RU2686255C1 - Claw of railway coupler (versions) and method of its manufacturing - Google Patents
Claw of railway coupler (versions) and method of its manufacturing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686255C1 RU2686255C1 RU2017145594A RU2017145594A RU2686255C1 RU 2686255 C1 RU2686255 C1 RU 2686255C1 RU 2017145594 A RU2017145594 A RU 2017145594A RU 2017145594 A RU2017145594 A RU 2017145594A RU 2686255 C1 RU2686255 C1 RU 2686255C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- claw
- section
- hitch
- distance
- railway
- Prior art date
Links
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 title claims abstract description 98
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 40
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 239000012778 molding material Substances 0.000 claims description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 14
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 14
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 14
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003110 molding sand Substances 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- AXTGDCSMTYGJND-UHFFFAOYSA-N 1-dodecylazepan-2-one Chemical compound CCCCCCCCCCCCN1CCCCCC1=O AXTGDCSMTYGJND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
- B61G3/00—Couplings comprising mating parts of similar shape or form which can be coupled without the use of any additional element or elements
- B61G3/04—Couplings comprising mating parts of similar shape or form which can be coupled without the use of any additional element or elements with coupling head having a guard arm on one side and a knuckle with angularly-disposed nose and tail portions pivoted to the other side thereof, the nose of the knuckle being the coupling part, and means to lock the knuckle in coupling position, e.g. "A.A.R." or "Janney" type
- B61G3/06—Knuckle-locking devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
- B61G3/00—Couplings comprising mating parts of similar shape or form which can be coupled without the use of any additional element or elements
- B61G3/04—Couplings comprising mating parts of similar shape or form which can be coupled without the use of any additional element or elements with coupling head having a guard arm on one side and a knuckle with angularly-disposed nose and tail portions pivoted to the other side thereof, the nose of the knuckle being the coupling part, and means to lock the knuckle in coupling position, e.g. "A.A.R." or "Janney" type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Mechanical Operated Clutches (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области железнодорожной техники и имеет отношение к сцепным устройствам железнодорожных вагонов, в частности к конструкции когтя (кулака) сцепки и способу его изготовления.The invention relates to the field of railway technology and relates to coupling devices of railway cars, in particular to the design of the claw (fist) coupling and the method of its manufacture.
Уровень техникиThe level of technology
В системах сцепки железнодорожных вагонов в один состав в США используют сцепные устройства Американской Ассоциации железных дорог (AAR), например, сцепку Джаннея. Такие сцепки содержат корпус сцепки, содержащий хвостовик и головную часть сцепки, выполненную С-образной формы, с которой шарнирно соединен коготь (кулак) сцепки, являющийся сцепным элементом. При соединении железнодорожных вагонов смежные когти сцепок соседних вагонов поворачиваются относительно соответствующей головной части сцепки и взаимозацепляются друг с другом по принципу вертикального контакта, что позволяет системе сцепки переднего железнодорожного вагона тянуть задний железнодорожный вагон. В сцепленном состоянии рабочие поверхности смежным когтей сцепок соседних вагонов соприкасаются между собой по цилиндрической поверхности с вертикальной образующей. Коготь (кулак) сцепки является единой деталью и содержит носовую часть, хвостовую часть и соединяющий их переходный участок. Выполнение когтя со сплошной хвостовой частью значительно утяжеляет вес детали, в которой также могут образовываться внутренние пустоты, которые снижают продолжительность эксплуатации когтя сцепки. В связи с чем, коготь имеет внутреннюю полость для облегчения веса детали при сохранении прочности детали. В процессе эксплуатации хвостовая часть когтя сцепки подвергается воздействию высоких нагрузок, в частности, когда коготь сблокирован со смежным когтем сцепки соседнего железнодорожного вагона. Стандарты Американской Ассоциации железных дорог и технические требования указывают, что хвостовая часть когтя сцепки является критической областью и требует проверки после эксплуатации на наличие трещин, разрывов и/или других напряжений.In the United States railroad coupler systems, one in the USA uses coupling devices from the American Railways Association (AAR), for example, Jannay's coupler. Such couplings comprise a coupler body comprising a shank and a coupling head, made C-shaped, with which the hitch claw (fist), which is the coupling element, is pivotally connected. When rail cars are connected, adjacent hitch claws of adjacent cars turn relative to the corresponding hitch head and interlock with each other according to the principle of vertical contact, which allows the front rail car hitch system to pull the back rail car. In the linked state, the working surfaces of the adjacent claws of the hitch of neighboring cars are in contact with each other along a cylindrical surface with a vertical generatrix. The hitch claw (fist) is a single piece and contains the nose, the tail and the transition section connecting them. Performing a claw with a solid tail part significantly weights the weight of the part, in which internal voids can also form, which reduce the duration of operation of the hitch claw. In this connection, the claw has an internal cavity to facilitate the weight of the part while maintaining the strength of the part. During operation, the tail part of the hitch claw is subjected to high loads, in particular when the claw is blocked with the adjacent hitch claw of a nearby railway car. American Railways Association standards and technical requirements indicate that the hitch of the hitch claw is a critical area and requires testing after operation for cracks, tears and / or other stresses.
