Изменения

Колесные пары являются важным узлом ходовой части, обеспечивающим взаимодействие локомотива с рельсовым путем. Колеса передают на рельсы вертикальные статические (вес) и динамические нагрузки. Колеса локомотивов во взаимодействии с рельсами реализуют продольные горизонтальные силы (силы тяги и тормозные). Кроме того, направляя движение подвижного состава в рельсовой колее, колеса передают поперечные горизонтальные (направляющие) силы. Именно с этим связана важная особенность ходовых частей железнодорожного подвижного состава, отличающая его от других видов наземного колесного транспорта: колеса жестко связаны с осью в один вращающийся как одно целое узел, называемый колесной парой.

Колесные пары являются важным узлом ходовой части, обеспечивающим взаимодействие локомотива с рельсовым путем. Колеса передают на рельсы вертикальные статические (вес) и динамические нагрузки. Колеса локомотивов во взаимодействии с рельсами реализуют продольные горизонтальные силы (силы тяги и тормозные). Кроме того, направляя движение подвижного состава в рельсовой колее, колеса передают поперечные горизонтальные (направляющие) силы. Именно с этим связана важная особенность ходовых частей железнодорожного подвижного состава, отличающая его от других видов наземного колесного транспорта: колеса жестко связаны с осью в один вращающийся как одно целое узел, называемый колесной парой.

Колесные пары, состоящие из оси и двух колес, могут различаться по месту расположения на оси букс и подшипников, передающих на нее вертикальную нагрузку (рис. 11.2, а). Они могут быть расположены снаружи колес 1 и опираться на выступающие наружные концы а оси 2, называемые шейками, или между колесами (опорные шейки в этом случае находятся на внутренней части оси). Первая схема делает более удобным обслуживание подшипников в эксплуатации и широко применяется на различных типах подвижного состава, в том числе и на большинстве тепловозов. Вторая схема, неудобная для обслуживания букс, применяется на паровозах, у которых на внешней поверхности колес размещаются детали приводного дышлового механизма. Такое же устройство имеют колесные пары некоторых промышленных тепловозов с гидропередачей и аналогичным приводом (см, рис. 1.5, в).

Колесные пары, состоящие из оси и двух колес, могут различаться по месту расположения на оси букс и подшипников, передающих на нее вертикальную нагрузку (рис. 11.2, а). Они могут быть расположены снаружи колес 1 и опираться на выступающие наружные концы а оси 2, называемые шейками, или между колесами (опорные шейки в этом случае находятся на внутренней части оси). Первая схема делает более удобным обслуживание подшипников в эксплуатации и широко применяется на различных типах подвижного состава, в том числе и на большинстве тепловозов. Вторая схема, неудобная для обслуживания букс, применяется на паровозах, у которых на внешней поверхности колес размещаются детали приводного дышлового механизма. Такое же устройство имеют колесные пары некоторых промышленных тепловозов с гидропередачей и аналогичным приводом (см, рис. 1.5, в).

Локомотивные колесные пары имеют устройства для тягового при¬вода. Их оси по существу являются валами, передающими на колеса вращающий момент. На ось момент передается обычно через тяговую зубчатую передачу (рис, 11.2,6).   

При цилиндрических зубчатых колесах 3 колесная пара может иметь симметричный двусторонний привод. Такую конструкцию имеют колесные пары ряда электровозов. На тепло-возах из-за трудностей размещения тяговых электродвигателей соответ-ствующей мощности применяется не-симметричный (боковой) односто-ронний привод.

Локомотивные колесные пары имеют устройства для тягового привода. Их оси по существу являются валами, передающими на колеса вращающий момент. На ось момент передается обычно через тяговую зубчатую передачу (рис, 11.2,6).   

У тепловозов с гидропередачей и карданным приводом ведущих ко-лесных пар зубчатое колесо 4 укреп-ляется ближе к середине оси (цен-тральный привод).

При цилиндрических зубчатых колесах 3 колесная пара может иметь симметричный двусторонний привод. Такую конструкцию имеют колесные пары ряда электровозов. На тепло-возах из-за трудностей размещения тяговых электродвигателей соответствующей мощности применяется не-симметричный (боковой) односторонний привод.

Колесные пары являются одними из наиболее ответственных деталей ходовых частей тепловозов. Конст-рукция и состояние колесных пар значительно влияют на плавность хода тепловоза и его воздействие на путь, на равномерность реализу¬емой колесной парой силы тяги и на величину сопротивления тепловоза движению. Безопасность движения любого типа подвижного состава во многом определяется именно этими же факторами: конструкцией и сос¬тоянием колесных пар.

