1.3.1. Устройство колесной пары

Колесная пара состоит из оси, двух колесных центров, двух бан­дажей, двух бандажных колец и двух зубчатых колес.

Ось (670 кг) — откована из осевой стали марки ОсЛ и обточена по нескольким диаметрам для монтажа колес, букс и двигателя. После обточки ось имеет (рис. 1.4, б):

а — две шейки под буксовые подшипники (0 180 мм);

б — две предподступичных части (0 210 мм);

в — две подступичные части — для напрессовки на них колес­ных центров с зубчатым колесом и бандажом (0 235 мм);

г — две шейки под моторно-осевые подшипники (0 205 мм), на которые опирается тяговый двигатель;

д — среднюю часть оси (0 200 мм).

Переход от одного диаметра оси к другому выполняют в виде галтелей с радиусом закругления не менее 20 мм, для уменьшения местных концентраций напряжений в металле.

По концам ось имеет резьбу M170x3-6g для корончатой гайки, которая крепит внутренние кольца буксовых подшипников.

С торцов ось имеет: центральное углубление — для крепления оси в станке при обточках; прорезь под стопорную планку, стопо­рящую корончатую гайку на оси и два отверстия с резьбой М16-7Н для болтов, крепящих эту стопорную планку к торцу оси. Все по­верхности оси за исключением торцов — шлифованные. Для уве­личения усталостной прочности подступичные части, буксовые и моторно-осевые шейки подвергнуты упрочняющей накатке роли­ком для уплотнения поверхностного слоя оси. После окончатель­ной механической обработки ось проверяют дефектоскопом.

Колесный центр (366 кг) (рис. 1.4, в) — отлит из стали марки 25Л111, имеет коробчатое сечение и состоит из : ступицы — которая отлита удлиненной в одну сторону для воз­можности напрессовки на нее зубчатого колеса;

обода — для напрессовки на него бандажа;

дисков (2 шт.) — с овальными отверстиями для облегчения центра, между дисками отлиты поперечные перегородки для жесткости.

Каждый колесный центр подвергается статической балансировке путем приварки накладок.

Бандаж — откован из специальной бандажной стали в виде кольца с гребнем. Затем бандаж обтачивается внутри по диаметру обода для дальнейшей напрессовки с натягом 1,3-И ,7 мм на обод колесного цен­тра. При этом с одной стороны внутренней поверхности бандажа вы­тачивается упорный бурт, а с другой стороны в бандаже вытачивается канавка для бандажного (стопорного) кольца.

Обточка бандажей по наружной рабочей поверхности производит­ся на собранной колесной паре по обычному локомотивному профилю. После обточки бандаж имеет следующий профиль (рис. 1.5):

гребень — толщиной 33 мм на высоте 20 мм от вершины гребня, он служит для направления движения колесной пары в кривых уча­стках пути и на стрелочных переводах;

рабочий уклон 1:20 — служит для уменьшения проскальзыва­ния колес при вписывании электровоза в кривые участки пути и для самоцентровки колесной пары по оси на прямых участках;

уклон 1:7 — служит для уменьшения проскальзывания колес при вписывании в кривые малого радиуса и для восприятия металла с рабочей поверхности бандажа при его выдавливании;

фаска (на конце бандажа ши­риной 6 мм под углом 45°) — служит для восприятия металла бандажа при его выдавливании, чтобы уменьшить увеличение ширины бандажа.

Для облегчения распрессовки на внутренней поверхности сту­пицы колесного центра и ступи­цы зубчатого колеса выполнена кольцевая канавка. В нее при распрессовке через боковое от-верстие подается масло под давлением до 100 атмосфер, для пре­дотвращения задира.

Зубчатое колесо — изготовлено из углеродистой стали 55, кото­рая подвергается объемной закалке с высоким отпуском. Зубчатое колесо обтачивается со всех сторон, в средней части сверлятся от­верстия для облегчения. На венце нарезаются 88 косых зуба

.

Формирование колесной пары

Формированием колесных пар считается изготовление колесных пар из новых элементов. Формирование проводят в следующей по­следовательности:

1. Бандажи в горячем состоянии напрессовываются на колесные цен­тры. Бандаж укладывается горизонтально гребнем вверх, а буртиком вниз и нагревается в индукционном нагревателе до температуры 250+320 °С. В нагретый бандаж опускается колесный центр и не дожи­даясь остывания в канавку бандажа заводится бандажное кольцо. За­тем на специальном станке роликом с усилием 150 тс обжимается бур­тик и бандажное кольцо. Посадка осуществляется с натягом 1,3+1,7 мм.

