Колесные пары и буксы

Колесные пары тепловоза воспринимают и передают на рельсы массу кузова и тележек со всем оборудованием, а также собственную массу с дета­лями, смонтированными непосредственно на колесных парах (неподрессоренную). При движении тепловоза каждая колесная пара, взаимодействуя с рельсовой колеей, воспринимает удары от неровностей пути и направ­ляющие силы и в свою очередь сама жестко воздействует на путь. Кроме того, колесной парой передается вращающий момент тягового электродви­гателя, а в месте контакта колес с рельсами реализуется сила тяги и тормо­жения. Значение и характер воздействия статических и динамических сил зависят от условий движения и состояния рельсового пути, конструкции и параметров ходовой экипажной части тепловоза.

От состояния колесной пары зависит безопасность движения поездов, поэтому к выбору материала, изготовлению отдельных элементов и формиро­ванию колесной пары предъявляются особые требования. В условиях экс­плуатации за состоянием колесных пар необходим тщательный уход, сво­евременные осмотры и ремонт.

Унифицированная колесная пара тепловозов (ТЭ10М, 2ТЭ116, 2ТЭ10В, 2М62 с бесчелюстными тележками) представлена на рис. 192, а. Ось 1 колес­ной пары изготовлена из осевой стали. Механические свойства ее после термообработки должны соответствовать ГОСТ 3281—81. На поверхности оси различают: буксовые шейки А для установки подшипников букс; предподступичные части Б, служащие для установки лабиринтных колец уплотнения букс подступичные части В, на которые напрессовывают колесные центры 2

и зубчатое колесо <3; шейки Г моторно-осевых подшипников и среднюю часть Д. Все переходы с одного диаметра оси на другой выполнены плавными переходными галтелями радиусом 20—60 мм с шероховатостью #,,<0,63 во избежание концентрации напряжений. Все наружные поверхности оси упроч­няют накаткой стальными роликами, создавая в поверхностном слое высокие остаточные напряжения сжатия, которые в 1,5—2 раза повышают предел выносливости оси в зонах неподвижных посадок и делают ось менее чувстви­тельной к концентрации напряжений. Глубина упрочненного слоя после накатки достигает 6—7 мм, поверхностная твердость металла повышается на 25—30 %. Шейки осей накатывают сферическими роликами, затем шли­фуют или подвергают обработке цилиндрическим роликом для сглаживания поверхности. На концах оси выполнены: кольцевая канавка Е для установ­ки стопорного кольца, предохраняющего внутреннее кольцо роликового буксового подшипника от сползания с шейки; проточка Ж, на которую напрессовывают кольцо подшипника типа 8320 осевого упора буксы. В тор­цах оси выполнены центровые отверстия, позволяющие в процессе эксплуа­тации производить обточку колес для восстановления профиля бандажей колесных пар и устанавливать вкладыш и-втулки привода скоростемера (сечение С — С). На пояске торца оси между проточкой Ж и фаской центро­вого отверстия наносят знаки маркировки и клейма приемки колесных пар согласно ГОСТ11018—76.

Зубчатое колесо 3 тягового привода насажено на ось в нагретом сос­тоянии до температуры ступицы не более 170 °С с натягом 0,16—0,22 мм.

Для предупреждения коррозии посадочных поверхностей их покрывают ла­ком марки ВД 4-3 или ГЭН-150.

Оси колесных пар под тяговые электродвигатели ЭД-118Б, ЭД-125Б с циркуляционной системой смазки моторно-осевых подшипников (рис. 192, б) в средней части имеют утолщение И для крепления венца зубчатого колеса привода насоса смазки МОП. Шейки под моторно-осевые подшипники выполнены диаметром 210 мм вместо 215 мм у колесных пар под тяговые электродвигатели ЭД-118А. На выходах шеек напрессованы лабиринтные кольца 8 уплотнения системы смазки моторно-осевых подшипников.

Колесные центры унифицированной колесной пары изготовлены из отлив­ки 20Л-Ш или 25Л-Ш по ГОСТ 977—75 и состоят из ступицы, обода и диска. Материал и технические данные центров отвечают ГОСТ 4491—75. Отлитые центры для получения однородной и мелкозернистой структуры металла и снятия внутренних напряжений подвергают отжигу.

Колесные центры на ось напрессовывают с усилием 1100—1500 кН при насаженных и 950—1400 кН при ненасаженных бандажах. Натяг между поса­дочными поверхностями составляет 0,18—0,30 мм. Действительный натяг и качество прессового соединения определяют по диаграмме усилий, сни­маемой при запрессовке. Катаные колесные центры, как опытные, изготавли­ваются из специальной стали. Изготовленные раскаткой колесные центры подвергаются термической обработке. Применение катаных колесных цент­ров, как показал опыт, позволяет снизить массу до 45 кг (неподрессорен- ную) на каждом центре и в свою очередь уменьшить динамическое воздейст­вие на рельсовый путь.

