Конструкция полувагона модель 12-757. Оценка соответствия требований нормативной документации оси колесной пары, буксового узла вагона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Конструкция полувагона модель 12-757

Четырехосный универсальный полувагон модели 12-757 предназначен для перевозки сыпучих (непылевидных), крупнокусковых, штучных (в том числе длинномерных), штабельных и других грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков.

Конструкция полувагона обеспечивает возможность использования его в сообщении со странами ОСЖД с колеей 1435 мм. По климатическим требованиям вагон изготавливается в исполнении У ГОСТ 15150-69*.

Полувагон имеет цельнометаллический сварной несущий кузов, включающий боковые стены, раму, торцовые двери, пол с 14 разгрузочными люками, а также автосцепное устройство, ходовую часть, автоматический и стояночный тормоза.

Все основные несущие элементы конструкции кузова вагона изготовлены из низколегированной стали марки 09Г2Д.

Каркас боковой стены состоит из верхней и нижней обвязки, угловых и промежуточных стоек. Верхняя обвязка коробчатого сечения, выполнена из двух спецпрофилей, гнутого из листа толщиной 6 мм и углового горячекатаного с подогнутой стенкой. Нижняя обвязка выполнена из уголка 160x100x10 мм. На нижней обвязке размещены детали механизма запирания крышек разгрузочных люков.

Угловые стойки -- штампованные из листа толщиной 10 мм постоянного сечения, в зоне наибольших нагрузок усиленные накладкой. Для увеличения прочности заделки угловые стойки пропущены ниже обвязочного угольника на 390 мм. К угловым стойкам по диагонали вагона крепятся подножки и поручни составителя. Промежуточные стойки выполнены из горячекатаного корытообразного специального профиля по ГОСТ 5267.6-78. В нижней части стоек внутрь профиля, вварены планки для усиления и соединения их с поперечными балками рамы. Обшивка боковой стенки состоит из двух гнутых профилей с периодическими гофрами, сваренных внахлестку. Верхний лист размером 1300x12075x3,6 мм имеет два ряда гофров, нижний лист -- 815x12075x4,5 мм -- один ряд гофров. Материал обшивки -- сталь марки 10ХНДП.

На наружной стороне боковой стены крепятся поручни -- ступеньки лестницы, скобы увязочные и тяговые кронштейны. На внутренней стороне боковой стены расположены в верхней части скобы лесных стоек, верхние и средние увязочные скобы, которые рассчитаны на нагрузку 15 и 25 кН соответственно. Нижние увязочные кольца размещены на уголке нижней обвязки и способны воспринимать инерционные нагрузки до 150 кН. Узлы соединения промежуточных и шкворневых стоек с поперечными балками рамы усилены за счет увеличения высоты разделки с 265 до 312 мм.

Рама состоит из хребтовой балки, двух концевых балок, двух шкворневых и четырех промежуточных поперечных балок. На раме устанавливаются автосцепные устройства, тормозное оборудование и крышки разгрузочных люков р механизмами их подъема и запирания.

Хребтовая балка является основным несущим элементом рамы и состоит из трех горячекатаных профилей, двух усиленных зетов № 31 (У) и специального двутавра высотой 190 мм, сваренных между собой. К двутавру прикреплены державки крышек люков. На консолях хребтовой балки размещены типовые передние и задние упоры автосцепки. В зоне расположения шкворневых балок сечение хребтовой балки усилено сварными надпятниковыми коробками. В местах соединения промежуточных поперечных балок с хребтовой также предусмотрены вварные усиливающие диафрагмы.

Концевая балка сварной конструкции состоит из лобового листа, двух задних листов, двух нижних листов и четырех диафрагм. На лобовом листе размещены усиливающие подбуферные плиты, обеспечивающие возможность установки типовых буферных устройств ОСЖД. Для доступа к крепительным болтам при установке буферов в диафрагмах снизу имеются овальные отверстия. На концевой балке установлены упоры крышек люков и планки, предохраняющие тележки от засыпания мелкими фракциями сыпучих грузов при разгрузке вагона через люки в полу.

