Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский государственный университет путей сообщения

Курсовая работа №3

по дисциплине: «Локомотивы (общий курс)»

на тему: «Конструкция и принцип работы основных узлов локомотивов»

Вариант №49

Выполнил: ст. группы 792

Миханьков А.С.

Проверил: ст.пр.

Фролов С.Г.

Самара 2011

Введение

Для обеспечения движения локомотива по кривому участку пути предпринимают специальные меры как при укладке пути, так и при конструировании экипажной части. В кривых может произойти заклинивание (защемление) гребней бандажей внутри рельсовой колеи. Чтобы этого не произошло, кривые малого ради­уса укладывают с увеличенной шириной колеи. Уширение колеи в кривых устанавливается Правилами технической эксплуатации (ПТЭ) железных дорог (на 10 мм при R<350 м и на 15 мм при R<300 м). При этом перекрытие головки рельса бандажом составляет всего 12 мм в кривой R<300м. Если учесть, что рельсы отжимаются в перпендикулярном по отношению к оси пути направлении, а оси колёсных пар изгибаются, что приводит к сближению бандажей в плоскости головок рельсов, то станет ясно, что при чрезмерном уширении колеи ребро пересечения поверхности катания бандажа, имеющей уклон 1:20, с поверхностью, имеющей уклон 1:7, может перейти на боковое закругление головки рельса радиусом 13 мм. Это опасно, так как может привести к отжатию рельсов наружу и к провалу бандажа внутрь колеи. К числу мероприятий, облегчающих вписывание локомотивного экипажа в кривые, относятся: применение поперечных разбегов колесных пар (перемещений, перпендикулярных продольной оси экипажа, по отношению к раме); использование бандажей с гребнями уменьшенной толщины (или даже совсем без гребней), и применение тележечных локомотивов с поворотными тележками. Данная курсовая работа ставит целью провести теоретическое исследование конструкции и принципа действия основных узлов экипажной части локомотивов, а также движения локомотивов по кривым участкам пути. Ознакомление с методами геометрического вписывания локомотивов в кривых и определение основных показателей экипажной части локомотивов.

1.Конструкция и принцип работы основных узлов экипажной части тепловоза .

1.1Особенности подвешивания ТЭД на тепловозе ТЭ116 (преимущества и недостатки в сравнении с другими типами подвешивания).

На тепловозе 2ТЭ116 применяется опорно-осевое подвешивание тяговых двигателей. Преимущества: при таком типе подвешивания остов тягового двигателя упирается жестко одной стороной на ось колёсной пары, а другой упруго подвешен к раме тележки, кожух тягового редуктора крепится к двигателю. Этот тип подвешивания прост по конструкции позволяет установить в раму тележки более мощный двигатель. К недостаткам данного типа подвешивания можно отнести: большая часть тягового двигателя остаётся неподрессоренной вследствии его жесткого опирания на ось колесной пары, вследствии чего увеличивается динамическая нагруженость самого двигателя и редуктора, возникает повышенная вибрация самого щеточного механизма.

Локомотивы опорно-осевым подвешиванием оказывают при движении поезда повышенное динамическое воздействие на путь. Поэтому данный тип подвески применяют на локомотивах чья конструкционная скорость не превышает 100-120 км/ч.

У всех грузовых и маневровых тепловозах передаточное число и модуль зацепления унифицированы (i=4,41; m=10мм)

Рис.1.

При опорно-осевом подвешивании (рис.1) двигатель опирается на ось колесной пары моторно-осевыми подшипниками, основание которых отлито как одно целое с остовом. Подшипники снаружи закрывают шапками. С противоположной стороны остова двигателя имеются выступы (носики), которыми двигатель опирается на подвижные балочки, размещаемые между выступами поперечных креплений рам тележки .Между балочками находятся предварительно сжатые пружины. Это устройство называется траверсой. Если остов двигателя опускается, то его выступ перемещает верхнюю балочку траверсы вниз по направляющим, и пружины, сжимаясь, стремятся вернуть двигатель в первоначальное положение. При перемещении двигателя вверх поднимается нижняя балочка и снова пружины стремятся возвратить двигатель в исходное положение.

Опорно-осевое подвешивание обеспечивает неизменность расстояния между центрами вала двигателя и оси колесной пары. Это расстояние называют централью Ц (см. рис.1). При передаче вращения от вала двигателя к колесной паре с помощью зубчатого редуктора благодаря неизменности централи создаются условия, обеспечивающие правильное зацепление зубчатых колес. Передача работает плавно, что обеспечивает долговечность зубчатых колес. Применение зубчатой передачи позволяет использовать тяговые двигатели с высокой частотой вращения якоря.

Опорно-осевое подвешивание тягового двигателя имеет много недостатков. Наиболее существенный из них заключается в том, что примерно половина веса тягового двигателя передается непосредственно на колесную пару. В результате усиливаются жесткие удары колесной пары о рельсы при прохождении ею стыков и других неровностей пути, при входе электровозов в кривую. Это расстраивает путь и вызывает сильную вибрацию двигателя, особенно при скоростях движения более 100 км/ч.