2. Зубчатые колеса в горячем состоянии при температуре 200+250 °С напрессовываются на удлиненные ступицы колесных центров с натя­гом 0,25+0,33 мм.

3. Колесные центры с бандажом и зубчатым колесом напрессо­вываются на подступичные части оси в холодном состоянии на ги­дравлическом прессе. Усилие в конце запрессовки 110+150 тс, что контролируется по диаграмме запрессовки, которая хранится на заводе 10 лет. При запрессовке должно быть выдержано расстоя­ние между внутренними гранями бандажей 1440 ±3 мм и симмет­ричность относительно середины оси (где выбит керн).

4. После сборки бандажи обтачиваются по наружной рабочей поверхности на колесно-токарных или колесно-фрезерных станках для придания им заданного профиля.

Вновь сформированная колесная пара должна соответствовать ут­вержденным чертежам, техническим условиям и действующим стан­дартам.

С целью продления ресурса работы бандажа после формирования, ремонта и обточки колесных пар на локомотиворемонтных заводах и в локомотивных депо может производиться плазменное упрочнение греб­ней колесных пар, а также плазменное упрочнение поверхности ка­тания бандажей.

Готовые колесные пары принимает инспекция ОАО «РЖД» на заводе-изготовителе, после чего на колесной паре ставят соответ­ствующие знаки и клейма.

Для контроля за проворотом бандажа относительно колесного цен­тра в эксплуатации после его насадки на обод на наружных гранях бан­дажа и обода наносят контрольные отметки на одной прямой по ради­усу колеса. Контрольная отметка на бандаже делается в виде 4-5 кернов глубиной 1,5+2.0 мм. Контрольная отметка на ободе колес­ного центра делается в виде канавки глубиной до 1,0 мм, наноси­мой притуплённым инструментом.

Колесные центры окрашивают черной краской, а наружные грани бандажей — белой. На бандаж наносят красную полоску, а на центр белую толщиной 25 мм.

Изношенный бандаж (колесо) не бракуется, если выступ высо­той 2 мм и длиной 6,5 мм не соприкасается с верхней частью греб­ня, как показано на рис. 1.8, а. Для установки шаблона в рабочее положение необходимо разместить пластину на бандаж (колесо), опираясь частью окружности радиусом 15 мм в выкружку гребня, и повернуть ее до контакта с вершиной гребня.

Изношенный бандаж (колесо) бракуется шаблоном ДО-1, если по­сле установки шаблона в рабочее положение выступ высотой 2 мм касается вершины гребня, как показано на рис. 1.8, б

Тяговая зубчатая передача

Назначение. Тяговая зубчатая передача служит для передачи вра­щательного момента с вала якоря ТЭД на колесную пару, а также для понижения частоты вращения колесной пары по отношению к валу ТЭД в заданное число раз.

Устройство. Зубчатая передача электровозов ВЛ80^С - жесткая, двухсторонняя, косозубая и состоит из двух зубчатых колес и двух шестерен, попарно заключенных в защитный кожух.

Технические характеристики тяговой зубчатой передачи

Число зубьев колеса 88

Число зубьев шестерни 21

Передаточное отношение 4,19

Межцентровое расстояние, мм 604

Угол наклона зубьев колеса 24°37'12"

Угол наклона зубьев шестерни 24°34'

Просвет между кожухом и шестерней, мм не менее 7

Масса смазки в каждом кожухе, кг 4,2

Шестерня (рис. 1.9, а) — откована из хромоникелевой легиро­ванной стали 20ХНЗА с последующей цементацией и закалкой по­верхностей зубьев по всему контуру. Внутри имеет коническое от­верстие с уклоном 1:10 для напрессовки на вал якоря ТЭД. Сбоку отверстия выполнена выточка шириной 15 мм для гайки. На шес­терне нарезается 21 косой зуб под углом 24°.

Готовые шестерни коническим отверстием притираются пастами к коническим концам вала якоря ТЭД (площадь прилегания не менее 85 %). Затем шестерни нагреваются до температуры 150+180 °С и напрессовываются на концы вала якоря ТЭД с натягом вдоль вала

2,5+3,0 мм. Одна шестерня напрессовывается на конец вала якоря ТЭД произвольно, а другая шестерня напрессовывается на другой конец вала после разметки по зубьям зубчатого колеса колесной пары.

