Тема 2: Общие понятия о подвижном составе.

К подвижному составу железнодорожного транспорта относятся локомотивы и вагоны.

Сцепленные между собой вагоны образуют состав. При сцеплении состава с локомотивом получается поезд.

Общее устройство вагонов.

Все вагоны имеют раму кузова, кузов (цистерну), тележки, тормозное и автосцепное оборудование.

Кузов вагона обычно составляет одно целое с рамой вагона. Рама вагона воспринимает вертикальные и горизонтальные усилия, действующие на вагон, и состоит из продольных и поперечных балок. В средней части концевых балок кузова имеются окна для размещения автосцепных устройств.

Кузов вместе с рамой опирается на две двухосные или трехосные, или четырехосные тележки. Тележки имеют возможность поворачиваться вокруг пятниковых опор на некоторый угол относительно рамы кузова для лучшего вписывания в кривые участки пути.

Вес вагона передается на буксы колесных пар, расположенные по концам осей, через упругие элементы рессорного подвешивания.

Автотормозное оборудование размещается под вагоном на рамах тележек, включающее пролетные трубы, концевые резиновые рукава, воздухораспределители, запасные резервуары, тормозные цилиндры, рычажную передачу и тормозные колодки.

Автосцепное оборудование.

Вагоны и локомотивы между собой соединяются автосцепками, которые обеспечивают автоматическое сцепление при сближении единиц подвижного состава и ручное расцепление при повороте рычага расцепного привода.

При сближении единиц подвижного состава каждая автосцепка передает усилие на поглощающий аппарат, понижающий усилие удара, передаваемого на раму кузова вагона или локомотива. Поглощающий аппарат может состоять из пружин или из пружин и трущихся поверхностей, а в последнее время применяют эластомерный амортизатор.

При сближении единиц подвижного состава малый зуб одной автосцепки скользит по наклонной поверхности большого зуба другой автосцепки и из-за маятникового подвешивания автосцепки расходятся в стороны. Малый зуб каждой автосцепки заходит за большой зуб другой автосцепки. Образовавшееся пространство между зубьями автосцепок заполняется выпадающими под собственным весом замками из обоих автосцепок.

При повороте рычага расцепного привода через цепочку поворачивается валик подъемника, уводя за собой замок. Из-за освободившегося пространства малый зуб может выйти из-за выступа большого зуба другой автосцепки. Автосцепки можно развести.

Рычаг расцепного привода расположен в двух кронштейнах, прикрепленных к раме кузова. Один кронштейн, расположенный около автосцепки, имеет цилиндрическое отверстие. Другой кронштейн имеет цилиндрическое отверстие, переходящее в овальное отверстие. В этом месте рычаг имеет с двух противоположных сторон плоские поверхности. В вертикальном положении рычаг находится в овальном отверстии кронштейна, тем самым исключая поворот рычага внешним посторонним предметом. Для возможности расцепления автосцепок рычаг необходимо приподнять, чтобы он находился в цилиндрическом отверстии, и повернуть. При повороте рычага через цепочку повернется валик подъемника и уведет замок внутрь. Если же в повернутом положении рычаг сдвинуть в сторону автосцепки и положить на полочку, приваренную к кронштейну, то рычаг останется в повернутом положении. Замок будет утоплен. При этом, обеспечивается работа автосцепки на «буфер». Можно переместить единицу подвижного состава вперед без сцепления и отъехать.

Высота автосцепки вагона от головки рельса зависит в большей степени от загруженности вагона и в меньшей степени из-за износа колес колесных пар. Разница по высоте сцепленных автосцепок допускается до 100мм. Ограничение определяется высотой рабочей поверхности замка. В новом разработанном УВЗ-ВНИИЖТом автосцепном устройстве разница по высоте автосцепок допускается до 140 мм.

Колесные пары.

Подвижной состав на рельсы опирается через колесные пары. Колесная пара вагона состоит из оси и двух цельных колес. Каждое колесо с внутренней стороны имеет гребень для направления колесной пары, а, значит, и экипажа по рельсовой колее. Гребень имеет уклон для безопасного следования по стрелочным переводам в против шерстном направлении. Поверхность катания имеет коническую поверхность с уклонами 1: 20 и 1: 7. Это обеспечивает самоцентрирование колесной пары при прохождении прямых участков пути, что уменьшает износ колес и рельсов, а при прохождении кривых участков пути уменьшает проскальзывание колеса, идущего по внутреннему рельсу. С наружной стороны каждое колесо имеет фаску для безопасного следования по стрелочным переводам в по шерстном направлении и для увеличения пробега до максимально допустимого уширения колеса. Колеса на ось насаживают или в нагретом состоянии с нагревом до 250 ÷ 280^оС, или напрессовывают в холодном состоянии специальным прессом с записью диаграммы усилия напресовки, которое не должно понижаться.

У локомотивов каждое колесо колесной пары состоит и колесного центра и бандажа. Профиль бандажа аналогичен профилю бандажа колеса вагона. Бандаж насаживается на колесный центр с натягом 1÷1,5 мм в нагретом состоянии, нагревается индукционным нагревателем до температуры 250 ÷ 320 ^оС. С наружной стороны бандаж имеет бурт. После насадки бандажа на колесный центр до остывания бандажа до 200 ^оС необходимо поставить бандажное стопорное кольцо в паз бандажа. По периметру колесного центра бандажное стопорное кольцо обкатывается.

Колесные центры у тепловозов дисковые диаметром 1050 мм, а у электровозов колесные центры, в основном, дисковые диаметром 1250 мм, а у некоторых электровозов спицевые для уменьшения неподрессоренного сцепного веса.

На ось колесной пары тепловоза насаживается прямозубое зубчатое колесо в нагретом состоянии или в холодном состоянии с усилием 800 кН.

На удлиненную часть ступицы колесного центра колесной пары электровоза насаживается косозубое зубчатое колесо по аналогии насадки зубчатого колеса колесной пары тепловоза. Таким образом, зубчатая передача на электровозах двухсторонняя косозубая, что облегчает работу тягового электродвигателя.

При опорно-осевом подвешивании тяговых электродвигателей на ось колесной пары электровоза или тепловоза с электрической передачей через подшипники скольжении навешивается тяговый электродвигатель, который другим концом подвешивается к раме тележки через пружинный аппарат или через маятниковую подвеску для обеспечения работы рессорного подвешивания. Этот способ подвешивания тягового электродвигателя простой и обеспечивает надежное зубчатое зацепление. Но с увеличением скорости движения из-за не подресоренности части тягового электродвигателя увеличивается сила удара, передаваемая на тяговый электродвигатель.

Поэтому у пассажирских локомотивов применяют опорно-рамное подвешивание, когда тяговый электродвигатель полностью крепится к раме тележки. Но при этом требуется промежуточный элемент для передачи вращающего момента от тягового электродвигателя на колесную пару, который конструктивно выполняется разными способами на локомотивах.

Рессорное подвешивание.

На каждый конец оси колесной пары через подшипники насаживается букса, а на ее через рессорное подвешивание опирается рама тележки.

Рессорное подвешивание смягчает удары, передаваемые на кузов со всем в нем содержащимся оборудованием, возникающие при движении по неровностям рельсовой колеи (по стыкам и стрелочным переводам). Рессорное подвешивание может состоять из листовых рессор или цилиндрических пружин, а может быть и комбинированным. В листовой рессоре смягчение ударов происходит за счет трения между листами. В цилиндрической пружине смягчение ударов происходит за счет упругости (за счет скручивания в каждом сечении стального прутка, из которого изготовлена пружина).

На некоторых электровозах применяется двухступенчатое рессорное подвешивание. Первая ступень рессорного подвешивания между буксой и рамой тележки. Вторая ступень рессорного подвешивания между рамой тележки и рамой кузова. При использовании цилиндрических пружин в рессорном подвешивании для уменьшения колебаний устанавливаются гидравлические гасители колебаний или амортизаторы.