Характеристика основных сил, действующих на колесную пару.

На колёсные пары при наиболее неблагоприятном сочетании дей­ствует большинство усилий, передаваемых при движении вагона. Наибо­лее нагруженной в этом случае является, как правило, первая по направлению движения, так как при вписывании подвижного состава в кривой участок пути в сочетании с вертикально статической и динамической нагрузками на неё действует направляющая сила рельса. Места приложения действующих сил — шейки осей, а реакции возникают на поверхности катания колеса в месте контакта с рельсом. В некоторых случаях отдельные виды нагрузок прикладываются к средней части оси, например, в местах расположения шкива привода подвагонного генератора, диска тормоза и др.

а — вертикальные статические и динамические силы; б — вертикальные силы от боковых горизонтальных нагрузок; в — горизонтальные нагрузки от центробежной силы и давления ветра; г — вертикальные нагрузки от сил инерции необрессоренных масс.

9. Классификация, назначение и устройство буксовых узлов вагонов. Буксовые узлы, являются элементами ходовых частей вагона, обеспечивают передачу нагрузки от кузова вагона на шейки осей и ограничивают продольные и поперечные перемещения колесной пары относительно тележки. Буксовый узел неподрессорен и жестко воспринимает динамические нагрузки от рельсового пути, возникающие при движении вагона. Кроме постоянно действующих нагрузок от массы брутто, буксовый узел испытывает значительные удары при прохождении колес по стыкам рельсов, от толчков во время торможения поезда или наезда колес на башмак при роспуске вагонов с горки, от действия центробежной силы при прохождении кривых участков пути и др. Буксовый узел современного отечественного вагона — это буксовый узел с цилиндрическими роликовыми подшипниками на горячей посадке, которыми оснащаются все типы пассажирских и грузовых вагонов. Типовые буксовые узлы грузовых и пассажирских вагонов состоят из корпуса, двух цилиндрических подшипников — переднего и заднего, крепительной и смотровой крышек, лабиринтного кольца и элементов торцевого крепления подшипников. Между корпусом и крепительной крышкой устанавливается уплотнительное кольцо, а между смотровой и крепительной крышками — резиновая прокладка. Буксы вагонов с различными вариантами торцевого крепления подшипников — гайкой и шайбой соответственно. К элементам торцевого крепления в первом случае относятся корончатая гайка, стопорная планка и два болта, крепящие планку, во втором — приставная шайба, болты, закрепляющие шайбу, и стопорная шайба. Типовые буксовые узлы грузовых и пассажирских вагонов отличаются только конструкцией корпуса буксы. Нормативный срок службы буксового узла — 15 лет.

Корпус 6уксы предназначен для размещения элементов буксового узла и смазки. В вагонах применяют корпуса букс двух типов: челюстные — без опор под рессорные комплекты, но с направляющими пазами для челюстей боковой рамы тележки — для грузовых вагонов, бесчелюстные — с опорными кронштейнами под пружины рессорных комплектов — для пассажирских вагонов (с приливами).

10. Типы посадок подшипников на шейку оси, их сравнительная характеристика. В настоящее время более 95% грузового вагонного парка и все пассажирские вагоны оборудованы буксами с подшипниками качения. Типовая букса с глухой посадкой внутренних колец цилиндрических роликовых подшипников на шейку оси применяется в современных грузовых и пассажирских вагонах. При горячей посадке внутреннее кольцо, имея определенный натяг, нагревается и свободно надевается на шейку оси, а после остывания прочно охватывает ее. При втулочной посадке коническая втулка запрес­совывалась с помощью специального пресса между шейкой и внут­ренним кольцом, имею­щим такую же коничес­кую поверхность.

Существует три способа посадки подшипников на шейку оси — горячая, втулочная и прессовая. В буксовых узлах современных конструкций вагонов используется горячая и прессовая посадки подшипников. Основными требованиями, предъявляемыми к буксовым узлам, являются: безотказность и долговечность работы в существующих условиях эксплуатации в течение установленных сроков службы; небольшая собственная масса; простота выполнения монтажа и демонтажа узлов при ремонте и хорошая герметизация буксового узла.

