Что относится к основным элементам тележки грузового вагона

3.5.1 Тележки грузовых вагонов

Современные грузовые вагоны магистрального и промышленного транспорта имеют двух-, трех- и четырехосные тележки, а большегрузные транспортеры оснащены многоосными тележками, состоящими из набора перечисленных выше конструкций. Как правило, это модели с одноступенчатым рессорным подвешиванием. Исключение составляют лишь изотермические и некоторые специализированные вагоны, служащие для перевозки грузов, требующих транспортировки с повышенными скоростями.

Двухосные тележки. В связи с недостатками поясных тележек, включая сложность изготовления и ремонта, а также низкую надежность в эксплуатации, их заменили тележками с литыми боковыми рамами типа МТ-50 (рис. 3.34, а), а затем более совершенными типа ЦНИИ-ХЗ-0 (ЦНИИ — прежнее название ВНИИЖТа, разработавшего конструкцию, X — первая буква фамилии автора — Ханина, 3 — третий вариант, О — облегченная по результатам исследований МИИТа) (рис. 3.34, б), имеющими рессорные комплекты из пружин и клиновых фрикционных гасителей колебаний (модель 18-100) и являющиеся типовыми, и др.

Тележка модели 18-100 (рис. 3.34, б), рассчитанная на конструкционную скорость движения 120 км/ч, состоит из двух колесных пар с четырьмя буксовыми узлами 5, двух литых рам 1, надрессорной балки 2, двух комплектов центрального подвешивания с фрикционными гасителями колебаний 4 и тормозной рычажной передачи 7.

Боковая рама (рис. 3.35, а) отлита из низколегированной стали марок 20ФЛ или 20ГЛФ. Она имеет объединенные пояса и колонки, образующие в средней части проем для размещения комплекта центрального рессорного подвешивания, а по концам — буксовые проемы. Шишки 3, отлитые с внутренней стороны на наклонном поясе, служат для подборабоковых рам (боковин) при сборке тележки, так как в зависимости от допускаемых отклонений при отливке и обмере боковин некоторые из шишек срубают. Если все шишки срублены, то рама имеет градацию № 0 с размером между наружными челюстями 1 (см. рис. 3.35, а) 2181 мм, при одной оставленной шишке это расстояние равно 2183 мм, а рама имеет градацию № 1, при № 2, 3, 4 и 5 указанное выше расстояние соответственно увеличивается по 2 мм.

Надрессорная балка (рис. 3.35, б) литая из стали марок 20ФЛ или 20ГФЛ, имеющая полую конструкцию замкнутого поперечного сечения и форму, близкую к брусу равного сопротивления изгибу. Она отлита вместе с подпятником, служащим опорой кузова вагона, и опорами для скользунов. На каждом из двух опор скользунов размещаются перевернутые коробки 8 с регулировочными прокладками 9. Такая конструкция по сравнению с применяемой ранее (коробки отливались заодно с надрессорной балкой, а вкладыши скользуна укладывались в них, что в эксплуатации приводило к накоплению продуктов износа и недопустимое уменьшение зазоров между скользунами тележки и кузова вагона) обеспечивает самоудаление продуктов износа и постоянство отрегулированных зазоров между скользунами.

Рессорное подвешивание тележки состоит из двух комплектов, каждый из которых имеет пять, шесть или семь двухрядных цилиндрических пружин и два фрикционных клиновых гасителя колебаний. Пять пружин устанавливают в тележки грузовых вагонов грузо¬подъемностью до 50 т, шесть — до 60 т и семь — более 60 т.

Тележка модели 18-115 (рис. 3.36), используемая в специализированных грузовых вагонах, обращающихся со скоростями до 140 км/ч, имеет улучшенные динамические качества. Одной из конструктивных ее особенностей является применение более совершенной схемы опирания кузова — часть нагрузки передается на подпятник 7, а часть через упруго-фрикционные скользуны 8.

