Конструкция применяемых типов подшипников качения, способы их посадки на шейку оси

Буксы предназначены для передачи нагрузки от тележки или рамы кузова вагона на шейки осей, а также для ограничения продольного и поперечного перемещений колесной пары при движении вагона.

Рис 2.5 Букса.

Буксовый узел тележки состоит из литого корпуса, изготовленного из стали 20ГФЛ, переднего 1 (рис.2.5) и заднего 2 подшипников, посаженных на шейку оси вплотную друг к другу, что уменьшает габаритные размеры буксы и снижает напряжения в шейке оси. Оба подшипника полузакрытого типа. Задний подшипник имеет однобуртное внутреннее кольцо 4. Блоки подшипников взаимозаменяемы.

Букса имеет четырех камерное лабиринтное уплотнение с уменьшенным радиальным зазором. Кольцевая поверхность 5 на торце оси позволяет осуществлять ультразвуковой контроль шейки оси без снятия внутренних колец подшипников, торцевое крепление состоит из приставного кольца, приставной шайбы и трех болтов.

Подшипники качения

Применение подшипников качения позволило заменить трение скольжения трением качения. Трение качения существенно меньше зависит от смазки. Условный коэффициент трения качения мал и близок к коэффициенту жидкостного трения в подшипниках скольжения. При этом упрощаются система смазки и обслуживание подшипника, уменьшается возможность разрушения при кратковременных перебоях в смазке (например, в периоды пусков, резких изменений нагрузок и скоростей). Конструкция подшипников качения позволяет изготовлять их в массовых количествах как стандартную продукцию, что значительно снижает стоимость производства. Отмеченные основные качества подшипников качения обеспечили им широкое распространение. К недостаткам подшипников качения следует отнести отсутствие разъемных конструкций, сравнительно большие радиальные габариты, ограниченную быстроходность, связанную с кинематикой и динамикой тел качения (центробежные силы, гироскопические моменты и пр.), низкую работоспособность при вибрационных и ударных нагрузках и при работе в агрессивных средах.

На рис.2.6 изображены основные типы подшипников качения. По форме тел качения они разделяются на шариковые и роликовые, по направлению воспринимаемой нагрузки — на радиальные, упорные, радиально-упорные и упорно-радиальные.

Радиальные шариковые подшипники —наиболее простые и дешевые. Они допускают небольшие перекосы вала и могут воспринимать осевые нагрузки, но меньшие радиальных. Эти подшипники широко распространены в машиностроении. Радиальные роликовые подшипники благодаря увеличенной контактной поверхности допускают значительно большие нагрузки, чем шариковые. Однако они не воспринимают осевые нагрузки и плохо работают при перекосах вала. В роликовых цилиндрических и конических подшипниках с комбинированными (бочкообразными) роликами концентрация нагрузки от неизбежного перекоса вала существенно снижается. Все подшипники качения изготовляют из высокопрочных подшипниковых сталей с термической обработкой, обеспечивающей высокую твердость.

Большое влияние на работоспособность подшипника оказывает качество сепаратора. Сепараторы разделяют и направляют тела качения. В подшипниках без сепаратора тела качения набегают друг на друга. При этом кроме трения качения возникает трение скольжения, увеличиваются потери и износ подшипника. Установка сепаратора значительно уменьшает потери на трение, так как сепаратор является свободно плавающим и вращающимся элементом. Большинство сепараторов выполняют штампованными из стальной ленты.

Рис. 2.6 Подшипники качения: а, б, в, г, д, е — радиальные подшипники; ж, з — радиально-упорные подшипники; и, к — упорные подшипники; 1 — внутреннее кольцо; 2 — тело качения; 3 — наружное кольцо; 4— сепаратор.

Подшипники качения состоят из двух колец, тел качения (различной формы) и сепаратора (некоторые типы подшипников могут быть без сепаратора), отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба — дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения. На подвижном составе ж.д. обычно внутренние кольца подшипников закрепляются на шейках оси натягом по классу тугой подшипниковой (Тп) и глухой подшипниковой (Гп) посадок.

Для обеспечения длительного сохранения натяга буксовых подшипников целесообразно применить посадку Гп с ограничением путем подбора нижнего и верхнего распределения нагрузки при перекосах до 4 градусов. Характер распределения радиальной нагрузки по образующей ролика с формой несимметричной бочки и с симметрической.