Горячая посадка обеспечивается за счет разности диаметров шейки оси и внутреннего кольца. Диаметр отверстия внутреннего кольца должен быть меньше диаметра шейки на величину натяга, равного 40—70 мкм. При монтаже буксового узла внутренние кольца нагревают до температуры 100—120°С, в результате чего кольца расширяются и свободно надеваются на шейку. После остывания они плотно обхватывают шейку. Горячая посадка наиболее технологична для цилиндрических подшипников и применяется в типовом буксовом узле.

Втулочная посадка подшипника на шейку оси обеспечивается с помощью конусной разрезной закрепительной втулки, которая запрессовывается между шейкой оси и внутренним кольцом. В процессе запрессовки контролируются величина давления и продвижение втулки. Такая посадка применялась для закрепления однорядных цилиндрических и двухрядных сферических подшипников в вагонах старой постройки.

Прессовая посадка применяется для установки внутренних колец конических подшипников кассетного типа в тележках зарубежных вагонов, а также в отечественных тележках пассажирских вагонов нового поколения для скоростей движения 200 км/ч.

11. Характеристика упругих элементов рессорного подвешивания вагонов. Параметры элементов рессорного подвешивания вагонов. Рессорное подвешивание вагонов связывает колесные пары с рамой тележки и кузовом и предназначено для уменьшения динамического воздействия пути на вагон и вагона на путь. Оно состоит из упругих элементов, возвращающих устройств и гасителей колебаний. Упругие элементы смягчают (амортизируют) толчки и удары от пути движущемуся вагону в вертикальной плоскости, а возвращающие устройства — в горизонтальной плоскости. Упругие элементы вагона обычно расположены между колесными парами и кузовом. Под действием динамических сил со стороны колесной пары при перемещении вагона они деформируются и обеспечивают плавные колебательные движения обрессоренных масс, уменьшая ускорения и силы, воспринимаемые кузовом. В качестве упругих элементов вагонов в основном используются витые пружины. Применяются также резинометаллические элементы, пневматические, торсионные, кольцевые и другие типы упругих элементов. В старотипных тележках встречаются листовые рессоры. Рессорное подвешивание р а з л и ч а е т с я: 1) числом ступеней — одинарное и двойное; 2)местом размещения в тележке — буксовое и центральное; 3) типом возвращающих устройств (горизонтальным подрессориванием) — люлечной, безлюлечной и поводковой конструкции; 4)конструкцией упругих элементов — с металлическими, резинометаллическими и пневматическими упругими элементами;

Опорные поверхности пружин делают плоскими и перпендикулярными к оси. Характеристиками цилиндрической пружины являются: диаметр прутка d, средний диаметр пружины d высота пружины в свободном Н _св и сжатом Н _сж состояниях, число рабочих витков п_р и индекс т. Индексом пружины называется отношение среднего диаметра пружины к диаметру прутка, т.е. т= d/ d.

12. Фрикционные гасители колебаний вагонов. Назначение и устройство. Гасители колебаний служат для гашения (демпфирования) колебаний обрессоренных масс вагона с тем, чтобы уменьшить амплитуду колебаний. Они снижают ускорения колебательного движения и уменьшают воздействие динамических сил на вагон, обеспечивая плавный ход. Применяемые в подвешивании вагонов гасители колебаний по характеру сил сопротивления можно разделить на две группы: фрикционные и гидравлические.

Во фрикционных гасителях необходимое сопротивление колебаниям обрессоренных частей вагона создается силами трения, возникающими при относительном смещении трущихся деталей. Эти силы могут быть постоянными или переменными за один цикл в зависимости от конструктивных особенностей гасителей. достоинством фрикционных гасителей колебаний является простота конструкции и надежность работы. Поэтому они широко применяются в рессорном подвешивании тележек грузовых вагонов, а также в буксовом подвешивании тележек пассажирских вагонов. К недостаткам таких гасителей можно отнести: недостаточную стабильность работы, т.е. изменение характеристик гасителя в результате изменения состояния трущихся поверхностей; невозможность регулирования сил трения в зависимости от режима колебаний вагона; большие силы трения покоя, препятствующие прогибам рессорного подвешивания при малых скоростях движения.

Имеются различные типы фрикционных гасителей колебаний:

клиновые, телескопические, дисковые и рычажные. Наибольшее распространение в рессор ном подвешивании вагонов получили клиновые фрикционные гасители.