Упруго-фрикционный скользун обеспечивает начальное сопротивление наклону кузова порядка 14—20 кН и конечное сопротивление 40—46 кН, расчетный момент трения, возникающий на скользунах в горизонтальной плоскости, равен 10—16,7 кН*м. Данная конструкция скользунов обеспечивает снижение действующих нагрузок на шкворневые узлы вагона, повышение плавности хода вагона и уменьшение динамических нагрузок, возникающих при вилянии тележек во время движения.

Особенностями конструкции буксового узла тележки модели 18-115 является то, что на опорной цилиндрической части корпуса установлена перфорированная резиновая прокладка переменной толщины. Боковая рама опирается на резиновую прокладку и корпус буксы посредством съемного седла, устанавливаемого в буксовый проем рамы. Центрирование и фиксация седла в буксовом проеме осуществляется благодаря специальным выступам, входящим в соответствующие выемки челюстей. Буксовые узлы оснащены цилиндрическими роликовыми подшипниками размером 130 х 250 х 80 мм.

Рессорное подвешивание тележки модели 18-115 центральное, состоит из двух комплектов, устанавливаемых в средних проемах литых боковых рам. Каждый из них включает в себя семь тройных (двойных) пружин, расположенных по схемам, принятым в тележке 18-100. В качестве гасителя колебаний использован усеченный фрикционный клин, наклонная площадка которого развернута под углом 60° к продольной оси тележки, что обеспечивает лучшую связь боковых рам в плане, чем клин тележки 18-100. Наклонные поверхности фрикционных клиньев взаимодействуют с наклонными поверхностями надрессорной балки, а вертикальные — с фрикционными планками, укрепленными на колонках боковой рамы.

Для грузовых вагонов с нагрузкой от колесной пары на рельсы 25 т разработаны усиленные двухосные тележки моделей 18-131, 18-120 и 18-755. В их конструкции применены нетиповые колесные пары с усиленными осями, шейки которых имеют диаметр 140 мм. По¬этому буксовые узлы оборудованы цилиндрическими подшипниками с увеличенными размерами, т. е. 140 х 260 х 80 мм (вместо 130 х 250 х 80 мм в тележках 18-100 и 18-115). Боковые рамы усиленных тележек опираются на буксы через резиновые прокладки. Жесткость каж¬дого рессорного комплекта составляет 4,28 МН/м, а коэффициент относительного трения гасителей колебаний — 0,08.

В тележке модели 18-120 кузов вагона посредством пятника опирается на подпятник надрессорной балки, а в тележке 18-755, кроме того, через упруго-фрикционные скользуны с моментом трения в горизонтальной плоскости 8—12 кН*м. Литые боковые рамы и надрессорные балки тележек усилены. По своим прочностным и ходовым качествам тележки отвечают требованиям, обеспечивающим эксплуатацию со скоростями движения до 120 км/ч.

Тележка КВЗ-И2 (рис. 3.37, а) предназначена для рефрижераторных вагонов, эксплуатирующихся в поездах со скоростями до 120 км/ч. Ее рама 1 опирается на буксовые узлы 2 колесных пар 5, проходя две ступени рессорного подвешивания (центральное 3 и буксовое 6). Тормозное оборудование 4 с двухсторонним нажатием колодок.

Рама (рис. 3.37, б), в отличие от рассмотренных выше литых конструкций, сварена из двух продольных 7, двух средних 2 и двух концевых 3 поперечных, а также четырех вспомогательных продольных балок 4.
Буксовая ступень рессорного подвешивания (рис. 3.37, в) включает в себя два шпинтона 5, на которых размещаются однорядные пружины 2, опирающиеся через резиновые шайбы 6 на кронштейны 1 корпуса буксы. Каждый шпинтон 5 крепится к продольной балке рамы 3 болтами 4. Снизу на нарезную часть шпинтона навертывается гайка 7 так, чтобы между шайбой и кронштейном I буксы оставался зазор а.

Центральное подвешивание тележки КВЗ-И2 люлечное, состоящее из двух эллиптических рессор системы Галахова, уложенных на штампованную подрессорную связь, которая опирается на подлюлечные балки, подвешенные шарнирно к раме. На эллиптических рессорах расположена надрессорная балка, на которую через подпятник опирается кузов вагона.