На одной из концевых балок устанавливается поручень составителя, на второй -- приварены кронштейны стояночного тормоза. С хребтовой балкой, угловыми стойками и нижними обвязками стен концевая балка соединяется сваркой с помощью дополнительных накладок.

Шкворневые балки - сварной конструкции, имеют коробчатое сечение переменной жесткости и состоят из верхнего пояса, изготовленного из гнутого профиля, четырех вертикальных листов, косынок и нижнего пояса. Расстояние между вертикальными листами шкворневой балки в поперечном сечении увеличено со 128 до 150 мм. По сравнению с полувагонами прежнего выпуска увеличена ширина нижнего и верхнего листов балки на 20 мм. Увеличено также на 40 мм расстояние от перегиба нижнего листа до стенки зета хребтовой балки.

На нижних листах шворневых балок установлены боковые скользуны и пятники, обеспечивающие взаимодействие кузова и тележек.

Промежуточные поперечные балки состоят из верхнего пояса, выполненного из гнутого профиля, двух вертикальных и двух нижних листов. К вертикальным листам поперечных балок привариваются упоры крышек люков. Вертикальные листы промежуточных балок выполнены постоянной высоты.

Торцовые двери кузова в закрытом положении служат торцовыми стенами полувагона. Торцовая дверь состоит из двух створок, шарнирно подвешенных к угловым стойкам боковых стен. Створки двери открываются внутрь вагона и удерживаются в открытом положении скобами, расположенными на верхнем поясе створок двери.

Торцовая дверь оборудована верхним и нижним запорами. Верхний запор удерживает створки дверей от выпучивания наружу и воспринимает усилия распора. Нижний запор удерживает двери в закрытом положении и препятствует их открыванию внутрь. При открытых дверях в кузове можно размещать и перевозить длинномерные грузы (лес, трубы), длина которых превышает длину кузова в свету, а также колесную технику.

Пол кузова полувагона образован верхними листами балок рамы и поверхностью крышек разгрузочных люков. Крышки люков в закрытом положении фиксируются механизмами запирания, а в открытом описаются на упоры, расположенные на поперечных балках. Крышка люка состоит из каркаса и листа обшивки.

Обшивка крышки люка выполнена из стали марки 10ХНДП в виде гнутого профиля с шестью гофрами и задней отбортовкой для устранения зазора между крушкой и двутавром хребтовой балки пои открывании крышек люков. Элементы каркаса крышки изготовлены из стали 09Г2Д.

Механизм запирания крышек люков состоит из закидок и поворотных секторов, шарнирно подвешенных к нижней обвязке боковой стены. Для облегчения подъема крышки при закрывании предусмотрен смотрен торсионный механизм, накапливающий упругую энергию при опускании крышки люка и отдающий энергию при ее подъеме. Торсион установлен на крышке в опорах и шарнирно соединен с рычагом, связанным с хребтовой балкой.

Полувагон оборудован типовым автоматическим тормозом с воздухораспределителем 483М, авторежимом № 265А-1, авторегулятором № 574Б с рычажным приводом и тормозным цилиндром № 188Б диаметром 356 мм. Имеется ручной стояночный тормоз по ОСТ 24.290.01-78. На полувагоне установлено автосцепное устройство с автосцепкой типа СА-3 и пружинно-фрикционным поглощающим аппаратом повышенной энергоемкости.

Ходовой частью полувагона служат усиленные двухосные тележки модели 18-131. Допускается по согласованию с заказчиком выпуск партий вагонов на двухосных тележках модели 18-100 по ГОСТ 9246-79* с понижением грузоподъемности.

Выпускается по ТУ 24.05.844--86. Год начала производства -- 1987.

