Изменения

{{XK|Wikirail|Главная|Категория:Подвижной состав|Подвижной состав|Категория:Локомотивы и локомотивное хозяйство|Локомотивы и локомотивное хозяйство|Категория:Основные узлы локомотивов|Основные узлы локомотивов}}

{{XK|Wikirail|Главная|Категория:Подвижной состав|Подвижной состав|Категория:Локомотивы и локомотивное хозяйство|Локомотивы и локомотивное хозяйство|Категория:Основные узлы локомотивов|Основные узлы локомотивов}}

Тележки тепловозов являются их ходовыми частями. Они передают вертикальные нагрузки от веса кузова и рамы тепловоза с установленным на ней силовым и вспомогательным оборудованием на рельсы, соз¬дают во взаимодействии с рельсами тяговые и тормозные силы, направляют движение тепловоза в рельсовой колее, передавая на раму тепло¬воза поперечные усилия от рельсового пути.

 

Тележки тепловозов являются их ходовыми частями. Они передают вертикальные нагрузки от веса кузова и рамы тепловоза с установленным на ней силовым и вспомогательным оборудованием на рельсы, создают во взаимодействии с рельсами тяговые и тормозные силы, направляют движение тепловоза в рельсовой колее, передавая на раму тепловоза поперечные усилия от рельсового пути.

 

 

__TOC__

__TOC__

== Конструктивные особенности ==

== Назначение и общее устройство  ==

 

Так как силовая установка находится в кузове на главной раме, а ведущие колесные пары размещены в тележках, необходимость их поворота значительно затрудняет как передачу вертикальных нагрузок, так и передачу энергии от дизеля к колесным парам.

Так как силовая установка находится в кузове на главной раме, а ведущие колесные пары размещены в тележках, необходимость их поворота значительно затрудняет как передачу вертикальных нагрузок, так и передачу энергии от дизеля к колесным парам.

Опоры 3, помимо передачи вертикальной нагрузки на тележку, используются для ограничения колебаний кузова и тележки в горизонтальной плоскости. Поэтому опора включает в себя и возвращающее устройство роликового типа.

Опоры 3, помимо передачи вертикальной нагрузки на тележку, используются для ограничения колебаний кузова и тележки в горизонтальной плоскости. Поэтому опора включает в себя и возвращающее устройство роликового типа.

Бесчелюстная тележка (рис. 11.24), помимо конструкции буксового узла, отличается односторонним расположением тяговых электродвигателей 3: все они размещены по одну сторо¬ну от своих колесных пар 8 («гуськом») — к центру секции. Такое расположение двигателей уменьшает разгрузку отдельных осей и улучша¬ет использование сцепного веса теп-ловоза. Подпятник шкворня /5 имеет возможность поперечного смещения относительно шкворневой балки 9.

Бесчелюстная тележка (рис. 11.24), помимо конструкции буксового узла, отличается односторонним расположением тяговых электродвигателей 3: все они размещены по одну сторону от своих колесных пар 8 («гуськом») — к центру секции. Такое расположение двигателей уменьшает разгрузку отдельных осей и улучшает использование сцепного веса тепловоза. Подпятник шкворня /5 имеет возможность поперечного смещения относительно шкворневой балки 9.

Буксы 5 и 11 связаны с рамой те-лежки поводками 12, которые переда¬ют горизонтальные силы. Вертикаль¬ная нагрузка передается на каждую буксу через два комплекта пру¬жин 10.

Буксы 5 и 11 связаны с рамой тележки поводками 12, которые передают горизонтальные силы. Вертикальная нагрузка передается на каждую буксу через два комплекта пружин 10.

   

   

лона опорных плит неизменен, то ве-личина горизонтальной составляю¬щей силы тяжести не зависит от угла поворота). Поэтому на бесче¬люстных тележках тепловозов 2ТЭ10В и 2ТЭ116 рабочие поверхности опор¬ных плит выполнены не наклонными, а цилиндрическими — по дуге боль¬шого радиуса. В результате угол наклона касательной становится пе¬ременным и возвращающая сила уве¬личивается с увеличением угла пово¬рота. Для увеличения роли трения при относительном скольжении роли¬ки опор этих тепловозов размещены не по радиусу, а параллельно оси тележки. Все это, вместе взятое (а также возможность поперечного смещения подпятника шкворня), обеспечило снижение динамических усилий при движении тепловоза в кривых.

