Типы осей, их характеристика. Колеса, классификация и устройство. Профили поверхности катания колес вагонов

Ось — это элемент колесной пары, на котором укрепляются колеса. Она представляет собой стальной брус круглого, переменного по длине поперечного сечения. В вагонных колесных парах применяются о с и д в у х т и п о в — РУ1 и РУ1Ш. Все они предназначены для размещения подшипников качения и различаются конструктивным исполнением концевых частей в зависимости от способа торцевого крепления подшипников: гайкой или шайбой.

РУ1 характеризуется наличием на ее концах резьбовых частей для гаек, а на торцах — пазов с двумя резьбовыми отверстиями (резьба М12) для размещения стопорных планок и крепления их болтами.

РУ1Ш имеется на торцах четыре резьбовых отверстия (резьба М20) для крепления приставной шайбы болтами. Ось при этом получается короче, а ее стоимость уменьшается. В эксплуатации имеются оси и с тремя резьбовыми отверстиями.

У вагонной оси имеются две шейки, две предподступичные и две подступичные части, а также средняя часть оси. Шейки вагонных осей предназначены для размещения подшипников, предподступичные части — задних уплотняющих деталей букс (лабиринтных колец), подступичные части — ступиц колес. Все они имеют цилиндрическую форму. Средняя часть оси выполняется цилиндрической или с коническими переходами от подступичных частей к середине оси. для снижения концентрации напряжений в местах изменения диаметров оси делают плавные переходы галтели, выполненные определенным радиусом. Снижение концентрации напряжений, вызванных посадкой деталей подшипников качения, достигается разгружающей канавкой, расположенной у начала галтели шейки оси.

На торцах всех типов вагонных осей имеются центровые отверстия для установки и закрепления оси или сформированной колесной пары в центрах токарных станков. Оси колесных пар вагонов, оборудованных дисковыми тормозами, имеют посадочные поверхности для установки тормозных дисков. Специальные посадочные поверхности для деталей редуктора имеют оси колесных пар, на которых смонтирован привод подвагонного генератора.

РУ1 - Общая длина оси 2294 мм, шейка 130 мм, предпоступичная 165 мм, подступичная 194мм, средняя часть оси 172 мм, длина шейки 176 мм.

РУ1Ш - Общая длина оси 2216 мм, шейка 130 мм, предпоступичная 165 мм, подступичная 194мм, средняя часть оси 172 мм, длина шейки 190 мм.

Наибольшая статическая нагрузка для грузовых 23, 5тс (235кН), для пассажирских 18тс (177кН).

Колеса

Вагонные колеса различаются:

конструкцией — цельные и составные (бандажные), т.е. состоящие из колесного центра, бандажа и предохранительного кольца;

способом изготовления — катаные и литые; размерами диаметра колеса (950 и 957 мм) и отверстия ступицы (190 и 175 мм);

материалом.

Цельнокатаное колесо имеет обод, диск и ступицу. Ширина обода — 130 мм. Переход от ступицы к ободу выполнен в форме диска, расположенного под некоторым углом к этим частям, что придает колесу упругость и снижает воздействия динамических сил. Диск слегка конусный: у ступицы его толщина больше, чем у обода. Такая форма распределения металла наиболее рациональна, так как обеспечивает равнопрочность колеса относительно поперечных толчков.

7. Формирование колёсных пар. Факторы, влияющие на прочность соединения колеса с осью.

Применяются различные варианты соединения колес с осью: 1)колеса, неподвижно закрепленные относительно оси; 2) колеса, вращающиеся относительно оси; 3) колеса, имеющие возможность изменять свое положение относительно оси в зависимости от ширины колеи.

Наиболее распространенным в практике вагоностроения является вариант неподвижного соединения колес с осью.

Надежность работы колесной пары и безопасность движения поездов во многом зависят от прочности соединения колес с осью. Колеса, насаженные на ось, удерживаются на ней благодаря наличию натяга, образующегося вследствие того, что диаметр отверстия ступицы колеса меньше диаметра подступичной части оси. Колеса с осью можно соединить прессовым или тепловым способами. В вагоностроении в качестве основного способа принят прессовый. Перед запрессовкой элементы колесных пар проверяют и подбирают по размерам. Запрессовка колес на ось производится на гидравлических прессах.

При прессовой посадке колеса насаживают на ось при нормальной температуре (14—20°). Натяг составляет 0, 10—0, 25 мм, а скорость запрессовки — не выше 2 мм/с. Такие величины принимают для того, чтобы обеспечить необходимую прочность соединения и не допустить перенапряжения в ступице колеса и подступичной части оси.

П р и т е п л о в о й п о с а д к е ступица колеса нагревается до определенной температуры, что создает возможность свободного надевания колеса на ось. При остывании колесо прочно соединяется с осью. Однако отсутствие контроля качества посадки, усложнение снятия колес с оси при расформировании колесных пар и значительно большие затраты энергии на нагрев задерживают применение тепловой посадки до устранения этих недостатков.