Тележка модели 18-100(до 1972 г. имела название ЦНИИ-Х3)является самым распространенным типом тележек грузовых вагонов (рис.12). Она состоит из двух колёсных пар с буксовыми узлами-1; двух боковых рам-2; надрессорной балки-3 с скользунами-5 и подпятником-8; шкворня-4;двух комплектов центрального рессорного подвешивания с гасителем колебаний-6 и фрикционной планкой-7; тормозной рычажной передачи-9.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Риc. 1 - Тележка модели 18-131: 1 - колёсная пара с буксовым узлом; 2 - боковая рама; 3 - надрессорная балка; 4 - шкворень; 5 - скользун; 6 - гаситель колебаний (фрикционный клин); 7 - фрикционная планка; 8 - подпятник; 9 - тормозная рычажная передача.

Ударно-тяговые приборы предназначены для автоматичес­кого сцепления локомотива с другими единицами подвижного со­става, передачи и смягчения действий продольных (растягивающих и сжимающих) усилий, развивающихся во время движения в по­езде и на маневрах.

Автосцепное устройство тепловоза состоит из корпуса автосцепки 1 с размещенным в нем механизмом сцепления, расцепного привода, ударно-центрирующего прибора, тягового хомута с упорной плитой и поглощающего аппарата, расположенного в хомуте между его задней стенкой и упорной плитой. Тяговый хомут с помощью клина соединен с хвостовиком автосцепки. От выпадения клин закреплен болтами 12 к ушкам г хомута. Тяговый хомут удерживается в горизонтальном положении на определен­ной высоте поддерживающей планкой.

Голова автосцепки подвешена на балочке 7 с помощью двух маятниковых подвесок 8, вторые концы которых укреплены шарнирно в ударной розетке 9. Подвеска, балочка и ударная розетка представляют собой центрирующий прибор, который служит для автоматического центрирования автосцепки относительно продольной оси локомотива.

Рис.2 Автосцепное устройство: 1 - корпус автосцепки; 2 - замкодержатель; 3 -- замок: 4 -- балансир валика подъемника; 5-цепь; 6 - рычаг расцепкой; 7-балочка; 5 -- подвеска; 9 -ударная розетка; 10 - хомут тяговый; 11 - клин; 12 - болт: а - упор; б - малый зуб; в -большой зуб; г - ушко хомута.

Двухкамерный резервуар 7 прикреплен к раме вагона четырьмя болтами и соединен трубопроводом диаметром ѕ" (19 мм) с пылеловкой 5 через разобщительный кран 8 № 372. С запасным резервуаром (ЗР) 11 объемом 78 л и тормозным цилиндром (ТЦ) 13 диаметром 14" (356 мм) двухкамерный резервуар соединен через автоматический регулятор режимов торможения (авторежим) 12 № 265А. К двухкамерному резервуару 7 прикреплены магистральная 9 и главная 6 части воздухораспределителя № 433.

Рис.3

На магистральной трубе 4 диаметром 1ј" (32 мм) расположены концевые краны 2 № 190 и соединительные рукава 1 № Р17. Концевые краны установлены с поворотом на 60° относительно горизонтальной оси. Это улучшает работу рукавов в кривых участках пути и устраняет удары головок рукавов при следовании через горочные замедлители.

При зарядке и отпуске тормоза сжатый воздух из тормозной магистрали (ТМ) поступает в двухкамерный резервуар 7 и заполняет золотниковую и рабочую камеру воздухораспределителя, а также запасный резервуар 11. Тормозной цилиндр 13 сообщается с атмосферой через авторежим 12 и главную часть 6 воздухораспределителя. При понижении давления в ТМ темпом служебного или экстренного торможения воздухораспределитель разобщает ТЦ 13 от атмосферы и сообщает его с запасным резервуаром 11 через авторежим 12.