С целью обеспечения постоянства уровня автосцепки вагонов с различной массой кузова изготавливают тележки КВЗ-И2 четырех групп: I, И, III и IV. Тележки I и II групп подкатывают под кузова грузовых рефрижераторных вагонов, а III и IV, обладающие более жестким рессорным подвешиванием и большей высотой, чем тележки I и II групп, под кузова вагонов с машинным отделением, имеющим повышенную массу.

Трехосные тележки. Разработаны для шестиосных вагонов и применяются в основном на путях промышленного транспорта. Среди них лучшей является тележка типа УВЗ-9м (модель 18-102) конструкции Уральского вагоностроительного завода, третий модернизированный вариант. Последующие типы — УВЗ-11А и УВЗ-11 спроектированы с повышенной до 25 и 30 т осевой нагрузкой, которые затем объединены моделью 18-102. Приведенные выше типы трехосных тележек разрабатывались на основе длительного опыта эксплуатации тележек, начиная с 1955 г. (постройки Крюковского вагоностроительного вагона: тип КВЗ-1, затем усовершенствованный тип КВЗ-1м, в которых выявлены существенные недостатки). В тележке типа КУВЗ, разработанной совместно Крюковским и Уральским вагоностроительными заводами, часть недостатков устранили. Все эти тележки оснащены центральным рессорным подвешиванием. Трехосную тележку типа УВЗ-10м с буксовым подвешиванием разработал Уралвагонзавод, на каждой буксе которой размещалось по две двухрядных пружины с фрикционными гасителями колебаний. Все перечисленные выше трехосные тележки имеют сложную конструкцию, повышенное воздействие на элементы пути и др. Поэтому на дорогах МПС России они не нашли широкого применения и допускаются к эксплуатации на магистральных линиях лишь с ограниченной скоростью.

Тележка типа УВЗ-9м (рис. 3.38) признана лучшей из трехосных конструкций, в которой четыре литые боковые рамы 2 своими крайними концами опираются непосредственно на роликовые буксы 1, а средними — через балансиры 4. При такой конструкции общая нагрузка, передаваемая от кузова на тележку, распределяется поровну между тремя колесными парами типа РУ-950. На четыре рессорные комплекты 3 центрального подвешивания опираются две литые надрессорные балки б, на которых размещена шкворневая балка 5, имеющая форму в виде Н-образной отливки. Исполнительная часть тормозного оборудования 7, подвешенного к боковым рамам, имеет двухстороннее нажатие тормозных колодок на среднюю и одностороннее нажатие на крайние колесные пары.

Каждый из четырех комплектов рессорного подвешивания состоит из четырех двухрядных цилиндрических пружин и одного пружинно-фрикционного гасителя колебаний. Пружины взаимозаменяемые с пружинами тележки модели 18-100. Все литые детали, включая боковые рамы, надрессорные и шкворневые балки, балансиры, изготовлены из углеродистой стали марки 20Л1 с пределом прочности 420 МПа.

Четырехосные тележки.

Применяются в большегрузных восьмиосных полувагонах и цистернах, а также транспортерах. Они состоят из двух типовых двухосных тележек, объединенных соединительной балкой. Причем в полувагонах соединительные балки литой, а в цистернах — штампосварной конструкции. Литая соединительная балка представляет собой отливку коробчатого сечения из мартеновской стали такого же качества, как и боковые рамы и надрессорные балки тележки модели 18-100. Штампосварная балка, включая пятники и подпятник, выполнены из стали марки 09Г2Ф-15.

Тележка модели 18-101 (рис. 3.39) имеет две двухосные тележки 1 модели 18-100, связанные между собой соединительной балкой 2. Наиболее рациональной конструкцией, по сравнению с литой, является штампосварной вариант соединительной балки (рис. 3.40), которая состоит из двух штампованных элементов из стали марки 09Г2Д: верхнего 1 из листа толщиной 16 мм и нижнего 2 толщиной 20 мм, подкрепленных продольными 3 и поперечными 7 ребрами жесткости.Снизу по концам балки вварены крайние пятники 4, которыми она опирается на подпятники двухосных тележек, а сверху — центральный подпятник 8, посредством которого нагрузка от кузова передается на четырехосную тележку. К специальным крыльям по концам балки снизу приварены крайние скользуны 5, которые располагаются над скользунами двухосных тележек.

