Тележка локомотива
Тележки локомотивов воспринимают тяговые и тормозные усилия, а также боковые, горизонтальные и вертикальные силы при прохождении неровности пути и передают их через шкворневой узел на раму кузова.
Конструктивные особенности
Конструктивные особенности тележек выражаются в осевой формуле локомотива. Формула характеризует расположение и назначение осей локомотива, где число слагаемых соответствует количеству тележек, а каждая цифра в слагаемых показывает количество осей в тележке.
Например, пассажирский электровоз ЧС2, ЧС2К имеет осевую формулу Зо + Зо, означающую две трехосные сочлененные тележки, а восьмиосные электровозы ВЛ10, ВЛ11 с несочлененными тележками имеют формулу: 2о — 2о — 2о — 2о или 2х(2о — 2о). Индекс «о» означает, что каждая колесная пара «обмоторена» и приводится в движение своим тяговым двигателем (индивидуальный привод).
Конструктивные особенности тележек электровозов ЧС2К и ВЛ11 проводят к различному положению тележек в кривых участках пути. На их положение влияет база электровоза — расстояние между шкворнями и база тележки. При проходе кривых участков пути тележки имеют возможность поворота относительно оси локомотива на некоторый угол 5. Для проверки возможности прохода локомотивом кривых участков пути проводят его «геометрическое вписывание», из которого видно, что для прохода кривых участков пути трехосной тележки с большей базой (б), средняя колесная пара электровоза ЧС2К должна иметь поперечное перемещение относительно продольной оси рамы тележки на величину у.
Подтверждением этому служит то, что в условиях эксплуатации на электровозах 4С2, 4С2К 1, 3, 4, 6-е колесные пары более подвержены образованию остроконечных накатов.
Для облегчения вписывания конструкции тележек электровоза серии 4С2, 4С2К имеют поперечный разбег, уменьшенную толщину гребня средних вторых и пятых колесных пар, а также межтел ежечное сочленение.
Рис. 1.16. Схема положения тележек в кривой: а — трехосных сочлененных; б — двухосных несочлененных; геометрическое вписывание двухосных (в) и трехосных (г) тележек
В настоящее время тележки грузовых электровозов постоянного В Л 11м и переменного тока ВЛ80С унифицированы. Все основные элементы расположены на раме тележки. К ним относятся: буксы /, колесные пары, люлечное подвешивание кузова, маятниковое подвешивание тягового двигателя, зубчатая передача, рессорное подвешивание, тормозная система, шаровая связь. Тяговый привод — 1-го класса с опорно-осевым подвешиванием тягового двигателя. Конструкция тележки предусматривает возможность выкатки колесно-моторного блока (КМБ), смены рессоры, замены кожуха зубчатой передачи без подъема кузова, а также смены тормозных колодок без смотровой канавы.
Тележки электропоездов двухосные и расположены по краям кузова на одинаковом расстоянии от середины вагона.
Тележка электровоза ЭР2
На электропоезде ЭР2 тележки моторных вагонов оборудованы колесными парами, челюстными буксовыми узлами и фрикционным гасителем колебаний. Лишенный брус центрального рессорного подвешивания с гасителем фиксирован тяговыми поводками . На раме тележки закреплены детали тормозной рычажной передачи и тормозной цилиндр.
Тележки прицепных вагонов бесчелюстные с двойным рессорным подвешиванием и поводковыми резинометаллическими гасителями.
На электропоездах ЭР2Р, ЭР2Т тележки моторных вагонов снабжены бесчелюстными буксами. Передняя тележка головного вагона с колесными парами, буксовыми узлами с пружинами и подвешиванием имеет привод скоростемера на корпусе буксы и приемные катушки локомотивной сигнализации.
К особенностям пассажирских электровозов ЧС2К, ЧС2Т, ЧС4, ЧС4Т относятся наличие двух трехосных тележек с межтележеч- ным сочленением. Тяговый привод — 2-го класса с опорно-рамным подвешиванием тягового двигателя. Двигатели расположены «гуськом» за колесными парами к центру кузова. Передача вращающего момента на опорно-осевой тяговый редуктор осуществляется от тягового двигателя через карданный вал с шарниром Гука, расположенным внутри полого вала якоря.
Тележки электровозов ЧС2, ЧС2К межтележечного сочленения
Тележки электровозов ЧС2, ЧС2К межтележечного сочленения. Конструктивно межтележечное сочленение представляет собой стальной шкворень, впрессованый во втулку, которая своим фланцем запрессована в заднюю поперечину рамы передней тележки и закреплена шпильками и гайками. Шкворень защищен от попадания грязи специальным пыльником. На шкворень надет шар, помещенный между двумя половинками корпуса подшипника, скрепленных между собой четырьмя болтами. Цилиндрические толкатели свободно перемещаются во втулках, запрессованных в отверстия кронштейнов, которые прикреплены к наружной плоскости задней поперечины рамы задней тележки.
Шаровое соединение позволяет тележкам поворачиваться относительно друг друга как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях (шкворень вместе с шаром поворачивается в шаровых гнездах корпуса подшипника), а также иметь небольшие смещения вдоль продольной оси. В направлении перпендикулярном продольной оси тележки, корпус подшипника перемещается благодаря наличию верхнего и нижнего наличников, а также зазора между толкателем и корпусом подшипника, равного мм на каждую сторону.
В то же время соединение, не позволяя тележкам взаимно перемещаться в вертикальной плоскости, передает вертикальные силы от одной тележки к другой. Это уменьшает разгрузку отдельных колесных пар при реализации силы тяги на ободе колес и повышает использование сцепного веса электровоза. При взаимном перемещении тележек в горизонтальной плоскости, а также при движении электровоза в кривых участках пути, происходит дополнительное сжатие одной и уменьшение сжатия другой возвращающих пружин, расположенных в стакане, закрепленном шпильками. В результате в соединении возникает сила, стремящаяся возвратить тележки в положение, при котором их продольные оси проходили бы через центр шара. Описанное соединение с возвращающим устройством уменьшает силы, возникающие между гребнями колесных пар и головками рельсов при входе и движении электровоза по кривым участкам пути, а следовательно, уменьшает износ бандажей и рельсов, снижает сопротивление движению электровоза в кривых и препятствует сходу тележек с рельсов.
Межтележечное сочленение электровоза ЧС2
Рама тележки является основным связующим элементом всех деталей тележки. Она предназначена для передачи и распределения нагрузок на колесные пары, передачи тяговых и тормозных усилий на раму кузова, а также горизонтальных и вертикальных сил от колесных пар при проходе ими неровностей пути.
Рамы тележек имеют разнообразные конструкции, зависящие от располагаемого на ней оборудования, типа тягового привода, а также технологии изготовления. Например, на электровозах ВЛ19, ВЛ22, ВЛ8 сила тяги передавалась на автосцепку через раму тележки, которая на электровозе ВЛ8 выполнена цельнолитой. Однако трудности в контроле качества литья, большой собственный вес и рост скоростей движения привели к необходимости замены этой рамы на сварную конструкцию.
Рамы тележек обычно состоят из боковых продольных балок, шкворневого бруса, поперечных и концевых балок (брусьев). Продольные балки, применяемые для сварных рам, изготавливают из прокатных (ЭР2) или штампованных (ЧС2) профилей или из отдельных листов (ВЛ11), сваренных между собой. При этом удается менять высоту сечения балки по длине с плавным переходом к кронштейнам и получить максимально легкую раму тележки.
Поперечные сечения продольных балок рам тележек отсутствия концевых балок, такая рама имеет меньшую массу. Поперечные сечения продольных балок рам тележек отсутствия концевых балок, такая рама имеет меньшую массу. Рама тележки моторного вагона ЭР2 состоит из двух продольных боковин и двух средних поперечных балок. Для увеличения зазоров между корпусами букс и продольными балками в местах расположения букс на нижней плоскости продольных балок имеется углубление. По обеим сторонам выемки к нижней плоскости балки приварены буксовые направляющие с наличниками из антифрикционного чугуна.
В моторной тележке электропоездов ЭР2Р, ЭР2Т применены продольные балки, плавно сужающиеся к концам. Рамы тележек моторных вагонов электропоездов ЭР2Р и ЭР2Т отсутствуют буксовые направляющие (на месте буксовых проемов приварены специальные литые кронштейны для крепления буксовых поводков 2 и 3). В расточенные отверстия средней части боковин 1 вварены литые стаканы для установки подвесок центрального подвешивания. Стаканы соединяют верхнюю и нижнюю стенки поперечных балок.
К боковинам приварены литые балки с шарнирно закрепленными подвесками траверс тормозных башмаков; детали, поддерживающие рычажную передачу; опорные плиты для крепления тормозных цилиндров; кронштейны гидравлических и фрикционных гасителей колебаний и продольных поводков, передающих усилия тяги и торможения кузову вагона. Поперечные балки коробчатого сечения сварены из двух штампованных боковин и усилены вваренными внутрь диафрагмами. Внизу поперечные балки соединены съемными распорками.
Рамы тележек электровозax ВЛ11
На грузовых электровозах ВЛ11 на продольных балках также предусмотрены буксовые кронштейны . На продольный лист балки приварены накладки, к которым приварены кронштейны люлечного подвешивания. На концевых брусьях, а также с внутренней стороны боковины имеются кронштейны для тормозной системы, а с наружной стороны балки — кронштейны под гидравлические гасители.
Рамы тележек электровозов ЧС4 и ЧС4Т
К составным элементам сварной рамы тележки электровозов ЧС4 и ЧС4Т относятся: штампованно-сварные боковины , шкворневой брус, поперечный брус, передняя и задняя концевые балки. Шкворневой брус расположен между первой, второй или пятой, шестой осями и представляет собой полую балку коробчатого сечения, сваренную из двух фасонных штампованных элементов. Верхняя часть коробки боковины имеет корытообразную форму, выполнена штамповкой из стального листа толщиной 12 мм. Нижняя часть коробки сварена из трех листов: горизонтального толщиной 14 мм и двух вертикальных толщиной 12 мм. Нижний пояс рамы фасонный; вырезы в вертикальных листах и изгибы горизонтального образуют надбуксовые выемки и большие кронштейны крепления буксовых поводков. Нижний горизонтальный лист разрезной, состоит из шести частей. Малые кронштейны 3 буксовых поводков представляют собой отливку; ее вваривают в разрыв между смежными составными частями горизонтального листа.
В местах расположения витых пружин буксового рессорного подвешивания горизонтальный лист имеет уширения для крепления опор. В буксовых выемках над центрами осей колесных пар к нижнему горизонтальному листу приварены ограничители перемещений буксы относительно рамы тележки. Их используют при контроле зазоров между буксой и рамой тележки под нагрузкой от веса подрессоренных частей (развеске электровоза). На верхней части коробки боковины закреплены плиты, на которые опираются пружины второй ступени подвешивания. Плиты свободно уложены на верхнюю горизонтальную плоскость боковины. К ним приварены охватывающие боковину косынки, которые в свою очередь приварены к вертикальным стенкам по периметру отверстий в косынках. Это позволяет исключить места сварки (концентраторы напряжений) из области высоких напряжений — с горизонтальной плоскости. На верхней горизонтальной плоскости установлены внутренние и внешние ограничители вертикальных перемещений рамы тележки относительно главной рамы кузова.
Шкворневой брус связывает боковины; кроме того, на нем размещено гнездо с возвращающим устройством, а также место крепления первого и второго тяговых двигателей и корпуса редуктора привода первой оси. По конструкции брус представляет собой полую балку коробчатого сечения, сваренную из двух фасонных штампованных элементов. Литая коробка шкворневого узла приварена к средней части балки. Опоры тяговых двигателей и плита крепления редуктора также литые и соединены с балками сваркой. Шкворневую балку приваривают к боковинам на расстояниях 105 от верхней и 140 мм от нижней горизонтальной плоскости. Такое соединение шкворневой балки с боковинами позволяет сместить концентратор напряжений, которым является место соединения, в зону малых напряжений, возникающих при вертикальном изгибе боковин. Указанная конструкция соединения с боковинами характерна для всех поперечных балок рамы тележки электровозов ЧС4 и ЧС4Т. К поперечной и передней концевой балкам приварены кронштейны крепления тормозных цилиндров 7 и рычажной тормозной передачи 8.
Для разгрузки первой набегающей оси и снижения износа бандажей на электровозах ЧС4 и ЧС4Т предусмотрены упругие межтележечные сочленения.
Наиболее ответственными узлами на продольных балках являются кронштейны, осуществляющие связь рамы с буксовым узлом и передающие силы тяги и торможения. Для создания прочного соединения длина сварного шва должна быть строго определенной, поэтому кронштейны имеют большие привалочные поверхности как на раме тележки электровоза ВЛ11, так и на электропоезде ЭР2. Эти кронштейн могут быть выполнены в виде челюстных направляющих (электровоз ВЛ8, электропоезд ЭР2); цилиндрических направляющих — шпинтонов (4С2К, 4СЗ, 4С7, 4С8); кронштейна под поводковую буксу (ВЛ 10, ВЛ 11 (всех исполнений), ЭР2Р, 4С4Т). В последнее время в нашей стране наибольшее распространение получили поводковые буксы.