🗊Презентация Колесные пары и буксы железнодорожных вагонов

Колесные пары и буксы железнодорожных вагонов Практическое занятие Составил: преп. кафедры «ЛКРиПС» Желдак К.В.

Литература Павлюкова, Л.С. Конструкция, техническое обслуживание грузовых вагонов / Л.С. Павлюкова. - М. : ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2009. - 224 с. - ISBN 978-5-89035-552-2 ; То же [Электронный ресурс]. - URL:http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=241786. Вагоны. Общий курс: Учебник / Лукин В.В., Анисимов П.С., и др.; Под ред. В.В. Лукина. М.: Маршрут, 2004.

Назначение колесных пар Направления единицы подвижного состава (ЕПС) по рельсовому пути Восприятия всех нагрузок передающихся от ЕПС на рельсы и обратно, Реализации и передачи на автосцепку тормозной силы при торможении. Распределения нагрузки от веса кузова и груза на путь (чем больше осей колесных пар в экипажной части тем меньше нагрузка на каждую колесную пару).

Требования предъявляемые к колесным парам Колёсная 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.

Классификация колесных пар ГОСТ 4835-2006 устанавливает пять типов колесных пар

Устройство

Ось колесной пары

Ось колесной пары Диаметры шеек 3, (рис. 1), подступичной 5 и средней 6 частей оси определяют исходя из расчётной нагрузки. Предподступичная часть 4 является ступенью перехода от шейки к подступичной части оси и служит для установки уплотняющих устройств корпуса буксы. На nодступичных частях 5 прочно закрепляются колёса 2. На шейках 3 размещаются подшипники. Для предотвращения образования трещин (устранения концентратора напряжений) в месте перехода от одного диаметра к другому имеется галтель (скругление). В вагонных осях с креплением подшипников качения при помощи шайбы в торцах осей делаются отверстия с нарезкой. Такое крепление может быть выполнено в двух вариантах: при помощи трех или четырех болтов. В центре торцов всех типов вагонных осей сделаны отверстия для установки и закрепления оси или сформированной колесной пары при обработке на станках.

Колесо вагона

Колесо вагона Колесо вагона – катанное, так как его изготовляют из круглой заготовки, раскатывая ее специальными профильными катками для придания колесу особой формы способствующей восприятию больших динамических нагрузок во время движения. Колесо вагона безбандажной конструкции – цельное. В колесе вагона (рис. 2) различают следующие части : ступица (5), диск (4), обод колеса (3). На наружной части обода колеса имеется поверхность катания (2) и гребень (1). Поверхность колеса касающаяся во время движения головки рельса называется поверхностью катания. На расстоянии 70 мм от внутренней грани обода, являющейся базовой, расположен воображаемый круг катания, используемый для измерения специальными инструментами диаметра колеса, толщины обода и проката. 

Колесная пара вагона

Колесная пара вагона Для безопасного движения вагона по рельсовому пути на ось 1 прочно закрепляются колёса 2 (рис. 3) с соблюдением строго определённых размеров. Расстояние между внутренними гранями колёс 2s составляет: для новых колёсных пар, предназначенных для вагонов, обращающихся со скоростями до 120 км/ч - (1440±3), свыше 120, но не более 160 км/ч - (1440 ) мм. Номинальное расстояние между кругами катания колес 2l равно 1580 мм, а между серединами шеек 2b – 2036 мм. Во избежание неравномерной передачи нагрузки на колёса и рельсы разность размеров k от торца оси до внутренней грани обода допускается не более 3 мм. Колёса, укреплённые на одной оси, не должны иметь разность диаметров D более 1 мм, что предотвращает односторонний износ гребней и не допускает повышения сопротивления движению. Чтобы снизить инерционные усилия, колесные пары скоростных вагонов подвергают динамической балансировке: для скоростей 140...160 км/ч допускается дисбаланс не более 6 Нм; для скоростей 160...200 км/ч - не более 3 Нм. Номинальная ширина обода колес всех типов колесных пар составляет 130 мм.

Поверхность катания колеса Поверхности катания колеса придается коничность для выравнивания неравномерного проката по ширине поверхности катания, а также для облегчения прохождения кривых участков пути. Поверхность катания колес обтачивается по специальному профилю (согласно ГОСТ 10791-2011 Колеса цельнокатаные. Технические условия) см. рис. 4, 5.

Поверхность катания колеса

Поверхность катания колеса

Кроме колёсных пар, изготавливаемых в соответствии ГОСТ 4835-80, поставляют также конструкции, выполненные по специальным чертежам и техническим условиям, для вагонов промышленного транспорта, вагонов электро - и дизель - поездов, а также с раздвижными на оси колёсами для эксплуатации на дорогах с различной шириной колеи и др.

