Изменения

Перейти к навигации Перейти к поиску
Строка 6: Строка 6:  
{{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}}
    +
[[Файл:FB IMG 1584355789307.jpg|400px|thumb|right|Тележка тепловоза ТЭ3]]
 +
[[Файл:Тележка 2ТЭ10В.jpg|400px|thumb|right|Тележка тепловоза 2ТЭ10В]]
 
Тележки [[тепловоз]]ов являются их ходовыми частями. Они передают вертикальные нагрузки от веса [[кузов]]а 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 [[рельсовая колея|рельсовой колее]], передавая на раму тепловоза поперечные усилия от [[рельсовый путь|рельсового пути]].
 
Тележки [[тепловоз]]ов являются их ходовыми частями. Они передают вертикальные нагрузки от веса [[кузов]]а 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 [[рельсовая колея|рельсовой колее]], передавая на раму тепловоза поперечные усилия от [[рельсовый путь|рельсового пути]].
  −
[[Файл:Тележка 2ТЭ10В.jpg|500px|thumb|right|Тележка тепловоза 2ТЭ10В]]
   
__TOC__
 
__TOC__
 +
== Назначение и общее устройство  ==
 +
[[Файл:Тележка тепловоза 2ТЭ10М.jpg|400px|thumb|right|Тележка тепловоза 2ТЭ10М]]
 +
Тележка — крупный узел тепловоза. Она объединяет в одно целое, в единый комплекс:
 +
*[[Колёсная_пара_тепловоза|колесные пары]],
 +
*[[буксовые узлы|буксы]],
 +
*[[тяговые электродвигатели]]
 +
*тяговые редукторы
 +
*[[рессорное подвешивание]].
 +
Объединены они в одно целое
 +
*рамой тележки.
   −
== Назначение и общее устройство  ==
+
Рама тележки не только связывает вместе отдельные узлы ходовых частей, но и связывает их с рамой тепловоза, обеспечивая в то же время возможность поворота тележки относительно рамы тепловоза. Конструкция тележки и в особенности ее рамы зависит от способа передачи нагрузок и исполнения опорных устройств.
[[Файл:Тележка тепловоза 2ТЭ10М.jpg|500px|thumb|right|Тележка тепловоза 2ТЭ10М]]
  −
Тележка — крупный узел тепловоза. Она объединяет в одно целое, в единый комплекс [[Колёсная_пара_тепловоза|колесные пары]], буксы, тяговые электродвигатели и их тяговые редукторы. Все эти узлы тепловоза, а также рессорное подвешивание являются ее частями. Объединены они в одно целое рамой тележки. Рама тележки не только связывает вместе отдельные узлы ходовых частей, но и связывает их с рамой тепловоза, обеспечивая в то же время возможность поворота тележки относительно рамы тепловоза. Конструкция тележки и в особенности ее рамы зависит от способа передачи нагрузок и исполнения опорных устройств.
      
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.
Строка 22: Строка 30:  
Связь кузова (или рамы) тепловоза с рамой тележки должна обеспечивать передачу сил по всем осям координат: вертикальных сил по оси z, горизонтальных продольных сил по оси х, горизонтальных поперечных сил по оси у при одновременной возможности относительного поворота (вокруг оси д) и передачи энергии. Вес всего оборудования тепловоза, размещенного в кузове, включая и главную раму, должен быть равномерно распределен между обеими тележками, иначе нагрузки от отдельных осей на рельсы могут быть неодинаковыми. Кроме того, связи кузова с тележками должны ограничивать возможности поворота (колебаний) кузова относительно осей х и у. В систему этих связей должны входить так называемые возвращающие устройства, способствующие возвращению тележек (после поворота в кривых) в положение, при котором продольные оси рам тепловоза и тележек совпадают, а также препятствующие самопроизвольным виляниям тележки.
 
