Буксовое рессорное подвешивание
В буксовом подвешивании упругие элементы размещены между буксой и рамой тележки. Предназначено для передачи нагрузки от рамы тележки на колесную пару.
1. Рама
2. Шпинтон
3. Наружные пружины
4. Внутренние пружины
5. Металлическое кольцо
6. Кожух
7. Резиновая прокладка
8. Металлическое кольцо
9. Резиновая прокладка
10. Верхнее и нижнее опорные кольца
11. Корончатая гайка
12. Тарельчатая пружина
13. Шпинтонная втулка
14. Фрикционные клинья
15. Букса
Рама опирается на колесные пары через буксовую ступень рессорного подвешивания. Каждый комплект подвешивания, расположенный на одной буксе, включает в себя 2 шпинтона, 2 наружные пружины, 2 комплекта фрикционных гасителей колебаний (шпинтонная втулка, 6 фрикционных клиньев, верхнее и нижнее опорные кольца, внутренняя пружина). Упругие элементы подвешивания совместно с гасителями колебаний амортизируют толчки и повышают плавность хода вагона. На нарезную часть шпинтона навертывается корончатая гайка, под которую ставится тарельчатая пружина, предназначенная для фиксации шпинтонной втулки. Для уменьшения колебаний рамы и снижения шума внутри вагона под каждую из наружных пружин ставят по 2 резиновые прокладки, защищаемые от истирания металлическими кольцами.
Буксовый узел
Буксовые узлы оборудованы:
буксами
роликовыми подшипниками
Типовой буксовый узел пассажирского вагона (с креплением подшипников гайкой М 110) имеет:
корпус буксы
передний и задний подшипники на горячей посадке
лабиринтное и уплотнительное кольца
крепительную и смотровую крышки
стопорную планку
торцевую гайку
болты
уплотнительное кольцо
пружинную шайбу
смазка (закладывается в подшипники)
Особенность конструкции буксы пассажирского вагона заключается в том, что в нижней части корпуса отлиты заодно с ним кронштейны с отверстиями для пропуска шпинтонов, укреплённых на раме тележки. Кронштейны предназначены для размещения пружин буксового подвешивания.
Передняя часть корпуса позволяет устанавливать редукторно-карданный привод подвагонного генератора. В потолке корпуса буксы имеется несквозное отверстие с резьбой, служащее для крепления термодатчика контроля за состоянием буксы при движении вагона (СКНБ). Задняя часть корпуса буксы выполнена как одно целое с лабиринтной частью.
Лабиринтное кольцо прочно одевают на предподступичную часть оси. Вместе с лабиринтной частью корпуса буксы оно обеспечивает необходимую герметичность заднего её затвора. Крепительная крышка предназначена для фиксации наружных колец подшипников и совместно с уплотнительным кольцом герметизируют передний затвор буксы. В зависимости от типа буксы крепительные крышки могут иметь четыре или восемь отверстий для болтов. Смотровая крышка позволяет производить промежуточную ревизию буксы и обточку колёсной пары без демонтажа букс. Крышки изготовляться из стали.
Подшипники применяются двух видов:
с цилиндрическими роликами
со сферическими роликами
Подшипники состоят из:
наружное кольцо
внутреннее кольцо
ролики
сепаратор (разъемный- сферические ролики, неразъемный- цилиндрические ролики)
Когда подшипники напрессовывают на шейку оси колесной пары, устанавливают между ними лабиринтное кольцо, перед предподступичной частью оси колесной пары ставится уплотнительное кольцо (чтобы не вытекала смазка). На хвостовик с резьбой наворачивается специальная корончатая гайка М 110, удерживающая подшипники, а чтобы гайка не слетела, устанавливается стопорная планка.
Посадка подшипников бывает:
Горячая (внутренне кольцо нагревают до определенной температуры и на специальных станках напрессовывают на шейку оси колесной пары)
Втулочная (на специальных станках запрессовывают разрезную втулку между внутренним кольцом подшипника и шейкой оси колесной пары)
На шейку оси колесной пары устанавливают 2 подшипника, которые, в основном, с цилиндрическими роликами, так как они меньше изнашиваются.