Из уровня техники известен коготь железнодорожной сцепки (US 5582307 А, опубл. 10.12.1996, МПК B61G 3/00, B61G 3/04, B61G 007/00, B22D 25/02, B22D 25/00), содержащий носовую часть с несущей поверхностью, хвостовую часть, участок втулки и переходный участок, соединяющий хвостовую часть и участок втулки. Участок втулки содержит проход в основном цилиндрического валика сцепки, имеющий продольную ось. Коготь железнодорожной сцепки имеет внутреннюю полость, образованную внутри хвостового участка и по меньшей мере переходного участка. В носовой части когтя железнодорожной сцепки выполнено отверстие для размещения сигнального флажка. Хвостовая часть выполнена с пологой стороны в области тяговых поверхностей, которые входят в контакт с головной частью корпуса сцепного устройства. Способ изготовления указанного когтя железнодорожной сцепки включает выполнение для каждого отдельного когтя верхней и нижней полуформ и трех литейных стержней для формирования отверстия для валика сцепки, отверстия для сигнального флажка и внутренней полости в переходном участке и хвостовой части. Верхняя и нижняя стенки переходного участка с внутренней полостью имеют параболическую форму, при этом сужаются (в горизонтальной проекции) к участку втулки.The prior art railway coupling claw (US 5582307 A, publ. 10.12.1996, IPC
Известен коготь железнодорожной сцепки (US 9533696 В2, опубл. 03.01.2017, МПК B61G 3/00, B61G 3/04, B61G 3/06, B61G 7/00, В22С 9/10, В22С 9/103, В22С 9/02, В22С 9/22), взятый за прототип, содержащий носовую часть, хвостовую часть, участок втулки и переходный участок, соединяющий хвостовую часть и участок втулки, причем участок втулки содержит проход в основном цилиндрического валика сцепки, имеющий продольную ось. Коготь железнодорожной сцепки выполнен с внутренней полостью для облегчения веса детали и сообщается с отверстием для валика сцепки и отверстием для сигнального флажка. Стенки переходного участка с внутренней полостью выполнены неоднородными и сужающимися к участку втулки. Хвостовая часть выполнена с тяговой поверхностью плавной формы. Для изготовления указанного когтя используют соединяющиеся между собой литейные стрежни, которые формируют внутреннюю полость когтя, отверстия для валика сцепки и для сигнального флажка.The claw of the railway hitch is known (US 9533696 B2, publ. 03/01/2017, IPC
Известен способ изготовления когтя железнодорожной сцепки (RU 2531989 С1, опубл. 27.10.2014, МПК B61G 03/06). Когти сцепки железнодорожных вагонов могут быть образованы из металла и могут быть изготовлены при помощи операции литья как единая конструкция. Операция литья типично предусматривает использование верхней полуформы, образованной из формовочного песка, и нижней полуформы, также образованной из формовочного песка. Литейные стержни из упрочненного смолой или упрочненного иным образом песка помещают в нижнюю полуформу ранее закрывания формы в сборе, после чего устанавливают сверху от нижней полуформы верхнюю полуформу. Шарнирное отверстие для валика сцепки и внутреннюю полость образуют за счет литейных стержней. При этом литейные стержни могут представлять собой единую конструкцию или могут соединяться друг с другом.A known method of manufacturing a claw rail coupling (RU 2531989 C1, publ. 10/27/2014, IPC B61G 03/06). The hitch claws of railway cars can be formed from metal and can be made using the casting operation as a single design. The casting operation typically involves using an upper mold half formed from molding sand and a lower mold half also formed from molding sand. Casting rods of resin-hardened or otherwise reinforced sand are placed in the bottom half-form before closing the mold assembly, and then set the top half-form on top of the bottom half-form. The hinge hole for the hitch roller and the internal cavity are formed by casting cores. While the foundry rods can be a single structure or can be connected to each other.
Технической проблемой, присущей указанным решениям, является:The technical problem inherent in these solutions is:
- неоднородность толщин стенок переходного участка с внутренней полостью в области участка втулки, что осложняет процессы ее изготовления и контроля качества;- heterogeneity of the thickness of the walls of the transition section with an internal cavity in the region of the sleeve section, which complicates the processes of its manufacture and quality control;
- большая вероятность образования термических узлов и соответствующих дефектов усадочного характера в уширенных по отношению к соседним областям стенках переходного участка когтя в зоне внутренней полости при изготовлении когтя литьем;- a high probability of the formation of thermal units and the corresponding shrinkage defects in the walls of the transition section of the claw widening in relation to the neighboring areas in the zone of the internal cavity during the manufacture of the claw by casting;
- изнашивание и уменьшение толщины стенки хвостовой части в области тяговых поверхностей по мере эксплуатации;- wear and reduction of the wall thickness of the tail section in the area of traction surfaces as they are used;
- снижение прочности литой детали в хвостовой части;- reduction of the strength of the molded part in the tail section;
- усложненная конструкция когтя, при использовании большого количества литейных стержней или соединенных между собой, что также усложняет способ изготовления когтя железнодорожной сцепки за счет сложности процесса формовки литейных стержней;- complicated claw design, when using a large number of casting cores or interconnected, which also complicates the method of manufacturing a railway hitch claw due to the complexity of the process of forming casting cores;
- сложность в изготовлении литейных стержней;- the difficulty in the manufacture of foundry cores;
- вероятность возникновения обвалов и засоров при использовании соединенных литейных стержней для валика сцепки и для сигнального флажка с образованием малых отверстий сопряжения отверстий для валика сцепки и для сигнального флажка.- the likelihood of collapses and blockages when using the connected casting cores for the hitch roller and for the signal flag with the formation of small holes for connecting the holes for the hitch roller and for the signal flag.