2. Оценка соответствия требований нормативной документации оси колесной пары

2.1 Устройство колесной пары

Рис. 4

Таблица 1 Основные технические характеристики:

Наименование параметра	Значение
Расстояние между внутренними боковыми поверхностями ободьев колес в одной колесной паре, мм	1440+2-1
Разность расстояний между внутренними боковыми поверхностями ободьев колес в одной колесной паре, мм,не более	1,5
Торцовое крепление подшипников	шайба и 4 болта М20
Тип корпуса буксы	тип 1
Масса колесной пары с буксовыми узлами с цилиндрическими роликовыми подшипниками, кг	1383±70
Масса колесной пары с буксовыми узлами с кассетными подшипниками, кг	1395±70
Масса колесной пары без буксовых узлов, кг	1178±60

В соответствии с ГОСТ 10791-89 цельнокатаные колеса изготовляются из сталей двух марок: 1 -- для пассажирских вагонов локомотивной тяги, немоторных вагонов электропоездов и дизель-поездов; 2 -- для грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм.

Химический состав сталей, в %, марки 1 -- углерода 0,44--0,52, марганца 0,80--1,20, кремния 0,40--0,60, ванадия 0,08--0,15; марки 2 -- углерода 0,55--0,65, марганца 0,50--0,90, кремния 0,20--0,42; для обеих марок сталей допускается не более: фосфора 0,035 и серы 0,040. Ободы колес подвергаются упрочняющей термической обработке путем прерывистой закалки и отпуска. Механические свойства стали ободов после упрочняющей термической обработки должны соответствовать нормам

Ударная вязкость стали дисков колес при температуре 20 °С должна быть не менее: для стали марки 1-0,3 МДж/мІ для стали марки 2-0,2 МДж/мІ.

В качестве материала для изготовления вагонных осей применяется: для вагонов основных типов сталь ОсВ, для вагонов электропоездов -- сталь ОсЛ.

Гарантийный срок эксплуатации чистовых осей установлен 8,5 лет со дня ввода в эксплуатацию колесной пары, при переформировании колесной пары гарантийная ответственность по под ступичной части прекращается. Средний срок службы чистовых осей 15 лет. Срок службы оси до предельного состояния определяют по статистическим данным предприятий.

Химический состав: углерода 0,40--0,48; марганца 0,55--0,85; кремния 0,15--0,35; фосфора не более 0,04; серы не более 0,045; хрома не более. 0,3; никеля не более 0,3; меди не более 0,25%.

2.2 Комплекс сил, действующих на колесную пару в эксплуатации

Рис. 5. Схема загружения колёсной пары вагона: а - вертикальными статической и динамической силами; б - вертикальными силами от боковых горизонтальных нагрузок; в - горизонтальными нагрузками от центробежной силы и давления ветра.

N - вертикальные реакции рельсов; Н1 - боковое давление, приложенное к колесу, движущемуся по наружному рельсу кривого участка пути; Н2 - поперечная составляющая силы трения, возникающая в месте контакта колеса с внутренним рельсом кривого участка пути.

2.3 Расчет оси колесной пары на прочность

d₁=0.130м

d₂=0.194м

d₃=0.165м

r_k=0.475м

l₁=0.176м

2b₂ =2.036м

2S₁=1.58м

h_k=2.3м

q₀=245.85кН

М₁=) , кН

М₂=)] , кНм

М₃=[1.25] , кН

= ;мПа

[]₁=120 мПа

[]₂=165 мПа

[]₃=155 мПа

?[]_i

М₁=) =25.75 кН

М₂=)] =125.098 кНм

М₃=[1.25] =71.55 кН

= =119 мПа

= =174 мПа

= =162 мПа

Для данной осевой нагрузки следует усиливать ось.

3. Оценка соответствия требованиям нормативной документации буксового узла вагона

3.1 Конструкция применяемых типов подшипников качения, способы их посадки на ось

Буксы с роликовыми подшипниками классифицируются по типу роликовых подшипников, способу их посадки на шейки оси и конструкции корпуса буксы

Типы букс с подшипниками качения

В зависимости от роликовых подшипников буксы бывают:

с цилиндрическими подшипниками без дистанционного кольца (рис. 6, а) и с дистанционным кольцом (рис. 6, б);

со сферическими подшипниками (рис. 6, в)

с одним сферическим и одним цилиндрическим подшипниками (рис. 6, г).