лона опорных плит неизменен, то ве-личина горизонтальной составляю¬щей силы тяжести не зависит от угла поворота). Поэтому на бесче¬люстных тележках тепловозов 2ТЭ10В и 2ТЭ116 рабочие поверхности опор¬ных плит выполнены не наклонными, а цилиндрическими — по дуге боль¬шого радиуса. В результате угол наклона касательной становится пе¬ременным и возвращающая сила уве¬личивается с увеличением угла пово¬рота. Для увеличения роли трения при относительном скольжении роли¬ки опор этих тепловозов размещены не по радиусу, а параллельно оси тележки. Все это, вместе взятое (а также возможность поперечного смещения подпятника шкворня), обеспечило снижение динамических усилий при движении тепловоза в кривых.

.

.

РЕССОРНОЕ

==РЕССОРНОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ==

ПОДВЕШИВАНИЕ

===Колебания тепловоза при движении===

Колебания тепловоза при движе-нии. Причинами колебаний тепловоза при движении по железнодорожному пути являются периодически повто-ряющиеся воздействия от неровнос¬тей пути, рельсовых стыков, изме¬нения жесткости пути на различных его участках, неравномерного износа бандажей, наличия зазоров в буксо¬вых узлах, искажений геометричес¬кой формы круга катания колес. Ко-лебаниям подвержен как тепловоз в целом, так и его надрессорное строение (кузов, рама, рамы теле¬жек) в отдельности.

Причинами колебаний тепловоза при движении по железнодорожному пути являются периодически повто-ряющиеся воздействия от неровнос¬тей пути, рельсовых стыков, изме¬нения жесткости пути на различных его участках, неравномерного износа бандажей, наличия зазоров в буксо¬вых узлах, искажений геометричес¬кой формы круга катания колес. Ко-лебаниям подвержен как тепловоз в целом, так и его надрессорное строение (кузов, рама, рамы теле¬жек) в отдельности.

В зависимости от характера пере-мещений различают следующие ос-новные виды колебаний тепловоза в целом:

В зависимости от характера пере-мещений различают следующие ос-новные виды колебаний тепловоза в целом:

виляние — колебательные пере-мещения продольной оси тепловоза относительно оси пути в горизонталь-ной плоскости, связанные с попереч-ными перемещениями тележек в раз¬ных направлениях. Эти колебания являются причиной извилистого движения локомотива в рельсовой колее;  

виляние — колебательные пере-мещения продольной оси тепловоза относительно оси пути в горизонталь-ной плоскости, связанные с попереч-ными перемещениями тележек в раз¬ных направлениях. Эти колебания являются причиной извилистого движения локомотива в рельсовой колее;  

относ — поперечные перемещения локомотива в рельсовой колее при сохранении параллельности осей ло-комотива и пути (обе тележки пере-мещаются в одном направлении).

относ — поперечные перемещения локомотива в рельсовой колее при сохранении параллельности осей локомотива и пути (обе тележки перемещаются в одном направлении).

Колебания тепловоза в целом, как правило, носят несистематический характер, имеют невысокую частоту и зависят в значительной мере от состояния рельсовой колеи.

Колебания тепловоза в целом, как правило, носят несистематический характер, имеют невысокую частоту и зависят в значительной мере от состояния рельсовой колеи.

Колебания верхнего (надрессорно-го) строения тепловоза более часты и разнообразны. Упругие элементы в конструкции ходовых частей (рессо¬ры) поглощают часть энергии, пере-даваемой при ударах со стороны пу¬ти. Поглощенная энергия преобразу¬ется в колебания надрессорного строения. Основные виды колебаний надрессорного строения локомотивов следующие:

 

подпрыгивание (рис. 11.28, а) — вертикальные перемещения надрес-сорного строения. Плоскость рамы тепловоза при подпрыгивании оста¬ется параллельной плоскости пути;

Колебания верхнего (надрессорного) строения тепловоза более часты и разнообразны. Упругие элементы в конструкции ходовых частей (рессоры) поглощают часть энергии, пере-даваемой при ударах со стороны пути. Поглощенная энергия преобразуется в колебания надрессорного строения.  

