коробчатый узел тележки вагона метро

Формула изобретения

Коробчатый узел тележки вагона метро, содержащий две поперечины коробчатой формы и полую боковую балку, соединенную сварочными швами с торцами поперечин, подкрепляющие элементы жесткости, верхнюю и нижнюю косынки, приваренные внахлест к полкам поперечин и уширенным полкам боковой балки рамы, каждая из косынок кромками напусков соединена сварочными швами с угловыми ребрами, приваренными к балке и к поперечине, отличающийся тем, что полки поперечин образованы полками швеллеров, соединенными встык продольными сварочными швами, к внутренним сторонам полок концевых участков поперечин приварены два симметрично расположенных относительно друг друга подкрепляющих элемента жесткости, которые выполнены плоскими в виде вертикальных ребер, приваренных продольными краями к внутренним сторонам полок поперечины, а торцами к стенке боковой балки через торцевые вырезы в стенках поперечин, заделанные планками, крепящими через сварочные швы боковую балку к поперечинам, элементы профиля которых с вертикальными ребрами жесткости, косынки и угловые ребра в соединениях коробчатого узла имеют равную толщину.

Описание изобретения к патенту

Заявляемое изобретение относится к вагоностроению, в частности к конструктивным элементам рам тележек метро.

Известны рамы для тележек железнодорожного подвижного состава (заявка Великобритании № 1439655, B61F 5/52, опубл. 16.06.1976; заявка ФРГ № 2607346, B61F 5/52, опубл. 04.10.1979; заявка Японии № 62-45108, B61F 5/52, опубл. 24.09.1987), в которых каждый лонжерон имеет выполненный заодно или жестко соединенный с ним соединительный элемент для установки поперечины. Известные конструкции рам тележек не имеют косынок в узлах соединения балок, характеризуются малым весом по сравнению с тележками отечественного производства.

Основной недостаток их состоит в том, что для изготовления рам требуются сложной объемной формы соединительные элементы на концах поперечин и на средних участках боковых балок. Так, в указанном выше аналоге Японии трубчатые поперечины соединены сварочными швами с коническими выступами, выштампованными на средних участках трубчатых балок. Глухие конические выступы соединены сварочными швами с торцами поперечин равного сечения. В рамах такой конструкции (см. также патент Японии № 3262135 В2 05262225 А, B61F 5/52, заявлено 03.03.1992) отсутствуют концентраторы напряжений.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является «Рама тележки вагона метро» (патент РФ № 39560, B61F 5/52, заявлено 12.04.2004, фиг.1, 5), содержащая две поперечины коробчатой формы и две полые боковые балки, соединенные с двумя поперечинами стыковыми сварочными швами, подкрепляющие элементы жесткости, верхнюю и нижнюю косынки, приваренные внахлест к полкам поперечин и уширенным полкам боковой балки, каждая из косынок кромками напусков соединена сварочными швами с угловыми ребрами, приваренными к боковой балке и к поперечине.

Недостатком известной конструкции является то, что поперечина, как показано на фиг.5 в прототипе, сварена из горизонтальных и боковых металлических полос, не подкрепленных элементами жесткости, и имеет недостаточную усталостную прочность в местах соединения поперечин с боковой балкой.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности коробчатого узла тележки за счет увеличения усталостной прочности поперечин в соединениях их с боковыми балками.

Технический результат достигается тем, что в коробчатом узле тележки вагона метро, содержащем две поперечины коробчатой формы и полую боковую балку, соединенную сварочными швами с торцами поперечин, подкрепляющие элементы жесткости, верхнюю и нижнюю косынки, приваренные внахлест к полкам поперечин и уширенным полкам боковой балки рамы, каждая из косынок кромками напусков соединена сварочными швами с угловыми ребрами, приваренными к балке и к поперечине, согласно изобретению полки поперечин образованы полками швеллеров, соединенными встык продольными сварочными швами, к внутренним сторонам полок концевых участков поперечин приварены два симметрично расположенных относительно друг друга подкрепляющих элемента жесткости, которые выполнены плоскими в виде вертикальных ребер, приваренных продольными краями к внутренним сторонам полок поперечины, а торцами к стенке балки через торцевые вырезы в стенках поперечин, закрытые планками, крепящими посредством сварочных швов балку к поперечине, элементы профиля которой и вертикальные ребра жесткости, косынки и угловые ребра в соединениях коробчатого узла имеют равную толщину.

