Взаимодействие колесной пары и буксы
Преобразование вращательного движения колесной пары с поступательное движение вагона осуществляется в буксе. Она через подшипниковый узел соединена с шейкой колесной пары. Он может быть установлен свободно с зазорами или жестко, без зазоров при помощи прессовой посадки. Первый способ использовался раньше в буксах с подшипниками скольжения, а второй, - в современных буксовых узлах.
Зазоры в подшипниках скольжения обеспечивали самоустановку буксы на шейке колесной пары, купируя ее поступательно-вращательные эволюции.
Подшипники качения устанавливаются на шейку оси без зазоров, поэтому поступательно-вращательные эволюции колесной пары передаются на корпус буксы и она может занимать отличное от горизонтального положение. Это не является достоинством такого буксового узла.
Если же в соединении буксы с рамой тележки зазоры будут уменьшать либо ограничиваться, то подвижность этого соединения будет снижаться, и эволюции колёсной пары в соединении не будут купироваться. Они будут переходить на боковину рамы тележки. В результате, эволюции будет испытывать уже не только колесная пара, но система "колесная пара – буксы – боковые рамы тележки".
Взаимодействие рамы тележки и надрессорной балки.
В трехэлементных тележках рама выполнена из двух боковин, соединенных надрессорной поперечной балкой, которая по краям опирается на центральное рессорное упруго-демпфирующее подвешивание, размещенное в боковинах.
|
|
|
Соединение представляет собой двухопорную конструкцию на вертикаль-ные пружины подвешивания. При этом крайние относительно оси поперечной балки пружины поддерживают два клиновых гасителя колебаний. Они размещаются в специальном проеме тела поперечной балки. Так гасители колебаний, пружины подвешивания, собственный вес и выступы посадочных мест образуют единую конструкцию. Зазоры в соединении обеспечивают их перемещения в вертикальной плоскости. От величины зазоров зависит жесткость соединение. При обезгруживании – это соединение легко разбирается.
Жесткость рессорного подвешивания не учитывает поперечные перемещения колесной пары, а пути совершенствования гасителя колебаний направлены на повышения его эффективности за счет уменьшения зазоров в соединении (выбор углов контакта, материалов, установка сменных элементов и др.). Это приводит к тому, что появляется все больше возможностей для ограничения перемещений системы "колесная пара – буксы – боковые рамы тележки".
Взаимодействие надрессорной балки и рамы вагона.
Кузов вагона опирается на центральную опору надрессорной балки, а его перевалка ограничивается боковыми опорами-скользунами тележки и рамы вагона. Их связь обеспечивается механически с зазорами, достаточная величина которых могла бы ограничивать боковые перемещения колесной пары.
|
|
|
Однако, создаются специальные скользуны, которые не оптимизируют зазоры в боковых опорах, а устраняют несимметричность загрузки кузова. За счет использования беззазорных скользунов достигается большая связность работы тележки и кузова, но не решается проблема разбега колесной пары.
Пути совершенствования центральной опоры "пятник-подпятник" также направлены на ограничение зазоров в соединении для уменьшения износов в материалах.
Наиболее характерные усовершенствования тележки ЦНИИ Х3.
Исторический путь развития ходовых частей показал, что с 1928 года начали широко использовать тележечные конструкции вагонов, а к 1957 году – весь вагонный парк страны был переведен только на такие вагоны [1]. Разнообразие конструкций наблюдалось до тех пор, пока не были найдены удовлетворяющие пассажиров, грузоотправителей и железнодорожников конструктивные решения. Для грузовых вагонов это выразилось в создании тележки ЦНИИ-3.
|
|
|
Новый всплеск в развитии тележек начался с 1991 года, с момента, когда практически полностью прекратились работы по созданию многоосных вагонов; работы по совершенствованию вагонов были направлены на создание конструкций с максимально увеличенным межремонтным сроком; произошло увеличение числа собственников вагонов и усиление внимания к созданию специализированных вагонов; совершилось насыщение количественного, но не качественного состава вагонов (особенно грузовых); Россия полностью перешла на собственное изготовление вагонов; совершилось обновление регламентов на подвижной состав и появились объединения вагоностроителей.
Сейчас все вагоны в РФ выполнены на тележках ЦНИИ-Х3 (чертежный номер модели 18-100).
Обобщенная характеристика тележки 18-100: это двухосная трехэлементная тележка с одинарным центральным подвешиванием, с жестким челюстным соединением букс колесных пар, с опиранием кузова вагона на раму тележки через систему «пятник – подпятник», с амортизацией боковых нагрузок за счет поперечной жесткости центрального подвешивания, с пневматическим колодочным односторонним тормозом, предназначенная для движения со скоростями до 120 км/ч.
|
|
|
В настоящее время проводятся работы по усовершенствованию этой тележки. Появились ее "дочки": 18-100М, 18-115, 18-194-1, 18-578, 18-9770, 18-9771, 18-9800, 18-9810, 18-9836 и др. [2].
Тележка 18-100М имеет увеличенные до 25 тс нагрузку на ось и межре-монтный пробег (до 160 тыс. км) за счет использования износоустойчивых фрикционных пар и материалов.
Тележка 18-115 предназначена для специализированных вагонов со скоростями до 140 км/ч. Она имеет повышенную гибкость рессорного подвешивания. Кузов опирается на тележку через подпятник и упругие фрикционные скользуны. Боковые рамы тележки соединяются с буксами через резиновые элементы. Упругие скользуны ограничивают боковую качку кузова и виляние тележки.
