专利名称：轻型抗疲劳轨道车的转向架侧架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进型的轨道车转向架，尤其是涉及三件式货车转向架的轻型侧架。
在美国更普遍的货车轨道车结构包括被称为三件式的转向架，转向架是在轨道上行驶的轮式结构，通常，每个轨道车体使用两个这样的转向架，每端一个转向架。所谓“三件式”指的就是具有两个侧架和一个单一横梁的转向架，其侧架平行于车和轨道放置，而横梁在横向上隔开一定距离的两侧架之间。通常由连接在横梁中点处的中心板来支承轨道车的重量。
每个铸钢侧架通常是由在每端具有踏板爪的相互连接的细长的下部张力件和细长的上部压缩件组成的单一铸件。踏板爪适合于安装在两个隔开的侧架之间横向地延伸的轮轴上。通常，一对纵向间隔开的垂向的内支撑立柱把上部压缩件和下部张力件连接在一起，形成一个安装转向架横梁的横梁孔。横梁一般制成单一铸钢件，并将横梁的每端插入各自的侧架横梁孔中。然后，由一个放置在从下部张力件凸出的水平地延伸的板上的弹簧组来支承横梁的各端。
轨道车转向架必须在能增加静态载荷的恶劣环境中操作，除支承转向架自身结构的重量外，还足以支承轨道车和轨道车的有效载荷，所以在结构上必须增强。对放置在轨道上的总皮重的基本部分产生影响的转向架自身是有重量的构件。由于铁路一般由铁道部门管理，它与安全性和铁轨磨损状况有关。轨道车体的重量，包括转向架自身的重量将直接影响可以放在轨道车内的货物的产品最大数量。所以，转向架构件重量的减轻，将有效地增加轨道车的载重量。
早期铸钢转向架的设计人员为寻求减轻侧架重量对多种类型的横截面进行实验，但未能成功地研制出一种“敞开式”横截面的侧架。事实上，直到今天，美国铁路协会(AAR)禁止敞开式横截面侧架，研究计划未能成功。在三件式转向架外形中目前使用的新式的铸钢侧架设计成具有不是箱形就是C形的横截面。为制造这些横截面，在铸模工艺中必须使用许多型芯，但型芯的使用增加了生产成本，并且必须以熔融金属充满在铸模内部增加的复杂通道内，使浇铸工艺复杂化。
后来，设计人员对装配式侧架进行试验，他们看到要以旋转式轻型侧架替代铸造侧架，但是，在装配式侧架中存在焊接问题。所以，与结构完整的铸造侧架相比，减少了疲劳寿命。由于装配式侧架的使用寿命低，设计人员继续对铸钢侧架感兴趣，但为了增加疲劳寿命，就必须增加结构横截面厚度，这是明显的消极因素。
事实上，妨碍研制更轻、但更牢固的侧架的另一个问题是铸钢侧架设计的结构研制极其昂贵。在新式计算机以前，生产昂贵的样件后，只能测定侧架的负载行程，然后浇铸试验样件。通常，为了生产适用于试验的单件产品，生产工艺需要浇铸若干样品。此外，预测结构完整侧架的负载试验是昂贵的，而且，只有几台机器是由美国铁道协会正式承认的。其中的一台在美国伊利诺州格瑞耐特市的美国钢铁铸造工作者实验室内。尽管如此，即使完成了所有的研制阶段后，仍然必须由美国铁道协会正式承认结构的更改。为复杂的结构更改，这一过程可能需要几个月，甚至几年。所以在货车轨道车转向架结构方面，在铁道工业的改革中完成得如此缓慢是并不惊奇的。尽管存在这些困难，仍有新的分析方法，现在，真正需要帮助铁道部门减少成本是现实的。
然而，随着计算机技术研制的巨大进展，先进的技术分析能使设计人员提出这些方法和设计实际上比过去设计的要更坚固又更轻的轨道车构件。这些最新技术已经增加了设计人员对轨道车最大载重量的注意力，而从轨道车构件的重量减轻上来实现减少能量的消耗。
