Перспективы развития ходовых частей вагонов

Общая перспектива развития ходовых частей вагонов опре­деляется перспективами развития всего железнодорожного транс­порта и, в частности, подвижного состава. В настоящее время на магистральных железных дорогах СССР для грузовых вагонов допускаются нагрузки от колесной пары на рельсы до 22 тс. Выпускаемые промышленностью тележки грузовых вагонов рас­считаны на эту повышенную осевую нагрузку. В перспективе предполагается повысить допускаемую осевую нагрузку для грузовых вагонов до 25 тс, что потребует соответствующего уси­ления всех элементов ходовых частей. Металлурги отрасли ваго­ностроения изыскивают марки сталей с улучшенными прочност­ными и технологическими показателями. Эти стали должны обес­печить необходимую прочность узлов и деталей ходовых частей при минимальном увеличении их веса.

Одним из важнейших требований на перспективу развития ходовых частей вагонов является дальнейшая отработка кон­струкции и совершенствование технологии производства серийно выпускаемых тележек. Известно, например, что при существу­ющей технологии производства в основных несущих деталях тележки еще полностью не исключены разностенность, рыхлоты и другие дефекты литья. Если эти дефекты останутся необнару­женными, то могут стать концентраторами напряжений, очагами нарушения целостности материала и причиной потери прочности детали. Важнейшим средством обеспечения качества отливки несущих деталей тележек является надежный неразрушающий контроль, который уже начали внедрять в вагоностроении.

При существующей конструкции опоры кузова на тележку через жесткий пятник возможна так называемая «перевалка» кузова, при которой контакт между пятником кузова и подпят­ником тележки происходит не по всей плоскости, а по кромке. Это приводит к ухудшению динамических качеств вагона, к повы­шенному износу элементов пятникового узла и даже к разрушению той части надрессорной балки, которая находится под пятником. Применение съемного подпятника, введение сферического узла опоры на тележку или упругих боковых скользунов может спо­собствовать существенному улучшению условий работы этого узла.

Перспективны работы по совершенствованию рессорного под­вешивания тележек грузовых вагонов. На существующих тележ­ках с линейной жесткостью рессор статический прогиб подвеши­вания грузового вагона вынужденно ограничен сравнительно

Небольшой величиной, не превышающей 50 мм под нагрузкой брутто. При перевозке же легких грузов статический прогиб подвешивания вагонов составляет 8—12 мм. С целью улучшения ходовых качеств вагонов, в том числе при эксплуатации их в ре­жиме малой нагрузки, в последние годы созданы тележки не­скольких типов с нелинейным рессорным подвешиванием. Наи­более приемлемым вариантом нелинейного подвешивания является билинейное подвешивание.

Для улучшения динамических качеств ходовых частей в го­ризонтальном направлении, уменьшения интенсивности виляния и снижения боковых сил рекомендуется совершенствование пара­метров поперечного подрессоривания и узла опоры кузова на тележки. Рациональным является введение упругих скользунов в узел опоры.

Конкретные параметры перспективных тележек грузовых ва­гонов обоснованы многочисленными работами ВНИИВ, ЦНИИ МПС, ЛИИЖТ и МИИТ. В этих работах рекомендовано исполь­зовать одноступенчатое (центральное или буксовое) подвешивание, воспринимающее как вертикальные, так и горизонтальные (бо­ковые) динамические воздействия. Разность высот рессорного подвешивания под нагрузкой брутто и нагрузкой тары может достигать 45 мм. При этом желательно иметь статический прогиб подвешивания под тарой около 20—25 мм. Для реализации таких параметров по прогибу целесообразно иметь билинейное подве­шивание с перегибом кривой жесткости в точке, расположенной несколько выше точки статического прогиба в порожнем состоянии.

Горизонтальную жесткость подвешивания рекомендовано вы­бирать равной 700—1200 кгс/мм на тележку. При использовании центрального подвешивания между колесными парами и боко­выми рамами необходима упругая связь в продольном и попереч­ном направлениях. Опору боковых рам на корпус буксы при этом целесообразно осуществлять через резинометаллический упругий элемент с жесткостью 1000—1600 кгс/мм на один буксо­вый узел.

Дальнейшему совершенствованию подлежат колесные пары и буксовые узлы тележек. Продолжаются работы по изысканию новых марок колесной и осевой сталей и улучшению технологии производства колес и осевых заготовок. Одной из важных задач в совершенствовании колесных пар тележек как грузовых, так и пассажирских вагонов является создание и внедрение в произ­водство буксовых узлов с открытыми осевыми центрами.

Дальнейшее совершенствование тележек пассажирских ваго­нов связано со значительным повышением в перспективе скоростей пассажирских поездов (до 200—250 км/ч). На перспективу про­тотипом тележки пассажирского вагона может служить тележка ТСК-1 (рис. 31), спроектированная для вагонов скоростного поезда РТ-200. Эта тележка рассчитана на скорость движения 200 км/ч. Она имеет двойное подвешивание: буксовое из витых

пружин и центральное безлюлечное из упругих пневматических элементов. В центральном подвешивании тележки ТСК-1 при­менены пневматические упругие элементы диафрагменного типа с резинокордной оболочкой модели 580X170. Опора кузова на тележки осуществлена через скользуны. Надрессорный брус связан с рамой тележки продольными поводками с резинометал-лическими упругими элементами по концам. В буксовых узлах тележки использовано по три подшипника: два роликовых для восприятия радиальных сил и один шариковый — для восприя­тия осевых сил. Тележки оборудованы дисковым и магнитно-рельсовым тормозами. Для предотвращения заклинивания колес при торможении тормоз снабжен электронным противогазным устройством.

При отработке конструкции тележки ТСК-1 совершенствуют узел упругой связи колесной пары с рамой тележки в продольном и поперечном направлениях. Жесткость этой связи в продольном направлении будет составлять 7500—8500 кгс/см, а в попереч­ном 2300—2700 кгс/см на одну колесную пару. Статический про­гиб буксового подвешивания увеличится до 50—60 мм при номи­нальной нагрузке. Центральное подвешивание будет иметь ста­тический эквивалентный прогиб 200—220 мм, а жесткость по­перечного подрессоривания составит не более 700 кгс/см.