Тележка 18-194-1 отличается от тележки 18-100 только тем, что она рас-считана на осевую нагрузку 25 тс и производится ОАО НПК “Уралвагонзавод” – это аналог тележки 18-9800 ЗАО «ПромтракторВагон».
Тележка 18-578 сделана в ОАО «НПК “Уралвагонзавод”. Она имеет увеличенный межремонтный пробег, улучшенные колеса, оборудована кассетными подшипниками, рессорным подвешиванием с меньшей жесткостью, чугунными термоупрочненными фрикционными клиньями с уретановыми накладками, износостойким подпятником, съемными скользунами упруго-катко-вого типа.
ЗАО «ПромтракторВагон» предложил тележку 18-9771, в которой, в отличии от тележки 18-578 используются зарубежные конструкции упругих, упруго-катковых и скользунов с зазорами.
Тележка 18-9810 ЗАО «Тихвинский вагоностроительный завод» рассчитана на осевую нагрузку 23,5 тс и конструкционную скорость 120 км/ч. Износостойкие материалов, используемые в конструкции, обеспечивают ей межремонтный пробег до 500 тыс. км. Детали и узлы оборудованы визуальными индикаторами предельного износа. Это упрощает осмотр и контроль тележки при эксплуатации. Рессорное подвешивание обеспечивает постоянное демпфирование, ограничивает перемещение надрессорной балки относительно боковой рамы, увеличивает сопротивление забеганию боковин при порожнем состоянии вагона. Упругие скользуны уменьшают нагрузку на подпятник и величину боковых сил, действующих на рельсы.
Тележка 18-9836 совместного производства ЗАО «ПромтракторВагон» и компании «ASF-Keystone, Inc.» (США), рассчитана на осевую нагрузку 25 тс, конструкционную скорость 120 км/ч и межремонтный пробег до 1 млн. км. Все пары трения в тележке имеют визуальные индикаторы предельного износа. Колесные пары оборудованы кассетными подшипниками. Надрессорная балка выполнена с упругими скользунами.
Как видно, представленные тележки вписываются в обобщенную характеристику тележки 18-100. Они не нарушают ее основную трехэлементную структуру и заключаются, в основном, на не принципиальных изменениях: исключаются зазоры в скользунах; используются более жесткое демпфирование в подвешивании; ограничиваются зазоры букс в челюстях боковин; осуществляется более жесткая фиксация букс и кассетных подшипников; увеличивается допускаемая нагрузка на ось и межремонтные пробеги, т.е. все то, что признается полезным для универсальных вагонов, предназначенных для перевозок массовых сырьевых грузов.
В целом эти усовершенствования приводит к уменьшению подвижности в соединениях трехэлементной тележки, к ограничению возможности самоустановки её элементов при движении и направлены на создание «жестко» соединенных узлов.
Заключение.
7.1. Коническая форма поверхности катания и разбег колесной пары – необходимые составляющие современных железнодорожных систем.
7.2. Процесс установки колесной пары в кривом участке пути – сложное явление. Он легко решается пассивно за счет специальных форм колес и рельса, и трудно с использования специальных принудительных систем.
7.3. Современные усовершенствования трехэлементной грузовой тележки вагонов касаются, в основном, применения более связанных беззазорных соединений и систем, которые не способствуют восприятию явлений, связанных с разбегом колесной пары.
7.4. Подвижность колесной пары в рельсовой колее необходимо связывать с подвижностью составляющих элементов грузовых тележек центрального одноступенчатого подвешивания (типа ЦНИИ - Х3).
Библиографический список
1. Основные части вагонов / Н.А.Чурков, М.М.Соколов, И.Г.Морчиладзе.. М.: ВИНИТИ РАН, 2016. - 453 с.
2. Совершенствовать ходовую часть грузовых вагонов / И.А.Харыбин и др. "Вагоны и вагонное хозяйство", - № 1(17) 2009.
РЕЦЕНЗИЯ
на статью Н.А. Чуркова " КИНЕМАТИКА КОЛЕСНОЙ ПАРЫ",
представленную для публикации в "Известиях ПГУПС"
1. Данная работа относятся к многочисленным публикация автора, которые собраны и изданы в его книге Основные части вагонов / Н.А.Чурков, М.М.Соколов, И.Г.Морчиладзе.. М.: ВИНИТИ РАН, 2016. - 453 с. В данной статье дается оценка направлений усовершенствований тележки 18-100, используемой сегодня на грузовом подвижном составе железных дорог России. Он поддерживает вывод о правильности выбора конструкции колесной пары и необходимости ее разбега в рельсовой колее. Зазоры в соединениях тележки – важное конструктивное решение, устранять которое нежелательно, так как это приводит или к увеличению ее напряженного состояния, или к дополнительным нагрузкам на рельсы.
2. Результаты работы полезны создателям ходовых частей вагонов, усовершенствующих трехэлементную тележку грузовых вагонов, студентам и преподавателям вузов. Её публикация в Известиях ПГУПС целесообразна.
3. Считаю, что сведения, имеющиеся в статье:
- носят новый и оригинальный характер;
- научны и верно показывают явления и процессы, происходящие в соединении колесной пары подвижного состава и рельсовым путем;
- являют собой логические и справедливые выводы;
- изложены в виде, предъявляемом к журнальным статьям.
4. С учетом п.3 настоящей рецензии статья может быть опубликована в "Известиях…"
Профессор кафедры "Вагоны и вагонное хозяйство"
ПГУПС д.т.н. А.В. Третьяков
СПб, 02.2016.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 578; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!