因此，本发明的一个目的是通过有效地利用材料来减少轨道车转向架侧架铸件的重量，以便能获得强度对重量比率的增加。
本发明的另一个目的是减少侧架的重量，从而减少轨道车转向架侧架临界区的应力集中。本发明通过提供带有特殊的Ⅰ形横截面形状和垂向连接板的侧架的基本结构来达到这些目的。为了减轻重量，除去连接板的一部分，但是，Ⅰ形横梁形铸件的凸缘在外缘上要有较大的半径。较大的半径连接接合面，所以加快了把融熔金属注入铸模的过程。改进的注入过程减少了应力集中并改善了通常从截面突变处产生的合成疲劳问题，另外地减少了金属的数量、铸造时间及旧的铸造方法中所需的精修劳动。此外，较大的半径也使得有可能容易地从凸缘与连接板相交处的铸模中脱出。
当和现有技术侧架的封闭式管状结构相比时，了解本发明提供了增加的检查性能也是很重要的。为了易于检查，实心敞开式Ⅰ型梁结构的所有侧架表面都能清晰地看到，而现有技术侧架的封闭式结构设计意味着内部表面是一点也看不到的，并不能用肉眼检查。本发明的实心Ⅰ形梁结构在铸造后，铸件缺陷和表面凹凸不平能立即察觉，使得在铸件交付使用之前有可能得以修补。本发明的实心敞开式结构也具有在铸件已经使用后产生的疲劳裂缝的痕迹易于用肉眼和非破坏性检验的优点。能够用肉眼看到所有表面，就可以早发现问题，有助于维持在轨道线上的安全运行，避免发生严重事故。
此外，本结构的实心敞开式侧架也提供对生产成本、精制成本、运输成本和运行操作费用具有巨大影响的经济上的优点。例如，实心Ⅰ型梁结构大大地减少所需铸造型芯的数目，从18个减至只需6个。型芯数据少不仅节省基本材料和劳动成本，还由于消除了复杂的弯曲和转折，在整个铸模中金属的流动更快更连续，而节省生产铸件的时间。减少型芯也减少与质量低劣有关的铸造问题。由于在实际上消除了由限制的型芯部分所引起的铸造混流，对侧架疲劳寿命有很大影响的铸造应力显著减少。此外，较少型芯使铸件尺寸更加一致，这意味着铸模冷却的速率也变得更为均匀，所以消除了热裂和冷却应力的可能性。
在铸造过程中，除节省大量成本外，本发明所需要的精修时间也显著减少，因为当从铸模中脱出侧架时，有较少的冒口遗留下来;冒口是在型芯之间由于金属渗漏引起的。甚至完工焊接也减少了，这是因为没有不易达到的表面，使每个侧架几乎可保证有修理和使用的机会，而不是如发现完工焊接量太大或太难达到焊接部位就将测架报废。
除大幅度降低生产成本外，这种新型侧架也能节省运输成本，因为每个侧架的重量大约比现有技术的侧架轻200-250磅，因此按负载能运输更多已完工的侧架，从而减少运输成本。由于能把由较轻的转向架组件所节省的重量转换成相应增加承载的有效载荷，所以铁道部门也能节省每英哩的运营成本。如果减轻的重量没有被增加的有效载荷重量所抵消，这也可节省燃料。
简短地说，为了减少侧架的重量，本发明主要涉及在所有非关键部位上减少金属，加上它涉及减少在铸造过程中所使用的型芯的数量，又直接改善了与铸造有关的注入和固化过程。由于与侧架有关的大多数试验或使用问题是铸造缺陷或结构应力集中的后果，本发明将大大地减少产生疲劳裂纹的那些缺陷，从而生产一种较轻型的较坚固的侧架。由于侧架是一处易于产生疲劳问题的结构，因而在易于疲劳的部位的任何改善都可提高铸件质量。由轻型结构引起改进的生产方法，由于铸造中金属的平稳流动，因而减少了易于疲劳的部位。这处较为简单的流动模型将减少集中在一个区域且导致铸造缺陷的应力，这将减少热裂的可能性并提高侧架的疲劳寿命。
