專(zhuān)利名稱(chēng)：鐵路車(chē)的側(cè)框架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路運(yùn)輸，更具體地涉及鐵路車(chē)的側(cè)框架的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的出版物說(shuō)明了用于貨車(chē)的型號(hào)為18-100的鐵路 車(chē)的側(cè)框架的設(shè)計(jì)(H. ((), nacTyxoB， B. B. AgkuH， H. H. 3KykoB "BazoHbc"，運(yùn)輸出版社，莫斯科，1988年，76頁(yè))，該設(shè)計(jì)包括中 部設(shè)有由一個(gè)上橫梁、 一個(gè)水平的下橫梁及帶有限制摩擦楔的橫向運(yùn) 動(dòng)的導(dǎo)塊的兩個(gè)垂直柱限定的彈簧孔的一個(gè)鋼鑄件。彈簧孔的下部設(shè) 有支承面以接納一個(gè)彈簧組，支承面設(shè)有鑄造的彈簧安裝凸臺(tái)和彈簧 錯(cuò)位限制器。斜梁和垂直立柱兩者的橫截面為槽形，以一個(gè)小角度彎 曲到凸緣的端部里面，上梁及下梁的橫截面為盒形的。側(cè)框架的端部 有帶外和內(nèi)夾頭導(dǎo)塊的軸箱孔。內(nèi)夾頭導(dǎo)塊與側(cè)框架的斜梁的中部元 件連接(前蘇聯(lián)發(fā)明人證書(shū)No. 768683， B61F5/52 )。
該側(cè)框架的設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是在操作中在垂直立柱與下梁連接的區(qū)域 裂紋傾向于發(fā)展，如果不注意，會(huì)容易導(dǎo)致側(cè)框架斷裂。這一可能性 解釋成因?yàn)閺目蚣艿臋M向中心面朝著到斜梁的橋區(qū)的橫截面的減小， 結(jié)果使下梁從彈簧組吸收的負(fù)載不均勻地分布在下梁的長(zhǎng)度上；另外， 從下梁的側(cè)壁到斜梁的側(cè)壁突然的過(guò)渡在該區(qū)域產(chǎn)生高的應(yīng)力集中， 下梁的如截頭長(zhǎng)斜方形的形狀本身導(dǎo)致框架重量的增加，而在所述的 梁中不產(chǎn)生要求的強(qiáng)度儲(chǔ)備。在操作中裂紋發(fā)展的另一個(gè)側(cè)框架區(qū)是 斜梁與軸箱孔的水平支承區(qū)連接的區(qū)域。首先，在該區(qū)域建立高應(yīng)力 的原因是框架的軸箱孔的設(shè)計(jì)，該孔有容納轉(zhuǎn)向架的軸箱單元要求的 寬的寬度，以及從上梁到高于軸箱的區(qū)域的過(guò)渡區(qū)的收斂及垂直面延 伸過(guò)斜梁和軸箱孔的過(guò)渡區(qū)。
在現(xiàn)有技術(shù)中還已知另 一種輕重量的工字形側(cè)框架設(shè)計(jì)(US.5410968, 1995年5月2日)。側(cè)框架包括一個(gè)下梁、有被限定軸箱孔 的垂直立柱連接的、T形橫截面的向上彎曲端的上梁，下梁與斜梁連 接，斜梁與上梁的向上彎曲端一起延伸進(jìn)入軸箱孔。軸箱孔的內(nèi)夾頭 導(dǎo)塊是鑄入斜梁的下邊的L形的托架。軸箱孔的內(nèi)和外夾頭導(dǎo)塊設(shè)有 支承凸耳以限制軸箱單元在孔中的運(yùn)動(dòng)。從下梁到斜梁的過(guò)渡區(qū)在框 架的內(nèi)側(cè)上設(shè)有U形增強(qiáng)肋，增強(qiáng)肋同時(shí)用作轉(zhuǎn)向架的制動(dòng)梁的導(dǎo)塊。