продольная качка (рис. 11.28, б) — колебания локомотива в продоль¬ной вертикальной плоскости относи¬тельно горизонтальной поперечной оси;

 

поперечная (или боковая) качка (рис. 11.28, в) —колебания локомо¬тива в вертикальной поперечной плоскости относительно горизонталь¬ной продольной оси.

Основные виды колебаний надрессорного строения локомотивов следующие:

Колебания тепловозов увеличива¬ют динамические нагрузки и сущест¬венно влияют как на прочность их конструкций, так и на устройчи- вость движения.

*подпрыгивание (рис. 11.28, а) — вертикальные перемещения надрессорного строения. Плоскость рамы тепловоза при подпрыгивании остается параллельной плоскости пути;

Смягчению динамических нагру¬зок, снижению частоты и гашению колебаний способствует применение в схемах передачи нагрузки на колесные пары упругих элементов, которые включаются между рамами тележек и буксами, а иногда, как об этом говорилось выше, и между кузовом и тележками. Совокупность упругих элементов, связанных с пере¬дачей вертикальных нагрузок в кон¬струкции локомотивов, называется упругим, или рессорным, подвешива¬нием.

 

Назначение рессорного подвеши-вания. Вес рамы и верхнего строе¬ния тепловоза передается через упру¬гие элементы — рессоры — на буксы колесных пар. Рессоры отдельных ко-лесных пар в тележке составляют общую систему — рессорное подве-шивание, в состав которого могут входить другие (жесткие) дета¬ли. Так, рессоры могут быть соеди¬нены между собой балансирами и подвесками для того, чтобы выравни¬вать и перераспределять нагрузки на отдельные колесные пары в случае перегрузки их во время движения.

*продольная качка (рис. 11.28, б) — колебания локомотива в продольной вертикальной плоскости относительно горизонтальной поперечной оси;

 

*поперечная (или боковая) качка (рис. 11.28, в) —колебания локомотива в вертикальной поперечной плоскости относительно горизонтальной продольной оси.

 

Колебания тепловозов увеличивают динамические нагрузки и существенно влияют как на прочность их конструкций, так и на устройчивость движения.

 

 

Смягчению динамических нагрузок, снижению частоты и гашению колебаний способствует применение в схемах передачи нагрузки на колесные пары упругих элементов, которые включаются между рамами тележек и буксами, а иногда, как об этом говорилось выше, и между кузовом и тележками. Совокупность упругих элементов, связанных с пере¬дачей вертикальных нагрузок в кон¬струкции локомотивов, называется упругим, или рессорным, подвешива¬нием.

 

===Назначение рессорного подвешивания===

Вес рамы и верхнего строе¬ния тепловоза передается через упру¬гие элементы — рессоры — на буксы колесных пар. Рессоры отдельных ко-лесных пар в тележке составляют общую систему — рессорное подве-шивание, в состав которого могут входить другие (жесткие) дета¬ли. Так, рессоры могут быть соеди¬нены между собой балансирами и подвесками для того, чтобы выравни¬вать и перераспределять нагрузки на отдельные колесные пары в случае перегрузки их во время движения.

 

Таким образом, назначение рес-сорного подвешивания состоит в том, чтобы передавать вес тепловоза на шейки колесных пар, равномерно распределять этот вес между осями всех колесных пар и смягчать удар¬ные нагрузки, действующие на коле¬са со стороны пути.

Таким образом, назначение рес-сорного подвешивания состоит в том, чтобы передавать вес тепловоза на шейки колесных пар, равномерно распределять этот вес между осями всех колесных пар и смягчать удар¬ные нагрузки, действующие на коле¬са со стороны пути.

Вес всех частей тепловоза, распо-ложенных над рессорами (т. е. вес надрессорного строения), называет¬ся подрессоренным весом в отличие от неподрессоренного (в основном веса колесных пар с буксами), ко¬торый передается на рельсы без амортизации. Особенно важна роль рессорного подвешивания в смягче¬нии ударов, возникающих при про-  

Вес всех частей тепловоза, распо-ложенных над рессорами (т. е. вес надрессорного строения), называет¬ся подрессоренным весом в отличие от неподрессоренного (в основном веса колесных пар с буксами), ко¬торый передается на рельсы без амортизации. Особенно важна роль рессорного подвешивания в смягче¬нии ударов, возникающих при про-  

хождении стыков рельсов и из-за де-фектов поверхности катания (выбои¬ны, эксцентричность) и пути (нерав-номерный прогиб рельсов из-за пло¬хой подбивки шпал и др ).