本发明的其它目的和特征在下面结合附图详细叙述，其附图如下
图1是轨道车转向架的透视图。
图2是根据本发明的转向架侧架的正视图。
图3是图1的侧架顶视图。
图4是图1的侧架底视图。
图5是沿图2侧架中部的5-5线剖开的侧架横截面图。
图6是沿图5中6-6线剖开的部分顶视横截面图。
图7是通过现有技术的侧架的，沿图2中5-5线所限定的基准面所作的剖视图。
图8是沿图2中8-8线的剖视图。
图9是沿图2中9-9线的剖视图。
图10是连接板减重孔的局剖侧视图。
图11是沿图10中B-B线的剖视图。
图12是沿图0中C-C线的剖视图。
现在参看图1，显示为铁道工业所通用的轨道车转向架10，一般说来，以标准方式转向架10包括一对纵向间隔开的轮组12，每一轮组包括轴18和安装在轴18两端的横向隔开的车轮22。
在轮组12上安装一对横向隔开的侧架20、24。侧架20、24各包括一横梁孔26，在横梁孔26中，利用弹簧组14支承着横梁16。横梁16横向地延伸在两个侧架20、24之间，并通常支承轨道车的重量。通过安装在侧架20、24底部的弹簧座板25上的弹簧组14支承横梁16在垂直方向上移动。横梁基本上是标准结构，这里不多叙述。
在本专业中都知道侧架组件损坏的主要原因是大量集中在弯角处的由张力以及在铸件金属中的任何异常现象，例如，突然的截面缩减、铸件破裂、突然的弯曲，偏移甚至铸模或型芯砂坑留下的表面痕迹等引起的应力所产生的金属疲劳。在金属中铸件芯撑的滞留是应力集聚的另一原因。对本专业技术人员所熟知的芯撑是在铸模箱内放在型芯组件规定位置上的小金属垫片，使型芯和铸模表面相互适当隔开，以便在合成铸件时达到期望的金属厚度。从理论上说，芯撑完全熔化，变成铸造的金属，不过，芯撑往往并不熔化，所以引起铸造应力的集中。减少型芯的数目就减少了芯撑的数目。
如上所述，过去为解决侧架的压缩应力和张力应力问题，设计的思路主要涉及增加上部凸缘和下部凸缘的横截面厚度，而不考虑重量。在这方面，本发明的侧架已充分地研究了关于所有三件式转向架所共有的静态负载和动态负载问题，结果按照功能上更强、也使用较少金属材料重新设计侧架。所以以实心的、敞开式Ⅰ形梁构制本发明的侧架的结构。
由于侧架20、24是同样的构件，所以只对其中的一个作更详细的叙述，但在开始更详细地叙述之前，显然，即使在此叙述的新式侧架实际上是一个特殊结构的Ⅰ形梁，仍然保留通常所公知的侧架外形。现在参看图2至图4，具有本发明各特征的侧架20通常包括在转向架10纵向延伸的实心的上部压缩件，凸缘30和也是向转向架10纵向方向延伸的实心的下部张力件凸缘40。垂向连接板50在上部凸缘30和下部凸缘40之间延伸并把上下凸缘连接在一起，所以，侧架20的整体结构形状为Ⅰ形梁。参看更详细的图2，可以看出，下部张力件凸缘40具有基本平行于上部压缩件30的中部，为了在每个侧架部端29、31把下部凸缘40和上部凸缘30连接成整体，它还具有包括向上延伸的实心的斜凸缘部分60、70的前部和后部。即使侧架凸缘制成一个连续的凸缘构件，在运转期间，上部凸缘承受压缩负载，而下部凸缘承受张力负载，在现有技术侧架中，为了增加侧架20的结构支承力和整体性，立柱80、90往往直接和上部及下部凸缘连接在一起。