16. Колесные пары. Классификация и развитие

Колесные пары относятся к ходовым частям и являются одним из ответственных элементов вагона. Они предназначены для направления движения вагона по рельсовым путям и восприятия всех нагрузок, передающиеся от вагона на рельсовый путь и обратно. Колесные пары должны отвечать следующим требованиям: обладать достаточной прочностью, иметь минимальную массу (с целью снижения массы 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, совместно с буксовыми узлами обеспечивать возможно меньшее сопротивление при движение вагона и возможно большее сопротивление износу элементов, подвергающихся изнашиванию в эксплуатации.

Колесная пара (рис. 3.1) состоит из оси 1 и двух закрепленных на ней колес 2. Тип колесной пары определяется типом оси и диаметром колес, а также конструкцией подшипника и способом крепления его на оси (табл. 3.1). Типы вагонных осей различают по размерам и форме шейки – для роликовых подшипников качения и подшипников скольжения. Размеры оси устанавливают в зависимости от величины расчетной нагрузки, воспринимаемой ею при эксплуатации.

Колесные пары III – 950 предназначены для эксплуатации с подшипниками скольжения, а колесные пары РУ1–950, РУ1Ш–950 и РУ–1050 – с роликовыми (РУ – роликовая унифицированная, Ш – торцевое крепление внутренних колец подшипников приставной шайбой). Исходя из расчетной нагрузки определяются диаметры шеек 3, 4, 5 (рис. 3.1), подступичной 7 и средней 8 части оси. Предподступичная часть 6 является ступенью перехода от шейки к подступичной части оси и служит для установки уплотняющих устройств буксы. На подступичных частях 6 прочно закрепляются колеса 2. В настоящее время в эксплуатации находятся еще колесные пары с осями III типа с подшипниками скольжения. На торцах их шеек 5 имеются буртики 9, ограничивающие продольное перемещения подшипников скольжения, располагающихся в верхних частях. Колесные пары с осями для роликовых подшипников различают между собой по конструкции торцевого крепления внутренних колец роликовых подшипников на шейке: 3 – с нарезной частью  для навинчивания корончатой гайки; 4 – при помощи приставной шайбы, для чего на торцах делаются отверстия с нарезкой для болтов крепления. Колесные пары с формой шейки 3 обозначаются РУ1–950, а с формой 4 – РУ1Ш–950.

17. Вагонные оси

Вагонные оси (рис. 3.3) являются составной частью колесной пары и представляют собой стальной брус круглого переменного по длине поперечного сечения.

На подступичных частях 3 оси располагаются колеса, укрепленные жестко или подвижно, а на шейках 1 размещаются подшипники. Вагонные оси различают между собой: размерами, определяемыми в зависимости от заданной нагрузки; формой шейки оси в соответствии с применяемым типом подшипника – для подшипников качения и подшипников скольжения; формой круглого поперечного сечения – сплошные или полые; способом торцового крепления подшипников качения на шейке оси – корончатой гайкой или шайбой.

Кроме того, оси классифицируются по материалу и технологии изготовления. Между шейками 1 и подступичными частями 3 находятся предподступичные части 2, служащие для размещения деталей задних уплотняющих устройств букс, а также снижения концентрации напряжений в переходных сечениях от подступичных частей к шейкам оси. В местах изменения диаметров для снижения концентрации напряжений имеются плавные сопряжения – галтели, выполненные определенными радиусами: от шейки 1 к предподступичной 2, от предподступичной к подступичной 3 и от средней 4 к подступичной частям. Снижение концентрации напряжений, вызванных посадкой внутреннего кольца роликового подшипника, обеспечивается разгружающей канавкой, расположенной у начала задней галтели шейки оси (рис. 3.3 г). Оси для подшипников качения на концах шеек имеют нарезную часть К (рис. 3.3 а) для навинчивания корончатой гайки, а на торце имеется паз с двумя нарезными отверстиями для постановки и крепления двумя болтами стопорной планки. В вагонных осях с креплением подшипников качения при помощи приставной шайбы в торцах шеек делаются нарезные отверстия для болтов (рис. 3.3 б) в двух вариантах: при помощи трех или четырех болтов.

Оси для подшипников скольжения по торцам шеек имеют буртики М (рис. 3.3 в), служащие для ограничения смещения подшипников вдоль оси наружу при движении вагона. На торцах всех типов осей предусмотрены центровые отверстия (рис. 3.3 д, е), служащие для установки и закрепления оси или колесной пары в центрах при обработке на токарном станке. Форма и размеры центровых отверстий стандартизированы. Оси колесных пар, оборудуемых дисковым тормозом, а также оси, на которых предусмотрена установка привода подвагонного генератора, имеют посадочные поверхности для установки тормозных дисков или деталей редуктора. Основные размеры и допускаемые нагрузки для стандартных типов осей вагонов широкой колеи, кроме вагонов электропоездов и дизель-поездов, приведены в табл. 3.2.