Нетяговый подвижной состав

 

Жесткость сложной  системы рессорного подвешивания. В  системе подвешивания упругие элементы могут быть соединены

Рис.19.Схемысоединения (нагружения) рессор:

а-параллельное; б- последовательное параллельно, последовательно или сложным образом в отдельную точку подвешивания.

 

Параллельно включенные элементы имеют одинаковый прогиб «а» под действием общей силы (рис. 19,а), даже если их жесткости «а», «ж» различны. В то же время сила N равна сумме сил, действующих на каждый упругий элемент, т. е. 1/ж = 1/ж₁ + 1/ж₂ + 1/ж₃. = А (Ж=Ж₁+Ж₂+Ж_3. Все упругие элементы можно заменить одним с жесткостью «ж» при условии, что N = А. Так как общая жесткость равна сумме жесткостей отдельных упругих элементов, расположенных параллельно.

 

Последовательно включенные упругие элементы под  действием одной и той же силы имеют прогиб, обратно пропорциональный их жесткости (рис. 19, б). Общий прогиб группы упругих элементов. Заменяя группу упругих элементов одним элементом, эквивалентным с суммарной жесткостью ж, получим. Величину, обратно пропорциональную жесткости, называют гибкостью. Суммарная гибкость 1/ж = 1/ж₁ + 1/ж₂ + 1/ж₃. = А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Типы тележек вагонов.

 

Современные грузовые вагоны магистрального и промышленного  транспорта имеют двух-, трех- и четырехосные тележки, а большегрузные транспортеры оснащены многоосными тележками. 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.

Показатель	Марки и типы вагонов
	18-100	18-578	18-102	18-101	КВЗ-И2
Масса тележки, кг	4680	4750	8600	12 000	7800
База, м	1.85	1.85	3.50	3.20	2.40
Допускаемая скорость, км/ч	120	120	120	120	120
Гибкость рессорного подвешивания, м/МН	0.125	0.130	0,148	0,075	0.144
Прогиб рессорных комплектов под статической нагрузкой, м	0.049	0.068	0.052	0.050	0,070
Расстояние от уровня головок рельсов до опорной поверхности  подпятника, м	0,801	0.811	0,815	0.839	0,805
Тип рессорного подвешивания	Одноступенчатый центральный				Две  ступени

 Основной тип двухосной тележки грузового вагона — тележка модели 18-100. Эта тележка подкатывается под все четырехосные магистральные вагоны, кроме изотермических с осевыми нагрузками до 230 кН (23,5 тс) и скоростями движения 120 км/ч. Изотермические вагоны выпускают с тележками типа КВ3-И2. В эксплуатации встречаются вагоны с тележками модели 18-102 (УВЗ-9М), а вагоны промышленного транспорта строятся с тележками типа УВЗ-11A. Характеристика тележек грузовых вагонов.

Таблица№3

Тележка модели 18-100. До 1972 г. тележка имела наименование ЦНИИ-ХЗ (рис. 3). Она состоит из двух колесных пар 1 с четырьмя буксовыми узлами 2; двух литых рам 4; надрессорной балки 6 с подпятником 7; двух комплектов центрального подвешивания 3 с фрикционными гасителями колебаний; тормозной рычажной передачи 8; двух скользунов 5.

 

 

Боковая рама (рис. 4.2) отлита из низколегированной стали марки 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Боковая рама состоит  из: челюсти 1; кольцевой опоры 2; кронштейна 3 для крепления подвесок тормозных башмаков; направляющих 4 ограничивающих поперечное перемещение фрикционных клиньев; буртов и бонок 5 для фиксирования пружин рессорного комплекта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Надрессорная балка (рис. 4.3), литая из стали марок 20ФЛ или 20ГФЛ, имеет 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 размешаются 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 само удаление продуктов износа и постоянство отрегулированных зазоров между скользунами.

Надрессорная балка  состоит из подпятника 1; кронштейна 2 мертвой точки рычажной передачи тормоза; опоры для скользуна 3; буртов 4 и 5, ограничивающих перемещения наружных и внутренних пружин; выемки 6, служащей для размещения фрикционных клиньев; полки 7 для крепления кронштейна мертвой точки; колпака (коробки) 8 скользуна; болта 9, предохраняющею колпак скользуна от падения; прокладки 10 для регулировки зазоров между скользунами вагона и тележки; поддона11 для опоры шкворня.

Тележка модели 18-578. Тележка модели 18-578 (рис. 4.4) с увеличенной гибкостью рессорного подвешивания и износостойкими элементами предназначена для подкатки под грузовые вагоны с измененной конструкцией скользунов на раме вагона. Тележка обеспечивает пробег до первого деповского ремонта 500 тыс. км.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тележка состоит из двух колесных пар с буксами 1; двух боковых рам 2; подпятника3; рессорного подвешивания 4; надрессорной балки 5; устройства отвода колодок 6; тормозной рычажной передачи 7.

На опорных поверхностях буксовых проемов боковых рам установлены сменные износостойкие скобы с приваренными износостойкими планками. В отверстия кронштейнов для валиков подвесок триангелей установлены сменные износостойкие втулки. На верхнем поясе надрессорной балки расположены опорные площадки с резьбовыми отверстиями для установки скользунов и подпятниковое место для опоры пятника вагона.

Для зашиты от износа подпятниковое  место оборудуется износостойкими элементами в двух вариантах: 1) на опорную поверхность подпятникового места устанавливается износостойкая прокладка толщиной 6.5 мм из низколегированной стали 30ХГСА твердостью 25...341 НВ; 2) в подпятниковое место свободно устанавливается чаша, предохраняющая от износа внутреннюю поверхность наружного бурта и опорную поверхность пятника. Чаша изготовлена из стали 30ХГСА твердостью 320...400 НВ.