立柱也限定了横梁孔26。但是在本发明的结构中，虽然两立柱80、90仍限定横梁孔，但在上部凸缘和下部凸缘之间两立柱80、90都设有充分地延伸，而是从上部凸缘30垂直向下延伸到弹簧座板25，所以形成中央U形结构。由于每个立柱80、90和上部凸缘30连接成整体，使弹簧座板25类似于具有中部负载的简支梁，处于悬垂状态，为了使立柱80、90，特别是弹簧座板25具有稳定性和强度，下支承柱120直接地将板25连接于垂向连接板50和下部凸缘。同样地为了把立柱和垂向连接板50连接在一起，立柱加强肋85、95连接立柱80、90，柱120和加强肋85、95的作用将在下面更详细地叙述。
图2还显示侧架20的每端29和30也包括一个分别地悬在每端的向下凸出的踏板爪35。在结构上，在踏板爪区域，上部压缩件30的凸缘和下部张力件40的凸缘最终相互连接在一起。在结构上，从踏板爪35向下悬垂的L形托架65从结构上完成踏板爪区域。因此，增加的每个托架限定了容纳轨道车行驶的轴18的踏板爪孔36，如图所示，为了把爪顶板45连接并支撑垂向连接板，踏板爪顶板45具有踏板爪加强角撑板55。在图2中还可看到制动梁导向件130。这些导向件只设在侧架20的内侧，当制动轨道车时，它们保持制动梁，用以将力施加于轮组12上。导向件130具有稍微向下倾斜的坡度，一端与下部张力件斜向凸缘60、70相连，另一端与立柱80、90相连接。导向件130的内侧也和连接板50相连接，所以，对侧架中部增加了结构支撑。
如上所述，当轨道车转向架负载时，上部凸缘30受压，而下部凸缘则承受张力负载，这是大家所知道的。此外，侧架20的最远端29、31即踏板爪35处是侧架的最小应力区，是众所周知的，作用在这一区域的力尽管有一些是扭曲力或动态负载，但主要是直接向下的静态负载。但上述扭曲力或动态负载是偶而发生的，通常只有当转向架不呈直角如转向时才存在的。为了应付可能发生的任何扭曲，踏板爪的角撑板55把爪35和垂向连接板50连接在一起，以避免扭曲。此外，由于负载从横梁16传送到弹簧组群，侧架的中央或中部承受力的最大值，这也是众所周知的，由于通过轴18和轮组22支承侧架20的两个远端29、31，在两端之间的中间实际上是悬空的，使得在侧架的中部区域，除转矩和弯矩最大外，静态负载和动态负载也最大，所以，在结构上侧架中部必须比远端29、31更加坚固。考虑到上述情况，本发明侧架具有特殊的结构。
虽然已知Ⅰ型梁结构提供极好的抗静负载力和抗扭曲力，但现有技术的侧架并没有利用本发明的上部凸缘和下部凸缘以及垂向连接板全部为实心铸件的结构。即使Ⅰ形梁结构不特别适合扭曲力，正是由于增强Ⅰ形梁连接板的侧架立柱的性质，本结构的侧架提供了增强抗扭曲的能力。如图3所示，垂向连接板50和立柱80、90通过立柱加强肋85、95连接在一起。此外，参看图2至图4可以看出，下部支柱120和踏板爪加强角撑板55分别将弹簧座板25以及踏板爪顶板45连接于连接板50和下部张力件凸缘40，以这一方法增加连接板扭曲强度。如图所示，由于弹簧组加在板25上的极大的弯曲和扭曲应力，所以，基本上和悬伸的弹簧座板25共同延伸的下部支柱120比其它加强肋更厚更大。
在现有技术侧架中，并未使用实心的垂向连接板50，因为整个侧架是由具有内部中空的构件铸造的，这一点首先参看图2中的5-5线能最好地理解。如果这一相同的参考定位线是与通过现有技术侧架的横截面有关的视图，那么现有技术侧架具有如图7中所显示的横截面。从图7中的横截面可以看出下部张力件40′不是实心凸缘而是一个中空的管状结构。该图还显示上部压缩件30′也是中空的，并且本专业人员知道，在上部压缩件30′和下部张力件40′中间的区域包括立柱在内也是敞开的。现有技术侧架的敞开式结构说明，现有技术结构与在图8中最佳显示的本发明的实心连接板和实心凸缘大不相同。图8是沿图2的8-8线通过踏板爪35所作的横断面图。它显示连接于垂向连接板50的单一的实心的下部和上部凸缘，相交部位标为区域“A”。可以看出，为了减少通常集中在截面突然变化处的应力，区域“A”提供大的半径，以便铸件平滑与均匀。也可以看出通过角撑板44把实心凸缘和连接板连接在一起。
再参看图2，可以看出为减轻侧架的重量，在侧架的每一端上的垂向连接板50含有一对减重孔200。因为减重孔成为应力的集中点是从所周知的，为了在孔的周围保持较高的剖面模数，围绕减重孔200的整个周缘185的连接板50设有唇边170。所以围绕减重孔200的唇边170增加侧架结构强度，从而增加抵抗因周期性挠曲应力而产生疲劳断裂的能力。然而，为使剖面模数增大至最大值而使金属质量的增加减至最低限度，围绕周缘185的唇边170并不保持恒定的截面厚度，从图9至12中可以看出，每个减重孔200具有第一角部X、第二角部Y和第三角部Z，并以应力对重量的关系来构制所有角部X、Y、Z。这样就意味着，减重孔的垂直边182更接近侧架20的中部，并要比上部水平边184和斜边186承受更大的应力。为足以支承这些应力，在垂直边182上将集聚最大应力，所以角部X、Y具备有比角部Z更重的唇边，而角部Z最远离侧架中部，且承受的应力并不大。正如从图10中所看到的，角部X和Y具有由剖开线C-C所标示的截面厚度，而角部Z具有由剖开线B-B线所示的截面厚度。在图11和图12中可以看出，由剖开线C-C所标明的部分唇边170较大，作为节省重量的一种方法，由于角部Z承受较小的负载力，与角部X和Y相比，角部Z设有较小的截面积。此外，即使每个角部具有同样的横截面外形，在角部X和Y之间的垂直边182也具有逐渐缩减的截面厚度。
与金属质量对局部的负载应力有关的上述细节，在整个侧架结构中都得到实施。例如大家知道，在中部出现最大应力，并沿着至踏板爪的距离逐渐变小。所以，在结构上，整个结构在端部29、31不必象中部那样大。参看图3和图4，可以看出为了减轻重量，上部凸缘30和下部凸缘40从中部和垂直立柱80、90附近的部位开始向外朝向踏板爪有目的地设计成以显著的形式缩颈或逐渐缩小的形状。这里可以看出上部和下部凸缘30、40的宽度从中部标有“E”处的大约8.5英寸减至踏板爪端部标有“F”处的大约只有3.75英寸。虽然中部的宽度比现有技术的结构稍大些，但远端29、31具有明显的更小的宽度，使每一个上部和下部凸缘比根据现有技术的尺寸规格构制的Ⅰ形梁形状的侧架更轻。