У тепловозов с гидропередачей и карданным приводом ведущих ко-лесных пар зубчатое колесо 4 укрепляется ближе к середине оси (цен-тральный привод).

Типы, основные размеры и техни-ческие условия на изготовление колесных пар определяются государ-ственными стандартами, а их содер-жание и ремонт — Правилами тех-нической эксплуатации железных дорог Союза ССР (ПТЭ) и специаль¬ной Инструкцией по освидетельство¬ванию, ремонту и формированию ко¬лесных пар локомотивов и электро¬секций (ЦТ-2306).

Колесные пары являются одними из наиболее ответственных деталей ходовых частей тепловозов. Конструкция и состояние колесных пар значительно влияют на плавность хода тепловоза и его воздействие на путь, на равномерность реализу¬емой колесной парой силы тяги и на величину сопротивления тепловоза движению. Безопасность движения любого типа подвижного состава во многом определяется именно этими же факторами: конструкцией и сос¬тоянием колесных пар.

 

Типы, основные размеры и техни-ческие условия на изготовление колесных пар определяются государственными стандартами, а их содер-жание и ремонт — Правилами тех-нической эксплуатации железных дорог Союза ССР (ПТЭ) и специаль¬ной Инструкцией по освидетельство¬ванию, ремонту и формированию ко¬лесных пар локомотивов и электро¬секций (ЦТ-2306).

 

На большинстве отечественных тепловозов с нагрузкой от оси на рельсы до 225 кН применяются колесные пары с колесами диамет¬ром J050 мм. На новых пассажир¬ских тепловозах ТЭП70 колеса имеют диаметр 1220 мм. На опытных гру¬зовых тепловозах с нагрузкой от оси на рельсы до 245 кН диаметр ко¬лес принят 1250 мм. Больший диа¬метр колес способствует снижению величины контактных напряжений в колесе и рельсе, уменьшает из¬нос колес и увеличивает габариты пространства, которое может зани¬мать тяговый электродвигатель. В то же время применение колес большего диаметра имеет и отрицательные последствия, главное из них — уве-личение веса. Масса колесной пары с диаметром колес 1250 мм примерно на 500 кг больше, чем обычной (с диаметром колес 1050 мм).

На большинстве отечественных тепловозов с нагрузкой от оси на рельсы до 225 кН применяются колесные пары с колесами диамет¬ром J050 мм. На новых пассажир¬ских тепловозах ТЭП70 колеса имеют диаметр 1220 мм. На опытных гру¬зовых тепловозах с нагрузкой от оси на рельсы до 245 кН диаметр ко¬лес принят 1250 мм. Больший диа¬метр колес способствует снижению величины контактных напряжений в колесе и рельсе, уменьшает из¬нос колес и увеличивает габариты пространства, которое может зани¬мать тяговый электродвигатель. В то же время применение колес большего диаметра имеет и отрицательные последствия, главное из них — уве-личение веса. Масса колесной пары с диаметром колес 1250 мм примерно на 500 кг больше, чем обычной (с диаметром колес 1050 мм).

Колесные пары магистральных тепловозов с электрической переда-чей (2ТЭ10В, 2ТЭ116 и др.) имеют составные (бандажные) колеса. В такой конструкции (рис. 1 !.3) на ось / напрессованы колесные центры 2, а на последние в горячем сос¬тоянии насажены кольцевые банда¬жи 3. Между колесами размешается ведомое зубчатое колесо 5. Такая конструкция специфична для всех тепловозов с так называемым опор¬но-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей.

Колесные пары магистральных тепловозов с электрической переда-чей (2ТЭ10В, 2ТЭ116 и др.) имеют составные (бандажные) колеса. В такой конструкции (рис. 1 !.3) на ось / напрессованы колесные центры 2, а на последние в горячем сос¬тоянии насажены кольцевые банда¬жи 3. Между колесами размешается ведомое зубчатое колесо 5. Такая конструкция специфична для всех тепловозов с так называемым опор¬но-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей.

Оси тепловозов вытачивают из специальных кованых осевых загото¬вок углеродистой стали Ос.Л. Ось имеет круглое поперечное сечение с различными диаметрами по длине (см. рис. 11.3) в зависимости от назначения ее частей. Наружные кон¬цевые шейки а служат для разме¬щения на них буксовых подшипни¬ков. Наибольший диаметр имеют под¬ступичные части в, на которые нап¬рессованы колесные центры, и г, где сидит зубчатое колесо 5. Внутренние шейки <3 служат опорой для мо¬торно-осевых подшипников тягового  

Оси тепловозов вытачивают из специальных кованых осевых загото¬вок углеродистой стали Ос.Л. Ось имеет круглое поперечное сечение с различными диаметрами по длине (см. рис. 11.3) в зависимости от назначения ее частей. Наружные кон¬цевые шейки а служат для разме¬щения на них буксовых подшипни¬ков. Наибольший диаметр имеют под¬ступичные части в, на которые нап¬рессованы колесные центры, и г, где сидит зубчатое колесо 5. Внутренние шейки <3 служат опорой для мо¬торно-осевых подшипников тягового  

электродвигателя. Между наружны¬ми шейками и подступичными частя¬ми находятся промежуточные предподступичные части б, обеспе-чивающие постепенный переход от диаметра шейки (160 мм) к диамет¬ру подступичной части (235 мм).

