Лекция 7. Устойчивость колесной пары против схода с рельсов

Устойчивость колесной пары (КП) в рельсовой колее оценивается через значение специального коэффициента устойчивости. Этот коэффициент учитывает соотношение вертикальных и горизонтальных сил, возникающих при движении вагона. При этом в неблагоприятной ситуации могут возникнуть условия, приводящие к вползанию гребня колеса на головку рельса и, как следствие, к сходу вагона с рельсов.

Значение коэффициента K_у.к.– коэффициента колеса против схода подсчитываются по формуле:

, (7.1)

где  – угол между образующей гребня и горизонталью,  = 60⁰; для профилей западноевропейских стран  = 70⁰.

 – коэффициент трения между контактирующими поверхностями колес и рельсов;  = 0,25;

Р_b1, Р_b2 – вертикальные составляющие силы реакции соответственно набегающего и ненабегающего колес на головку рельса;

Р_б – горизонтальная составляющая силы реакции набегающего колеса на головку рельса, действующая одновременно с Р_b1, Р_b2.

Рис. – Схема гребневой части колеса грузовых и пассажирских вагонов

локомотивной тяги, немоторных вагонов электро- и дизель-поездов.

Эти составляющие определяются по формулам:

;

;

,

где Р₀, Р_кп – осевая статическая нагрузка и собственная сила тяжести колесной пары;

– среднее значение коэффициента вертикальной динамики, ; формула для определения приводилась ранее и включает в себя – статический прогиб рессорного подвешивания;

– среднее значение коэффициента динамики боковой качки, ;

Н_р – среднее значение рамной силы, возникающей от центробежной силы на кривом участке пути и бокового давления ветра; формула для Н_р приводилась ранее;

b – половина расстояния между серединами шеек оси;

для стандартных осей ;

_l – расстояние между точками катания колес с рельсами; для стандартной российской колеи ;

, – расстояние от точек контакта до середины шеек, в положение колесной пары в момент, предшествующий сходу колеса с рельс, , ;

r – радиус колеса, м.

Допустимые значения коэффициента запаса устойчивости колесной пары от схода с рельса следующие:

Для пассажирских вагонов –

Для изотермических вагонов –

Для грузовых вагонов –

При вероятность вползания гребня колеса на головку рельса недопустимо возрастет, что может вызвать сход вагона с рельсов.

Классификация букс

Букса – один из наиболее ответственных конструктивных узлов вагона.

Основное назначение буксы – преобразовать вращательное движение колес в поступательное движение вагона. Буксы классифицируются по различным признакам. Основные из них:

по типу подшипника:

– буксы с подшипниками качения;

– буксы с подшипниками скольжения;

– с роликовыми подшипниками;

– с роликовыми и шариковыми.

По типу вагона:

– буксы грузовых вагонов;

– буксы пассажирских вагонов.

По типу торцевого крепления внутреннего подшипника:

– буксы с креплением гайкой;

– буксы с креплением шайбой;

По наличию и типу упругих элементов, смягчающих боковые и вертикальные ударные воздействия на нее:

– буксы со стальным тарельчатыми элементами;

– буксы с резиновыми или резинометаллическими упругими элементами;

– буксы без специальных упругих элементов;

По наличию корпуса:

– корпусные буксы;

– бескорпусные буксы; в этом случае корпус буксы совмещен с корпусом подшипника.

Основные требования к конструкции букс и ее подшипниковому узлу

1) Точность изготовления;

2) надежность работы;

3) долговечность;

4) защищенность смазк;

5) быстроходность, минимальность сопротивления движению;

6) жесткость при одновременной невосприимчивости к различным ударным воздействиям;

7) вибро- и ударостойкость;

8) приспособленность к монтажу, обследованию и смазке;

9) ремонтопригодность;

10) безопасность;

11) экономичность;

12) экологичность.