Связь кузова (или рамы) тепловоза с рамой тележки должна обеспечивать передачу сил по всем осям координат: вертикальных сил по оси z, горизонтальных продольных сил по оси х, горизонтальных поперечных сил по оси у при одновременной возможности относительного поворота (вокруг оси д) и передачи энергии. Вес всего оборудования тепловоза, размещенного в кузове, включая и главную раму, должен быть равномерно распределен между обеими тележками, иначе нагрузки от отдельных осей на рельсы могут быть неодинаковыми. Кроме того, связи кузова с тележками должны ограничивать возможности поворота (колебаний) кузова относительно осей х и у. В систему этих связей должны входить так называемые возвращающие устройства, способствующие возвращению тележек (после поворота в кривых) в положение, при котором продольные оси рам тепловоза и тележек совпадают, а также препятствующие самопроизвольным виляниям тележки.
   −
Наиболее распространены следующие основные схемы опирания рамы (и всего надтележечного строения тепловоза) на тележки.
+
Наиболее распространены следующие основные схемы опирания рамы (и всего надтележечного строения тепловоза) на тележки:
    +
'''Схемы связей рамы тепловоза с тележками'''
 
[[Файл:Схемы связей.jpg|400px|thumb|right|Схемы связей рамы тепловоза с тележками]]
 
[[Файл:Схемы связей.jpg|400px|thumb|right|Схемы связей рамы тепловоза с тележками]]
   Строка 56: Строка 65:     
[[Файл:Тележка челюстная.jpg|450px|thumb|right|Трехосная челюстная тележка (тепловоза 2ТЭ10Л): 1— рама; 2—тормозной цилиндр; 3—опора; 4—балансир; 5—листовая рессора; 6—букса средней оси; 7—пружина, 8- подвеска рессоры; 9—струнка; 10 — колесная пара; 11—букса крайней оси (с упругим упором); 12—песочная труба; 13—тяговый электродвигатель]]
 
[[Файл:Тележка челюстная.jpg|450px|thumb|right|Трехосная челюстная тележка (тепловоза 2ТЭ10Л): 1— рама; 2—тормозной цилиндр; 3—опора; 4—балансир; 5—листовая рессора; 6—букса средней оси; 7—пружина, 8- подвеска рессоры; 9—струнка; 10 — колесная пара; 11—букса крайней оси (с упругим упором); 12—песочная труба; 13—тяговый электродвигатель]]
[[Файл:Тележка бесчелюстная.jpg|450px|thumb|right|Рис. 11.24. Трехосная бесчелюстная тележка (тепловоза 2ТЭ10В):
+
[[Файл:Тележка бесчелюстная.jpg|450px|thumb|right|Трехосная бесчелюстная тележка (тепловоза 2ТЭ10В): 1—рама; 2—кожух тягового редуктора; 3— тяговый электродвигатель; 4— песочная труба; 5— букса крайней оси; 6—гаситель колебаний; 7—опора; 8—колесная пара; 9—шкворневая балка; 10—пружина; 11— букса средней оси; 12—поводок буксы; 13—тормозной цилиндр; 14—кронштейн подвески тягового электродвигателя; 15— подпятник шкворня]]
1—рама; 2—кожух тягового редуктора; 3— тяговый электродвигатель; 4— песочная труба; 5— букса крайней оси; 6—гаситель колебаний; 7—опора; 8—колесная лара; 9—шкворневая балка; 10—пружина; 11— букса средней оси; 12—поводок буксы; 13—тормозной цилиндр; 14—кронштейн подвески тягового электродвигателя; 15— подпятник шкворня]]
      
Тележки тепловозов конструктивно различаются в зависимости от типа передачи, числа осей, способа передачи вращающего момента от двигателя на колесные пары. Кроме того, конструкция тележки и ее рамы зависит от способа передачи нагрузки от кузова. Тележки могут быть двух-, трех- и четырехосными.
 
Тележки тепловозов конструктивно различаются в зависимости от типа передачи, числа осей, способа передачи вращающего момента от двигателя на колесные пары. Кроме того, конструкция тележки и ее рамы зависит от способа передачи нагрузки от кузова. Тележки могут быть двух-, трех- и четырехосными.
Строка 69: Строка 77:     
===Тележки с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей===  
 
===Тележки с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей===  
'''Трехосная челюстная тележка''' такого типа (рис. 11.23) с небольшими конструктивными различиями применяется на многих грузовых и маневровых тепловозах с электрической передачей. Три колесные пары 10 своими буксами 6 м 11 установлены в челюсти рамы 1 тележки. Челюсти снизу стянуты струнками 9. Все колесные пары имеют поперечный разбег относительно рамы тележки.
+
'''Трехосная челюстная тележка''' такого типа с небольшими конструктивными различиями применяется на многих грузовых и маневровых тепловозах с электрической передачей. Три колесные пары 10 своими буксами 6 м 11 установлены в челюсти рамы 1 тележки. Челюсти снизу стянуты струнками 9. Все колесные пары имеют поперечный разбег относительно рамы тележки.
 