Зубчатое колесо (рис. 1.9, б) — отковано из углеродистой стали 55 и состоит из ступицы, средней части в виде диска с отверстиями и венца с зубьями.

Откованное зубчатое колесо обтачивается со всех сторон, на средней части сверлятся 16 отверстий для облегчения, а на венце нарезаются 88 косых зубьев под углом 24°. Зубья цементируются и закаливаются.

Готовое зубчатое колесо в горячем состоянии напрессовывается на удлиненную ступицу колесного центра во время формирования колес­ной пары (натяг 0,25+0,33 мм, температура 200+250 °С).

Кожух зубчатой передачи — служит для защиты зубьев зубчатой передачи от попадания пыли, грязи, снега и является картером для смаз­ки зубьев.

Кожух зубчатой передачи (рис. 1.10) выполнен сварным из стали толщиной 4+6 мм в виде коробки, состоящей из верхней и нижней половин. По линии разъема и по горловинам выполнены канав­ки, в которые закладывается войлок для уплотнения, выступаю­щий наружу на 6 мм. Верхняя и нижняя половины соединены по торцам двумя болтами М30 (4 шт.) и по сторонам больших гор­ловин тремя болтами М16 (6 шт.).

Собранный кожух прикреплен к остову ТЭД двумя болтами М42х2, которые завинчивают в бобышки кожуха, а к подшипни­ковому щиту одним болтом М30х2, через кронштейн кожуха.

На верхней половине кожуха выполнен люк с крышкой на болтиках для осмотра зубьев шестерни и зубчатого колеса без снятия кожухов зубчатой передачи. На крышке люка приварена трубка-сапун для выравнивания давления внутри кожуха с атмосферным.

На нижней половине кожуха сбоку приварена масленка с крышкой для заливки масла в кожух и масломерная трубка со шупом. через которую контролируют уровень масла в кожухе. Масломерная трубка закрыта гайкой, в которую вмонтирован указатель уровня масла, имеющий риски наибольшего и наименьшего уровня.

Примечания. 1. Достоинства косозубой зубчатой передачи:

- косые зубья, расположенные под углом 24°37'12", обеспечивают одновременное зацепление зубьев шестерни и зубчатого колеса с

обеих сторон (за счет осевого сдвига якоря ТЭД с двумя шестернями в роликовых подшипниках на 6+8 мм);

- при использовании косозубого зацепления уменьшается износ зубьев на 25 % (так как увеличивается площадь зацепления зубьев, и зубья входят в зацепление плавно, без удара и с меньшим шумом, чем в прямозубой передаче).

2. На первых выпусках электровозов ВЛ80^С кожуха зубчатых пе­редач выполнены клееными из стеклоткани, пропитанной смолой.

3. Смазка зубчатых передач — осерненная по 3,5+4,2 кг в каждый кожух. На ТО-2 через 6 суток уровень смазки проверяется щупом в каждом кожухе и при необходимости добавляется через масленку.

4. Передаточным отношением называется отношение числа зу­бьев зубчатого колеса к числу зубьев шестерни. Оно показывает, во сколько раз частота вращения оси меньше частоты вращения якоря ТЭД. От величины передаточного отношения зависит сила тяги и скорость движения электровоза: чем больше эта величина, тем больше сила тяги, но меньше скорость.

5. Браковочные размеры зубчатой передачи:

• износ зуба по толщине допускается не более 3,5 мм, замеряет­ся на высоте 10 мм от вершины зуба;

боковой (аксиальный) зазор между зубьями шестерни и зубчато­го колеса, находящимися в зацеплении, допускается не более 5,5 мм;

• радиальный зазор между зубьями шестерни и зубчатого коле­са должен быть 2,5+5,3 мм и зависит от износа баббита у вклады­шей моторно-осевых подшипников (МОП);

• свисание шестерни относительно зубчатого колеса допускает­ся не более 6 мм;

- трещины в зубьях не допускаются;

- вмятины, выщербины, отколы на зубьях допускаются: на ше­стерне — не более 15 % (глубиной не более 3 мм), на зубчатом колесе не — более 25 % от поверхности зуба (число таких зубьев не лимитируется).