根据这一相同的认识，在中部和两个远端29、30之间的垂向连接板50也可利用减轻重量的性能来构制。参看图6，可以看出在紧接立柱80、90后面区域的中部处的垂向连接板50具有大约0.75英寸的横截面厚度。通常在该区域，在结构上垂向连接板50必须承受通过在横梁16和弹簧组14以及弹簧座板25之间相互影响所产生的作用在侧架中部的巨大弯曲力和扭曲力。但是，从图3和图4也可以看出，垂向连接板50从侧架中部“E”处向外朝每个踏板爪35的“F”方向逐渐缩减其横截面厚度。在“F”处外力并不大。更准确地说，在踏板爪5处连接板50的横截面区域仅仅大约是0.50英寸，而中部的横截面区域大约是0.75英寸。
侧架的另一个减少金属质量而无损结构强度的区域是紧接在弹簧座板25下面的区域，对照图5和图7，显然在图5中下中张力件凸缘40比图7的现有技术结构相应的区域包含少得多的表面积。图5显示的下部凸缘40和连接板50整体地和弹簧座板25相连接，形成Ⅰ形梁的结构以及这一结构特殊的侧架中部。这个Ⅰ形梁结构将弹簧座板25有效地用作上部凸缘。显然，这个上部凸缘横向伸展超过下部凸缘40的大小。如图所示，弹簧片27在横向上比下部凸缘40更宽的位置上卡住负载支承弹簧组14(图中未显示)。在图7中显示的现有技术侧架中，连续的和中空的箱形下部张力件40′可基本承受在位于底座支承结构之外的弹簧组上的负载产生的弯矩，底座支承结构带有托架125′可进一步防止外弹簧板边缘的弯曲。但是本结构认识到，由于Ⅰ形梁结构较轻，为了保持结构上的坚固稳定，这些相同的力必须通过稍厚的弹簧座板传递。三个下部支柱120防止弹簧座板25弯曲并把力从板传递到下产张力件40和垂向连接板50上。下部支柱120具有向后掠的外边缘122，它与外弹簧座板边缘25A和下部凸缘40的外边缘41相互连接。这样就能够进一步减少侧架20的结构重量。如从图2中可看出，仅仅使用三个下部支柱120，而在现有技术结构中一般要使用4个立柱。
为了减轻重量，还将上部压缩件区域的中部设在立柱80和90之间，如前所述，现有技术的下部张力件在结构上所具有的横截面外形是封闭式的箱形中空的框架以及整个上部压缩件具有相似的结构外形。但是，因为本发明的下中部通过增加下部支柱120在结构上是加强的。在两立柱之间的上中部的结构外形也是加强的。当对比图5和图7时，可以看出在图5中的上部凸缘30看上去很象图7中显示的外形，然而为了提供目视检查的目的，本发明具有敞开式结构，而同时在这一区域实现金属质量的减少。参照图2和图3，每个上部压缩凸缘30的外缘38、39具有一对在立柱80和90之间纵向延伸，向下悬垂的侧板34、36，通过横梁37在其纵向的中点上相互连接。凹槽140是敞开的，并为横梁摩擦块提供空间，每个摩擦块凹槽140从侧板34到侧板36并从立柱80、90到横梁37横向延伸，使整个区域敞开。为进一步抵抗弯曲力和扭曲力，每个侧板34和36以及横梁37在结构上对侧架中部增加支承。现有技术的侧架也具有摩擦块凹槽，但由于上部凸缘是由中空管状结构制成的，对侧架增加了额外的重量，并且封闭式管状结构也使这一区域的目视检查几乎不可能。
虽然以上叙述已经提供了本发明的清晰的解释和完整的阐述，但可以对其作出各种改变而并不超出本发明的范围。
权利要求