хождении стыков рельсов и из-за де-фектов поверхности катания (выбои¬ны, эксцентричность) и пути (нерав-номерный прогиб рельсов из-за пло¬хой подбивки шпал и др ).

При движении тепловоза упругий прогиб рельсов вызывает появление вертикальных ускорений колесных пар, в 2,5—3 раза превышающих ускорение силы тяжести g, равное 9,81 м/с2. На стыках рельсов при высоких скоростях движения (осо¬бенно зимой, при более жестком пу¬ти) эти ускорения могут достигать (8—10)# и более. Поэтому если бы вес тепловоза передавался на шейки осей без рессор, то напряжения как в осях, так и в рельсах были бы чрезвычайно большими.

При движении тепловоза упругий прогиб рельсов вызывает появление вертикальных ускорений колесных пар, в 2,5—3 раза превышающих ускорение силы тяжести g, равное 9,81 м/с2. На стыках рельсов при высоких скоростях движения (осо¬бенно зимой, при более жестком пу¬ти) эти ускорения могут достигать (8—10)# и более. Поэтому если бы вес тепловоза передавался на шейки осей без рессор, то напряжения как в осях, так и в рельсах были бы чрезвычайно большими.

Типы упругих элементов. В ка-честве устройств, обладающих упру-гими свойствами, в конструкции упругого подвешивания можно при-менять листовые рессоры, винтовые пружины, пневматические и резино¬вые элементы.

Типы упругих элементов. В ка-честве устройств, обладающих упру-гими свойствами, в конструкции упругого подвешивания можно при-менять листовые рессоры, винтовые пружины, пневматические и резино¬вые элементы.

Применение листовых рессор, представляющих собой набор сталь-ных полос (листов), способствует гашению колебаний. Трение между листами в листовых рессорах погло-щает энергию колебаний и приводит к их затуханию. Однако листовые рессоры из-за наличия этого трения практически нечувствительны к ма¬лым (по величине или амплитуде колебаний) возмущениям. Если эти нагрузки не превышают по величи¬не силы внутреннего трения, то рес¬соры передают их жестко.

Применение листовых рессор, представляющих собой набор сталь-ных полос (листов), способствует гашению колебаний. Трение между листами в листовых рессорах погло-щает энергию колебаний и приводит к их затуханию. Однако листовые рессоры из-за наличия этого трения практически нечувствительны к ма¬лым (по величине или амплитуде колебаний) возмущениям. Если эти нагрузки не превышают по величи¬не силы внутреннего трения, то рес¬соры передают их жестко.

Пружины деформируются прямо пропорционально нагрузке и не име¬ют внутреннего трения. Вследствие этого колебания в пружинном подве¬шивании гасятся очень медленно. Поэтому в конструкциях упругого подвешивания одновременно с пру¬жинами применяют дополнительные упругие элементы, ускоряющие зату¬хание колебаний. Такими элемента¬ми могут быть резиновые или резино¬металлические амортизаторы. Одна¬ко их поглощающая (демпфирую¬щая) способность недостаточна. 316

Пружины деформируются прямо пропорционально нагрузке и не име¬ют внутреннего трения. Вследствие этого колебания в пружинном подве¬шивании гасятся очень медленно. Поэтому в конструкциях упругого подвешивания одновременно с пру¬жинами применяют дополнительные упругие элементы, ускоряющие зату¬хание колебаний. Такими элемента¬ми могут быть резиновые или резино¬металлические амортизаторы. Одна¬ко их поглощающая (демпфирую¬щая) способность недостаточна.  

 

Поэтому в бесчелюстных тележках с пружинным подвешиванием при¬меняют специальные фрикционные (или другого типа) гасители коле¬баний. В опытном порядке на ряде локомотивов используются пневма¬тические рессоры, которые обладают малым весом и хорошими упругими свойствами. Их недостаток — боль¬шие габариты.