Рис. 6

Подшипники качения в зависимости от формы тел качения (шарики, ролики) разделяются на шарикоподшипники и роликоподшипники. Ролики бывают цилиндрические, сферические, игольчатые и конические. В вагонных буксах применяют подшипники с цилиндрическими роликами, расположенными параллельно оси (рис. 7, а, б) и со сферическими бочкообразными (рис. 7, в), ось вращения которых наклонена к поверхности шейки оси. Первые подшипники принято называть цилиндрическими, а вторые - сферическими.

Рис. 7 Роликовые подшипники: а, б - однорядные соответствено с беззаклепочным и клепаным сепаратором; в - двухрядный; 1 - наружное кольцо; 2 - ролик; 3 - внутреннее кольцо; 4 - сепаратор; 5 - заклепка; 6 - шайба

По способности иметь нагрузку подшипники качения различают:

радиальные, рассчитанные на усилия, действующие перпендикулярнооси;

упорные, предназначенные только для осевых (направленных вдоль оси) усилий;

радиально-упорные, воспринимающие как радиальные, так и осевые нагрузки.

Подшипники качения могут быть однорядные и двухрядные. У первых тела качения расположены в один ряд (см. рис. 7, а, б), а у вторых - в два ряда (см. рис. 7, в).

Каждый подшипник качения состоит из наружного (1) (рис. 8) и внутреннего (3) колец, между которыми помещаются ролики (2), удерживаемые на определенном расстоянии друг от друга сепаратором (4). Кольца подшипника имеют наружные и внутренние поверхности. У наружного кольца наружная цилиндрическая поверхность является посадочной, а внутренняя представляет собой дорожки качения. У внутреннего кольца наружная поверхность - это дорожки качения, а внутренняя - посадочное отверстие.

Рис. 8

Существуют два основных типа посадки роликовых подшипников (подшипников качения) на шейки осей:

на конической закрепительной втулке (втулочная посадка);

непосредственно (безвтулочная, или так называемая горячая посадка)

Втулочная посадка позволяет расширить поле допусков на монтажные размеры шейки оси (80 мкм против 27 мкм при горячей посадке) и отверстия внутреннего кольца роликового подшипника, что упрощает технологию их изготовления. Кроме того, практика показала, что при втулочной посадке диаметр шейки оси может быть меньше номинального, например, на 0,2 мм и это не препятствует надежному закреплению подшипника при помощи типовой втулки (она лишь глубже входит между шейкой и подшипником). Втулочная посадка не требует индивидуального подбора подшипников к шейке оси по натягу. Для неразъемных сферических роликовых подшипников втулочная посадка наиболее технологична.

Горячая посадка широко применяется при монтаже цилиндрических подшипников. Надежность посадки обеспечивается разностью диаметров отверстия внутреннего кольца (изготовляется с минусовым допуском) и диаметра шейки оси (изготовляется с плюсовым допуском). При горячей посадке почти в 5 раз сокращаются затраты труда на монтаж и демонтаж подшипников в буксе и в связи с этим в 2,5 раза снижаются эксплуатационные расходы на ремонт букс.

При горячей посадке подшипника на ось его внутреннее, кольцо, имеющее несколько меньший диаметр отверстия, чем диаметр шейки оси, нагревают до температуры 100-120°С, в результате чего кольцо расширяется и свободно надевается на шейку. Остывая, оно сжимается, плотно обхватывает шейку и прочно удерживается на ней. Закрепление кольца подшипника на шейке оси обеспечивается за счет натяга (разность диаметров шейки оси и внутреннего кольца подшипника), равного 0,04-0,06 мм.

3.2 Расчет подшипника качения на долговечность

Радиальная нагрузка на подшипник в груженом состоянии

R_гр= = = 54.6

= 1.23 т

= 4-кол-во к.п.