В средней части также на крыльях размещены центральные скользуны, над которыми располагаются скользуны кузова вагона.

Основная техническая характеристика тележек грузовых вагонов приведена в табл. 3.6.

Источник

Тележки грузовых вагонов

Тележка грузового вагона обеспечивает его движение, служит для опоры кузова на рельсы, передачи, восприятия и амортизации динамических нагрузок между кузовом вагона и рельсами, создания тормозной силы. В настоящее время на сети отечественных железных дорог эксплуатируется большой парк тележек грузовых вагонов (рис.11).

Риc. 11 – Модели тележек грузовых вагонов

Тележки вагонов разных моделей, имеют свои конструктивные особенности. Вместе с тем, несмотря на многообразие конструкций тележек, каждая из них имеет: колёсные пары с буксовыми узлами; раму боковую; балку надрессорную; рессорное подвешивание; тормозную рычажную передачу; шкворень.

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. Технические характеристики тележки приведены в таблице 7.

Риc. 12 – Тележка модели 18-100:

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.

Технические характеристики тележки модели 18-100

Колесная пара предназначена для направления движения тележки и кузова вагона по рельсовому пути и восприятия всех нагрузок, передающихся от вагона на рельсы и обратно. Колесная пара состоит из оси и двух колес с прессовой посадкой. В тележке модели 18-100 применяются два типа осей: РУ-1 и РУ-1Ш. Номинальный диаметр колёс по кругу катания 950 мм. Согласно ГОСТ 4835-2006 колёсная пара как сборочный узел рассматривается вместе с буксовыми узлами.

Буксовый узел – элемент колёсной пары, предназначенный для передачи нагрузки от тележки и состоящий из корпуса буксы, подшипников, элементов торцевого крепления, уплотнений и смазки. Тип подшипников буксового узла тележки модели 18-100 – роликовые с прессовой посадкой на шейку оси колёсной пары.

Боковая рама предназначена для восприятия нагрузок передаваемых от кузова вагона, передачи их на колёсные пары. Боковая рама имеет объединенные пояса и колонны, образующиеся в средней части проема для размещения комплекта рессорного подвешивания, а по концам – буксовые проемы (рис. 13).

Риc. 13 – Боковая рама

Боковые рамы отливаются из стали по ОСТ 31.183-2001. На опорные проемы поверхности буксовых проемов устанавливаются износостойкие прокладки, состоящие из корпуса и приваренной к нему износостойкой пластины.

Средний проем по бокам в верхней части с каждой стороны имеет направляющие, к которым прилеплены фрикционные планки толщиной 16 мм. Для установок подвесок триангеля на внутренней поверхности боковой рамы размещены кронштейны.

Надрессорная балка – элемент тележки, выполненный в виде пустотелой балки, опирающийся на рессорные комплекты и снабженная подпятником и скользунами, что обеспечивает перераспределение нагрузок на рессорные комплекты. Она служит соединительным звеном между двумя боковыми рамами, поэтому двухосную тележку часто называют трехэлементной. Надрессорная балка (рис.14) имеет подпятник 3, полку 4 для крепления кронштейна рычажной передачи тормоза, опоры 1 для скользунов 2, выемки 6 для размещения фрикционных клиньев, бурты 7, ограничивающие смещение внутренних пружин рессорного комплекта, и выступы 5, удерживающие наружные пружины от смещения.

Риc. 14 – Надрессорная балка:

1 – опора скользуна; 2 – скользун; 3 – подпятник; 4 – полка; 5 – выступ; 6 – выемка; 7 – бурт

На подпятник 3 опирается пятник, прикрепленный к раме вагона, через центры, которых проходит шкворень. Шкворень служит осью вращения тележки относительно кузова, а также передает тяговые и тормозные силы от тележки раме вагона и обратно. Боковые перемещения надрессорной балки амортизируются поперечной упругостью пружин, на которые она опирается. Надрессорная балка отливается из стали по ОСТ 32.183-2001

Рессорное подвешивание – устройство, состоящее из двух комплектов пружин, размещенных в рессорных проемах левой и правой боковых рам. Элементы рессорного комплекта приведены на рисунке 15.

Рис. 15 – Составные детали рессорного комплекта тележки 18-100

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. Всего 14 пружин с одной стороны тележки. Количество двухрядных пружин в комплекте зависит от грузоподъемности вагона. Пять пружин ставят в тележки, подкатываемые под вагон грузоподъемностью до 50 т., шесть – до 60 т. и семь – более 60 т. Крайние боковые пружины комплекта поддерживают клинья гасителей колебаний.

Фрикционный клиновый гаситель колебаний 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. В тележке фрикционные клинья при взаимодействии с фрикционными планками, надрессорной балкой и пружинами за счет работы сил трения осуществляют гашение колебаний обрессоренных масс вагона.

Тормозная рычажная передача – представляет собой систему тяг и рычагов и служит для передачи усилия от тормозных цилиндров к тормозным колодкам (рис.16).

Рис. 16 – Тормозная рычажная передача:

1 – тормозной башмак; 2 – подвеска; 3 – триангель; 4 – чеки; 5 – серьга;

6,9 – вертикальные рычаги; 7 – распорка; 8 – кронштейн

Характерной особенностью конструкции тормозной рычажной передачи является одностороннее нажатие тормозных колодок на колеса и возможность применения чугунных и композиционных колодок.

Тележка модели 18-578разработана АО «НПК Уралвагонзавод» и представляет собой модернизацию тележки 18-100. Тележка позволила при минимальных изменениях в конструкции добиться улучшения эксплуатационных показателей. Технические характеристики тележки модели 18-578 приведены в таблице 8.

Технические характеристики тележки модели 18-578

Колесная пара оборудованабуксовыми узлами с цилиндрическими подшипниками или двухрядными коническими подшипниками кассетного типа, которые установлены в типовой корпус букс грузовых вагонов.

В колесной паре применены ось РУ1Ш из непрерывнолитой вакуумированной стали и колеса повышенного качества и твердости.

Колеса и подшипниковые узлы кассетного типа насаживаются на ось посредством прессовой посадки. Посадка цилиндрических подшипников может быть тепловой или прессовой. Крепление подшипников на оси осуществляется шайбой с четырьмя болтами М20. Конструкция торцевого крепления подшипников позволяет производить обточку колес по кругу катания без демонтажа крепления.

Боковая рама выполнена по модернизированному проекту. Так на верхнем поясе надрессорной балки расположена опорная площадка с резьбовыми отверстиями для установки скользунов (рис.17).

Рис. 17 – Скользуны тележки модели 18-578:

а – упруго-катковый; б – упругий

На опорные поверхности буксовых проемов установлены сменные износостойкие скобы, состоящие из скобы, выполненной из углероди­стой стали толщиной 4 мм, и приварной износостойкой планки из низколегиро­ванной стали 30ХГСА с твердостью 255. 341 НВ толщиной 4 мм.

Рессорное подвешивание – типовое, жесткость пружин уменьшена. Фрикционные клинья отлиты из высокопрочного термообработанного чугуна. Для защиты от износов на наклонной поверхности фрикционного клина устанавливается сменная износостойкая полимерная накладка, которая фиксируется посредством выступов, выполненных за одно целое с телом накладки и входящих в аналогичные углубления клина. Рессорное подвешивание тележки модели 18-578 приведено на рисунке 18.

Рис. 18 – Рессорное подвешивание:

а – рессорный комплект; 1– наружняя пружина; 2 – внутренняя пружина;

3 – фрикционный клин; б – фрикционный клин с износостойкой накладкой

Тормозная рычажная передача оборудована устройством направленного отвода колодок от колес при отпущенном тормозе, обеспечивающим равномер­ный износ колодок. В шарнирных соединениях рычагов с триангелями, затяжками и державкой мертвой точки установлены износостойкие втулки.