Поэтому в бесчелюстных тележках с пружинным подвешиванием при¬меняют специальные фрикционные (или другого типа) гасители коле¬баний. В опытном порядке на ряде локомотивов используются пневма¬тические рессоры, которые обладают малым весом и хорошими упругими свойствами. Их недостаток — боль¬шие габариты.

Типы рессорного подвешивания. Рессоры отдельных букс в тележке могут быть не связаны в общую систему. Подвешивание из незави¬симых друг от друга рессор назы¬вается несопряженным, или индиви¬дуальным. Такое подвешивание име¬ют бесчелюстные тележки теплово¬зов 2ТЭ10В и 2ТЭ116.

 

===Типы рессорного подвешивания.===

 

Рессоры отдельных букс в тележке могут быть не связаны в общую систему. Подвешивание из незави¬симых друг от друга рессор назы¬вается несопряженным, или индиви¬дуальным. Такое подвешивание име¬ют бесчелюстные тележки теплово¬зов 2ТЭ10В и 2ТЭ116.

В ряде случаев рессоры в тележке соединяют между собой балансирами и подвесками. Такое подвешивание называется сопряженным, или сба-лансированным.

В ряде случаев рессоры в тележке соединяют между собой балансирами и подвесками. Такое подвешивание называется сопряженным, или сба-лансированным.

В сопряженном подвешивании сохраняется заданное соотношением плеч балансиров распределение как статических, так и динамических нагрузок по колесным парам. По-ложение равнодействующей этих нагрузок при этом не меняется, В связи с этим все нагрузки в такой группе рессор можно заменить рав-нодействующей, приложенной в одной точке. Поэтому группу сопря¬женных рессор называют точкой под-вешивания.

В сопряженном подвешивании сохраняется заданное соотношением плеч балансиров распределение как статических, так и динамических нагрузок по колесным парам. По-ложение равнодействующей этих нагрузок при этом не меняется, В связи с этим все нагрузки в такой группе рессор можно заменить рав-нодействующей, приложенной в одной точке. Поэтому группу сопря¬женных рессор называют точкой под-вешивания.

На серийных тепловозах с челюст-ными тележками (ТЭЗ, 2ТЭ10Л, ТЭМ2), а также на ТЭП60, 2ТЭ121 применено четырехточечное подве¬шивание (все рессоры одной сторо¬ны каждой тележки сопряжены ба¬лансирами и представляют одну точ¬ку подвешивания).

На серийных тепловозах с челюст-ными тележками (ТЭЗ, 2ТЭ10Л, ТЭМ2), а также на ТЭП60, 2ТЭ121 применено четырехточечное подве¬шивание (все рессоры одной сторо¬ны каждой тележки сопряжены ба¬лансирами и представляют одну точ¬ку подвешивания).

Если нагрузка от рамы тележки на буксы передается последователь¬но через один рессорный элемент (например, как на схемах, показан¬ных на рис. 11.29, а или на рис. 11.15), подвешивание называют одинарным; если нагрузка передается последо-вательно через два элемента — двой-ным (рис. 11.29,6). Двойное подве-

Если нагрузка от рамы тележки на буксы передается последователь¬но через один рессорный элемент (например, как на схемах, показан¬ных на рис. 11.29, а или на рис. 11.15), подвешивание называют одинарным; если нагрузка передается последо-вательно через два элемента — двой-ным (рис. 11.29,6). Двойное подвешивание применено на тепловозе 2ТЭ121.

 

шивание применено на тепловозе 2ТЭ121.

Различают также одноступенчатое или двухступенчатое подвешивание. Одноступенчатой называется систе¬ма, в которой все упругие элемен¬ты, как у большинства грузовых и маневровых тепловозов, размещены между рамой тележки и буксами. Двухступенчатым (или двухъярус¬ным) подвешиванием (рис. 11.29, в) называется система, в которой, поми¬мо первой (буксовой) ступени подве¬шивания, имеется вторая ступень (центральная), упругие элементы ко¬торой размещаются между рамой тепловоза и рамой тележки, т. е. входят в состав опорных устройств кузова. Двухступенчатое подвешива¬ние применено на тепловозах ТЭП60, 2ТЭ121. ТЭП70 и ТЭМ7.