R_пор= = = 12.3

R= (б_гр+б_пор)^0.3 = (0.55+12.6)^0.3= 47.52

б_гр= 0.55

б_пор= 0.45

Р_э= R(1+К_Д)= 47.52(1+0.4)= 66.5

L_n = = 1

К_Д=0.4

C=7171

D=0.9

1?[1.2]

Условие не выполняется

4. Оценка соответствия ударно-тяговых приборов требованиям нормативной документации

4.1 Основные линейные размеры ударно-тяговых приборов, применяемых на вагоне

Ход поглощающего аппарата должен быть не менее 70 мм.

При ходе поглощающего аппарата 70 мм расстояние L между нижней перемычкой переднего упора и торцевой поверхностью тягового хомута должно быть не менее 80 мм, длина l переднего упора для вновь изготовляемых грузовых вагонов и локомотивов - не более 575 мм, для вновь изготовляемых пассажирских вагонов - не более 580 мм; допускается для эксплуатируемых грузовых, пассажирских вагонов и локомотивов - не более 580 мм.

При ходе поглощающего аппарата более 70 мм расстояние L и длину l устанавливают в соответствии со значением выбранного хода.

Для вагонов, имеющих центрирующую балочку с упругой опорой для хвостовика автосцепки, значение L устанавливают по согласованию с заказчиком.

Высота h горизонтальной оси автосцепки от головок рельсов (измеряется в точке б -точка пересечения горизонтальной оси автосцепки с вертикальной плоскостью, проходящей через переднюю грань центрирующей балочки) должна быть:

- у вновь изготовляемых и эксплуатируемых грузовых, пассажирских вагонов и локомотивов (незагруженных и без экипировки) - не более 1080 мм;

- у вновь изготовляемых грузовых, пассажирских вагонов и локомотивов (незагруженных и без экипировки) - не менее 1040 мм;

- у эксплуатируемых: грузовых вагонов (груженых и с экипировкой) - не менее 950 мм, пассажирских вагонов и локомотивов (груженых и с экипировкой) - не менее 980 мм.

Отклонение головы автосцепки от горизонтального положения вверх не должно превышать 3 мм, провисание ее не должно быть более 10 мм. Отклонение головы автосцепки определяют разностью высот автосцепки, измеренных в точкеа(точка пересечения горизонтальной оси автосцепки с плоскостью зацепления) и точкеб.

Зазор между тяговым хомутом и потолком хребтовой балки или ограничительными планками не должен быть более 24 мм.

Ширина окна в переднем упоре должна обеспечивать отклонение автосцепки при вписывании проектируемых грузовых, пассажирских вагонов и локомотивов в кривые наименьшего радиуса по техническому заданию на проектирование, утвержденному в установленном порядке.

Для грузовых восьмиосных вагонов, а также для локомотивов расстояние между опорными поверхностями переднего и заднего упоров устанавливают по согласованию с заказчиком.

Для вновь изготовляемых и эксплуатируемых четырехосных грузовых крытых вагонов допускается применять задние упоры, имеющие расстояние между опорной поверхностью и перемычкой 270 мм.

Автосцепки с расстоянием от плоскости зацепления до упора на их голове меньшим 350 мм допускается применять по согласованию с заказчиком.

Для вагонов, имеющих центрирующую балочку с упругой опорой для хвостовика автосцепки, допускается по согласованию с заказчиком изменять значение зазора 20⁺¹⁶мм.