1.2 Буксовый узел (назначение и особенности конструкции).

Буксы служат для передачи нагруз­ки от подрессоренных масс кузова и тележек на шейки осей колесных пар. В процессе движения они должны обе­спечивать возможность вращения шеек осей с минимальным сопроти­влением. Это возможно только при подшипниках качения. Поэтому на локомотивах применяют исключитель­но роликовые буксы. Роликовые под­шипники состоят из наружного (с буртами) и безбуртового внутренне­го колец, роликов и латунного сепа­ратора. Сепаратор служит для дис­танционного распределения роликов по периметру подшипника. На торцах роликовых подшипников имеются клейма, указывающие условное обо­значение подшипника, завод-изгото­витель, год изготовления, комплекто­вочный номер и месяц выпуска под­шипника, обеспечиваемого буквами алфавита по порядку. Для смазыва­ния роликовых подшипников приме­няется консистентная смазка. Общее количество смазки, заправляемой в буксу, 3 кг. Различаются буксы спо­собом восприятия роликами верти­кальных нагрузок, способами переда­чи тяговых усилий к раме тележки и усилий, возникающих между колесны­ми парами и тележкой в поперечном направлении. На тепловозах применяются главным образом 2 типа букс: челюстные и безчелюстные.

Челюстные буксы. Применяемые на тепловозах 2ТЭ10Л, ТЭМ2 и др. буксы (рис. 2) имеют стальной ли­той корпус, две плоские стороны кото­рого служат в качестве направляющих в буксовых челюстях рамы тележки. Для передачи осевых усилий к раме тележки на боковых поверхностях буксы выполнены приливы, к кото­рым через приваренные подкладки прикреплены винтами сменные наличники. К боковым поверхностям буксы также приварены наличники из износостойкой стали 60Г.К наличникам поступает масло из ванн, находящихся в верхней части корпуса

В расточку корпуса 5 на легко­прессовой посадке установлены два цилиндрических роликовых подшипника 7, разделенных дистанционными кольцами 5, 6. Корпус буксы сзади и спереди закрыт крышками 4, 10 на болтах. В задней крышке 4 выполнена кольцевая расточка, в которую заходит лабиринтное кольцо 3, защищающее полость буксы от попадания пыли и грязи. В переднюю крышку встав­лен осевой упор 12 с бронзовой или капроновой наделкой, в которую упирается ось колесной пары при попереч­ных перемещениях. Для смазывания трущихся поверхностей торца оси и упора предусмотрен войлочный фи­тиль, укрепленный на пластинчатой пружине упора. Конец фитиля опущен в масляную ванну крышки, образо­ванную ее корпусом и вваренной в крышку разделительной перегород­кой. Для слива масла предусмотрена пробка. Буксы крайних колесных пар имеют пружину, расположенную между упором и его крышкой. Пружина предварительно сжата усилием 15 000 Н и допускает упругое попереч­ное перемещение упора на 10— 11 мм. Упругие упоры уменьшают рам­ные динамические усилия при движе­нии тепловоза в кривой.

Средние оси имеют жесткие упо­ры, и букса может свободно переме­щаться на оси на ±14 мм от средне­го положения. Это перемещение обеспечивается за счет зазоров между упо­ром и торцом оси, а также между дном кольцевой выточки в задней крышке и лабиринтным кольцом. При этом ролики подшипников проскальзыва­ют в осевом направлении по внутрен­ним кольцам подшипников. Осевой упор смазывается дизельным маслом, заливаемым в полость, ограниченную задней крышкой и перегородкой в буксе. Уровень масла определяется нижней кромкой заправочного отвер­стия. Для смазки роликовых подшип­ников применяют консистентную смазку ЖРО (ТУ 32-ЦТ-520-77). Ею заполняют пространство между роли­ками и полость лабиринтного кольца. Количество смазки на одну буксу 1,4 кг. Вертикальная нагрузка на буксу передается через специальную арку опирающуюся на каблучки корпуса, удаленные от вер­тикальной оси буксы на некоторое рас­стояние. Такое нагружение буксы позволяет за счет упругой деформации корпуса нагружать не только верхний центральный ролик, но и часть сосед­них с ним, что значительно уменьшает максимальные нагрузки на ролики. В буксе же тепловоза ТЭЗ предусмотре­но центральное нагружение подшип­ников, при котором верх­ний ролик один воспринимает почти всю нагрузку, действующую на под­шипник. На арку буксы нагрузка пе­редается через опоры -1 (см. рис. 2) балансиров с закругленными головка­ми.

Буксы бесчелюстные

Связь с ра­мой тележки у этих букс осуществляется буксовыми поводками с резино-металлическими амортизаторами. Та­кие поводки дают возможность упру­гого перемещения буксы в вертикаль­ном и горизонтальном (поперечном) направлениях. Конструкции бесче­люстных букс различных тепловозов отличаются друг от друга главным об­разом формой корпуса и его посадоч­ных гнезд для пружин. В отличие от челюстных в бесчелюстных буксах крайних осей колесных пар вместо скользящих осевых упоров примене­ны упорные шариковые подшипники, воспринимающие осевые нагрузки. Применение упорного подшипника в качестве осевого упора позволило со­кратить габаритные размеры буксы, исключить осевое трение и упоры скольжения, взамен двух видов смаз­ки применить только консистентную смазку.

Корпус бесчелюстной буксы теп­ловозов 2ТЭ10В(М) представляет со­бой фасонную отливку из стали 25ЛП с кронштейнами для установки пружин рессорного подвешивания. Внутрен­няя часть корпуса 7 (рис.3) рас­точена под наружные кольца роли­ковых подшипников 6. В приливах корпуса выфрезерованы клиновидные пазы для крепления двух поводков, связывающих буксу с рамой тележки.

В расточке корпуса буксы устано­влены с помощью легкопрессовой по­садки два наружных кольца подшип­ников вместе с роликами и сепарато­рами. Внутренние кольца подшипни­ков горячей посадкой монтируются на шейке оси. Между кольцами обоих подшипников установлены дистанци­онные кольца 4 и 5. Для предотвраще­ния сползания внутренних колец под­шипников на шейке установлено сто­порное кольцо 14. Корпус буксы с обе­их сторон закрыт крышками 3 и 5. Задняя крышка 3 вместе с кольцом 2 образует лабиринтное уплотнение, препятствующее проникновению пы­ли и грязи в полость подшипников. Лабиринтное уплотнение заполнено смазкой.

В передней крышке 8 буксы смон­тирован осевой упор, состоящий из шарикоподшипника 9, одно кольцо ко­торого укреплено на корпусе упора 10, а второе — на проточке шейки оси резинового амортизатора 11 и пружи­ны 12. От выпадания из крышки (при демонтаже) осевой упор удерживается стопорным кольцом 13. При сборке между корпусом буксы и крышками прокладывают уплотнение 15 в виде шелкового шнура.

У букс средних колесных пар амор­тизатор вынут из своего гнезда, что позволило обеспечить свободный раз­бег оси ±14 мм. Разбег крайних ко­лесных пар, обеспечиваемый за счет сжатия резиновых амортизаторов, сос­тавляет ±1,5—2 мм.

На задних крышках букс двумя болтами укреплена стопорная планка 1, предохраняющая сползание букс с шеек оси при отсоединенных от рамы тележки буксовых поводках. Для кре­пления гасителя на передних крышках приварен специальный кронштейн. Так как внешние признаки отличия букс от средних отсутствуют, то на них наносят маркировку КР — для крайних или CP — для средних. При сборке буксы заправляют смазкой ЖРО в количестве 2,5 кг. Для заправ­ки смазки служит отверстие, закрыва­емое пробкой 16.

Конструкция бесчелюстной буксы тепловоза ТЭП70 представлена на (рис.3). У этой буксы упорный под­шипник 8Н232 смонтирован непосред­ственно на шейке оси. Наружное коль­цо подшипника удерживается от пе­ремещения крышкой буксы, а внутрен­нее — специальной гайкой 18, навер­нутой на конец оси и застопоренной торцовой шайбой 19. В буксе средней оси шарикоподшипник отсутствует, вместо него на шейке оси установлена специальная проставка. Для ограни­чения перемещений буксы на оси (±14 мм) между проставкой и внут­ренними кольцами переднего подшип­ника, между задней крышкой и задним подшипником установлены упорные кольца.

На тепловозе 2ТЭ116 применяются поводковые буксы. (рис.4)

Рис.4.

 Корпус буксы защищает подшипники и шейку оси от грязи и влаги. Он заполнен смазкой ЖРО для обеспечения нормальной работы подшипников. Стальной, литой корпус имеет два боковых опорных кронштейна для установки пружин рессорного подвешивания тележки и восприятия вертикальной нагрузки. С рамой тележки корпус буксы соединяется кососимметрично расположенными поводками. В цилиндрическую расточку корпуса буксы до упора в заднюю крышку устанавливаются два роликовых подшипника с дистанционными кольцами между ними. Потолок корпуса буксы выполнен в виде свода параллельного сечения, с увеличенной толщиной в верхней части. Это обеспечивает более равномерное распределение нагрузки на ролики подшипников.

На предподступичную часть оси до упора в галтель с натягом устанавливается лабиринтное кольцо, которое вместе с задней крышкой образует лабиринтное уплотнение буксы. Внутренние кольца роликовых подшипников удерживаются на шейке оси стопорным кольцом. В передней крышке монтируется осевой упор качения. Одно кольцо упорного шарикоподшипника устанавливается на торцевой проточке оси, а другое — на упоре крышки.

Рессорное подвешивание тепловоза предназначено для уменьшения динамического воздействия колес на рельсы при движении по неровностям пути, распределения нагрузок по колесам и обеспечения плавности хода тепловоза. Рессорное подвешивание бывает сбалансированное и индивидуальное, одноступенчатое и двухступенчатое.