| Задание: |
Прочитайте прилагаемую лекцию, ответьте на вопросы: КОЛЕСНЫЕ
ПАРЫ
Классификация
и особенности устройства колесных пар
Колесные 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 сложных условиях нагружения,
колесные пары должны обеспечивать высокую надежность, так как от них во многом
зависит безопасность движения поездов. Поэтому к колесным парам предъявляются
особые, повышенные требования Госстандартами,
Правилами технической эксплуатации железных дорог, Инструкцией по осмотру,
освидетельствованию, ремонту и формированию вагонных колесных пар, а также
другими нормативными документами при проектировании, изготовлении и содержании
в эксплуатации. Конструкция и техническое состояние колесных пар оказывают
влияние на плавность хода, величину сил, возникающих при взаимодействии вагона
и пути, и сопротивление движению.
Работая
в современных режимах эксплуатации железных дорог и экстремальных условиях
окружающей среды, колесная 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.
Колесная
пара состоит из оси и двух укрепленных
на ней колес. Тип колесной пары определяется типом оси и диаметром колес, а
также конструкцией подшипника и способом крепления его на оси. 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 Ш-950 предназначены для эксплуатации с подшипниками скольжения, а колесные
пары РУ1-950, РУ1Ш-950, РУ-950 и РУ-1050 — с роликовыми подшипниками (РУ —
роликовая унифицированная, Ш — торцевое крепление внутренних колец подшипников
приставной шайбой). Исходя из расчетной нагрузки, определяются диаметры шеек),
подступичной и средней частей оси.
Предподступичная часть 6 является ступенью перехода от шейки к подступичной
части оси и служит для установки уплотняющих устройств буксы. На подступичных
частях прочно закрепляются колеса. В
настоящее время в эксплуатации находятся еще небольшое количество колесных пар
с осями III типа с подшипниками скольжения, которые заменяются на роликовые. На
торцах их шеек имеются буртики,
ограничивающие продольные перемещения подшипников скольжения, располагающихся в
верхних частях.
Вагонные
оси
Вагонные
оси являются составной частью колесной пары и представляют собой стальной брус
круглого переменного по длине поперечного сечения.
На подступичных частях оси
располагаются колеса, укрепленные жестко или подвижно, а на шейках 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 и подступичными частями находятся предподступичные части, 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 к предподступичной, от предподступичной к
подступичной и от средней к подступичной частям. Снижение концентрации
напряжений, вызванных посадкой внутреннего кольца роликового подшипника,
обеспечивается разгружающей канавкой, расположенной у начала задней галтели
шейки оси. Оси для подшипников качения на концах шеек имеют нарезную часть 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 в двух вариантах: при помощи
трех или четырех болтов. Оси для подшипников скольжения по торцам шеек имеют
буртики М, служащие для ограничения смещения подшипников вдоль оси наружу при
движении вагона. На торцах всех типов осей предусмотрены центровые отверстия,
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.
На шейке осей РУ-1
и РУ-1Ш устанавливаются роликовые подшипники с наружным диаметром 250 мм, а на
шейке оси РУ — 280 мм, поэтому посадочные диаметры у них разные. Для грузовых
вагонов с повышенными нагрузками на ось 245 кН предусмотрена усиленная ось, которая
также применяется для специализированных грузовых вагонов с нагрузкой на ось 30
тс (сталь ОС ГОСТ 4728-96).
Вагонные
колеса
В эксплуатации колеса, перекатываясь по
рельсовому пути и передавая ему значительные статические и динамические
нагрузки через небольшую площадку, работают в сложных условиях окружающей
среды. Одновременно с этим в процессе торможения между колесами и колодками, а
также в контакте с рельсами возникают силы трения, вызывающие нагрев и износ
обода, что способствует образованию в нем ряда дефектов. Удары на стыках могут
вызывать появление трещин и отколов в ободе колес. В этой связи от их
исправного состояния во многом зависит безопасность движения поездов.
Учитывая
сложные условия работы и повышение надежности в эксплуатации, поверхность
катания колеса должна обладать высокой прочностью, ударной вязкостью и
износостойкостью, а металл диска и ступицы, удерживающихся на оси силами
упругости, необходимой вязкостью. Этим требованиям удовлетворяют составные
колеса, в которых бандаж можно изготовлять из стали повышенной прочности и
твердости, а колесный центр — из более вязкой и дешевой стали. Кроме того, при
достижении предельного износа или появлении другого повреждения в эксплуатации
бандаж можно заменить без смены колесного центра. Однако в современных условиях эксплуатации
железных дорог из-за существенных недостатков по прочности и надежности,
значительной трудоемкости формирования колесной пары и повышенной массы
бандажные колеса в нашей стране были заменены безбандажными. Причем наиболее
совершенными и надежными в эксплуатации признаны стальные цельнокатаные.
Конструкция, размеры и технология изготовления колес определяются Гос.
стандартами. Стальное цельнокатаное
колесо состоит из обода, диска и ступицы.
Рабочая часть колеса представляет собой поверхность катания 4. Номинальный размер
ширины обода составляет 130 мм. На расстоянии 70 мм от внутренней грани а
обода, являющейся базовой, расположен воображаемый круг катания, используемый
для измерения специальными инструментами диаметра колеса, толщины обода и
проката. Противоположная грань б называется наружной. Ступица с ободом объединены диском, расположенным под некоторым
углом к плоскости круга катания, что придает колесу упругость и способствует
снижению уровня динамических сил во время движения вагона. Ступица служит для
посадки колеса на подступичной части оси. Поверхность катания обрабатывается по
стандартному профилю.
Контрольные вопросы:
1.
Для чего предназначены колёсные пары?
2.
Какие требования предъявляют к колёсным
парам?
3.
Из каких деталей состоит колёсная пара?
4.
Назовите типы колёсных пар, расшифруйте
их обозначение?
5.
Из каких частей состоит ось колёсной
пары?
6.
Какие требования предъявляют к вагонным
колёсам?
7.
Из каких частей состоит вагонное колесо?
|