Различают также одноступенчатое или двухступенчатое подвешивание. Одноступенчатой называется систе¬ма, в которой все упругие элемен¬ты, как у большинства грузовых и маневровых тепловозов, размещены между рамой тележки и буксами. Двухступенчатым (или двухъярус¬ным) подвешиванием (рис. 11.29, в) называется система, в которой, поми¬мо первой (буксовой) ступени подве¬шивания, имеется вторая ступень (центральная), упругие элементы ко¬торой размещаются между рамой тепловоза и рамой тележки, т. е. входят в состав опорных устройств кузова. Двухступенчатое подвешива¬ние применено на тепловозах ТЭП60, 2ТЭ121. ТЭП70 и ТЭМ7.

Характеристики упругих элемен-тов. Главными параметрами упругих элементов в отдельности и рессор¬ного подвешивания в целом являют¬ся прогиб и жесткость.

Характеристики упругих элемен-тов. Главными параметрами упругих элементов в отдельности и рессор¬ного подвешивания в целом являют¬ся прогиб и жесткость.

JiCf

JiCf

I

I

Таким образом, для определения жесткос¬ти системы необходимо знать доли общей нагрузки А,, воспринимаемые отдельными элементами, и их жесткости ж,-.

Таким образом, для определения жесткости системы необходимо знать доли общей нагрузки А,, воспринимаемые отдельными элементами, и их жесткости ж,-.

Легко проверить, что формула (11-5) да¬ет те же результаты, что можно получить,  

Легко проверить, что формула (11-5) да¬ет те же результаты, что можно получить,  

пользуясь формулами (11.1} и (11.2). Так. если рессоры работают последовательно, Д, = 1 и из формулы (11.4) получается фор¬мула (11.2).

пользуясь формулами (11.1} и (11.2). Так. если рессоры работают последовательно, Д, = 1 и из формулы (11.4) получается фор¬мула (11.2).

Если принять ж„ = 1,75 кН/мм, ж„р = = 1,0 кН/мм н лср=10,0 кН/мм, получим лсГР = 3,4 кН/мм. Жесткость подвешивания тележки ж,„ = 2ж1„. жесткость подвешивания тепловоза = 2жг,.., = 4>с1Л= 13,6 кН/мм.  

Если принять ж„ = 1,75 кН/мм, ж„р = = 1,0 кН/мм н лср=10,0 кН/мм, получим лсГР = 3,4 кН/мм. Жесткость подвешивания тележки ж,„ = 2ж1„. жесткость подвешивания тепловоза = 2жг,.., = 4>с1Л= 13,6 кН/мм.  

   

   

 

Рессорное подвешивание бесче-люстных тележек, тепловозов 2ТЭ10В и 2ТЭ116 (см. рис. 11.24) является индивидуальным, несбалансирован-ным. Рессорные комплекты всех букс, состоящие каждый из трех концентричных пружин, работают параллельно. Если обозначить через жк — жесткость одного пружинного комплекта буксы, то для буксы — точки подвешивания—ЛСТП = 2ЛСК> для тележки яс1м=12лсх, для тепло¬возов ЙСтепл = 24Жк.

Рессорное подвешивание бесчелюстных тележек, тепловозов 2ТЭ10В и 2ТЭ116 (см. рис. 11.24) является индивидуальным, несбалансирован-ным. Рессорные комплекты всех букс, состоящие каждый из трех концентричных пружин, работают параллельно. Если обозначить через жк — жесткость одного пружинного комплекта буксы, то для буксы — точки подвешивания—ЛСТП = 2ЛСК> для тележки яс1м=12лсх, для тепло¬возов ЙСтепл = 24Жк.

Индивидуальное рессорное подве-шивание примерно в 3 раза легче сбалансированной системы, в ней от-сутствуют изнашиваемые шарниры (24 точки смазывания на тележку). Однако индивидуальная система тре¬бует тщательного подбора пружин по размерам и жесткости.

Индивидуальное рессорное подве-шивание примерно в 3 раза легче сбалансированной системы, в ней от-сутствуют изнашиваемые шарниры (24 точки смазывания на тележку). Однако индивидуальная система тре¬бует тщательного подбора пружин по размерам и жесткости.