Лекция №2.4 Буксовые узлы колесных пар, их назначение, разновидности, особенности конструкции. Прочность и безотказность деталей и узлов механической части

Рассматриваемые вопросы:

1. Назначение буксовых узлов

2. Классификация буксовых узлов;

3. Ресурс буксовых узлов.

4. Подшипники. Методы расчёта.

1. Общие положения прочности;

2. Методы расчётов рам тележек на прочность и устойчивость;

3. Методы расчётов кузовов на прочность и устойчивость;

5. Расчёты на устойчивость

2.4.1. Назначение и конструктивные особенности буксовых узлов

Бу́кса (от нем. Büchse — коробка, изначально из самшита) — стальная или чугунная коробка, внутри которой размещены подшипник скольжения, вкладыш, смазочный материал и устройство для подачи смазочного материала к шейке оси, либо подшипник качения и смазочный материал^[1].

Букса является связующим звеном между колёсной парой и рамой вагона, локомотива или их тележкой. Для ограничения перемещения букса имеет направляющие, поводки, шпинтоны или жёстко соединяется с рамой тележки либо колёсной парой. Для предотвращения загрязнения смазки букса имеет уплотняющее устройство.

Буксы предназначены для обеспечения связи колесных пар с рамой тележки, для передачи статических и динамических нагрузок в вертикальном, горизонтальном и поперечном направлениях.

Вертикальные нагрузки направлены перпендикулярно оси вращения шейки. Эти нагрузки называются радиальными (коаксиальными), к ним относятся статическая нагрузка от веса электровоза или вагона, а также вертикальные динамические нагрузки, возникающие при прохождении стыков и неровностей пути.

Горизонтальные нагрузки направлены вдоль оси вращения шейки. Эти нагрузки называются аксиальными; к ним относятся динамические нагрузки, возникающие при прохождении электровозом или вагоном кривых участков пути, стрелочных переводов, от давления ветра и других горизонтальных поперечных усилий, действующих вдоль оси вращения подшипников.

В соответствии со своим назначением буксовый узел включает в себя в том или ином конструктивном исполнении следующие основные элементы:

1. Подшипниковый узел, обеспечивающий механическую связь невращающихся конструкций экипажа с вращающейся колесной парой. В него входят сами подшипники и несущий корпус буксы с крышками и уплотняющими устройствами, служащий как для передачи сил на подшипники, так и для предотвращения попадания в них различных загрязнений. На корпусе буксы предусматривают посадочные места и крепления для элементов, через которые будет осуществляться силовая связь колесной пары с рамой экипажа;

2. Упругий элемент вертикальной связи, через который экипаж опирается на буксу (так называемая буксовая ступень рессорного подвешивания). В качестве упругого элемента могут применяться витые и торсионные пружины, листовые рессоры, резинометаллические или пневматические упругие элементы;

3. Устройства продольного и поперечного соединений буксы с рамой экипажа. Можно выделить три основные группы буксовых устройств, в основу которых положены следующие механизмы: с поступательной кинематической парой, рычажный и шарнирно-поводковый.