электродвигателя. Между наружны¬ми шейками и подступичными частя¬ми находятся промежуточные предподступичные части б, обеспе-чивающие постепенный переход от диаметра шейки (160 мм) к диамет¬ру подступичной части (235 мм).

Гребень (реборда) направляет движение колеса по рельсовой колее и предохраняет колесную пару от схода с рельсов.

Гребень (реборда) направляет движение колеса по рельсовой колее и предохраняет колесную пару от схода с рельсов.

Конусность поверхности катания способствует центрированию колес¬ной пары в рельсовой колее и облег¬чает прохождение кривых участков пути. Колесо, бегущее по наружному рельсу, катится по нему окружностью большего диаметра, чем внутреннее колесо, и, следовательно, проходит несколько больший путь по дуге большего радиуса. В результате ко-лесная пара устанавливается при движении в кривой по ее радиусу, что способствует движению без про-скальзывания и повышенного изно¬са. Конусность внешней части банда¬жа (конусность 1:3,5) и фаска облег¬чают прохождение стрелочных переводов.

Конусность поверхности катания способствует центрированию колес¬ной пары в рельсовой колее и облег¬чает прохождение кривых участков пути. Колесо, бегущее по наружному рельсу, катится по нему окружностью большего диаметра, чем внутреннее колесо, и, следовательно, проходит несколько больший путь по дуге большего радиуса. В результате ко-лесная пара устанавливается при движении в кривой по ее радиусу, что способствует движению без про-скальзывания и повышенного изно¬са. Конусность внешней части банда¬жа (конусность 1:3,5) и фаска облег¬чают прохождение стрелочных переводов.

Бандаж является наиболее изна-шиваемой частью колесной пары. Основным видом его износа являет¬ся прокат поверхности катания, т. е. потеря правильной формы ее профи-ля, а также износ (подрез) гребня.

 

Бандаж является наиболее изнашиваемой частью колесной пары. Основным видом его износа являет¬ся прокат поверхности катания, т. е. потеря правильной формы ее профи-ля, а также износ (подрез) гребня.

В связи с коничностью поверх¬ности катания колеса его диаметр и толщину бандажа, а также и ве¬личину проката измеряют в условной средней плоскости — по так назы¬ваемому кругу катания — на рас¬стоянии 70 мм от внутренней грани бандажа. Расстояние между кругами катания двух колес составляет 1580 мм (с допусками +1, —3 мм).

В связи с коничностью поверх¬ности катания колеса его диаметр и толщину бандажа, а также и ве¬личину проката измеряют в условной средней плоскости — по так назы¬ваемому кругу катания — на рас¬стоянии 70 мм от внутренней грани бандажа. Расстояние между кругами катания двух колес составляет 1580 мм (с допусками +1, —3 мм).

 

Рис. 11.4. Профиль бандажей колесных лар тепловозов

Рис. 11.4. Профиль бандажей колесных лар тепловозов

Зубчатое колесо 5 колесной пары (см. рис. 11.3) является ведомым, оно входит в зацепление с ведущей шестерней, находящейся на валу тягового электродвигателя. Ведомое зубчатое колесо колесных пар всех серий отечественных тепловозов из-готовлено из хромоникелевой стали 45ХН. Оно состоит из ступицы, диска и обода, выполненного в виде зубчатого венца, имеющего 75 пря¬мых зубьев модуля 10 мм. Отверстие в ступице шестерни имеет со сто¬роны колесного центра на длине 20 мм расточку с конусностью 1:20, облегчающую посадку зубчато¬го колеса на ось и способствую¬щую уменьшению концентрации напряжений. На посадочной поверх¬ности в середине имеется кольце¬вая канавка шириной 10 мм, предназ¬наченная для облегчения демонтажа  зубчатого колеса. Канавка сообща¬ется с резьбовым отверстием в теле ступицы, через которое под ступицу нагнетается масло под давлением при спрессовке зубчатого колеса. Аналогичные устройства, облегчаю¬щие монтаж и демонтаж, имеют и колесные центры.

Зубчатое колесо 5 колесной пары (см. рис. 11.3) является ведомым, оно входит в зацепление с ведущей шестерней, находящейся на валу тягового электродвигателя. Ведомое зубчатое колесо колесных пар всех серий отечественных тепловозов из-готовлено из хромоникелевой стали 45ХН. Оно состоит из ступицы, дис¬ка и обода, выполненного в виде зубчатого венца, имеющего 75 пря¬мых зубьев модуля 10 мм. Отверстие в ступице шестерни имеет со сто¬роны колесного центра на длине 20 мм расточку с конусностью 1:20, облегчающую посадку зубчато¬го колеса на ось и способствую¬щую уменьшению концентрации напряжений. На посадочной поверх¬ности в середине имеется кольце¬вая канавка шириной 10 мм, предназ¬наченная для облегчения демонтажа   

зубчатого колеса. Канавка сообща¬ется с резьбовым отверстием в теле ступицы, через которое под ступицу нагнетается масло под давлением при спрессовке зубчатого колеса. Аналогичные устройства, облегчаю¬щие монтаж и демонтаж, имеют и колесные центры.

Со стороны средней части оси ступица имеет выточку, в которую запрессовано штампованное масло-отбойное кольцо, предотвращаю¬щее попадание смазки из кожуха зубчатой передачи в моторно-осевые подшипники тягового электродвига-теля.

Со стороны средней части оси ступица имеет выточку, в которую запрессовано штампованное масло-отбойное кольцо, предотвращаю¬щее попадание смазки из кожуха зубчатой передачи в моторно-осевые подшипники тягового электродвига-теля.

Рабочая поверхность зубьев коле¬са закаливается токами высокой частоты, впадины зубьев упрочняют¬ся накаткой.

Рабочая поверхность зубьев коле¬са закаливается токами высокой частоты, впадины зубьев упрочняют¬ся накаткой.

имеет переменную тангенциальную жесткость.

имеет переменную тангенциальную жесткость.

Для предотвращения выпадания пальцев и втулок в случае повреж-дения амортизаторов служат кольца 6 и //, приклепанные к тарелкам 3.

Для предотвращения выпадания пальцев и втулок в случае повреж-дения амортизаторов служат кольца 6 и //, приклепанные к тарелкам 3.

Центровка венца относительно сту-пицы и радиальная жесткость коле¬са обеспечиваются установкой меж¬ду ними (сплошь по окружности) коротких роликов 2. Благодаря боч- кообразности наружной поверхности диска ступицы (/?2 = 300 мм) и при наличии боковых зазоров между дис-ком венца и тарелками <3 зубчатый венец может самоустанавливаться, обеспечивая равномерный контакт зубьев шестерен тягового редуктора при перекосах вала тягового элек-тродвигателя относительно оси ко-лесной пары.

Центровка венца относительно сту-пицы и радиальная жесткость коле¬са обеспечиваются установкой меж¬ду ними (сплошь по окружности) коротких роликов 2. Благодаря бочкообразности наружной поверхности диска ступицы (/?2 = 300 мм) и при наличии боковых зазоров между дис-ком венца и тарелками <3 зубчатый венец может самоустанавливаться, обеспечивая равномерный контакт зубьев шестерен тягового редуктора при перекосах вала тягового элек-тродвигателя относительно оси ко-лесной пары.

Применение упругих зубчатых ко¬лес повысило надежность работы и срок службы тягового редуктора и улучшило условия работы тяго¬вых электродвигателей за счет зна-чительного снижения величины дина-мических усилий в передаче при движении тепловоза.

Применение упругих зубчатых ко¬лес повысило надежность работы и срок службы тягового редуктора и улучшило условия работы тяго¬вых электродвигателей за счет зна-чительного снижения величины дина-мических усилий в передаче при движении тепловоза.

Колесные пары тепловозов с гид-равлической передачей отличаются от вышерассмотренных только устройствами для передачи вращаю-щего момента. На тепловозах ТГМЗ, имеющих карданно-редукторный привод, ведомое зубчатое колесо насаживается не рядом с колесным центром, а ближе к средней части оси, что позволяет по обе стороны от него на оси разместить опорные подшипники осевого редуктора.

Колесные пары тепловозов с гид-равлической передачей отличаются от вышерассмотренных только устройствами для передачи вращаю-щего момента. На тепловозах ТГМЗ, имеющих карданно-редукторный привод, ведомое зубчатое колесо насаживается не рядом с колесным центром, а ближе к средней части оси, что позволяет по обе стороны от него на оси разместить опорные подшипники осевого редуктора.