Технический результат выразится в следующем.

Соединение встык продольными сварочными швами полок швеллеров упрощает изготовление поперечин коробчатой формы для рам тележек.

Размещение подкрепляющих элементов жесткости внутри каждого концевого участка с симметричным расположением относительно друг друга и их выполнением плоскими в виде вертикальных ребер, приваренных продольными краями к внутренним сторонам полок, а торцами к стенке боковой балки, увеличит жесткость соединения боковой балки с каждой поперечиной.

Выполнение в стенках каждой поперечины в ее основании торцевых вырезов позволит соединить сварочными швами 18 внутренние вертикальные ребра поперечин с боковой балкой. Это позволит устранить концентраторы напряжений в коробчатых узлах.

Использование одинаковой толщины элементов профиля поперечины, вертикальных ребер жесткости, косынок и угловых ребер в соединениях коробчатого узла повысит надежность соединения боковой балки с поперечинами и снизит трудоемкость изготовления рамы для тележки вагона метро.

На фиг.1 изображен вид сбоку на соединение боковой балки с поперечиной;

на фиг.2 - вид в плане;

на фиг.3 - сечение по А-А;

на фиг.4 - сечение по Б-Б.

Коробчатый узел тележки вагона метро содержит две поперечины 1 коробчатой формы и полую боковую балку 2 прямоугольного сечения, соединенную сварочными швами с торцами поперечин, подкрепляющие элементы жесткости 3 и 4, верхнюю 5 и нижнюю 6 косынки (фиг.1), приваренные внахлест к полкам поперечин и уширенным полкам 7 и 8 (фиг.2) боковой балки рамы, расположенным симметрично относительно оси симметрии 25 поперечин (фиг.2).

Каждая из косынок 5 и 6 кромками напусков 9 и 10 (фиг.4) соединена сварочными швами с угловыми ребрами 11 и 12 (фиг.3), приваренными к балке 2 рамы и к поперечине 1.

Полки поперечин образованы полками 13 (фиг.4) швеллеров, соединенными встык продольными сварочными швами 14.

К внутренним сторонам полок концевых участков поперечин приварены два симметрично расположенных относительно друг друга подкрепляющих элемента жесткости, которые выполнены плоскими в виде вертикальных ребер 15 и 16 (фиг.4), приваренных продольными краями к внутренним сторонам полок поперечины сварочными швами 17 (фиг.4), а торцами к стенке боковой балки сварочными швами 18 (фиг.3) через торцевые вырезы 19, предусмотренные в стенках 20 поперечин, заделанные планками 21, крепящими через сварочные швы боковую балку 2 к поперечинам 1.

Элементы профиля поперечины с вертикальными ребрами жесткости, косынки 5 и 6 и угловые ребра 11 и 12 в соединениях между собой имеют равную толщину.

Косынки 5 и 6, ребра 11 и 12 и стенки 20 поперечин в соединении с ребрами 11 и 12 образуют в углах схождения боковых балок с поперечинами коробчатые узлы.

В поперечинах рамы предусмотрены места для крепления тяговых двигателей.

Сборка узла производится следующим образом.

К внутренним сторонам полок гнутых швеллеров приваривают вертикальные ребра жесткости, после чего полки швеллеров сваривают продольными стыковыми швами 14 в поперечину коробчатой формы.

Сварку вертикальных ребер жесткости со стенкой 22 боковой балки осуществляют с использованием предусмотренных в стенках, в основаниях поперечин торцевых вырезов. Перед сборкой последующих соединительных элементов коробчатого узла торцевые вырезы 19 заваривают планками 21, крепящими боковую балку сварочными швами 23 и 24 к поперечинам.