Техническим результатом заявляемой группы изобретений является оптимизация и повышение надежности конструкции когтя железнодорожной сцепки и упрощение технологичности способа его изготовления.The technical result of the claimed group of inventions is to optimize and increase the reliability of the design of the claw of the railway hitch and to simplify the manufacturability of the method of its manufacture.
Раскрытие изобретенияDISCLOSURE OF INVENTION
Указанный технический результат достигается тем, что в когте железнодорожной сцепки, содержащем носовую часть, участок втулки, хвостовую часть и соединяющий их переходный участок, отверстие для сигнального флажка в носовой части, отверстие для валика сцепки в участке втулки, соединенное с внутренней полостью, выполненной в переходном участке и хвостовой части, согласно настоящему изобретению, стенки указанного переходного участка выполнены равномерной (постоянной) толщины и выдержаны на всем протяжении переходного участка в диапазоне размеров от 23 до 31 мм, предпочтительным является диапазон от 25 до 30,5 мм. Противоположные стенки переходного участка могут быть выполнены различной толщины.This technical result is achieved by the fact that in the claw of the railway hitch containing the nose part, the hub section, the tail section and the transition section connecting them, the hole for the signal flag in the nose section, the hole for the hitch roller in the hub section connected to the internal cavity the transition section and the tail section according to the present invention, the walls of said transition section are made uniform (constant) thickness and maintained throughout the transition section in the range sizes from 23 to 31 mm; a preferred range is from 25 to 30.5 mm. Opposite walls of the transition section can be made of different thickness.
Совместно с первым вариантом выполнения или отдельно от него, указанный технический результат достигается тем, что в когте железнодорожной сцепки, содержащем носовую часть, участок втулки, хвостовую часть и соединяющий их переходный участок, отверстие для сигнального флажка в носовой части, отверстие для валика сцепки в участке втулки, соединенное с внутренней полостью, выполненной в переходном участке и хвостовой части, согласно настоящему изобретению, хвостовая часть в зоне тяговых поверхностей выполнена с площадкой с верхней стороны, при этом толщина стенок хвостовой части в области площадки выполнена неравномерной в диапазоне размеров от 12 до 32 мм, при этом предпочтительным является диапазон от 15 до 30 мм. Неравномерность толщины стенок может составлять до 50% от толщины стенки соседнего участка, а длина «L» площадки с верхней стороны хвостовой части может быть выполнена в диапазоне размеров от 27 до 33 мм, при этом предпочтительным является диапазон от 30 до 31 мм.Together with the first embodiment, or separately from it, this technical result is achieved in that in the claw of the railway hitch comprising the nose part, the hub section, the tail part and the transition section connecting them, the hole for the signal flag at the nose part, the hole for the hitch roller in the sleeve section connected to the internal cavity made in the transition section and the tail section according to the present invention; the tail section in the area of the traction surfaces is made with a platform on the upper sides , The wall thickness of the tail part in the pad is formed in uneven size range of 12 to 32 mm, with the preferred range is from 15 to 30 mm. The unevenness of the wall thickness can be up to 50% of the wall thickness of the adjacent section, and the length “L” of the site from the upper side of the tail can be made in the size range from 27 to 33 mm, while the preferred range is from 30 to 31 mm.
Кроме того, совместно или отдельно от первых двух вариантов, указанный технический результат достигается тем, что в когте железнодорожной сцепки, содержащем носовую часть с рабочей поверхностью, участок втулки, хвостовую часть и соединяющий их переходный участок, отверстие для сигнального флажка в носовой части, отверстие для валика сцепки в участке втулки, соединенное с внутренней полостью, выполненной в переходном участке и хвостовой части, согласно настоящему изобретению, рабочая поверхность в носовой части выполнена ровной или со скосом. При этом рабочая поверхность в носовой части может быть выполнена со скосом с нижней стороны и/или верхней стороны.In addition, jointly or separately from the first two options, this technical result is achieved by the fact that in the claw of the railway hitch comprising the nose part with the working surface, the hub section, the tail section and the transition section connecting them, the hole for the signal flag in the nose section, the hole for the hitch roller in the sleeve section, connected to the internal cavity made in the transition section and the tail section according to the present invention, the working surface in the nose section is made flat or with osom. In this case, the working surface in the nose part can be made with a bevel from the lower side and / or the upper side.