4.2 Возможность сцепления двух полувагонов на участке сопряжения прямой и нормативной кривой

Эффективная ширина захвата автосцепки

В=В'[1.665-в)-0.5]=0.168

В'=0.175м-действительная ширина захвата автосцепки

В== 2.94

2l-база вагона, м

-длина консоли вагона с учетом вылета автосцепки

= = = 2.6м

R=135м

_нар= + л= + 0.026 = 0.092

2l_{l T}=1.85; l _T=0.925м

Л= 0.026м

_нар ? В

4.3 Оценка возможности прохода двух полувагонов по S-образной кривой

б= в+ г= 0.14= 8,22

в=arctg = arctg = arctg0.04= 2.49

г= arcsin= arcsin = arcsin0.1= 5.73

b= = = 0.068

= 0.043

R= 120м

a= 0.87

= -a 2.6-0.87=1.73м

[б]=arctg = arctg = 9.53

=12.3см

В_хв=7.5см

=28.5см

8,22? 9.53 - условие выполняется

5. Типы и классификация тележек вагонов

Вагонные тележки классифицируют по:

числу осей;

устройству рессорного подвешивания;

способу передачи нагрузки от кузова на раму тележки;

способу связи рамы тележки с колесными парами и по конструкции рамы.

По числу осей или колесных пар тележки различают двух-, трех- и многоосные. Число осей зависит от массы вагона и перевозимого груза, а также от других факторов, в том числе от прочности пути и мостов.

Двухосные тележки являются наиболее распространенными. Трех- и многоосные тележки применяют под вагонами большой грузоподъемности, в том числе и под транспортерами, служащими для перевозки тяжелых грузов. В восьмиосных вагонах используют двухосные тележки, которые попарно объединяют.

По устройству рессорного подвешивания различают:

тележки с одинарным рессорным подвешиванием - центральным (рис. 9, а) или буксовым (рис. 9, б), то есть с одной системой рессор, передающей нагрузку Р колесным парам. Эти тележки применяются почти исключительно в грузовых вагонах;

тележки с двойным рессорным подвешиванием (рис. 9, в) - центральным и буксовым, через которые последовательно передается нагрузка Р колесным парам. Такие тележки преимущественно применяются в пассажирских вагонах;

Рис. 9 - Схемы рессорного подвешивания тележек

тележки тройного и четырехкратного подвешивания (применяются для некоторых пассажирских вагонов).

Плавность хода вагона зависит не от количества последовательно расположенных рессорных систем, а от их суммарного статического прогиба, его распределения между центральным и буксовым подвешиванием и от других факторов.

По способу передачи нагрузки от кузова на раму тележки различают:

без центрального рессорного подвешивания, когда кузов опирается на среднюю поперечную балку рамы тележки, жестко связанную с ее боковинами (рис. 10, а).

Этот способ применяется в тележках с буксовым рессорным подвешиванием;

безлюлечные с центральным подвешиванием, когда кузов опирается на среднюю поперечную (надрессорную) балку, свободно лежащую своими концами на рессорах, расположенных на боковых рамах тележки (рис. 10, б).

Такими являются тележки грузовых вагонов;с люлькой, когда кузов опирается на среднюю поперечную (надрессорную) балку люльки (рис. 10, в). Такое подвешивание позволяет применять все известные упругие элементы и широко используются в тележках пассажирских вагонов.

Рис. 10 - Схемы передачи нагрузки от кузова на раму тележки

При передаче нагрузки через подпятник обеспечивается свободный поворот тележек под кузовом вагона, что значительно облегчает прохождение кривых участков пути. При передаче нагрузки через боковые опоры силы трения, возникающие между скользунами рамы кузова и надрессорной балки тележки, способствуют гашению извилистого движения тележек, которое является основной причиной боковых колебаний вагона. Наряду с положительным влиянием на плавность хода опора кузова на скользуны позволяет облегчить шкворневые балки рамы кузова и надрессорные балки тележек.

В тележках грузовых вагонов нагрузка обычно передается через центральную опору - подпятник, а в современных тележках пассажирских вагонов дорог - через скользуны.