Тележка модели 18-194.1 (рис.19)разработана АО «НПК Уралвагонзавод». Технические характеристики тележки приведены в таблице 8.

Технические характеристики тележки модели 18-191.1

Рис. 19 – Тележка модели 18-194.1:

1 – колесная пара с буксовым узлом; 2 – боковая рама; 3 – надрессорная балка;

4 – рессорное подвешивание; 5 – тормозная рычажная передача; 6 – износостойкая полимерная вставка; 7 – адаптер; 8 – опорная балка авторежима; 9 – упругий скользун; 10 – устройство предотвращающее выход колёсных пар; 11 – устройство направленного отвода колодок; 12 – устройство отвода статического электричества; 13 – шкворень

Колёсная пара оборудована буксовыми узлами бескорпусной конструкции (адаптер) с двухрядными коническими подшипниками кассетного типа. В колесной паре – усилена ось и колесо, что позволило повысить осевую нагрузку до 25 тс.

Надрессорная балка (подпятник) имеет износостойкий элемент – чашу.Для предохранения чаши от выпадения введена наплавка ограничителей с зачисткой заподлицо в четырех местах с обеспечением зазора между наплавкой.Надрессорная балка имеет опорные поверхности для установки упругих скользунов.

Боковая рама в нижней части буксового проемаоснащена кронштейнами для крепления устройства, предохраняющего колесные пары от выхода из буксового проема при соударении вагонов и других эксплуатационных ситуациях.Боковая рама устанавливается на колесные пары через сменные износостойкие полимерные вставки и специальные адаптеры

Рессорное подвешивание включает два рессорных комплекта, установленных в центральных проемах. Рессорный комплект имеет билинейную зависимость прогиба от нагрузки и включает семь наружных пружин, две внутренние подклиновые, пять внутренних подбалочных пружин и два фрикционных клина из высокопрочного чугуна.

Тормозная рычажная передача оборудована устройством направленного отвода колодок от колес при отпущенном тормозе, обеспечивающим равномерный износ колодок. Крепление тормозных башмаков – безрезьбовое (цанговый замок). В шарнирных соединениях установлены износостойкие втулки.

Тележка модели 18-552 (рис. 20)предназначена для подкатки под вагоны-самосвалы, эксплуатируемые на железных дорогах горнорудных предприятий (без выхода на пути общего пользования). Технические характеристики тележки приведены в таблице 9.

Технические характеристики тележки модели 18-552

Рис. 20 – Тележка модели 18-522:

1,5 – колёсная пара с буксовым узлом; 2 – боковая рама;

3 – рессорное подвешивание; 4 – балансир

Колёсная пара оборудована буксовыми узлами с типовыми роликовыми подшипниками. В колесной паре применены ось РУ1Ш и РУ1.

Надрессорная балка тележки литая, коробчатого сечения в форме бруса равного сопротивления изгибу. На одной вертикальной стене расположены направляющие выступы для челюстей шкворневой балки, а на другой – кронштейны с отверстиями для болтов соединения надрессорных и шкворневой балок.

Шкворневая балка выполнена в виде Н-образной отливки. На концах балки имеются челюсти и приливы для размещения надрессорных балок.

Боковая рама тележки литая. На нижнем поясе среднего проема отлиты банки и ребра, фиксирующие пружины рессорного комплекта, а для установки амортизатора сделано углубление. На одном конце рамы предусмотрен проем для буксы, а на другом имеется хобот для опоры на противоположное плечо балансира средней колесной пары. Боковые рамы – взаимозаменяемые по диагоналям.

Балансир представляет собой стальную отливку в виде коромысла с центральным проемом для размещения буксы средней колесной пары. По концам балансир имеет отверстия для соеди­нения с хоботами боковых рам при помощи валиков.

Рессорное подвешивание включает четыре рессорных комплекта, каждый из которых состоит их четырех двухрядных пружин и одного пружинно-фрикционного амортизатора.

Тормозная рычажная передача с одностороннимприжатием колодок на колеса крайних колёсных пар и с двусторонним на колеса промежуточной колёсной пары.

Источник