Совместно с первыми тремя вариантами выполнения когтя железнодорожной сцепки или отдельно от них, указанный технический результат достигается тем, что в когте железнодорожной сцепки, содержащем носовую часть, участок втулки, хвостовую часть и соединяющий их переходный участок, отверстие для сигнального флажка в носовой части, отверстие для валика сцепки в участке втулки, соединенное с внутренней полостью, выполненной в переходном участке и хвостовой части, согласно настоящему изобретению, отверстие для сигнального флажка и отверстие для валика сцепки выполнены отдельно друг от друга, при этом оси отверстий расположены параллельно друг другу и на расстоянии друг от друга. Оси отверстий для сигнального флажка и для валика сцепки могут быть расположены на расстоянии «L1» в поперечной плоскости когтя железнодорожной сцепки в диапазоне размеров от 90 до 95 мм, предпочтительным является диапазон от 90 до 92 мм, и на расстоянии «L2» в продольной плоскости когтя железнодорожной сцепки, в диапазоне размеров от 47 до 53 мм, предпочтительным является диапазон от 48 до 50 мм.In conjunction with or separately from the first three variants of the railway hitch claw, this technical result is achieved by the fact that in the claw of the railway hitch containing the nose part, hub section, tail section and the connecting section connecting them, the hole for the signal flag in the nose part, the hole for the hitch roller in the sleeve section, connected to the internal cavity made in the transition section and the tail section according to the present invention, a hole for the signal flag and an opening d For the hitch roller, they are made separately from each other, with the axes of the holes being parallel to each other and at a distance from each other. The axes of the holes for the signal flag and for the hitch roller may be located at a distance “L1” in the transverse plane of the railway hitch claw in a size range from 90 to 95 mm, preferably between 90 and 92 mm, and at a distance “L2” in the longitudinal plane rail hitch claws, ranging in size from 47 to 53 mm, preferably from 48 to 50 mm.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления когтя железнодорожной сцепки, включающем в себя выполнение верхней и нижней полуформ и литейных стержней из формовочного материала, установку литейных стержней между полуформами, с последующим соединением верхней и нижней полуформ между собой, заполнение соединенных полуформ с установленными внутри литейными стержнями металлом, согласно настоящему изобретению, для формирования отверстия для сигнального флажка и отверстия для валика сцепки, соединенного с внутренней полостью, отдельно друг от друга используется два литейных стержня, которые устанавливают между полуформами на расстоянии друг от друга. Литейные стержни могут быть установлены на расстоянии «l» друг от друга, измеренном по кратчайшему расстоянию от поверхности одного стержня до поверхности другого стержня, в диапазоне размеров от 7 до 15 мм, предпочтительным является диапазон от 9 до 10 мм. Полуформы и литейные стержни выполнены из песчано-глинистых, песчано-смоляных, песчано-жидкостекольных или холоднотвердеющих смесей. Полуформы и литейные стержни выполнены методом вакуумно-пленочной формовки. Полуформы и литейные стержни могут быть выполнены при помощи модельно-стержневой оснастки.This technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing the claw of the railway hitch, including the execution of the upper and lower half-molds and casting cores from the molding material, the installation of the casting cores between the half-molds, followed by connecting the upper and lower half-shapes among themselves, filling the connected half-shapes with the installed inside the metal cores, according to the present invention, for forming a hole for a signal flag and a hole for a hitch roller connected to morning cavity separately from each other using two cores, which are placed between the mold parts at a distance from each other. Casting rods can be installed at a distance "l" from each other, measured by the shortest distance from the surface of one rod to the surface of another rod, in the size range from 7 to 15 mm, preferably from 9 to 10 mm. Semiforms and cores are made of sandy-clay, sand-resin, sand-liquid or cold-hardening mixtures. Half-molds and casting cores are made by vacuum-film forming. Half-molds and casting cores can be made using model-core tooling.
Кратное описание чертежейBrief description of drawings
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами: фиг. 1 - коготь железнодорожной сцепки (вид сверху), фиг. 2 - коготь железнодорожной сцепки (вид сбоку), фиг. 3 - разрез А-А фиг. 2, фиг. 4 - разрез Б-Б фиг. 1, фиг. 5 - литейные стержни для формирования отверстия для сигнального флажка и отверстия для валика сцепки с внутренней полостью.The essence of the invention is illustrated by drawings: FIG. 1 - rail hitch claw (top view), FIG. 2 — rail hitch claw (side view), FIG. 3 - section A-A of FIG. 2, FIG. 4 - section bb FIG. 1, fig. 5 - casting rods for forming a hole for the signal flag and a hole for the hitch roller with an internal cavity.
Коготь железнодорожной сцепки, представленный на фигурах, содержит носовую часть 1, хвостовую часть 2, участок втулки 3, переходный участок 4, соединяющий хвостовую часть 2 и участок втулки 3, отверстие для сигнального флажка 5 в носовой части 1, отверстие для валика сцепки 6 в участке втулки 3, соединенное с внутренней полостью 7 (на фиг. 1 и 2 не показано), выполненной в переходном участке 4 и хвостовой части 2. Носовая часть имеет рабочую (несущую) поверхность 1.1, кроме того носовая часть может быть выполнена со скосом 1.2 на рабочей (несущей) поверхности 1.1. Отверстие для сигнального флажка 5 и отверстие для валика сцепки 6 расположены на расстоянии друг от друга, при этом оси отверстий для сигнального флажка 5 и для валика сцепки 6 могут быть расположены на расстоянии «L1» в поперечной плоскости когтя железнодорожной сцепки в диапазоне размеров от 90 до 95 мм, и на расстоянии «L2» в продольной плоскости когтя железнодорожной сцепки, в диапазоне размеров от 47 до 53 мм.The rail hitch claw shown in the figures comprises the
На фиг. 3 представлен вариант выполнения когтя железнодорожной сцепки, в котором стенки 4.1 в переходном участке 4 выполнены равномерной (постоянной) толщины «w» и выдержаны на всем протяжении переходного участка в диапазоне размеров от 23 и до 31 мм. При этом значения толщины «w» противоположных стенок 4.1 может быть разным, но при этом одинаковым на всем протяжении одной стенки 4.1.FIG. Figure 3 shows an embodiment of a railway hitch claw in which the walls 4.1 in the
На фиг. 4 представлен вариант выполнения когтя железнодорожной сцепки, в котором хвостовая часть 2 в зоне тяговых поверхностей выполнена с площадкой 8 с верхней стороны (на фиг.4 верхняя сторона когтя находится с правой стороны) длиной «L» в диапазоне размеров от 27 до 33 мм. Кроме того, стенка 2.1 хвостовой части 2, в том числе и в месте сопряжения хвостовой части 2 и переходного участка 4, выполнена неравномерной толщины «wl» с переменным значением в диапазоне размеров от 12 до 32 мм, при этом неравномерность толщины может составлять до 50%.FIG. 4 shows an embodiment of the rail hitch claw in which the
На фиг. 5 представлены литейный стержень 5.1 для формирования отверстия для сигнального флажка и литейный стержень 6.1 для формирования отверстия для валика, соединенный с литейным стержнем 7.1 для формирования внутренней полости в переходном участке 4 и хвостовой части 2, которые в представленном варианте расположены в конфигурации при установке в нижнюю и верхнюю полуформы (не показаны на чертежах). Стержень 5.1 устанавливается в форму (полуформы) отдельно от стержней 6.1 и 7.1 на расстоянии «l», чтобы исключить сообщение между отверстиями для сигнального флажка 5 и для валика сцепки 6 когтя железнодорожной сцепки.FIG. 5 shows a casting rod 5.1 for forming a hole for a signal flag and a casting rod 6.1 for forming a hole for a roller, connected to a casting rod 7.1 for forming an internal cavity in the
Описание изобретенияDescription of the invention
Коготь железнодорожной сцепки, выполненный с равномерной (постоянной) по всей длине толщиной стенок в переходном участке (в зоне внутренней полости), обеспечивает оптимизацию и повышение надежности конструкции когтя, а также упрощение технологичности способа изготовления за счет исключения в процессе изготовления детали необходимости компенсации усадки металла в стенках переходного участка когтя. При заливке металла в форму для отливки металл равномерно распределяется внутри, что обеспечивает одинаковое время затвердевания отлитых стенок, что приводит к существенному снижению риска образования дефектов и термических узлов, тем самым повышая надежность когтя железнодорожной сцепки. Толщина стенок в переходном участке (в зоне внутренней полости) выполнена равномерной и выдержана на всей протяженности переходного участка в диапазоне значений от 23 до 31 мм, при этом минимальное значение обусловлено сохранением прочностных характеристик когтя, а максимальное - характеризуется критическим значением, при котором прочность конструкции повышается незначительно, а металлоемкость начинает значительно расти. Кроме того, значения толщины противоположных стенок могут быть различными, но при этом одинаковым на протяжении одной стенки переходного участка, что приводит к равномерной усадке и затвердеванию отлитых стенок. Проведенные расчеты показали, что наилучшие результаты достигаются при выполнении толщины стенок в переходном участке равномерной и в диапазоне размеров от 25 до 30,5 мм.The rail hitch claw, made with a uniform (constant) along the entire length of the wall thickness in the transition section (in the zone of the internal cavity), provides optimization and improvement of the claw design reliability, as well as simplifying the manufacturability of the manufacturing method by eliminating the need to compensate for metal shrinkage during the manufacturing process. in the walls of the transition section of the claw. When metal is poured into the casting mold, the metal is evenly distributed inside, which ensures the same solidification time of the cast walls, which leads to a significant reduction in the risk of formation of defects and thermal assemblies, thereby increasing the reliability of the railway hitch claw. The wall thickness in the transition section (in the zone of the internal cavity) is uniform and maintained over the entire length of the transition section in the range of values from 23 to 31 mm, while the minimum value is due to the preservation of the strength characteristics of the claw, and the maximum is characterized by a critical value at which the strength of the structure increases slightly, and the metal intensity begins to grow significantly. In addition, the values of the thickness of the opposite walls can be different, but they are the same throughout one wall of the transition section, which leads to uniform shrinkage and hardening of the cast walls. The calculations showed that the best results are achieved when the wall thickness in the transition section is uniform and in the size range from 25 to 30.5 mm.
Выполнение площадки с верхней стороны хвостовой части когтя железнодорожной сцепки длиной «L» обеспечивает оптимизацию и повышение надежности конструкции за счет снижения изгиба при приложении нагрузки в месте контакта с головной частью сцепного устройства в процессе эксплуатации сцепного устройства за счет равномерного распределения нагрузки по всей поверхности площадки хвостовой части. Диапазон значений длины «L» площадки от 27 до 33 мм обусловлен сохранением прочностных характеристик когтя при возникновении тяговых нагрузок при движении вагонов по железнодорожным рельсам, а также возможностью выполнения площадки с верхней стороны в хвостовой части когтя, так как хвостовая часть в рабочем состоянии расположена внутри головной части сцепного устройства С-образной формы, при этом предпочтительным является диапазон значений от 30 до 31 мм.Execution of the platform from the upper side of the tail section of the railway hitch claw “L” length ensures optimization and increased structural reliability by reducing bending when a load is applied at the site of contact with the coupling head during the operation of the coupling device by uniformly distributing the load over the entire surface of the tail section parts. The range of lengths “L” of the site from 27 to 33 mm is due to the preservation of the strength characteristics of the claw when traction loads occur when the cars move on rails, as well as the possibility of performing the platform from the upper side in the tail part of the claw, since the tail part is in working condition The head of the C-shaped hitch, with a preferred range of values from 30 to 31 mm.
