4. Тележка модели цнии – х3 (18-100) и другие типовые тележки.
В 1955 году было начато серийное производство тележки 18-100 (рис. 4.1, 4.2), которая была разработана с учётом существовавших на то время характеристик верхнего строения пути и норм содержания рельсовой колеи. Первоначально тележка комплектовалась буксами скольжения. Во время перехода на буксы качения буксовый проём тележки подвергся изменению.
Рисунок 4.1. Тележка ЦНИИ-Х3 (модель 18-100) с буксами скольжения.
Рисунок 4.2. Тележка модели ЦНИИ-Х3 (18-100) с буксами качения.
Тележка модели 18-100 состоит из литой надрессорной балки, двух литых боковым рам, колёсных пар с подшипниками качения и других элементов.
Тележка имеет одну ступень подвешивания – центральную, состоящую из 7 двухрядных пружин (число которых можно сократить до 5 для снижения жесткости) и фрикционного клинового гасителя колебаний (по два клина на каждую боковую раму). Кузов вагона опирается на подпятник надрессорной балки, а между скользунами рамы вагона и тележки имеется зазор. На типовые тележки устанавливаются клинья, изготовленные из стали, однако, эксплуатировались и тележки с чугунными клиньями, обладающими меньшим коэффициентом трения (0,15 против 0,25).
Вертикальные нагрузки в тележке передаются от пятника вагона на подпятник надрессорной балки, далее через цилиндрические двухрядные пружины на боковые рамы и через опорные поверхности на корпуса букс. Колёсные пары удерживаются в буксовом проёме челюстями.
На основе тележек модели 18-100 изготавливались четырёхосные тележки модели 18-101, состоящие из 2-х тележек 18-100 и штампосварной соединительной балки (рис. 4.3).
Рисунок. 4.3. Четырёхосная тележка модели 18-101.
Соединительная балка такой тележки изготавливалась либо литой конструкции, либо из штампосварной (рис. 4.4) из прокатной стали 09Г2Д.
Рисунок. 4.4. Штампосварная соединительная балка тележки 18-101.
Соединительная балка штампосварной конструкции состоит из штампованных элементов: верхнего листа 1 толщиной 16 мм, нижнего листа 2 толщиной 20 мм, четырех опор крайних скользунов 5, двух крайних пятников 4 и одного центрального подпятника 8. Подпятник приваривается к верхнему листу балки, а крайние пятники - к нижнему.
Крайними пятниками 4 балка опирается на подпятники двухосных тележек. Центральный подпятник 8 тележки со шкворневым отверстием является опорой пятника рамы вагона. Балка усилена продольными ребрами жесткости 3 и поперечными 7. По бокам средней части балки приварены центральные скользуны 6, которые являются дополнительными опорами кузова при вписывании вагона в кривые участки пути при проходе стрелочных переводов.
Специалистами МИИТа разрабатывалась четырехосная тележка с опиранием на скользуны двухосных типовых тележек (рис. 4.5) с улучшенными динамическими качествами.
Рисунок 4.5. Четырехосная тележка с опиранием на скользуны двухосных тележек.
В конструкции тележки применена облегченная соединительная балка, непосредственно к которой крепятся тормозные цилиндры с рычажной передачей (рис. 4.6).
Рисунок 4.6. Соединительная балка четырехосной тележки с опиранием на скользуны.
Балансирная система опирания кузова на тележку способствует устойчивому движению вагона при высоких скоростях. В конструкции тормозной системы тележки применен индивидуальный привод на каждую двухосную тележку.
Кроме двухосных и четырехосных тележек была создана трехосная тележка УВЗ-9М (модель 18-102), которая служит для подкатки под грузовые вагоны грузоподъемностью 93 – 95 т, а также под специальный подвижной состав. По сравнению с другими типами трехосных тележек тележка УВЗ-9М (рис. 4.7; 4.8) имеет определенное преимущество. Ее рессорное подвешивание позволяет добиться большего запаса устойчивости от схода колесной пары с рельсов при движении в порожнем состоянии со скоростью выше 90 км/ч. Пружины взаимозаменяемы с пружинами тележки 18-100. Общий недостаток трехосных тележек — высокая трудоемкость, сложность технического обслуживания, особенно средней колесной пары. Такая тележка предназначена для шестиосных вагонов отечественных железных дорог и имеет четыре боковые рамы 2 и 6, три колесные пары с буксами 1 и 5, два балансира 4, шкворневую балку 9 с подпятником 8, две надрессорные балки 7, четыре комплекта рессорного подвешивания 3 и тормозную рычажную передачу.
Рисунок 4.7. Тележка модели УВЗ-9М (18-102).
Рисунок 4.8. Тележка модели УВЗ-9М (18-102).
Тележка УВЗ-9М имеет одну ступень подвешивания — центральную. В каждой боковой раме (отдельной) установлено 4 двухрядные цилиндрические рессоры и одна однорядная (передняя) с фрикционным гасителем колебаний внутри (рис. 4.9).
1 – прокладка; 2 – нажимной конус; 3 – раздвижные фрикционные клинья; 4 – опорное кольцо; 5 – пружина; 6 – стакан.
Рисунок 4.9. Фрикционный гаситель колебаний тележки УВЗ-9М.
Разрабатывались и другие варианты трёхосных тележек как с центральным, так и с надбуксовым подвешиванием, но распространения они не получили.
Для рефрижераторного подвижного состава была разработана тележка модели КВЗ-И2 (рис. 4.10), представляющая собой пассажирскую тележку ЦМВ с уменьшенной базой. Благодаря более мягким рессорам (по сравнению с рессорами типовых грузовых тележек) значительно увеличен статический прогиб тележки, что способствует уменьшению воздействия динамических сил на внутреннее оборудование рефрижераторного подвижного состава.
Рисунок 4.10. Тележка КВЗ-И2.
Рессорное подвешивание в тележке КВЗ-И2 двухступенчатое: в центральном подвешивании имеются две замкнутые пятирядные листовые рессоры системы Галахова, а в надбуксовом — однорядные цилиндрические рессоры. Гашение колебаний в надбуксовом подвешивании отсутствует.
Вертикальная нагрузка передаётся с кузова вагона через узел пятник – подпятник на надрессорню балку тележки, далее через листовые рессоры на люльку, закреплённую на раме тележки. С рамы нагрузка через однорядные цилиндрические рессоры надбуксового подвешивания передаётся на приливы корпусов букс. Колёсные пары связаны с рамой тележки при помощи шпинтонов.
Тормозная рычажная передача тележки выполнена с двухсторонним нажатием тормозных колодок на поверхность катания колеса.
Тележка модели 18-115 (рис. 4.11) с улучшенными динамическими характеристиками используется в специализированных грузовых вагонах, обращающихся со скоростями до 140 км/ч.
Рисунок 4.11. Тележка модели 18-115.
Опирание в тележке модели 18-115 осуществляется на подпятник и скользуны постоянного контакта. Упруго-фрикционный скользун (рис. 4.12) состоит из Г-образной плиты, опирающейся на ребро верхнего пояса надрессорной балки. Фрикционный клин, взаимодействующий с наклонной площадкой плиты, опирается на пружину, которая в нижней части фиксируется приваренной к плите бонкой. Верхние опорные поверхности фрикционных планок в свободном состоянии выступают над плоскостью подпятника на 6 – 12 мм, что регулируется прокладкой. Крепление фрикционной планки и регулировочных прокладок к клину осуществляется болтами с потайными головками.
Рисунок 4.12. Упругофрикционный скользун тележки модели 18-115.
Боковая рама тележки модели 18-115 опирается на корпус буксы через адаптер и резиновую прокладку переменной толщины. Центрирование и фиксация адаптера в буксовом проеме осуществляется благодаря специальным выступам, входящим в соответствующие выемки челюстей.
Рессорное подвешивание тележки модели 18-115 располагается по типу тележки ЦНИИ-Х3 (18-100). В качестве гасителя колебаний использован усеченный фрикционный клин, наклонная площадка которого развернута под углом 60о к продольной оси тележки, что обеспечивает лучшую связь боковых рам, чем у тележки модели 18-100.
Специалистами ОАО «НПК Уралвагонзавод» была разработана тележка модели 18-578 (рис. 4.13) с осевой нагрузкой 23,5 тс, рассчитанная на повышение межремонтных пробегов грузовых вагонов до 500 тыс. км и увеличение гарантийного срока эксплуатации до 4 лет.
Рисунок 4.13. Тележка модели 18-578.
В новой тележке изменена конфигурация боковой рамы в концевой части (коробчатое сечение вместо двутаврового), а также в зонах проема центрального подвешивания и кронштейнах крепления тормозного оборудования. