5. Колесные пары. Устройство, классификация и основные размеры.

Колёсные пары относятся к ходовым частям и являются одним из ответственных элементов вагона. Они предназначены для направления движения вагона по рельсовому пути и восприятия всех нагрузок, передающихся от вагона на рельсы при их вращении. Работая в современных режимах эксплуатации железных дорог и экстремальных условиях окружающей среды, колёсная пара вагона должна удовлетворять следующим основным требованиям: обладать достаточной прочностью, имея при этом минимальную необрессоренную массу с целью снижения тары подвижного состава и уменьшения непосредственного воздействия на рельсовый путь и элементы вагона при прохождении неровностей рельсовой колеи; обладать некоторой упругостью, обеспечивающей снижение уровня шума и смягчение толч­ков, возникающих при движении вагона по рельсовому пути; совместно с буксовыми узлами обеспечивать возможно меньшее сопротивление при движении вагона и возможно большее сопротивление износу элементов, подвергающихся изнашиванию в эксплуатации.

Колёсная пара из оси и двух укреплённых на ней колёс. Колёсные пары Ш-950 предназначены для эксплуатации с подшипни­ками скольжения, а колёсные пары РУ1-950, РУ1Ш-950, РУ-950 и РУ-1050 — с роликовыми подшипниками (РУ — роликовая унифицирован­ная, Ш — крепление подшипников приставной шайбой). Основным типом колёсных пар являются конструкции с цельнокатаными колёсами с диаметром по кругу катания 950 мм.

Исходя из расчётной нагрузки, определяют диаметры шеек, подступичной и средней частей оси. Предподступичная часть явля­ется ступенью перехода от шейки к подступичной час­ти оси и служит для установки уплотняющих уст­ройств буксы. На подступичных частях закрепляются колёса. Колёсные пары с осями, предназначенными для эксплуатации с роликовыми подшипниками, различают между собой конструкцией торцового крепления внутренних колец роликовых подшипников на шейке: — с нарезной частью для навинчивания корончатой гайки; — при помощи приставной шайбы, для чего на торцах делают отвер­стия с нарезкой для болтов крепления. Такое крепление выполнено в двух вариантах: тремя или четырьмя болтами.

Добавить кол пары с диам шейки 150 рассчитанные на 25 т на ось. (не нашли все что связано с новой осью 150мм)

Для вагонов с повышенной осевой нагрузкой 245 кН (25 тс) размеры деталей колесной пары увеличиваются для обеспечения прочности. Диаметр шейки увеличен до 150 мм (на 11%). Соответственно увеличены и другие размеры сечений оси, толщины диска колеса. Но базовые величины — расстояние между серединами шеек (2036 мм), номинальный диаметр колеса (950 мм), расстояние между колесами (1440 мм) — остаются регламентированными как для нормальных, так и для повышенных осевых нагрузок.

6. Типы осей, их характеристика. Колеса, классификация и устройство. Профили поверхности катания колес вагонов

Ось — это элемент колесной пары, на котором укрепляются колеса. Она представляет собой стальной брус круглого, переменного по длине поперечного сечения. В вагонных колесных парах применяются о с и д в у х т и п о в — РУ1 и РУ1Ш. Все они предназначены для размещения подшипников качения и различаются конструктивным исполнением концевых частей в зависимости от способа торцевого крепления подшипников: гайкой или шайбой.

РУ1 характеризуется наличием на ее концах резьбовых частей для гаек, а на торцах — пазов с двумя резьбовыми отверстиями (резьба М12) для размещения стопорных планок и крепления их болтами.

РУ1Ш имеется на торцах четыре резьбовых отверстия (резьба М20) для крепления приставной шайбы болтами. Ось при этом получается короче, а ее стоимость уменьшается. В эксплуатации имеются оси и с тремя резьбовыми отверстиями.

У вагонной оси имеются две шейки, две предподступичные и две подступичные части, а также средняя часть оси. Шейки вагонных осей предназначены для размещения подшипников, предподступичные части — задних уплотняющих деталей букс (лабиринтных колец), подступичные части — ступиц колес. Все они имеют цилиндрическую форму. Средняя часть оси выполняется цилиндрической или с коническими переходами от подступичных частей к середине оси. для снижения концентрации напряжений в местах изменения диаметров оси делают плавные переходы галтели, выполненные определенным радиусом. Снижение концентрации напряжений, вызванных посадкой деталей подшипников качения, достигается разгружающей канавкой, расположенной у начала галтели шейки оси.

На торцах всех типов вагонных осей имеются центровые отверстия для установки и закрепления оси или сформированной колесной пары в центрах токарных станков. Оси колесных пар вагонов, оборудованных дисковыми тормозами, имеют посадочные поверхности для установки тормозных дисков. Специальные посадочные поверхности для деталей редуктора имеют оси колесных пар, на которых смонтирован привод подвагонного генератора.

РУ1 - Общая длина оси 2294 мм , шейка 130 мм, предпоступичная 165 мм, подступичная 194мм, средняя часть оси 172 мм, длина шейки 176 мм.

РУ1Ш - Общая длина оси 2216 мм , шейка 130 мм, предпоступичная 165 мм, подступичная 194мм, средняя часть оси 172 мм, длина шейки 190 мм.

Наибольшая статическая нагрузка для грузовых 23,5тс (235кН), для пассажирских 18тс (177кН).

Касетные подшипники – РУ?????????? для 25 тонн -150мм (не нашли)

Колеса

Вагонные колеса различаются = Цельнокатаное колесо имеет обод, диск и ступицу. Ширина обода — 130 мм. Переход от ступицы к ободу выполнен в форме диска, расположенного под некоторым углом к этим частям, что придает колесу упругость и снижает воздействия динамических сил. Диск слегка конусный: у ступицы его толщина больше, чем у обода. Такая форма распределения металла наиболее рациональна, так как обеспечивает равнопрочность колеса относительно поперечных толчков.

Д ля рационального взаимодействия колес и рельсового пути важное значение имеет форма поверхности катания – профиль колеса. Профиль характеризуется наличием гребня высотой 28 мм и толщиной 33 мм, измеренной на расстоянии 18 мм от вершины, конической поверхности катания с конусностями 1:10 и 1:3,5 и фаски 6×6 мм. Конусность поверхности 1:10 обеспечивает центрирование колесной пары при движении ее на прямом участке пути, предотвращая образование неравномерного проката по ширине обода, и улучшает прохождение кривых участков пути. Вместе с этим конусность 1:10 создает условия для извилистого движения колесной пары, что неблагоприятно сказывается на плавности хода вагона. Конусность поверхности 1:3,5 и фаска 6х45° приподнимают наружную грань колеса над головкой рельса, что улучшает прохождение стрелочных переводов, особенно при наличии проката и других дефектов поверхности катания колес.

9. Классификация, назначение и устройство буксовых узлов вагонов. Буксовые узлы, являются элементами ходовых частей вагона, обеспечивают передачу нагрузки от кузова вагона на шейки осей и ограничивают продольные и поперечные перемещения колесной пары относительно тележки. Буксовый узел неподрессорен и жестко воспринимает динамические нагрузки от рельсового пути, возникающие при движении вагона. Кроме постоянно действующих нагрузок от массы брутто, буксовый узел испытывает значительные удары при прохождении колес по стыкам рельсов, от толчков во время торможения поезда или наезда колес на башмак при роспуске вагонов с горки, от действия центробежной силы при прохождении кривых участков пути и др. Буксовый узел современного отечественного вагона — это буксовый узел с цилиндрическими роликовыми подшипниками на горячей посадке, которыми оснащаются все типы пассажирских и грузовых вагонов. Типовые буксовые узлы грузовых и пассажирских вагонов состоят из корпуса, двух цилиндрических подшипников — переднего и заднего, крепительной и смотровой крышек, лабиринтного кольца и элементов торцевого крепления подшипников. Между корпусом и крепительной крышкой устанавливается уплотнительное кольцо, а между смотровой и крепительной крышками — резиновая прокладка. Буксы вагонов с различными вариантами торцевого крепления подшипников — гайкой и шайбой соответственно. К элементам торцевого крепления в первом случае относятся корончатая гайка, стопорная планка и два болта , крепящие планку, во втором — приставная шайба, болты, закрепляющие шайбу, и стопорная шайба. Типовые буксовые узлы грузовых и пассажирских вагонов отличаются только конструкцией корпуса буксы. Нормативный срок службы буксового узла — 15 лет.

Корпус 6уксы предназначен для размещения элементов буксового узла и смазки. В вагонах применяют корпуса букс двух типов: челюстные — без опор под рессорные комплекты, но с направляющими пазами для челюстей боковой рамы тележки — для грузовых вагонов, бесчелюстные — с опорными кронштейнами под пружины рессорных комплектов — для пассажирских вагонов (с приливами).

На пассажирских вагонах новой постройки в буксовом узле часто применяют конические подшипники. Буксы вагонов для скоростей движения до 200 км/час оборудованы только коническими подшипниками.

Переход на применение конических упорного типа подшипников возможен в силу следующих их достоинств:

1) наиболее эффективное восприятия статических и динамических нагрузок, позволяющие до минимума уменьшить продольные силы на торцевое крепление буксы;

2) конструкция технологически и экономически выгодна в изготовлении и техническом обслуживание из-за меньшего расходов на материалы и надежность в эксплуатации.

В отечественных вагонах конические подшипники применяют как на колёсных парах РУ1Ш-950, так и на колёсных парах РУ1Ш-957 с дисковыми тормозами. В каждом буксовом узле колесной пары установлен один конический двухрядный подшипник кассетного типа.

Буксовые узлы вагонов для скоростей движения до 200 км/час постройки ТВЗ (рис. 4.7) состоят из корпуса буксы 1, кассетного двухрядного подшипника 2 с размерами 130×230×150, задней 3 и передней 4 крышек, фиксирующих внутренние кольца подшипника на шейке оси в осевом направлении.

Посадка задней крышки на предподступичную часть оси – прессовая. Передняя крышка фиксируется на оси болтами 20, стопорящимися стопорной шайбой 5, поджимая внутренние кольца подшипника.

Для предотвращения попадания влаги и пыли на дорожки качения подшипника имеются выполненные на задней и передней крышках кольцевые канавки, в которые вставлены кольца 6, и в паре с кожухами 7, вставленными в наружное кольцо подшипника, образующие лабиринтное уплотнение подшипника.

Наружное кольцо подшипника фиксируется в корпусе буксы при помощи задней 8 и передней 9 крепительных крышек, поджимаемых к корпусу буксы болтами 10.

Рис. 4.7 Буксовый узел с подшипником в габаритах 130x230х150 кассетного типа производства компании ЕПК (термодатчик на рисунке не показан)

На переднюю крепительную крышку левого буксового узла устанавливается осевой датчик, который служит для регулирования работы дискового тормоза с целью предотвращения юза колесной пары. 

Правые буксовые узлы закрываются с помощью болтов 22 смотровой крышкой 17.

Примечание: правым считается буксовый узел, на котором под верхними болтами передней крепительной крышки установлены бирки с нанесенной на них маркировкой.

Для предотвращения попадания влаги и грязи в буксовые узлы под смотровую крышку, датчик скольжения и между крепительными крышками и корпусом буксы устанавливаются уплотнительные прокладки 18 и 19.

С целью исключения несвоевременного проникновения в буксовые узлы по одному болту на передних крепительных крышках и смотровой или датчике скольжения каждого буксового узла обвязываются проволокой и пломбируются.

11. Характеристика упругих элементов рессорного подвешивания вагонов. Параметры элементов рессорного подвешивания вагонов. Рессорное подвешивание вагонов связывает колесные пары с рамой тележки и кузовом и предназначено для уменьшения динамического воздействия пути на вагон и вагона на путь. Оно состоит из упругих элементов, возвращающих устройств и гасителей колебаний. Упругие элементы смягчают (амортизируют) толчки и удары от пути движущемуся вагону в вертикальной плоскости, а возвращающие устройства — в горизонтальной плоскости. Упругие элементы вагона обычно расположены между колесными парами и кузовом. Под действием динамических сил со стороны колесной пары при перемещении вагона они деформируются и обеспечивают плавные колебательные движения обрессоренных масс, уменьшая ускорения и силы, воспринимаемые кузовом. В качестве упругих элементов вагонов в основном используются витые пружины. Применяются также резинометаллические элементы, пневматические, торсионные, кольцевые и другие типы упругих элементов. В старотипных тележках встречаются листовые рессоры. Рессорное подвешивание р а з л и ч а е т с я:1) числом ступеней — одинарное и двойное; 2)местом размещения в тележке — буксовое и центральное; 3) типом возвращающих устройств (горизонтальным подрессориванием) — люлечной, безлюлечной и поводковой конструкции; 4)конструкцией упругих элементов — с металлическими, резинометаллическими и пневматическими упругими элементами;

Опорные поверхности пружин делают плоскими и перпендикулярными к оси. Характеристиками цилиндрической пружины являются: диаметр прутка d, средний диаметр пружины d высота пружины в свободном Н_св и сжатом Н_сж состояниях, число рабочих витков п_р и индекс т. Индексом пружины называется отношение среднего диаметра пружины к диаметру прутка, т.е. т= d/ d.