Вертикальная нагрузка от рамы тепловоза передается на тележку через четыре опоры 3, размещенные по окружности диаметром 2730 мм вокруг шкворня. Шкворень рамы, входящий в гнездо подпятника шкворневой балки, передает только горизонтальные силы (тяговые, тормозные, инерционные).
 
Вертикальная нагрузка от рамы тепловоза передается на тележку через четыре опоры 3, размещенные по окружности диаметром 2730 мм вокруг шкворня. Шкворень рамы, входящий в гнездо подпятника шкворневой балки, передает только горизонтальные силы (тяговые, тормозные, инерционные).
    
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.
   −
'''Трехосная 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 15 имеет возможность поперечного смещения относительно шкворневой балки 9.
+
'''Трехосная бесчелюстная тележка''', 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 15 имеет возможность поперечного смещения относительно шкворневой балки 9.
 
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.
 
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.
   Строка 151: Строка 159:     
===Типы упругих элементов===  
 
===Типы упругих элементов===  
В качестве устройств, обладающих упругими свойствами, в конструкции упругого подвешивания можно при-менять листовые рессоры, винтовые пружины, пневматические и резиновые элементы.
+
В качестве устройств, обладающих упругими свойствами, в конструкции упругого подвешивания можно применять листовые рессоры, винтовые пружины, пневматические и резиновые элементы.
Применение листовых рессор, представляющих собой набор стальных 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.  
     −
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.
+
Применение листовых рессор, представляющих собой набор стальных полос (листов), способствует гашению колебаний. Трение между листами в листовых рессорах поглощает энергию колебаний и приводит к их затуханию. Однако листовые рессоры из-за наличия этого трения практически нечувствительны к малым (по величине или амплитуде колебаний) возмущениям. Если эти нагрузки не превышают по величине силы внутреннего трения, то рессоры передают их жестко.
 +
 
 +
Пружины деформируются прямо пропорционально нагрузке и не имеют внутреннего трения. Вследствие этого колебания в пружинном подвешивании гасятся очень медленно. Поэтому в конструкциях упругого подвешивания одновременно с пружинами применяют дополнительные упругие элементы, ускоряющие затухание колебаний. Такими элементами могут быть резиновые или резинометаллические амортизаторы. Однако их поглощающая (демпфирующая) способность недостаточна.
 +
 
 +
Поэтому в бесчелюстных тележках с пружинным подвешиванием применяют специальные фрикционные (или другого типа) гасители колебаний. В опытном порядке на ряде локомотивов используются пневматические рессоры, которые обладают малым весом и хорошими упругими свойствами. Их недостаток — большие габариты.
    
===Типы рессорного подвешивания.===
 
===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.
+
Рессоры отдельных букс в тележке могут быть не связаны в общую систему. Подвешивание из независимых друг от друга рессор называется '''несопряженным, или индивидуальным'''. Такое подвешивание имеют бесчелюстные тележки тепловозов 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 сбалансированным'''.
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).
+
В сопряженном подвешивании сохраняется заданное соотношением плеч балансиров распределение как статических, так и динамических нагрузок по колесным парам. Положение равнодействующей этих нагрузок при этом не меняется, В связи с этим все нагрузки в такой группе рессор можно заменить равнодействующей, приложенной в одной точке. Поэтому группу сопряженных рессор называют точкой подвешивания.
 +
На серийных тепловозах с челюстными тележками (ТЭЗ, 2ТЭ10Л, ТЭМ2), а также на ТЭП60, 2ТЭ121 применено четырехточечное подвешивание (все рессоры одной стороны каждой тележки сопряжены балансирами и представляют одну точку подвешивания).
 +
 
 +
[[Файл:Типы рессорного подвеш.jpg|450px|thumb|right|Типы рессорного подвешивания: а) - одинарное б) - двойное в) двухступенчатое]]
 +
Если нагрузка от рамы тележки на буксы передается последовательно через один рессорный элемент (рис. а), подвешивание называют одинарным; если нагрузка передается последовательно через два элемента — двойным (рис. ''б''). Двойное подвешивание применено на тепловозе 2ТЭ121.
 +
 
 +
Различают также одноступенчатое или двухступенчатое подвешивание. Одноступенчатой называется система, в которой все упругие элементы, как у большинства грузовых и маневровых тепловозов, размещены между рамой тележки и буксами. Двухступенчатым (или двухъярусным) подвешиванием (рис. в) называется система, в которой, помимо первой (буксовой) ступени подвешивания, имеется вторая ступень (центральная), упругие элементы которой размещаются между рамой тепловоза и рамой тележки, т. е. входят в состав опорных устройств кузова. Двухступенчатое подвешивание применено на тепловозах ТЭП60, 2ТЭ121. ТЭП70 и ТЭМ7.
 +
 
 +
===Характеристики упругих элементов.===
 +
Главными параметрами упругих элементов в отдельности и рессорного подвешивания в целом являются прогиб и жесткость.
 +
[[Файл:Системы упругих элементов.jpg|200px|thumb|right|Системы упругих элементов]]
 +
Прогибом f рессоры (или пружины) называется величина её деформации (по высоте) под действием приложенной нагрузки. Прогиб рессорного элемента (или подвешивания в целом) под действием веса расположенных над ним узлов локомотива в неподвижном (статическом) состоянии называется статическим — f<sub>ст</sub>. В настоящее время считается, что рессорное подвешивание грузовых тепловозов должно иметь статический прогиб порядка 100—120 мм, пассажирских — 160—180 мм. т. е. численно должно примерно соответствовать конструкционной скорости тепловоза в км/ч. Прогиб рессорных элементов в рабочем диапазоне нагрузок прямо пропорционален величине вертикальной нагрузки Р.
 +
 
 +
Упругость рессорных элементов характеризуется их жесткостью ж, которая представляет отношение вертикальной нагрузки к прогибу: ж=Р/f. Иными словами, жесткость представляет собой нагрузку, необходимую для прогиба рессоры на единицу высоты (обычно на 1 мм). Жесткость поэтому измеряется в кН/мм.
 +
 
 +
Иногда для характеристики подвешивания используется понятие гибкости рессоры г, которая является величиной, обратной жесткости, и представляет собой величину прогиба на единицу нагрузки: ''г'' = f/Р.
 +
 
 +
Жесткость системы упругих эле-ментов зависит от жесткости входящих в нее элементов и характера распределения нагрузки между ними.
 +
Предположим, что нагрузка Р передается через параллельно работающие упругие элементы (рис.а), имеющие различные жесткости:
 +
 
 +
Ж<sub>1</sub>, Ж<sub>2</sub> и Ж<sub>3</sub>.
 +
 
 +
Каждая из пружин будет воспринимать соответственно нагрузку
 +
 
 +
Р<sub>1</sub>, Р<sub>2</sub> и Р<sub>3</sub>:
 +
 
 +
P<sub>1</sub>=ж<sub>1</sub>f<sub>1</sub>, P<sub>2</sub>=ж<sub>2</sub>f<sub>2</sub>,  P<sub>3</sub>=ж<sub>3</sub>f<sub>3</sub>,
 +
 
 +
 
 +
Если рассматривать систему в целом, то для нее Р=жf, где ж и f соответственно являются жесткостью и прогибом системы упругих элементов.
 +
 
 +
Так как очевидно, что P =  Р<sub>1</sub>+ Р<sub>2</sub> + Р<sub>3</sub>, то
 +
жf = ж<sub>1</sub>f<sub>1</sub>+ ж<sub>2</sub>f<sub>1</sub> + ж<sub>3</sub>f<sub>1</sub>.
 +
 
 +
Если при параллельной работе пружин обеспечивается одинаковая величина их деформаций то
 +
 
 +
ж=ж<sub>1</sub>+ж<sub>2</sub>+Ж<sub>3</sub> 
 +
 
 +
'''Таким образом, жесткость системы параллельно нагруженных упругих элементов равна сумме жесткостей этих элементов.'''
 +
 
 +
 
 +
Рассмотрим аналогичную систему последовательно работающих упругих элементов (рис. ''б''). Прогибы пружин соответственно равны
 +
 
 +
Очевидно, что прогиб системы равен сумме прогибов ее элементов f =  f<sub>1</sub>+ f<sub>2</sub> + f<sub>3</sub>,. Тогда
 +
 
 +
Р/ж=Р<sub>1</sub>/ж<sub>1</sub>+Р<sub>2</sub>/ж<sub>2</sub>+Р<sub>3</sub>/ж<sub>3</sub>
 +
 
 +
Ясно, что нагрузки, действующие на отдельные пружины, равны между собой и равны нагрузке Р, приложенной к системе
 +
(Р<sub>1</sub> = Р<sub>2</sub>=Р<sub>3</sub> =  Р).
 +
 
 +
Следовательно,
   −
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.
+
l/ж = 1/ж<sub>1</sub> + 1/ж<sub>2</sub>+ 1/ж<sub>3</sub> или  
   −
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.
+
г = г<sub>1</sub>+г<sub>2</sub>+г<sub>3</sub>.
Характеристики упругих элемен-тов. Главными параметрами упругих элементов в отдельности и рессор¬ного подвешивания в целом являют¬ся прогиб и жесткость.
     −
Прогибом f рессоры (или пру¬жины) называется величина се де¬формации (по высоте) под действием приложенной нагрузки. Прогиб рес-сорного элемента (или подвешивания в целом) под действием веса распо-ложенных над ним узлов локомотива в неподвижном (статическом) сос¬тоянии называется статическим — f(r. В настоящее время считается, что рессорное подвешивание грузо¬вых тепловозов должно иметь стати¬ческий прогиб порядка 100—120 мм, пассажирских — 160—180 мм. т. е. численно должно примерно соответ-ствовать конструкционной скорости тепловоза в км/ч. Прогиб рессор¬ных элементов в рабочем диапазоне нагрузок прямо пропорционален ве-личине вертикальной нагрузки Р.
+
'''Таким образом, при последовательном нагружении упругих элементов гибкость системы равна сумме гибкостей этих элементов.'''
Упругость рессорных элементов характеризуется их жесткостью ж, которая представляет отношение вер-тикальной нагрузки к прогибу: ж=Р/$. Иными словами, жесткость представляет собой нагрузку, необхо-димую для прогиба рессоры на едини-цу высоты (обычно на 1 мм). Жест¬кость поэтому измеряется в кН/мм.
     −
Иногда для характеристики подве-шивания используется понятие гибкости рессоры г, которая является величиной, обратной жесткости, и представляет собой величину проги¬ба на единицу нагрузки: г = //Р.
+
===Жесткость рессорного подвешивания===
   −
Жесткость системы упругих эле-ментов зависит от жесткости входя¬щих в нее элементов и характера распределения нагрузки между ними.
+
В систему рессорного подвешивания могут входить и параллельно, и последовательно нагруженные упругие элементы. Для определения общей жесткости всей системы в этих случаях необходимо сначала заменить все группы последовательно работающих элементов условными (эквивалентными) рессорами и определить их эквивалентные жесткости l/ж = 1/ж<sub>1</sub> + 1/ж<sub>2</sub>+ 1/ж<sub>3</sub>.  
Предположим, что нагрузка Р пе-редается через параллельно рабо-тающие упругие элементы (рис. 11.30, а), имеющие различные жест¬кости: Ж\, ж2 и ж$. Каждая из пру¬жин будет воспринимать соответ¬ственно нагрузку Р\, Р^ и Ру
  −
Pi=xtfr, Р2 = Ж2(у, Рл = Жз(з.
  −
Если рассматривать систему в целом, то для нее Р=ж[, где ж и / соответственно являются жесткостью и прогибом системы упругих эле¬ментов.
  −
Так как очевидно, что P = Pi4- + Р2 + Р3, то
  −
ж! = ЖI fi + + ЛС3/3.
  −
Если при параллельной работе пружин обеспечивается одинаковая величина их деформаций = — то
  −
Ж = Ж1+ж2 + Жз- (11-1) 
  −
Таким образом, жесткость систе-мы параллельно нагруженных упру¬гих элементов равна сумме жесткос¬тей этих элементов.
  −
Рассмотрим аналогичную систему последовательно работающих упру¬гих элементов (рис. 11.30, б). Проги¬бы пружин соответственно равны /i=ePi/3Ci; h — Pi/жг и !л=Рз/жз- Очевидно, что прогиб системы равен сумме прогибов ее элементов (/ = /| + /г+Ь). Тогда
  −
«2± ■■ — *4- ,
  −
Ж
  −
ЛЯ* ’ ЛЯ* ЛЯ*
  −
ок.1 Л-2 *ДХ’3
  −
Ясно, что нагрузки, действующие на отдельные пружины, равны меж¬ду собой и равны нагрузке Р, при-ложенной к системе (Р1 = Р2=Рз = = Р). Следовательно,
  −
l— 1/Ж| + \/жг+ 1/йСз или (11.2)
  −
(11.3)
     −
Таким образом, при последова-тельном нагружении упругих элемен-тов гибкость системы равна сумме гибкостей этих элементов.
+
Затем, когда останется система параллельно работающих элементов, определить их суммарную жесткость ж=ж<sub>1</sub>+ж<sub>2</sub>+Ж<sub>3</sub> , которая и будет жесткостью всей системы.
Жесткость рессорного подвешивания. В систему рессорного подвешивания, как, например, на рис. 11.31, могут входить и параллельно, и последовательно нагруженные упругие элементы. Для определения общей жесткости всей системы в этих случаях необходимо сначала заменить все группы последовательно работающих элементов ус¬ловными (эквивалентными) рессорами и определить их эквивалентные жесткости по формуле (11.2). Затем, когда останется сис¬тема параллельно работающих элементов, определить их суммарную жесткость (по формуле (11.1)1, которая и будет жесткостью всей системы.
+
 
Однако можно подойти к решению этой задачи проще, исходя их условия равенства работ: работа деформации системы упругих элементов равна сумме работ деформации ее элементов:
+
Таким образом, для определения жесткости системы необходимо знать доли общей нагрузки &delta;<sub>i</sub>,
V Р’1‘
+
воспринимаемые отдельными элементами, и их жесткости ж<sub>i</sub>.
2 " 2 ’
+
 
I
+
====Рессорное подвешивание челюстных тележек====
Если в равенстве заменить прогибы через отношения нагрузок к жесткостям (/яв—; , Р‘у
+
[[Файл:Рессорное подвеш 3х-сной тележки.jpg|400px|thumb|right|Рессорное подвешивание трехосной тележки]]
/= —), то получим
+
Рессорное подвешивание челюстных тележек тепловозов 2ТЭ10Л, ТЭЗ и т. д. включает в себя два средних и два концевых рессорных комплекта, а также балансиры 11 и подвески 12, связывающие эти комплекты в единую систему.
 +
Средний комплект состоит из восьмилистовой рессоры 9 и двух цилиндрических пружин 4. Пружины и рессора связаны в единый узел при помощи валика 2, проходящего через отверстия в проушинах опоры 3 и хомута 8. Чтобы предохранить проушины от износа, в их отверстия запрессованы стальные втулки 1.
 +
Рама тележки 10 опирается на средний комплект через тарелки 7 и резиновые амортизаторы (шайбы) 5. Шайбы и пружины фиксируются в комплекте штифтами 6 тарелок 7.
 +
Концевой комплект состоит из цилиндрической пружины 4, подвески 13, валика 14, резиновой шайбы 5, тарелки 7 и подкладки 17, зафиксированных гайкой 16 и штифтом 15. Пружина та же, что и для среднего комплекта (из прутковой стали 60С2 диаметром 40 мм).
 +
Нагрузки в этой системе распределяются следующим образом (рис. 11.32): на средние комплекты приходится по одной трети вертикальной нагрузки на точку подвешивания, на концевые — по одной шестой.
 +
Таким образом, &Delta;<sub>cр</sub>=1/3; &Delta;<sub>k</sub>=1/6.
 +
 
 +
 
 +
Определим жесткость системы (точки) ж<sub>тп</sub>, обозначив жесткость ее элементов листовых рессор, пружин и резиновых амортизаторов соответственно ж<sub>л</sub>, ж<sub>пр</sub> и ж<sub>р</sub>.
 +
Тогда &Delta;<sub>л</sub>= 1/3; &Delta;<sub>пр</sub>= 1/6; &Delta;<sub>р</sub>=1/6;
 
   
 
   
 +
[[Файл:Ajhvekfy.jpg|600px]]
   −
Разделив обе стороны уравнения на Р~ и введя обозначения А, = Р,/Р, получим
+
Если принять ж<sub>л</sub> = 1,75 кН/мм, ж<sub>пр</sub> = 1,0 кН/мм и ж<sub>ср</sub>=10,0 кН/мм, получим ж<sub>тп</sub> = 3,4 кН/мм.  
<1,л)
  −
I
  −
Отсюда
  −
JiCf
  −
I
  −
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,
  −
пользуясь формулами (11.1} и (11.2). Так. если рессоры работают последовательно, Д, = 1 и из формулы (11.4) получается фор¬мула (11.2).
  −
Рессорное подвешивание челюст¬ных тележек тепловозов 2ТЭ10Л, ТЭЗ и т. д. (см. рис. 11.31) включа¬ет в себя два средних и два концевых рессорных комплекта, а также балан¬сиры 11 и подвески 12, связываю¬щие эти комплекты в единую систе¬му.
  −
Средний комплект состоит из вось-милистовой рессоры 9 и двух цилин-дрических пружин 4. Пружины и рес-сора связаны в единый узел при по-мощи валика 2, проходящего через отверстия в проушинах опоры 3 и хомута 8. Чтобы предохранить про-ушины от износа, в их отверстия запрессованы стальные втулки /.
  −
Рама тележки 10 опирается на средний комплект через тарелки 7 и резиновые амортизаторы (шай¬бы) 5. Шайбы и пружины фикси¬руются в комплекте штифтами 6 тарелок 7.
  −
Концевой комплект состоит из ци-линдрической пружины 4, подвески 13, валика 14, резиновой шайбы 5, тарелки 7 и подкладки 17, зафик¬сированных гайкой 16 и штифтом 15. Пружина та же, что и для средне¬го комплекта (из прутковой стали 60С2 диаметром 40 мм).
  −
Нагрузки в этой системе распределяются следующим образом (рис. 11.32): на средние комплекты приходится по одной трети верти-кальной нагрузки на точку подвешивания, на концевые — по одной шестой.
  −
Таким образом, ДСр=1/3; Дк“1/6.
  −
Определим жесткость системы (точки) лс,„, обозначив жесткость ее элементов лис-товых рессор, пружин и резиновых аморти-заторов} соответственно жл, лсРр и жр. Тогда Д.,= 1/3; Длр = 1/6; Др =1/6;
  −
  −
1 ЭЖлЖчрЖр
  −
ЬЖщЖр-|-Зж, (Жггр+Жц)'
     −
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.
+
Жесткость подвешивания тележки ж<sub>тел</sub> = 2ж<sub>тел</sub>, жесткость подвешивания тепловоза ж<sub>тепл</sub>= 2ж<sub>тел</sub>= 4ж<sub>тп</sub>= 13,6 кН/мм.
   −
===Индивидуальное, несбалансированное подвешивание===
+
====Рессорное подвешивание бесчелюстных тележек====
 
[[Файл:Тележка 2ТЭ10В.jpg|450px|thumb|right|Тележка тепловоза 2ТЭ10В]]
 
[[Файл:Тележка 2ТЭ10В.jpg|450px|thumb|right|Тележка тепловоза 2ТЭ10В]]
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.
+
Рессорное подвешивание бесчелюстных тележек, тепловозов 2ТЭ10В и 2ТЭ116 является индивидуальным, несбалансированным. Рессорные комплекты всех букс, состоящие каждый из трех концентричных пружин, работают параллельно.  
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.
+
 
 +
Если обозначить через ж<sub>к</sub> — жесткость одного пружинного комплекта буксы, то для буксы — точки подвешивания — ж<sub>тп</sub> = 2ж<sub>к</sub> для тележки ж<sub>тел</sub> = 12ж<sub>к</sub>, для тепловозов ж<sub>тепл</sub> = 24ж<sub>к</sub>,.
 +
 
 +
Индивидуальное рессорное подвешивание примерно в 3 раза легче сбалансированной системы, в ней отсутствуют изнашиваемые шарниры (24 точки смазывания на тележку). Однако индивидуальная система требует тщательного подбора пружин по размерам и жесткости.
    +
==Литература==
 +
Тепловозы: Основы теории и конструкция: Учеб, для техникумов/В. Д. Кузьмич, И. П. Бородулин, Э. А. Пахомов и др.; Под ред. В. Д. Кузьмича,—2-е изд., перераб. и доп—М.: Транспорт, 1991.—352 с.
    +
==См. также==
    +
*[[Колесные пары]]
 +
*[[Рессорное подвешивание]]
 +
*[[Буксовые узлы]]
    
[[Категория:Основные узлы локомотивов]]
 
[[Категория:Основные узлы локомотивов]]
  −
== См. также ==
 
2130

правок

Навигация