Букса предназначена для:
соединения колесных пар с рамой тележки
для размещения в ней подшипников и шейки оси колесной пары
для удержания колесной пары в определенном положении
для передачи нагрузки от кузова вагона через подшипники на шейку оси колесной пары
для ограничения поперечного и продольного перемещения колесных пар относительно тележки
На одну из букс колесной пары ставят специальную бирку, укрепленную болтом крепительной крышки. На бирке выбивают:
номер оси
дата полного освидетельствования колесной пары
условный номер пункта, проводившего освидетельствование и монтаж букс
Для содержания букс в исправном состоянии и своевременного выявления неисправностей предусмотрены технические ревизии (полная и промежуточная).
СКНБ
В процессе эксплуатации буксы с роликовыми подшипниками чрезмерно нагреваются, что может быть вызвано следующими причинами:
излом или разрушение подшипника
излишнее или недостаточное количество смазки
неправильная подборка или установка подшипника на оси
попадание в буксу механических примесей
неисправность тележки
попадание в буксу масла из редуктора привода генератора
Поэтому для своевременного обнаружения чрезмерного нагрева букса все пассажирские вагоны оборудованы СКНБ- система контроля нагрева букс.
СКНБ служит для повышения безопасности движения поездов. Она позволяет постоянно контролировать нагрев букс и предупреждать аварии в результате перегрева и разрушения роликовых подшипников.
Принцип работы СКНБ основан на плавлении под действием высокой температуры (около 70°С) специального легкоплавкого сплава, соединяющего предварительно прижатые пружинные контакты датчика.
СКНБ состоит из:
Блок управления на электрощите (лампа и звонок)
8 буксовых датчиков (на вагонах с приводом генератора от средней части оси устанавливается дополнительный датчик на редуктор)
Провода
Буксовый узел тележки пассажирского вагона – сложный конструктивный элемент,
основная функция которого: передача усилий от движущейся по рельсам колесной пары на опорные конструкции тележки.
Особо нагруженным узлом буксы является подшипник, и от его состояния (износ, появляющиеся дефекты поверхностей катания, дефекты сепаратора и т. д.) во многом зависит
безопасность движения вагона.
Как критерий состояния подшипника удобно использовать температурные параметры, в частности температуру корпуса буксы, которая пропорциональна температуре самого подшипника.
Критическая температура буксового узла, выше которой эксплуатация подшипника приведет к аварии, исходя из рекомендаций разработчика подшипников и многолетнего опыта эксплуатации вагонного парка, составляет 90°С. С учетом этого параметра и подобран легкоплавкий сплав.
При достижении температуры плавления сплав, соединяющий пружинные контакты вставки датчика, расплавляется и происходит размыкание контактов.
Датчики устанавливаются в верхнюю часть корпуса каждой буксы и соединяются в последовательную цепь.
В эту цепь последовательно включается обмотка реле (находится под напряжением в исправном состоянии), которое является основой схемы, контролирующей целостность цепи последовательно соединенных датчиков. Реле получает питание через контрольную кнопку с нормально замкнутыми контактами.
Цепи СКНБ получают питание от двухпроводной вагонной магистрали постоянного тока
и защищены автоматическими выключателями. Провода от термодатчиков проложены по раме тележки в трубах и соединены с проводами на кузове с помощью специальных штыревых разъемов.
Сигнализация защищена двумя предохранителями.
При расплавлении вставки какого-либо датчика или при нажатии на контрольную кнопку, а также при любом механическом нарушении контакта в этой цепи реле обесточивается и своим контактом замыкает цепь звонка, цепь сигнальной лампы и подготавливает цепь для включения реле. Звуковой сигнал и сигнальная лампа указывают о срабатывании СКНБ.
После принятия мер для остановки поезда и осмотра буксовых узлов звонок можно отключить нажатием кнопки. При этом включается реле, разрывая своим контактом цепь звонка. Лампа остается включенной до восстановления цепи реле.
Недостатки схемы СКНБ:
появление ложных сигналов в пути следования (возникают из-за механических нарушений целостности цепи в самих датчиках- между плавкой вставкой и проводами датчика-, в штепсельных разъемах и при обрыве проводов)
невозможность определения конкретной аварийной буксы
тенденции нарастания температуры в аварийной буксе (определение предаварийной ситуации)
одноразовое срабатывание датчика с обязательной его заменой
Для устранения недостатков схемы СКНБ вместо датчиков с плавкой вставкой применили полупроводниковые термодатчики (позисторные датчики)- СКНБП.
Принцип работы СКНБП (система контроля нагрева букс с позисторными датчиками)- основан на не расплавлении датчика, а на изменении его электрического сопротивления в зависимости от приложенной температуры.
С применением позисторных датчиков устранился один из недостатков СКНБ– необходимая замена датчика при фиксации аварийной ситуации.
Эти термодатчики работают с блоком контроля нагрева букс (БКНБ), включающим электронное устройство, выполненное с применением полупроводниковых приборов
(транзисторы, диоды и тиристор). Согласно этой схеме датчики включаются в последовательную цепь совместно с нормально замкнутым контактом кнопки «Контроль». Образованная таким образом цепь подключается на вход БКНБ.
Элементами индикации и сигнализации является лампа накаливания и электрический
звонок, причем схемным решением реализована функция отличия сигналов аварийной ситуации и наличия неисправности. При обнаружении аварийной ситуации включается лампа индикации и звонок звонит постоянно. При возникновении неисправности в цепи датчиков (обрыв, короткое замыкание, попадание постороннего напряжения) лампа индикации включается периодически, а звонок звенит прерывисто. Кроме этого схемой предусмотрена возможность подачи аварийного сигнала в кабину машиниста локомотива по цепям ЭПТ.
Большой разброс параметров датчиков и ненадежная работа полупроводниковых приборов, связанная с «плаванием» рабочих точек приборов в значительных пределах при изменении температурных режимов работы БКНБ (температурная нестабильность), не позволяют широко применять данное устройство для контроля нагрева букс на вагонах.
Современное развитие элементной базы полупроводниковых приборов и элементов вычислительной техники, наличие в составе электрооборудования вагонов микропроцессорных
комплексов с индикаторными дисплеями обусловило возможность разработки и изготовления усовершенствованных систем контроля нагрева букс, свободных от многих недостатков, свойственных вышеописанным системам.
Примером такой системы может служить система контроля нагрева букс (СКНБ-К), разработанная для использования на вагонах мод. 61-779 и 61-788 с тележками мод. 68-7007 и 68-7012 производства ОАО «Крюковский вагоностроительный завод» (г. Кременчуг).
В СКНБ-К применены интегральные датчики температуры с выходным сигналом, линейно меняющимся с измеряемой температурой, и имеющим стандартные параметры. Размеры корпусов датчиков и способ установки аналогичны стандартным датчикам, что дает возможность использовать СКНБ-К и на других тележках.
В отличие от вышеописанных схем, датчики к обрабатывающему устройству подключаются параллельно, что позволяет производить контроль температуры букс у оставшихся датчиков при выходе из строя или обрыве в цепи одного или нескольких датчиков на вагоне.
Использование микропроцессорного комплекса для обработки сигналов датчиков позволяет регистрировать реальную температуру буксы и передавать данные на дисплей системы управления, контроля и диагностики (САУКД) вагона, расположенный на распределительном шкафу в служебном купе вагона. Измерительные датчики подключены к микропроцессорному блоку обработки (МБО). Полученные в результате измерения параметры подаются в САУКД вагона, включающую дисплей и звуковой сигнализатор. Микропроцессорный блок обработки (МБО) для обеспечения высокой надежности работы СКНБ производит диагностику работоспособности всех датчиков и кабельной разводки, проверку утечек на корпус цепей датчиков, внутреннюю диагностику микропроцессорного комплекса.
Важной особенностью предложенной схемы является возможность предупреждения аварийной ситуации – при достижении буксой температуры, составляющей 70-75 % от критической (65…70 °С), формируется сигнал «Внимание!», который подается в основной на экран дисплея, и выполняется прерывистая звуковая сигнализация. На дисплее при этом указывается конкретная букса, в которой имеется тенденция к повышению температуры. Это предупреждающий сигнал. При достижении установленного порога аварийной температуры ( 90°С) МБО выдает на основное окно дисплея аварийный сигнал «Перегрев буксы» и постоянный тоновый звуковой сигнал.
От МБО через порт в САУКД передается следующая информация:
текущая температура датчика каждой буксы в установленной последовательности
сигнализация о регистрации одним из датчиков температуры буксы 70 °С (команда «Внимание!») с определением номера (позиции) датчика
сигнализация о регистрации одним из датчиков предельной температуры буксы 94 °С (команда «Перегрев буксы») с определением аварийной буксы
сигнализация о выходе из строя или обрыве в цепях любого датчика с определением его номера (позиции)
сигнализация о наличии утечки на корпус или замыкании на корпус (два режима) любого провода датчика с определением его номера (позиции)
сигнализация о неисправности самого микропроцессорного комплекса
информация о температуре каждой буксы отображается при нажатии кнопки «Служебная информация»
Вся информация о работе СКНБ-К регистрируется бортовым регистратором для возможности проведения анализа, а также доступна для поездной автоматизированной информационно диагностической системы «ПАИДС» состава, что в конечном итоге способствует повышению безопасности движения.
Кроме того для обнаружения греющихся букс перегоны оборудованы специальными автоматическими приборами ПОНАБ (прибор обнаружения нагрева аварийных букс), принцип работы которых состоит в следующем: непосредственно на пути напротив поста расположено напольное оборудование, состоящее из двух магнитных педалей и двух камер с полупроводниковыми приборами, оборудованными инфракрасной оптикой, чувствительной к тепловому излучению букс.
При проследовании поездом ПОНАБа камеры «осматривают буксы» и передают электрические сигналы, пропорциональные температуре букс. Сигнал поступает к дежурному по станции или на ПТО. Дежурный по станции сообщает машинисту о неисправности необходимости остановки поезда для принятия соответствующих мер.
Также существуют следующие системы обнаружения дефектов подвижного состава:
УКСПС (устройство для контроля схода подвижного состава)
КТСМ (комплекс технических средств многофункциональный)
ДИСК (дистанционная информирующая система контроля технического состояния подвижного состава на ходу поезда- тормоза, буксы, редукторы, обода колес и др.)
ДИСК-К (обнаружение дефекта поверхности катания колес)
ДИСК-Т (обнаружение заторможенных колодок)
ДИСК-В (обнаружение волочащихся деталей)
ДИСК-Г (обнаружение свисающих деталей по габариту)
ДИСК-П (определение перегруза вагона)
При приемке вагона проводник обязан проверить исправность СКНБ. Для этого необходимо проверить, что распределительный щит под напряжением:
На распределительном щите нажать кнопку «Проверка СКНБ» (если тумблер, то опустить в нижнее положение)- разомкнуть цепь
Загорается лампа СКНБ и слышится звуковой сигнал
Значит, СКНБ исправна
Тумблер СКНБ поднять вверх- замкнуть цепь
Лампа гаснет и звонок перестает звенеть
В пути следования поезда проводник должен проверять работу СКНБ 3-4 раза за дежурство.
В пути следования поезда в случае срабатывания СКНБ проводник обязан:
1. Остановить поезд срывом стоп-крана (в любом месте, где бы не находился поезд)
2. Осигналить поезд (днем- развернутым красным флагом, ночью- красным огнем ручного фонаря). Проводники остальных вагонов обязаны продублировать сигнал в сторону головы поезда