inner vertical wall located between the said vertical side walls and connected to the upper zone and the lower zone, characterized in that the inner vertical wall contains technological inlets, each of which is connected to the upper zone and the lower zone and is located in the interface zone of the supporting surface with an inclined element.

2. A nadressornoj beam according to claim 1, characterized in that each of the technological inlets from the upper belt is connected to the side for the side.

3. The nadressornoj beam according to claim 1, characterized in that each of the technological inlets from the upper belt is connected to the side.