Колесная пара с тормозными дисками

Колёсные пары с раздвижными колёсами на оси На Брянском машиностроительном заводе в 1957 г. была создана колёсная пара с раздвижными на оси колёсами (рис. 7). Передвижение колёс из одного положения в другое происходит автоматически при движении вагона по специальному переводному стенду, соединённому одним концом с колеёй 1520 мм, а вторым – с колеёй 1435 мм.

Колесная пара с раздвижными на оси колесами

Буксы колесных пар

Буксы колесных пар. Назначение Буксы являются важнейшими элементами ходовых частей вагона, от надежности которых во многом зависит безопасность движения поездов. Буксы располагаются на шейках оси и преобразуют вращательное движение колесных пар, обеспечивая продвижение вагона с необходимыми скоростями. Буксы воспринимают и передают колесным парам силы тяжести груженого кузова, а также динамические нагрузки, возникающие при движении вагона. Буксы предохраняют шейки оси от загрязнения и повреждения, являясь резервуаром для смазки и местом размещения подшипников, они ограничивают продольные и поперечные перемещения колесных пар относительно рамы тележки.

Требования предъявляемые к буксам Работая в таких сложных условиях нагружения и изменяющихся температурных и погодных условий окружающей среды, буксы должны обеспечивать минимальное сопротивление вращению колесных пар, высокую надежность и безопасность движения вагона. Поэтому к их конструкции, техническому обслуживанию и ремонту предъявляют высокие требования, в особенности при повышении скорости движения поездов и росте нагрузок от колесных пар вагонов.

Буксы колесных пар. Классификация По типу подшипников их подразделяют на буксы с подшипниками качения и с подшипниками скольжения (не используются в настоящее время). По способу крепления к раме тележки: челюстное (см. рис. 8) – букса вставляется в специальный проем имеющего челюстные направляющие и бесчелюстное (см. рис. 9) – букса крепится к раме тележки с помощью специальных направляющих (шплинтонов). По типу торцевого крепления внутреннего кольца подшипника на шейке оси - с креплением гайкой или шайбой, а некоторые из них оснащаются упругими элементами.

Буксы колесных пар. Классификация По количеству роликовых подшипников на шейке применяют буксы с одним или двумя роликовыми, а для скоростных и высокоскоростных вагонов - с дополнительным упорным шариковым подшипниками. Существуют буксы с корпусом и бескорпусные, кассетного типа с коническими подшипниками, а также буксы с упругими элементами, смягчающими удары и поглощающими шумовые колебания.

Буксы колесных пар

Букса грузового вагона с 2-мя цилиндрическими роликовыми подшипниками

Устройство Букса с торцевым креплением гайкой (рис. 10, а, б) имеет корпус 1 с челюстями 15, в котором размещены передний 2 и задний 3 подшипники с короткими цилиндрическими роликами. Со стороны колеса корпус закрыт лабиринтным уплотнением 4 (съемный лабиринт) и 5 (лабиринтное кольцо), а впереди - крепительной 8 и смотровой 10 крышками с болтами 6 и шайбами 9. Крепительная крышка из стали или алюминиевого сплава прочно удерживает наружные кольца роликовых подшипников 2 и 3 в буксе, не позволяя им проворачиваться и перемещаться вдоль оси при вращении колесной пары. Внутренние кольца подшипников закреплены на шейке оси с торца корончатой гайкой 11, стопорной планкой 13 и болтами 12. Между корпусом буксы 7 и крепительной крышкой 8 с крепительными болтами 16 установлено уплотнительное кольцо 7, обеспечивающее герметизацию буксового узла. Внутренняя полость буксы заполнена консистентной смазкой, обеспечивающей надежную работу подшипников в сложных условиях их нагружения.

Устройство Букса с торцевым креплением внутренних колец подшипников отличается следующими особенностями (см. рис. 10, в). К торцу шейки оси тремя или четырьмя (варианты) болтами 21 крепится тарельчатая шайба 17, которая своими выступающими краями нажимает на приставное кольцо 18 и прочно закрепляет внутренние кольца подшипников 19 и 20 на шейке оси 14, удерживая их от продольного сдвига при действии осевых нагрузок. Такое крепление обладает повышенной надежностью в эксплуатации. Устройство буксы пассажирского вагона аналогична устройству буксы грузового вагона за исключением внешнего крепления её к раме тележки.

Букса грузового вагона усовершенствованной конструкции В настоящее время в буксах грузовых и пассажирских вагонов внедряются кассетные подшипники. Такой буксовый узел имеет существенные преимущества перед обычным узлом. В их числе компактность конструкции, уменьшенная масса, возможность реализации скоростей движения более 200 км/ч, повышенная ремонтопригодность, увеличенная эксплуатационная надежность за счет резкого сокращения числа отказов по торцевому креплению, износам и разрушению сепараторов, повышенная гарантийная ответственность изготовителя (до 8-10 лет), сокращение не менее чем в 2 раза площади колесно-роликовых производственных участков и штата обслуживающего персонала.