1.一种改进的比较轻型和敞开式结构的铸造的轨道车转向架侧架，用于承载轨道车的有效载荷，所述侧架具有纵向轴线、前端、后端以及在前后端之间的中间部分，其包括一个具有第一端和第二端的纵长的实心上部压缩件，所述的每一端包括从端部悬垂的向下凸出的踏板爪；一个具有前部，后部以及在前后部之间的中间部分的纵长的实心下部张力件，所述中间部分基本平行于所述上部压缩件，所述前部包括向上延伸的实心的斜部并限定第一弯曲点，所述后部包括向上延伸的实心的斜部并限定第二弯曲点，所述的每一斜部延伸到并在各自的踏板爪处连接于各自的上部压缩件端部；具有一对侧壁的基本实心的垂向连接板，所述连接板包括一个在所述侧架中部的敞开部分，所述侧困中部限定前立柱和后立柱以及在前后立柱之间的横梁孔；其中，所述整个侧架基本是实心的、横截面呈I形梁的形状，所述I形梁形状是由一个对应于所述实心的上部压缩件的实心的水平配置的上部凸缘、一个对应于所述实心的下部张力件的水平配置的实心下部凸缘，以及把所述上部凸缘连接在所述下部凸缘上的所述基本实心的垂向连接板来限定的，因此，形成一个I形梁形状、敞开式轻型侧架。
2.根据权利要求1所述的轻型侧架，其特征在于，所述实心的上部凸缘具有根据由所述上部压缩件承受的静态负载和动态负载沿所述纵轴方向逐渐缩减的横截面厚度。
3.根据权利要求2所述的轻型侧架，其特征在于在所述中部附近的所述上部凸缘的所述横截面厚度大约是0.69英寸，而在所述踏板爪附近大约是0.50英寸，所述厚度从所述中部到所述爪逐渐缩减，其中，所述上部凸缘中部从所述前立柱到所述后立柱的所述横截面厚度是连续的，大约为0.69英寸。
4.根据权利要求2所述的轻型侧架，其特征在于所述实心的下部凸缘具有根据由所述下部张力件承受的静态负载和动态负载沿所述纵轴方向逐渐缩减的横截面厚度。
5.根据权利要求4所述的轻型侧架，其特征在于在所述中部附近的所述下部凸缘的所述横截面厚度大约是0.75英寸，而在踏板爪附近大约是0.62英寸，所述横截面厚度从所述中部到所述爪逐渐缩减，其中，所述下部凸缘中部的所述横截面厚度从所述前立柱到所述后立柱是连续的，大约为0.75英寸。
6.根据权利要求1所述的轻型侧架，其特征在于所述基本实心的垂向连接板具有根据由所述连接板承受的静态负载和动态负载沿所述纵轴方向逐渐缩减的横截面厚度。
7.根据权利要求6所述的轻型侧架，其特征在于在所述中部附近的所述基本实心的连接板的所述横截面厚度大约是0.75英寸，而在踏板爪附近在约是0.62英寸，所述横截面厚度从所述中部到所述爪逐渐缩减。
8.根据权利要求7所述的轻型侧架，其特征在于所述连接板至少具有两个在纵向上有一定间距的减重孔，所述的一个减重孔纵向地配置在所述横梁孔的向前延伸的位置上，而所述的另一个减重孔纵向地配置在所述横梁孔同样延伸的位置上，所述的每个减重孔垂直地配置在从所述上部凸缘同样延伸的位置上，所述的每个减重孔由一个水平的上边缘、一个垂直侧边和一个斜边所限定，所述的每个边相互连接在一起，基本形成一个三角形。
9.根据权利要求8所述的轻型侧架，其特征在于所述的每个减重孔具有连续的外周缘，为保持在所述的每个孔的周围的截面模数，所述外周缘具有一个加强的唇边。
10.根据权利要求9所述的轻型侧架，其特征在于所述加强的唇边根据由所述连接板承受的静态负载在所述每个减重孔的周围在横截面厚度方面各不相同。
11.根据权利要求10所述的轻型侧架，其特征在于在所述垂边部分的所述加强的唇边比所述顶边和斜边部分的加强唇边更厚些。
12.根据权利要求11所述的轻型侧架，其特征在于所述Ⅰ形梁形状的侧架与具有管状横截面的侧架相比，连续铸造中使用显著较少的铸造型芯。
13.根据权利要求12所述的轻型侧架，其特征在于所述Ⅰ形梁的上部凸缘和下部凸缘包括在所述凸缘连接所述垂向连接板处的简单半径曲面的填角材料。