По способу связи рамы тележки с колесными парами различают следующие конструкции:

рама тележки непосредственно соединена с буксами (рис. 11, а). Такую конструкцию имеют большая часть тележек грузовых вагонов и некоторые тележки пассажирских вагонов;

между рамой тележки и буксами расположены упругие элементы (рис. 11, б). В таком случае необходимы направляющие (челюсти) для ограничения перемещений букс относительно рамы;

упругие элементы размещены между рамой тележки и балансирами, которые опираются непосредственно на буксы. Балансиры могут быть длинными, опирающимися концами на две буксы, или короткими, располагающимися над каждой буксой (рис. 11, в). Балансиры являются необрессоренными частями вагона. Поэтому предпочтительны короткие балансиры, при которых, кроме того, меньше изнашиваются корпуса букс и направляющие (челюсти); рама тележки опирается на буксы через упругие элементы при отсутствии направляющих - бесчелюстная конструкция (рис. 11, г). Функции направляющих в этом случае выполняют сами упругие элементы, обладающие достаточной жесткостью в горизонтальной плоскости. Такое подвешивание отличается отсутствием трущихся частей, но оно требует постановки специальных гасителей колебаний и устройства, ограничивающего большие перемещения буксы в горизонтальной плоскости. Бесчелюстное подвешивание имеют почти все тележки пассажирских вагонов железных дорог;

рама тележки соединена с буксами посредством упругих шарниров и поводковых направляющих, ограничивающих перемещение букс в горизонтальной плоскости (рис. 11, д). Если трение в шарнирах поводков большое, можно обходиться без гасителей колебаний;

рама тележки шарнирно соединена с буксой при помощи отлитого заодно с корпусом буксы горизонтального рычага: упругий элемент расположен между буксой и рамой (рис. 11, е). Такая конструкция смягчает горизонтальные толчки, уменьшает износ гребней колес и улучшает плавность хода вагона. Резинометаллический шарнир может выполнять функции гасителя колебаний. Недостатком этой конструкции является возможное проскальзывание колес по рельсам при коротких рычагах букс вследствие изменения расстояния между колесными парами при колебаниях рамы тележки.

Рис. 11 - Схемы опирания рамы тележки на буксы

Рамы тележек изготовляют литыми или сварными из штампованных или прокатных профилей. В тележках, особенно пассажирских вагонов, целесообразны рамы с балками коробчатого закрытого сечения, которые имеют малую массу и хорошо сопротивляются изгибу и кручению. Литые рамы требуют в эксплуатации незначительного ремонта, но обладают большой массой. Они преимущественно применяются в тележках грузовых вагонов.

кузов вагон подшипник тележка

6. Конструктивные улучшения боковой рамы тележки

Термическая обработка (закалка). Этот способ применяется для повышения твердости поверхности детали. Для уменьшения хрупкости и снятия закалочных напряжений производят отпуск. Сочетание закалки с действием магнитного поля увеличивает прочность стали, так как кристаллы мартенсита принимают одну ориентацию во всех зернах. Поверхностная закалка применяется для повышения прочности и износостойкости деталей, работающих при ударной нагрузке, при этом основной металл детали остается незакаленным. Такая закалка производится токами высокой частоты и газопламенными горелками.

Поверхностная закалка в электролите основана на нагреве детали искровыми разрядами через пароводородную оболочку, возникающую у поверхности нагреваемой детали (катода). При этом не образуется закалочных трещин. Обработка холодом применяется для уменьшения количества остаточного аустенита в закаленной легированной стали, так как остаточный аустенит снижает ее твердость и износоустойчивость.

Литература

1. Конструирование и расчет вагонов: Рабочая программа для студентов VI курса специальности 150800 «Вагоны» (В) - М.: РОГТУПС, 2004. - 10 с;

2. Вагоны (теория, конструкция, расчет)/ под ред. Л.А. Шадура. - М.: Транспорт, 1980. - 416 с.

3. Вагоны. Основы проектирования и экспертизы проектных решений. Учебное пособие/ А.П. Азовский и др. - М.: РГТУПС, 1988. - 138с.

4. ГОСТ 2.105.95. Общие требования к оформлению текстовых документов. - М.: 1995. - 105с.

5. Вагоны. Основы конструирования и экспертизы технических решений. - М.: Маршрут, 2005 - 488 с.

Размещено на Allbest.ru