Букса грузового вагона усовершенствованной конструкции

Клеймение колесных пар вагона При формировании колесных пар из новых элементов, а также при ремонте со сменой элементов на торце оси с правой стороны наносят соответствующие знаки и клейма (рис. 12). Правой стороной колесной пары и оси считается сторона, на торце которой выбиты знаки и клейма, относящиеся к изготовлению оси. На торце с левой стороны оси колесной пары наносятся знаки и клейма (см. рис. 13): •  при монтаже буксовых узлов на предприятиях, которые не производили формирование колесных пар; •  при полном освидетельствовании колесной пары (полное освидетельствование колесной пары производится при формировании колесных пар и ремонте со сменой элементов, при опробовании ступиц колес на сдвиг, при полной ревизии букс, после схода вагона с рельсов, крушений и аварий поездов и др.).

Клеймение оси колесных пар вагона

Знаки и клейма на наружной грани обода колеса

Основные дефекты колесных пар

Основные дефекты колесных пар

Обмер колесных пар Основные дефекты поверхности катания колесных пар в процессе эксплуатации: прокат по кругу катания; ползун (выбоина) на поверхности катания; толщина гребня; вертикальный подрез гребня; толщина обода колесных пар вагона.

Прокат по кругу катания Прокат имеет желобчатую форму с максимальным углублением по кругу катания. Измерение проката осуществляется абсолютным (универсальным) шаблоном (рис. 15).

Ползуны (выбоины) на поверхности катания Ползуны (выбоины) на поверхности катания колес образуются при торможении (пневматическом) вагона во время движения, когда одна или несколько колесных пар заклинивается, прекращая свое вращение. При таком перемещении происходит интенсивное истирание контактной поверхности колеса о рельс. Ползун имеет параболическую форму с плоским основанием. Металл на месте ползуна становится хрупким и происходит его постепенное выкрашивание – образуется выбоина. Для определения величины ползуна (выбоины) универсальным (абсолютным) шаблоном указанным выше способом измеряется наибольшая глубина местного износа (на месте ползуна(выбоины)), а затем рядом с ползуном измеряется величина проката. Разница полученных величин есть значение ползуна (выбоины). Допустимое значение величины ползуна (выбоины) см. табл. 3.

Толщина гребня Для определения минимальной толщины гребня используют вырез в шаблоне (рис. 17). Если при установке абсолютного шаблона, как указано на рисунке, име­ется зазор между вершиной гребня и горизонтальной гранью браковочной прорези, то колесную пару эксплуатировать разрешается, а если такого зазора нет, то колесная пара должна быть за­бракована.

Толщина гребня Для измерения фактической толщины гребня шаблон прикладывают как указано на рис. 18, плотно прижимая опорную ножку к торцевой поверхности колеса со стороны гребня в радиальном направлении. Затем горизонтальный движок перемещают вплотную к поверхности гребня. На сухаре движка имеется миллиметровая градуировка, а на поверхности движка – нулевая риска, при помощи которой измеряют фактическую толщину гребня. Допустимое значение толщины гребня см. табл. 2.

Вертикальный подрез гребней Проверку размеров неравномерного износа гребня специальным прибором шаблоном для определения вертикального подреза гребней (рис. 19).

Толщина обода Для определения толщины обода используется толщиномер (рис. 20). Движок на горизонтальной штанге устанавливается по кругу катания (70 мм) и закрепляется. Затем толщиномер подносится к ободу, предварительно подняв горизонтальную штангу и вертикальной штангой прижимается к боковой поверхности обода со стороны гребня. Поднимая вертикальную штангу вверх до упора в нижнюю грань обода и опустить горизонтальную штангу до соприкосновения движка с поверхностью катания колеса. По нулевой отметке горизонтальной штанги определяется толщина обода. Допустимое значение толщины обода см. табл. 2.

Требования ПТЭ к колесным парам вагонов

Вопросы для самостоятельной работы: Назначение и конструкция колесных пар вагонов; Назначение и конструкция букс колесных пар вагонов; Клеймение колесных пар вагонов; Дефекты образующиеся на поверхности катания, их обмер и требования ПТЭ к ним. Литература дополнительная: ГОСТ 10791-2011 – Колеса цельнокатаные. Технические условия; ГОСТ 4835-2006 - Межгосударственный стандарт. Колесные пары вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия; ЦВ-ЦЛ-408-2009 - Инструкция по техническому обслуживанию вагонов в эксплуатации Инструкция по формированию, ремонту и содержанию колесных пар тягового подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм, 2012 г.