Бандажи являются той частью колес, которая непосредственно взаимо­действует с рельсами. На контактную площадку бандажа передаются верти­кальные силы до 150 кН, продольные силы сцепления до 45 кН и поперечные до 30 кН на поверхности катания и до 60—80 кН на гребень. Материал бан­дажа подвергается растяжению, сжатию, сдвигу и смятию, а при скольжении колес — усиленному износу. В связи с этим материал бандажа должен обладать высокой прочностью, чтобы сопротивляться износу и смятию, и быть достаточно вязким, чтобы сопротивляться ударным нагрузкам. Техни­ческие данные и материал бандажей отвечают ГОСТ 398—81. Для унифици­рованной колесной пары применяются бандажи толщиной 75 мм, которые изготавливают из раскисленной мартеновской стали 60 марки 2. Химический состав стали следующий: углерод 0,57—0,65 %; кремний—0,20—0,42 %; марганец —0,60—0,90 %; сера и фосфор — не более 0,04 % и 0,035 % соот­ветственно; никеля и хрома — не более 0,25 % и 0,20 % каждого; ванадия — не более 0,10 %; меди — не более 0,30 %.

Бандажи подвергают термической обработке путем закалки с отдельного нагрева и последующего отпуска. Механические свойства термически обра­ботанных бандажей: временное сопротивление разрыву 950—1130 МПа; от­носительное удлинение 10,0 %; относительное сужение 14 %; твердость НВ 269; ударная вязкость при 20 °С —0,25 МДж/м . Для бандажей из стали 60 марки 2 оговаривается твердость на гребне — НВ<317, чтобы исключить трещинообразование при взаимодействии с гребневыми колодками при пользовании вспомогательным (локомотивным) тормозом, приведение в действие которого должно производиться с повышением давления в тормоз­ном цилиндре за один прием не более чем до 147 кПа.

На наружные диаметры колесных центров насаживают бандажи с натя­гом 1,1 —1,45 мм тепловым способом. Температура нагрева бандажа 250— 320 °С. Разность температур различных участков бандажа при нагреве не должна превышать 50 °С. Бандажи на колесных центрах от возможных сползаний с центров закрепляют бандажными кольцами. Бандажные кольца заводят в специальную выточку, когда температура бандажа не ниже 200 °С, и внутреннюю кромку бандажа закатывают роликом на специальном станке до плотного крепления кольца. На собранной колесной паре разность твер­достей бандажей не должна превышать 20 единиц по Бринеллю.

После остывания бандажа проверяют по звуку плотность его посадки на колесный центр. Для контроля отсутствия проворачивания бандажей колес­ной пары относительно колесных центров при эксплуатации тепловоза на бандажах и колесных центрах наносят контрольные риски и зернение.

Окончательная обточка бандажей по профилю производится после их насадки. Профиль и технические требования на колесные пары тепловоза выполняются в соответствии с ГОСТ 11018—76. Для одной колесной пары разность диаметров колес по кругу катания не должна превышать 0,5 мм. Овальность круга катания и эксцентриситет относительно шейки оси не долж­ны превышать 0,5 мм.

Для обеспечения безопасности движения и стабильных качеств ходовой части тепловоза предельный прокат поверхности катания не выше 7 мм, износ гребня — 8 мм (толщина 25 мм) и минимальная толщина бандажей колес­ных пар по кругу катания 36 мм. Интенсивность образования проката ха­рактеризуется износом (в миллиметрах) на 104 км пробега тепловоза и зави­сит от степени использования мощности, профиля пути, нагрузки от колесной пары на рельсы и других факторов.

Опыт эксплуатации показал, что интенсивность проката колес тепловозов для среднесетевых условий составляет 0,38 мм на 104 км пробега. Интенсив­ность износа гребня при протяженности кривых на участке эксплуатации около 50 % составляет 0,8 мм на 104 км пробега. Это вызывает необходи­мость преждевременной обточки колес для восстановления профиля банда­жей по износу гребней. Толщина слоя снимаемого металла, определяемая по износу гребня, значительно больше, чем это требуется для восстановления профиля поверхности катания.

Для уменьшения износа гребней бандажей и увеличения срока их служ­бы ВНИИЖТ предложен новый профиль одноточечного касания между ко­лесом и рельсом при любом расположении колесной пары в рельсовой колее. Профиль с одноточечным контактом отличается от стандартного прямоли­нейным участком 20 мм с конусностью 1:50, который соединяется с выкруж­кой гребня переходной кривой радиусом 70 мм, обеспечивающей одноточеч­ный контакт и относительное свободное поперечное перемещение колесной пары в колее. Выкрутка гребня выполнена радиусом 15 мм, согласован­ным с радиусом округления рельсовой головки для среднесетевых условий, чтобы обеспечить меньшее контактное давление на выкрутке гребня. Угол наклона гребня принят 65 что соответствует профилю головки среднесе­тевого рельса и обеспечивает с ним облегающий контакт на участках пути с крутыми кривыми. Испытания показали, что бандажи с одноточечным контактом будут иметь меньший на 20 % износ гребней, уменьшится на 15—20 % количество колесных пар с односторонним износом и смещенным прокатом. Кроме того, этот профиль уменьшит возможность образования ступенчатого проката. Интенсивность проката при этом профиле бандажей сохраняется на прежнем уровне.

Буксы передают вертикальные и горизонтальные (силы тяги и торможе­ния, поперечные от набегания на рельс) силы между рамой тележки и ко­лесными парами. Кроме того, буксы ограничивают продольные и поперечные перемещения колесной пары относительно рамы тележки. Вертикальные статические нагрузки на буксы достигают 94—100 кН, а при движении тепло­воза они возрастают в 1,3—1,5 раза. Одновременно на буксовые узлы дей­ствуют продольные тяговые и тормозные усилия 20—25 кН, удары колес на стыках, вызывающие ускорения букс (7—25g), и рамные усилия до 50— 75 кН. Совокупностью этих действующих сил определяется конструкция

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 581; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!