側(cè)框架的I字形橫截面在操作中發(fā)展危險(xiǎn)的裂紋。特別是，當(dāng)轉(zhuǎn) 向架進(jìn)入軌跡曲線(xiàn)時(shí)，該橫截面形狀對(duì)軸箱孔區(qū)域的框架不給予要求 的強(qiáng)度，好象作為整體的結(jié)構(gòu)很差地適于處理扭轉(zhuǎn)力。另外，當(dāng)元件 擰到軸箱框架的水平支承面以防止其磨損時(shí)，由于該連接需要至少兩 個(gè)螺釘，側(cè)框架區(qū)域的橫截面將進(jìn)一步弱化。
另外，現(xiàn)有技術(shù)中還已知型號(hào)ASF10的轉(zhuǎn)向架的側(cè)框架的設(shè)計(jì) ("Car and Locomotive Cyclopedia" Simmons國(guó)Boardman Publishing Corporation, N. Y.， 1970)。側(cè)框架的所有的梁及支承元件有盒形橫截 面。下梁設(shè)有支承面，用于彈簧組放在其上，下梁的側(cè)壁與斜梁的側(cè) 壁匯合。斜梁的下元件與下梁的匯合區(qū)設(shè)有服務(wù)孔及增強(qiáng)該區(qū)域的肋 (US 5718177， 1998年2月17日)。連接上下梁的垂直立柱由徑向元 件連接在該處。上梁有平滑地過(guò)渡到側(cè)框架的軸箱孔中的向上彎曲的 端部。高于軸箱的區(qū)域的側(cè)壁有進(jìn)一步限制轉(zhuǎn)向架的軸箱單元的位移 的、鑄造的支承凸耳。
該設(shè)計(jì)作為本發(fā)明最接近的現(xiàn)有技術(shù)。
使用包括多個(gè)彈簧的彈簧組要求現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)有較寬的下 梁，另外下梁設(shè)有沿長(zhǎng)度方向的中央增強(qiáng)肋，結(jié)果增加框架的重量。 另外，肋設(shè)在框架內(nèi)，在下梁與斜梁連接的區(qū)域，使框架在所述的區(qū) 域有附加的剛性并增加其金屬質(zhì)量。給盒形的梁及框架元件提供縱向 肋使制造工藝復(fù)雜化；另外，為便于制造工藝及減輕重量，該結(jié)構(gòu)在 框架梁中設(shè)有大量的孔，這些孔成為操作中進(jìn)一步的應(yīng)力集中器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過(guò)重分布應(yīng)力及減小操作中框架的危險(xiǎn)點(diǎn)處的
4應(yīng)力集中提供改進(jìn)的可靠性的鐵路車(chē)廂轉(zhuǎn)向架的側(cè)框架。 本發(fā)明的目的如下達(dá)到。
側(cè)框架的彈簧孔的下角部設(shè)計(jì)成從框架的垂直立柱到下水平梁的 臺(tái)階形橋，橋的頂表面是鑄造進(jìn)入框架的服務(wù)孔的凸緣中的連接板的 延伸，并過(guò)渡成楔形彈簧限制器，彈簧限制器的外表面跟隨從下梁側(cè) 壁到斜梁側(cè)壁的擠的形狀結(jié)構(gòu)。從下梁側(cè)壁到斜梁側(cè)壁的橋由兩個(gè)匯 合的徑向元件形成，橋的一個(gè)徑向元件有與所述的楔形彈簧凸臺(tái)的中 心重合的中心。另外，由夾頭導(dǎo)塊與斜梁形成的連接件的周邊有限定
在斜梁中的開(kāi)口的一個(gè)u形連接板。在高于框架的軸箱孔的區(qū)域中，
在上述水平梁和側(cè)框架的垂直側(cè)面之間的連接件與內(nèi)夾頭導(dǎo)塊的支承 凸耳的橫向支承面一致?？蚣艿拇怪眰?cè)面在框架的軸箱孔的區(qū)域中設(shè) 有支承凸耳，支承凸耳的外表面以與軸箱孔的水平支承面成一角度延 伸。
