1. Колесные пары

К

Рис.2.23. Колесная пара (D – диаметр по кругу катания; L – расстояние между внутренними гранями колес; b – ширина обода колеса; l – длина консольной части оси)

олесные пары – это самый простой и наиболее ответственный элемент вагона. Колесная пара состоит из двух колес напрессованых на ось (Рис.2.23).

Колесные пары классифицируются:

по типу оси - 1-1У типы для подшипников скольжения (в настоящее время для магистрального подвижного состава не применяются) и РУ (роликовые унифицированные) для подшипников качения;

по типу колеса, который определяется его диаметром по условному кругу, кругу катания (1 тип – колесо диаметром 1050 мм; П тип – колесо диаметром 950 мм);

по назначению – для пассажирских, грузовых вагонов и унифицированные;

по допускаемой нагрузке – для пассажирских вагонов с наибольшей статической нагрузкой от колесной пары вагонов на рельсы в 176,5 кН и для грузовых вагонов магистрального железнодорожного транспорта - от 230 до 245 кН.

Наиболее часто встречаемые колесные пары РУ-950, РУ1-950 (роликовая унифицированная с поверхностным упрочнением ось для горячей посадки подшипников качения с торцевым креплением гайкой), РУ1Ш-950 (то же, что и РУ1, но с торцевым креплением шайбой). Колесная пара РУ-1050 для вновь изготавливаемого подвижного состава не применяется.

Для безопасного движения вагона по рельсовому пути на ось колесной пары напрессовываются колеса с соблюдением строго определенных размеров. Расстояние между внутренними гранями ободьев колес составляет: для новых колесных пар, предназначенных для вагонов с конструкционной скоростью до 120 км/ч – (1440 ), свыше 120, но не более 160 км/ч – (1440 ) мм. Колеса, укрепленные на одной оси не должны иметь разность диаметров более 1 мм. Колесные пары формируются при помощи прессовой посадки колес на оси. Технология такого процесса регламентирована стандартом. Запрессовка производится на специальных гидравлических прессах с записью диаграмм процесса запрессовки самопишущим индикатором. Диаграмма запрессовки служит документом для контроля качества соединения колеса с осью.

Кроме колесных пар, изготавливаемых для магистрального подвижного состава, используются специальные колесные пары, выполненные по специальным чертежам и техническим условиям, для вагонов промышленного транспорта, вагонов электро- и дизель-поездов, а также с раздвижными на оси колесами для эксплуатации на железных дорогах с различной шириной колеи. Колесные пары узкоколейных вагонов отличаются большой разнотипностью.

Поверхность опирания колес на рельсы называется поверхностью качения. Ее профиль выполняется коническим. Это обеспечивает улучшение движения колесной пары в кривых участках пути, образование равномерного износа по ширине колеса (равномерный прокат), лучшие условия движения при образовании наплыва металла на ободе колеса, а также центрирование колесной пары в рельсовой колее. Профиль поверхности катания выработан в результате многолетней эксплуатационной проверки и регламентирован стандартом.

Коническая форма поверхности катания привела к необходимости ввести условное понятие «круг катания», по которому измеряется диаметр колеса. Он располагается на расстоянии 70 мм от внутренней грани обода колеса.

Колесная пара – это самая большая необрессоренная масса вагона. Ее расчетная масса составляет 1200 кГ. Поэтому делаются многочисленные попытки уменьшить ее массу или подрессорить ее части. В первом случае используют полые оси колесных пар (сквозное отверстие в оси диаметром около 70 мм уменьшает массу оси на 100 кГ практически при тех же прочностных характеристиках). Во втором случае - используют упругие колеса, т.е. в диске колеса вырезается сквозное круговое кольцо, а разрезанное колесо соединяется через резиновые элементы. Такие колеса используются в трамваях и вагонах метро. При этом необрессоренная масса колесной пары уменьшается более чем на половину.

О

Рис.2.25. Вагонная ось типа РУ1 и ее основные размеры

сь колесной пары (рис.2.24) является наиболее ответственным элементом вагона, поэтому ее качество строго контролируется на всех этапах изготовления.

Колеса (рис. 2.25) колесной пары обеспечивают непосредственный контакт экипажа с рельсами и передают на них вертикальные и боковые нагрузки. Взаимодействия колеса и рельса имеет сложный характер и сопровождается качением, поперечным и продольным проскальзыванием с различными скоростями, упругим объемным деформированием материала колеса в зоне

к

Рис.2.26. Колесо вагонной колесной пары и его основные размеры

онтакта с рельсом. Сложность условий нагружения колеса требует от него высокой надежности, а от его материала – большой прочности, износостойкости, ударной вязкости и упругости. Конструкция колеса, его размеры, материал, технические требования и методы испытаний регламентированы государственными стандартами.

2. Буксы

Буксы укрепляются на консольных частях оси колесной пары и служат для:

передачи нагрузок от элементов тележки на колесную пару;

соединения колесной пары с рамой тележки (осуществляется фиксация положения колесной пары в тележке);

осуществления преобразования вращательного движения колесной пары в поступательное движение тележки;

размещения подшипников и смазки.

Буксовые узлы серийных грузовых и пассажирских вагонов принципиально отличаются только конструкцией корпуса буксы. Различают буксы типа 1 – без опор под рессорные комплекты (они используются в грузовых вагонах) и типа П – с опорами под рессорные комплекты (для пассажирских вагонов).

Букса состоит из корпуса 1, лабиринтного кольца 2, надеваемого на консольную часть оси в горячем состоянии, крепительной 3 и смотровой 4 крышек(рис. 2.27; 2.28).

Рис.2.27. Буксовый узел грузового вагона

Рис.2.28. Буксовый узел пассажирского

вагона

Типы букс, основные размеры и технические требования к ним регламентированы государственным стандартом.

На российских железных дорогах используется единый для пассажирских и грузовых вагонов тип подшипника – роликовый цилиндрический подшипник с габаритными размерами 130 250 80 мм (по два на буксу).

Существенное влияние на работоспособность буксового узла оказывает используемая смазка. В настоящее время для использования в буксах вагонов используют консистентную смазку со специальными присадками.