Скользун упругокаткого  типа (рис. 4.5) постоянного контакта служит для гашения боковых колебании  кузова, ограничения виляния тележки  и повышения устойчивости вагона.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Упругокатковый скользун состоит из износостойкого элемента 1; корпуса 2; колпака 3; прокладки 4; упругого элемента 5 (демпфера); ролика 6; вкладыша 7; стопорных шайб 8; болта 9.

Демпфер имеет бочкообразную форму, изготовлен из полиуретана ННЦ ПУ-5, устанавливается в литой корпус и служит для гашения вертикальных колебаний. На демпфер установлен колпак 3, который находится в постоянном контакте со скользуном рамы вагона. В местах контакта колпака с корпусом установлены два смежных износостойких элемента 1. Ролик б перекрывается по вкладышу 7 и ограничивает прогиб демпфера 5. Скользуны устанавливаются на опорные поверхности надрессорной балки и крепятся болтами 9 и стопорными шайбами 8.

Размер А(30  «+2,5 -1,5») регулируется в свободном состоянии прокладками 4между колпаком и демпфером, а под тарой вагона прокладками скользуна рамы (8±2).

В колесной паре применены  колеса из стали повышенного качества и твердости и оси, изготовленные  методом непрерывного разлива стали  в условиях вакуумирования. Буксовые узлы оборудованы цилиндрическими подшипниками или двухрядными коническими типа TBV 130 х 250, которые установлены на типовые корпуса букс. Посадка конических подшипников — прессовая. Торцевое крепление подшипников позволяет выполнять обточку колес по кругу катания без демонтажа крепления.

Рессорное подвешивание включает два рессорных комплекта, установленных в центральных  проемах боковых рам. Рессорный  комплект включает семь двойных витых  цилиндрических пружин и два фрикционных  гасителя колебаний. По сравнению с  тележкой 18-100 рессорный комплект имеет увеличенную гибкость за счет увеличения высоты пружин, которая составляет 259 мм, среднего диаметра витка (для наружной пружины 172 мм вместо 170 мм у тележки 18-100, для внутренней — 115 мм вместо 111 мм у тележки 18-100). Диаметр прутка наружной пружины уменьшен до 28 мм. Изготовлены пружины из стали 60С2ХФА. Фрикционные планки имеют сменные контактные планки толщиной 6 мм твердостью 320...412 НВ, устанавливаемые свободно. Фрикционные клинья отлиты из высокопрочного чугуна. Для защиты от износа наклонных поверхностей клина и надрессорной балки на наклонной поверхности клина устанавливается сменная износостойкая полимерная накладка. Тормозная передача тележки 18-578 оборудована устройством направленного отвода колодок от колес при отпущенном тормозе, обеспечивающим равномерный износ колодок.

Четырехосные тележки применяются в большегрузных восьмиосные 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, вы- 
полнена из стали марки 09Г2Ф-15.

Тележка модели 18-101 имеет две двухосные тележки 1 модели 18-100 (рис. 4.6), связанные между собой соединительной балкой 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наиболее рациональной конструкцией, по сравнению с литой, является штампосварной вариант соединительной балки, которая состоит из двух штампованных элементов из стали марки 09Г2Д, верхнего толщиной 16 мм и нижнего толщиной 20 мм листов, подкрепленных продольными и поперечными ребрами жесткости. Снизу по концам балки вварены крайние пятники, которыми она опирается на подпятники двухосных тележек, а сверху — центральный подпятник, посредством которого нагрузка от кузова передается на четырехосную тележку.

К специальным крыльям по концам балки снизу приварены крайние скользуны, которые располагаются над скользунами двухосных тележек. В средней части также на крыльях размешены центральные скользуны, над которыми располагаются скользуны кузова вагона.

 

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 19 Трехосная тележка  типа УВЗ-9М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

 

1. Вагоны. Общий курс. Под ред. Лукина В.В.-М., Маршрут, 2004,- 424 с.

2. Конструирование и расчет вагонов под ред. В.В. Лукина-М., УМК МПС России, 2000,-731 с.

3. Развитие отечественного вагонного парка. Л.А. Шадур М. Транспорт, 1988,-279с.

4. Автоматизация электрического подвижного состава / Под ред. А.Н. Савоськина. М.: Транспорт, 1991.

5. Автоматизация производственных процессов при изготовлении и ремонте вагонов: Болотин М.М., Осиновский Л.Л. Учеб. Для вузов. М.: Транспорт, 1989.

6. Вагонное хозяйство: Учеб. пособие для вузов / Под ред. В.И.

Гридюшко и Ю.С. Подшивалова. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1988.

7. Курбасов А.С. Проектирование тяговых электрических машин. М.: Транспорт, 1989.

8. Нагруженность элементов конструкции вагона: Учебник / В.Н. Котуранов и др. М.: Транспорт, 1991.

9 Конструирование и расчет вагонов/ под ред. В.В.Лукина. – М.: 2000. – 726 с

10. Вагоны общий курс. под ред. В.В.Лукина. – М.: 2000. – 424 с.

11. Вагоны. Основы конструирования и экспертизы технических решений. – М.:Маршрут,2005–488с.

12. Вагоны (проектирование, устройство и методы испытаний)/Под ред. к.т.н. Кузьмича П.Д.: Машиностроение, 1978, 376 с.