14.根据权利要求13所述的轻型侧架，其特征在于所述Ⅰ形梁的垂向连接板和所述立柱包括在所述立柱连接所述垂向连接板处的简单半径曲面的填角材料。
15.根据权利要求14所述的轻型侧架，其特征在于所述上凸缘具有一宽度，所述宽度在所述中部和所述踏板爪之间显著地逐渐缩减。
16.根据权利要求15所述的轻型侧架，其特征在于所述上部凸缘的宽度从所述中部处的大约8.5英寸逐渐减少到所述踏板爪处的大约3.75英寸。
17.根据权利要求14所述的轻型侧架其特征在于还包括为防止所述连接板扭曲，用于加强所述连接板的装置，所述装置在每个踏板爪处垂直地安装于连接板的每个侧壁上并在所述的各个第一和第二弯曲点之间。
18.根据权利要求17所述的轻型侧架其特征在于还包括在所述的各个前立柱和后立柱处为加强所述连接板的所述装置，所述装置水平地安装在所述连接板的每个侧壁上。
19.根据权利要求16所述的轻型侧架，其特征在于所述有效载荷与重量之比大约是11比1。
20.根据权利要求1所述的轻型侧架，其特征在于为了便于检查，所述每个连接板的侧壁和所述上部、下部和斜的凸缘部分以及所述的每个踏板爪都是敞开可见的。
21.根据权利要求12所述的轻型侧架，其特征在于所述铸造型芯的减少，减少了能引起铸造缺陷的热金属流的紊流度。
22.根据权利要求19所述的轻型侧架，其特征在于型芯的减少能减小由铸造缺陷引起的铸造应力。
23.一种轨道车转向架，具有纵轴线并包括一对横向彼此隔开的，轮轴装在其间的侧架，所述的每个侧架具有前部、后部和中部，所述中部限定一横梁孔，每个侧架的横梁孔接纳一根横向延伸的横梁从中穿过。所述的每个较轻型和敞开式结构的侧架用于承载轨道车有效载荷，其中，所述的每个侧架基本是实心的、横截面呈Ⅰ形梁形状，所述形状由水平配置的实心上部凸缘、水平配置的实心下部凸缘以及连接所述上部和下部凸缘的基本实心的连接板所限定，因此，形成Ⅰ形梁形状敞开式的侧架。
24.根据权利要求23所述的轨道车转向架，其特征在于所述实心的上部凸缘具有根据由所述上部压缩件承受的静态负载和动态负载沿所述纵轴线逐渐缩减的横截面厚度。
25.根据权利要求24所述的轨道车转向架，其特征在于所述实心的下部凸缘具有根据由所述下部张力件承受的静态负载和动态负载沿所述纵轴线方向逐渐缩减的横截面厚度。
26.根据权利要求25所述的轨道车转向架，其特征在于所述基本实心的垂向连接板具有根据由所述连接板承受的静态负载和动态负载沿所述纵轴线方向逐渐缩减的横截面厚度。
全文摘要
一种轨道车侧架，制造时保持侧架的基本外形但实际结构更有效地使用材料，以便减轻侧架重量。依侧架所受应力使用材料，确定侧架中部比端部更厚，形成整体实心的I形梁，实心的上下凸缘对应于上部压缩件和下部张力件，连接上下凸缘的实心连接板承受通常必须由上下凸缘承受的力，这个特征使侧架可制得更轻更牢，因为上下部凸缘能铸造得更小。I形梁从中部到端部逐渐缩减厚度，这与其承受的负载是对应的。敞开式I形梁使检查容易可靠，型芯减小可改善铸造质量。
文档编号B61F5/52GK1107431SQ9411516
公开日1995年8月30日 申请日期1994年9月10日 优先权日1993年10月4日
发明者特里·V·豪桑, 拉米·V·纳萨, 多纳德·J·马尔波罗 申请人:阿姆斯泰德工业公司