要求保護(hù)的本發(fā)明的概念包括鐵路車(chē)轉(zhuǎn)向架的側(cè)框架是一個(gè)鋼鑄 件，包括由垂直立柱連接的上、下水平梁，垂直立柱與上、下水平梁 一起形成一個(gè)彈簧孔，彈簧孔的下部有帶有彈簧安裝凸臺(tái)及彈簧位移 限制器的支承面、還有與下梁連接的斜梁及帶有內(nèi)外夾頭導(dǎo)塊的軸箱 孔的水平支承部分。由內(nèi)夾頭導(dǎo)塊和斜梁形成的連接處的周邊設(shè)有限
定斜梁中的開(kāi)口的u形連接板。彈簧孔的下角部是提供從框架的垂直
立柱到下水平梁過(guò)渡的臺(tái)階形橋，橋的頂表面用作鑄造進(jìn)框架的服務(wù) 孔的凸緣中的連接板的延伸，并過(guò)渡進(jìn)入楔形彈簧限制器，彈簧限制 器的外表面跟隨從下梁側(cè)壁到斜梁側(cè)壁的橋的形狀結(jié)構(gòu)，橋由連接的 徑向元件形成。優(yōu)選地，從所述的下梁的側(cè)壁到斜梁的側(cè)壁延伸的、 所述的橋的一個(gè)連接的徑向元件有與所述的楔形彈簧凸臺(tái)的中心重合 的中心。優(yōu)選地，在高于所述的框架的軸箱孔的區(qū)域中，在上水平梁
凸耳的橫向支承面重合。優(yōu)選地，在高于所述的框架的軸箱孔的區(qū)域 中，所述的框架的垂直側(cè)表面設(shè)有支承凸耳，所述的支承凸耳的外表 面以與所述的軸箱孔的水平支承面成一角度延伸。


從下面參照附圖的說(shuō)明可明白要求保護(hù)的發(fā)明的實(shí)質(zhì)，附圖中 圖1是鐵路車(chē)轉(zhuǎn)向架的側(cè)框架的總圖，包括沿縱向面剖切的剖面
圖2是側(cè)框架的頂視圖； 圖3是側(cè)框架的底視圖4是沿圖1的A-A線(xiàn)剖切的高于軸箱的區(qū)域的剖面圖； 圖5是側(cè)框架的不等角投影圖，包括剖面圖。
具體實(shí)施例方式
側(cè)框架分別包括上水平梁1及下水平梁2，上下水平梁l， 2由垂 直立柱3連接，垂直立柱3與水平梁1， 2—起限定彈簧孔31。框架 的下梁2過(guò)渡到框架的斜梁4，斜梁4的中部元件5與軸箱孔6的水 平支承部分ll連接。各軸箱孔6分別包括設(shè)有支承凸耳9的內(nèi)、外夾 頭導(dǎo)塊7和8，以及高于軸箱的區(qū)域IO。內(nèi)夾頭導(dǎo)塊7與斜梁4的中 部元件5連接，斜梁4與垂直立柱3類(lèi)似，有槽形橫截面形狀。由內(nèi) 夾頭導(dǎo)塊7和斜梁4形成的連接處的周邊設(shè)有U形的連接板14,連接 板14形成在斜梁4的中部元件5中的一個(gè)開(kāi)口。下梁2、上梁l和高 于軸箱的區(qū)域IO有箱形的橫截面。高于軸箱的區(qū)域10的橫截面朝外 夾頭導(dǎo)塊8減小高度及寬度?？蚣艿拇怪眰?cè)壁12和高于軸箱的區(qū)域 10設(shè)有支承凸耳13，支承凸塊13的外表面以角度a延伸到軸箱孔6 的水平支承面32。
上梁1的側(cè)壁15、下梁2的側(cè)壁16和斜梁4的側(cè)壁17平行于框 架的縱向面延伸。垂直立柱3的側(cè)壁18與斜梁的側(cè)壁17和上水平梁 1的側(cè)壁15限定框架的兩個(gè)公共的垂直側(cè)面19，垂直側(cè)面19設(shè)有服 務(wù)孔20，沿服務(wù)孔的周邊有內(nèi)凸緣21和外凸緣34。在高于軸箱的區(qū) 域10，上水平梁1和框架的側(cè)面19的連接線(xiàn)22與內(nèi)夾頭導(dǎo)塊7的支 承凸耳9的橫向支承面23同平面。
彈簧孔31的底部有放置轉(zhuǎn)向架的彈簧組的支承面24，所述的支 承面24設(shè)有鑄造的彈簧安裝凸合25和彈簧位移限制器86，包括用于楔形彈簧的凸臺(tái)28及限制器27。
彈簧孔31的下角部是提供框架的立柱3到一個(gè)下水平梁2的過(guò)渡 的一個(gè)臺(tái)階形橋33。橋33的頂表面29是鑄造進(jìn)設(shè)在框架的側(cè)表面19 中的服務(wù)孔的凸緣21中的連接板30的延伸。在臺(tái)階形橋33的邊緣， 橋33的頂表面29過(guò)渡到楔形彈簧限制器27。楔形彈簧限制器27的 外表面跟隨由連接的徑向元件Rl和R2形成的橋的形狀結(jié)構(gòu)，以提供 從下梁到斜梁的側(cè)壁17的過(guò)渡。徑向元件Rl有上楔形彈簧的凸臺(tái)28 的中心重合的中心。
使用要求保護(hù)的本發(fā)明產(chǎn)生的技術(shù)效果包括在下面開(kāi)發(fā)的鐵路車(chē) 轉(zhuǎn)的架側(cè)框架的結(jié)構(gòu)有改善的強(qiáng)度、使用壽命和性能特點(diǎn)，因?yàn)樵诓?作中應(yīng)力重分布及側(cè)框架的危險(xiǎn)區(qū)發(fā)生的應(yīng)力集中減小。
在與內(nèi)夾頭導(dǎo)塊的支承凸耳的橫向支承面重合的位置，在高于軸 箱的區(qū)域，上水平梁和框架的垂直側(cè)表面之間的連接件幫助在軸箱孔 的水平支承區(qū)域和斜梁的連接區(qū)建立的應(yīng)力重分布，結(jié)果，減輕了應(yīng) 力集中水平及改進(jìn)了在所述區(qū)域中框架的疲勞強(qiáng)度。
另外，在形成斜梁的開(kāi)口的、內(nèi)夾頭導(dǎo)塊及斜梁的連接區(qū)的U形 連接板幫助重分配及減小在軸箱孔的水平支承部分與斜梁之間的連接 區(qū)的應(yīng)力而沒(méi)有明顯增加框架的重量。
在高于框架的軸箱的區(qū)域，以與軸箱孔的水平支承表面成角度設(shè) 置的、在側(cè)框架的側(cè)壁上的支承凸耳的外表面擴(kuò)展了位于轉(zhuǎn)向架的軸 箱單元上的側(cè)框架的支承表面，并附加地穩(wěn)定在側(cè)框架的軸箱孔中輪 組的位置。
提供從垂直立柱到下水平梁的過(guò)渡的臺(tái)階形橋允許在彈簧孔的下 角部區(qū)中重分配存在的應(yīng)力及減小應(yīng)力集中水平。
用作結(jié)合進(jìn)入服務(wù)孔的凸緣的、連接板的延伸及所述的頂表面到 楔形彈簧限制器的過(guò)渡的、臺(tái)階形橋的頂表面也允許由下梁吸收的負(fù) 載轉(zhuǎn)送到斜梁。成兩個(gè)連接的徑向元件形式的、結(jié)合下梁的側(cè)壁進(jìn)入 到斜梁的側(cè)壁的橋便于這些支承框架元件的光滑連接而不引起應(yīng)力集 中在橋區(qū)。
7跟隨從下梁的側(cè)壁到斜梁的側(cè)壁的徑向橋的形狀結(jié)構(gòu)的、楔形彈 簧限制器的側(cè)分支的外表面允許楔形彈簧限制器的側(cè)分支用作在徑向 橋區(qū)的附加的增強(qiáng)元件。
一個(gè)與楔形彈簧凸臺(tái)中心重合的、從下梁的側(cè)壁到斜梁的側(cè)壁的
橋的徑向件的中心便于在離開(kāi)加力的中心點(diǎn)相等距離處，在楔形彈簧 作用下，在橋區(qū)產(chǎn)生的應(yīng)力均勻地重分布。
對(duì)于要求保護(hù)的鐵路車(chē)轉(zhuǎn)向架的側(cè)框架的結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 晚些時(shí)候已使用于制造試驗(yàn)試樣，現(xiàn)已進(jìn)入全面的試驗(yàn)。
權(quán)利要求
1. 一種鋼鑄件形式的鐵路車(chē)側(cè)框架，包括由垂直立柱連接的上、下水平梁，所述的立柱與上、下水平梁一起形成一個(gè)彈簧孔，所述的彈簧孔的下部有帶有彈簧安裝凸臺(tái)及彈簧位移限制器的支承面；還有與下梁連接的斜梁，及帶有內(nèi)、外夾頭導(dǎo)塊的軸箱孔的水平支承區(qū)，其中所述的彈簧孔的下角部是提供從框架的垂直立柱到下水平梁過(guò)渡的臺(tái)階形橋，所述的橋的上表面用作鑄造成框架的服務(wù)孔的凸緣的連接板的延伸，并結(jié)合進(jìn)入楔形彈簧限制器，彈簧限制器的外表面跟隨連接的徑向元件形成的橋的形狀結(jié)構(gòu)，以提供從下梁的側(cè)壁到斜梁的側(cè)壁的過(guò)渡。