Коготь железнодорожной сцепки, выполненный в хвостовой части с неравномерной толщиной стенок «wl», обеспечивает повышение сопротивления растягивающим напряжением тянущей поверхности в хвостовой части в области тяговых поверхностей, повышение износоустойчивости стенки хвостовой части за счет увеличения толщины стенки в области тяговой поверхности в зоне наибольшего напряжения, возникающего в процессе эксплуатации, что позволяет оптимизировать и повысить надежность конструкции когтя железнодорожной сцепки. Неравномерность толщины стенки может составлять до 50% от толщины стенки соседнего участка. Минимальное значение толщины стенки «wl» в области тяговой поверхности, равное 12 мм, выбрано из условия обеспечения уменьшения металлоемкости при сохранении прочностных характеристик когтя в зоне сопряжения переходного участка в хвостовую часть, другими словами, непосредственно в области перед тяговыми поверхностями когтя железнодорожной сцепки. Максимальное значение толщины стенки «wl» хвостовой части в области тяговых поверхностей, равное 32 мм, обусловлено выполнением площадки с верхней стороны хвостовой части когтя железнодорожной сцепки. Однако при выполнении толщины стенки хвостовой части в области тяговых поверхностей предпочтительным является диапазон от 15 до 30 мм.The rail hitch claw, made in the tail section with an uneven wall thickness “wl”, provides an increase in resistance by tensile stress of the pulling surface in the tail section in the area of the traction surfaces, increasing the wear resistance of the wall of the tail section by increasing the wall thickness in the area of the traction surface in the area of greatest stress, arising during operation, which allows to optimize and improve the reliability of the design of the claw of the railway hitch. Uneven wall thickness can be up to 50% of the wall thickness of the adjacent section. The minimum wall thickness “wl” in the area of the traction surface, equal to 12 mm, was chosen from the condition of reducing the metal intensity while maintaining the strength characteristics of the claw in the junction zone of the transition section to the tail section, in other words, directly in the area in front of the traction surfaces of the railway hitch claw. The maximum value of the wall thickness “wl” of the tail section in the area of the traction surfaces, equal to 32 mm, is due to the execution of the platform from the upper side of the tail section of the railway hitch claw. However, when performing the wall thickness of the tail section in the area of traction surfaces, it is preferable to range from 15 to 30 mm.
Такое выполнение когтя железнодорожной сцепки с неравномерной толщиной стенок и площадкой в хвостовой части когтя обеспечивает упрощение технологичности способа изготовления когтя за счет упрощения формы литейных стержней и полуформ, выполненных с ровными стенками и повышения направленности затвердевания при изготовлении литьем для обеспечения удовлетворительной сплошности.This embodiment of the railway hitch claw with an uneven wall thickness and a platform in the tail section of the claw simplifies the manufacturability of the method of manufacturing the claw by simplifying the shape of the casting cores and half-molds, made with smooth walls and increasing the direction of solidification in the manufacture of casting to ensure satisfactory continuity.
Выполнение когтя железнодорожной сцепки с ровной и гладкой рабочей (несущей) поверхностью обеспечивает оптимизацию и повышение надежности конструкции когтя за счет равномерного распределения нагрузки на носовой части когтя при зацеплении с вторым когтем при соединении сцепных устройств соседних вагонов. Наличие скоса с нижней стороны рабочей (несущей) поверхности носовой части и/или с верхней стороны обеспечивает перевод действующих нагрузок из поперечных в продольные составляющие, что позволяет увеличить площадь распределения напряжений и снизить нагрузку, действующую непосредственно на рабочую (несущую) поверхность.The implementation of the claw of the railway hitch with a flat and smooth working (bearing) surface ensures the optimization and increase of the reliability of the claw design due to uniform distribution of the load on the forward part of the claw when engaged with the second claw when connecting the coupling devices of neighboring cars. The presence of a bevel on the underside of the working (bearing) surface of the nose and / or on the upper side ensures the transfer of the active loads from transverse to longitudinal components, which allows to increase the stress distribution area and reduce the load acting directly on the working (bearing) surface.
