Ходовые части

К ходовым частям относятся колесные пары, буксы и рессорное подвешивание. В современных вагонах ходовые части объединяются в самостоятельные узлы, называемые тележками. Кроме перечисленных элементов, тележка имеет раму, на которой крепятся детали рессорного подвешивания и тормозного оборудования, а также надрессорные и иные балки с подпятниками и скользунами, непосредственно воспринимающими нагрузки от рамы кузова.

Рис 4. Составные части тележки

без колесных пар с буксовыми узлами: а) общий вид тележки в сборе; б) боковая рама; в) надрессорная балка; г) рессорный комплект; д) тормозная передача.

Надрессорной балкой (рис.5) называется несущий элемент тележки, выполненный в виде пустотелой балки, опирающийся на рессорные комплекты, и снабженная подпятником и скользунами, что обеспечивает перераспределение нагрузок на рессорные комплекты.

Рис. 5 Общий вид надрессорной балки тележки

Надрессорная балка представляет собой достаточно сложную пустотелую с отверстиями литую конструкцию, в которой выделяются следующие элементы: подпятник; скользуны; опорные поверхности для рессорных комплектов; упоры, ограничивающие горизонтальные смещения балки относительно рессорных комплектов, и технологические отверстия.

Подпятник имеет плоскую рабочую поверхность для опоры и вращения в нем подпятника рамы вагона. Через центр подпятника проходит стальной стержень — шкворень, предохраняющий саморазборку соединения пятник—подпятник.

Скользун состоит из опоры (корпуса) и съемного колпака. Между ними помещается прокладка, для регулирования зазора между скользунами на раме вагона и надрессорной балке тележки.

Рессорным подвешиванием (комплектом) называется устройство, состоящее из упругих элементов (например, пружин или других типов), гасителей колебаний (демпферов) и ограничителей перемещений, обеспечивающих необходимую плавность хода вагона (рис.6).

Рис 6. Общий вид рессорного комплекта тележки

В тележке рессорное подвешивание состоит из двух комплектов, размещенных в рессорных проемах левой и правой боковых рам. В каждый комплект входит семь двухрядных цилиндрических пружин и два клиновых фрикционных

гасителя колебаний.

Каждая двухрядная пружина состоит из наружной и внутренней пружин, имеющих разную навивку — правую и левую соответственно, чтобы пружины не сцеплялись между собой.

Главной характеристикой цилиндрической пружины, кроме габаритных размеров, является ее жесткость (податливость), которая определяется следующим образом.

При действии на пружину нагрузки (силы) она упруго прогибается, т. е. ее вертикальная высота уменьшается на определенную величину.

Причем, чем больше жесткость пружины, тем меньше она прогибается под действием одной и той же нагрузки.

Гасителем колебаний (демпфером) называется устройство, обеспечивающее уменьшение амплитуд колебаний (гашение) вагона за счет преобразования кинетической энергии колебаний в тепловую энергию и рассеивания ее в окружающую среду.

Фрикционный клиновый гаситель колебаний двухосной тележки имеет два фрикционных клина, размещенных между наклонными поверхностями надрессорной балки и фрикционными планками, укрепленными на колонках боковой рамы тележки. Клинья опираются на двухрядные цилиндрические пружины.

При колебаниях вагона (надрессорной балки) фрикционные клинья перемещаются относительно фрикционных планок и наклонных поверхностей надрессорной балки, в результате чего возникают силы трения, обеспечивающие гашение колебаний вагона. Величина силы трения пропорциональна прогибу пружин. Она возрастает по мере увеличения прогиба.

Колесной парой называется сборочная единица ходовых частей (тележки), состоящая из оси с напрессованными колесами на ее подступичные части.

Рис 8. Колесная пара с роликовыми
буксовыми узлами.

Колесная пара является наиболее ответственной частью вагона, так как передает все нагрузки от кузова на железнодорожный путь и обеспечивает безопасное движение по нему с заданной скоростью.

Ось колесной пары представляет собой цилиндрический стержень, имеющий разные диаметры частей по длине в зависимости от их назначения и воспринимаемых нагрузок

На оси выделяются следующие части: шейки, пред-подступичные части, подступичные части и средняя часть оси.

Шейки служат для размещения и закрепления на них буксовых узлов. Для этого на торцах шеек предусматривается резьба или отверстия для болтов.

На подступичные части оси под большим давлением напрессовываются колеса. Эти части являются наиболее утолщенными по всей оси.

Для смягчения перехода от подступичных частей к шейкам служат предподступичные части. Кроме того, на предподступичной части размещается задний затвор буксы. Переходы от одной части оси к другой выполняются в виде галтелей (плавных переходов) соответствующего радиуса, за исключением перехода к средней части оси. Галтели резко снижают концентрацию напряжений при переходе от одного диаметра оси к другому и тем самым повышают надежность работы оси.

Колесо (рис. 9) имеет обод, диск и ступицу. Ширина обода — 130 мм. Переход от ступицы к ободу выполнен в форме диска, расположенного под некоторым углом к этим частям, что придает колесу упругость и снижает воздействия динамических сил. Диск слегка конусный: у ступицы его толщина больше, чем у обода. Такая форма распределения металла наиболее рациональна, так как обеспечивает равнопрочность колеса относительно поперечных толчков.

Буксовым узлом называется устройство с подшипниками, обеспечивающее трансформацию вращательного движения колесной пары в поступательное перемещение вагона, с минимальным сопротивлением.

Рис 10. Общий вид колесной пары
с буксовым узлом

Буксовый узел устанавливается на шейку оси и представляет собой достаточно герметичную конструкцию с верхними приливами и боковыми ограничителями для взаимодействия с боковой рамой тележки.

Рис 11. Буксовый узел с цилиндрическими подшипниками и крепительной шайбой

Буксовый узел включает: 1 и 2 — передний и задний цилиндрические роликовые подшипники; 3 — корпус буксы; 4 — лабиринтное кольцо; 5 — лабиринтную впрессованную часть корпуса буксы; 6 — уплотнительное кольцо; 7 — крепительную крышку; 8 — уплотнительное кольцо; 9 — крепительную шайбу; 10-смотровая крышка; 11 — крепительный болт; 12 — шайбу; 13 — болты крепления смотровой крышки.

Кратко рассмотрим предназначение основных составных частей буксового узла.

Корпус буксы (3) предназначен для размещения элементов буксового узла и смазки. Конструкция корпуса буксы определяется схемой опирания рамы тележки на буксовый узел.

Лабиринтное кольцо (4) и лабиринтная часть (5) корпуса, образуя четырехкамерное бесконтактное уплотнение, препятствуют вытеканию смазки из буксы и попаданию в нее механических примесей.

Крепительная крышка (7) фиксирует наружные кольца подшипников и герметизирует корпус буксы с наружной стороны.

Смотровая крышка (10) предназначена для осмотра на пунктах технического обслуживания переднего подшипника и контроля состояния смазки, а также обеспечения обточки колесной пары без демонтажа букс.

Роликовые подшипники (1 и 2) являются главной составной частью буксового узла, а все остальные элементы предназначены для обеспечения их надежной работы.