2. 按照權(quán)利要求1所述的鐵路車(chē)側(cè)框架，其特征在于，從所述的下梁的側(cè)壁到斜梁的側(cè)壁延伸的、所述的橋的一個(gè)連接的徑向元件有與所述的楔形彈簧凸臺(tái)的中心重合的中心。
3. 按照權(quán)利要求1所述的鐵路車(chē)側(cè)框架，其特征在于，由所述的內(nèi)夾頭導(dǎo)塊和所述的斜梁形成的連接區(qū)的周邊設(shè)有限定在斜梁中的開(kāi)口的一個(gè)U形連接板。
4. 按照權(quán)利要求1所述的鐵路車(chē)側(cè)框架，其特征在于，在高于所述的框架的軸箱的區(qū)域中，在上水平梁和所述的框架的垂直側(cè)表面之間的連接件與所述的內(nèi)夾頭導(dǎo)塊的支承凸耳的橫向支承面重合。
5. 按照權(quán)利要求1所述的鐵路車(chē)側(cè)框架，其特征在于，在高于所述的框架的軸箱的區(qū)域中，所述的框架的垂直側(cè)表面設(shè)有支承凸耳，所述的支承凸耳的外表面與所述的軸箱孔的水平支承面成一角度延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及軌道運(yùn)輸，更具體地涉及軌道運(yùn)輸轉(zhuǎn)向架的側(cè)框架。彈簧孔的下角部提供在框架的垂直立柱和下梁之間的臺(tái)階形橋。橋的頂表面用作鑄造進(jìn)框架的服務(wù)孔的凸緣中的連接板的延伸，并逐漸過(guò)渡進(jìn)入楔形彈簧限制器。彈簧限制器的外表面與下梁的側(cè)壁到斜梁的側(cè)壁的過(guò)渡的形狀一致。借助相互配合的半徑，得到下梁的側(cè)壁到斜梁的過(guò)渡。另外，U形的連接板設(shè)成沿著內(nèi)夾頭導(dǎo)塊與斜梁的匹配的輪廓，并形成該處的開(kāi)口。在高于軸箱孔的區(qū)域中，在上水平梁和框架的垂直側(cè)表面之間的連接件與內(nèi)夾頭導(dǎo)塊的支承凸合的橫向支承面重合，框架的垂直側(cè)表面設(shè)有支承凸耳，支承凸耳設(shè)在高于軸箱的區(qū)域的所述的壁中，支承凸耳的外表面以與軸箱孔的水平支承面成一角度延伸。本發(fā)明可發(fā)展鐵路車(chē)換向架側(cè)框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯示改善的強(qiáng)度、使用壽命和工作特點(diǎn)，因?yàn)橹胤植紤?yīng)力及減小了在框架的危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力集中水平。
文檔編號(hào)B61F5/52GK101500876SQ200780026037
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2007年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月10日
發(fā)明者A·A·普拉諾夫, A·A·波利卡爾波夫, A·S·弗拉斯科, A·V·薩姆索諾夫, D·V·丹尼連科, G·E·霍穆托娃, I·N·葉列涅夫斯基, K·A·別洛烏索夫, N·A·馬雷赫, V·A·安德羅諾夫, V·F·舍爾勒科夫, V·P·葉菲莫夫, V·V·格利古爾科 申請(qǐng)人:"烏拉爾公司""研究產(chǎn)品公司"捷爾任斯基開(kāi)放股份公司