Формирование отверстия для сигнального флажка отдельно, то есть на расстоянии от отверстия для валика сцепки, соединенного с внутренней полостью, при этом так, чтобы оси отверстий были расположены параллельно, обеспечивает оптимизацию и повышение надежности когтя за счет отсутствия дополнительных внутренних отверстий между конструктивно необходимыми отверстиями, а также за счет снижения риска возникновения размыва стержней и появления засоров в теле отливки, которые могут образоваться при отливе детали и кроме того обеспечивает повышение технологичности способа его изготовления за счет упрощения конструкции литейных стержней и когтя в целом, а, следовательно, и упрощения изготовления и конструкции стержневых ящиков, в которых формируют литейные стержни. Оси отверстий для сигнального флажка и для валика сцепки расположены на расстоянии «L1» в поперечной плоскости когтя железнодорожной сцепки в диапазоне размеров от 90 до 95 мм, и на расстоянии «L2» в продольной плоскости когтя железнодорожной сцепки в диапазоне размеров от 47 до 53 мм. Указанный диапазон значений обусловлен образованием стенки между отверстиями для сигнального флажка и для валика сцепки, что обеспечивает снижение риска образования дефектов и термических узлов при заливке металла в форму для отливки за счет равномерного распределения металла внутри формы и одинакового времени затвердевания отлитой стенки в целом, что приводит к оптимизации и повышению надежности конструкции когтя железнодорожной сцепки. При этом для расстояний между осями отверстий для сигнального флажка и для валика сцепки предпочтительными являются диапазоны в поперечной плоскости когтя «L1» - от 90 до 92 мм и в продольной плоскости когтя «L2» - от 48 до 50 мм.Forming a hole for the signal flag separately, that is, at a distance from the hole for the hitch roller connected to the internal cavity, while so that the axes of the holes are parallel, ensures optimization and increasing the reliability of the claw due to the absence of additional internal holes between the structurally necessary holes, as well as by reducing the risk of erosion of the rods and the appearance of blockages in the body of the casting, which can be formed during the casting of the part and in addition provides the technological efficiency of the method of its manufacture is achieved by simplifying the design of the casting cores and the claw as a whole, and, consequently, simplifying the manufacture and construction of core boxes in which the casting cores are formed. The axes of the holes for the signal flag and for the hitch roller are located at a distance “L1” in the transverse plane of the claw of the railway hitch in the range of sizes from 90 to 95 mm, and at a distance of “L2” in the longitudinal plane of the claw of the railway hitch in the range of sizes from 47 to 53 mm . The specified range of values is due to the formation of a wall between the holes for the signal flag and for the hitch roller, which reduces the risk of formation of defects and thermal assemblies when the metal is poured into the casting mold due to the uniform distribution of the metal inside the mold and the same solidification time of the cast wall as a whole, which leads to optimize and improve the reliability of the railway hitch claw design. Moreover, for the distances between the axes of the holes for the signal flag and for the coupling roller, ranges in the transverse plane of the claw “L1” are preferable - from 90 to 92 mm and in the longitudinal plane of the claw “L2” - from 48 to 50 mm.
Способ изготовления когтя железнодорожной сцепки включает в себя выполнение с помощью модельно-стрежневой оснастки верхней и нижней полуформ и литейных стержней из формовочного материала, установку литейных стержней на нижнюю полуформу с последующей установкой верхней полуформы сверху, заполнение соединенных полуформ с установленными внутри литейными стержнями расплавленным металлом. Повышение технологичности способа изготовления когтя заключается в том, что для формирования используется два литейных стержня, при этом литейный стержень для формирования отверстия для сигнального флажка и литейный стержень для формирования отверстия для валика сцепки с внутренней полостью выполнены отдельно друг от друга и не соединяются при установке стержней в полуформы, так как устанавливаются на расстоянии «l» друг от друга, измеренном по кратчайшему расстоянию от поверхности одного стержня до поверхности другого стержня в диапазоне размеров от 7 до 15 мм, что обеспечивает выполнение дополнительной стенки между стержнями и исключает возможность образования дефектов или термических узлов за счет равномерного распределения при заливке металла в форму и одинакового времени затвердевания металла в форме. Это обеспечивает отсутствие сообщения (соединения) отверстий в отлитой детали, что влияет на процесс заливки металла в полуформу, в отличие от ближайших аналогов, где литейные стержни соединяются друг с другом и/или должны быть выполнены единым элементом. Кроме того, выполнение литейных стержней отдельно друг от друга обеспечивают упрощение изготовления и формы модельно-стержневой оснастки для их изготовления, что также является упрощением технологичности способа изготовления когтя в целом. При изготовлении когтя при расположении стержней на расстоянии «l» друг от друга, измеренном по кратчайшему расстоянию от поверхности одного стержня до поверхности другого стержня, предпочтительным является диапазон от 9 до 10 мм.A method of manufacturing a railway hitch claw includes using upper and lower half-molds and casting rods of molding material, installing casting rods on the lower half-form, followed by installing the upper half-form from the top, filling the connected half-molds with molten metal installed inside the casting rods. Improving the manufacturability of the method of manufacturing a claw lies in the fact that two cores are used for forming, and the core for forming the signal box and the core for forming the hole for the hitch roller with the internal cavity are made separately from each other and are not connected when the rods are installed into half-molds, since they are set at a distance "l" from each other, measured by the shortest distance from the surface of one rod to the surface of another rod in azone size from 7 to 15 mm, which provides the additional wall between the rods and eliminates the possibility of thermal defects or knots due to uniform distribution of the metal poured into the mold and solidification time of the same metal in the mold. This ensures the absence of communication (connection) of the holes in the cast part, which affects the process of pouring metal into the half-form, unlike the closest analogues, where the casting rods are connected to each other and / or must be made as a single element. In addition, the implementation of the casting rods separately from each other provide a simplified manufacture and shape of the model-rod tooling for their manufacture, which also simplifies the manufacturability of the method of manufacturing the claw as a whole. When making a claw when the rods are located at a distance "l" from each other, measured by the shortest distance from the surface of one rod to the surface of the other rod, it is preferable to range from 9 to 10 mm.
В качестве формовочного материала могут быть использованы: песчано-глинистые, песчано-смоляные, песчано-жидкостекольные или холоднотвердеющие смеси. А также полуформы и литейные стержни могут быть выполнены методом вакуумно-пленочной формовки, который также упрощается за счет выполнения стержней отдельными элементами, что обеспечивает упрощение технологичности способа изготовления когтя в целом.The following can be used as a molding material: sandy-clay, sand-resin, sand-liquid-glass or cold-hardening mixtures. As well as molds and casting rods can be made by vacuum-film forming, which is also simplified by making the rods separate elements, which simplifies the manufacturability of the method of manufacturing the claw as a whole.
Таким образом, заявляемое изобретение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет оптимизировать и повысить надежность конструкции когтя железнодорожной сцепки и повысить технологичность способа изготовления.Thus, the claimed invention with its entire set of essential features allows you to optimize and improve the reliability of the design of the claw of the railway hitch and improve the manufacturability of the method of manufacture.
Claims (17)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017145594A RU2686255C1 (en) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | Claw of railway coupler (versions) and method of its manufacturing |
PCT/EP2018/085866 WO2019129577A1 (en) | 2017-12-25 | 2018-12-19 | Railway coupler knuckle and a method of its manufacture |
EA201892727A EA201892727A3 (en) | 2017-12-25 | 2018-12-21 | TALON OF RAILWAY HITCH (OPTIONS) AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017145594A RU2686255C1 (en) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | Claw of railway coupler (versions) and method of its manufacturing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2686255C1 true RU2686255C1 (en) | 2019-04-24 |
Family
ID=65003368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017145594A RU2686255C1 (en) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | Claw of railway coupler (versions) and method of its manufacturing |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA201892727A3 (en) |
RU (1) | RU2686255C1 (en) |
WO (1) | WO2019129577A1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4605133A (en) * | 1983-09-22 | 1986-08-12 | Amsted Industries Incorporated | Coupler knuckle |
US4640422A (en) * | 1985-02-06 | 1987-02-03 | Mcconway & Torley Corporation | Knuckle structure to prevent knuckle pin failure in a railway coupler |
US5582307A (en) * | 1995-05-08 | 1996-12-10 | Amsted Industries Incorporated | Railway car coupler knuckle |
WO2009142748A1 (en) * | 2008-05-23 | 2009-11-26 | Bedloe Industries Llc | Railway coupler core structure for increased strength and fatigue life of resulting knuckle |
RU2531989C1 (en) * | 2010-08-13 | 2014-10-27 | Амстед Рэйл Компани, Инк. | Coupler knuckle with inner bearing surface |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6129227A (en) * | 1996-04-22 | 2000-10-10 | National Casting Incorporated | Lightweight knuckle for a railroad car coupler |
US8695818B2 (en) | 2011-05-20 | 2014-04-15 | Bedloe Industries Llc | Railcar coupler knuckle cores and knuckles produced by said cores |
-
2017
- 2017-12-25 RU RU2017145594A patent/RU2686255C1/en active
-
2018
- 2018-12-19 WO PCT/EP2018/085866 patent/WO2019129577A1/en active Application Filing
- 2018-12-21 EA EA201892727A patent/EA201892727A3/en unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4605133A (en) * | 1983-09-22 | 1986-08-12 | Amsted Industries Incorporated | Coupler knuckle |
US4640422A (en) * | 1985-02-06 | 1987-02-03 | Mcconway & Torley Corporation | Knuckle structure to prevent knuckle pin failure in a railway coupler |
US5582307A (en) * | 1995-05-08 | 1996-12-10 | Amsted Industries Incorporated | Railway car coupler knuckle |
WO2009142748A1 (en) * | 2008-05-23 | 2009-11-26 | Bedloe Industries Llc | Railway coupler core structure for increased strength and fatigue life of resulting knuckle |
RU2531989C1 (en) * | 2010-08-13 | 2014-10-27 | Амстед Рэйл Компани, Инк. | Coupler knuckle with inner bearing surface |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019129577A1 (en) | 2019-07-04 |
EA201892727A3 (en) | 2019-08-30 |
EA201892727A2 (en) | 2019-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8714378B2 (en) | Coupler knuckle system and method | |
US8196762B2 (en) | Knuckle formed without a finger core | |
CA2725123C (en) | Knuckle formed from pivot pin and kidney core and isolated finger core | |
CA2573306C (en) | Railway car coupler knuckle having improved bearing surface | |
US20070125510A1 (en) | Method and system for manufacturing a coupler knuckle | |
US9308578B2 (en) | Subsurface chills to improve railcar knuckle formation | |
US8607998B2 (en) | Railway car yoke | |
CN107042287B (en) | A kind of casting method of steam turbine high pressure main air valve casting | |
RU2686255C1 (en) | Claw of railway coupler (versions) and method of its manufacturing | |
AU2011363557B2 (en) | Railway car yoke | |
US9486856B2 (en) | System and method for manufacturing railcar yokes | |
CN209830199U (en) | Heavy-duty locomotive coupler body casting mould |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TC4A | Change in inventorship |
Effective date: 20190924 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |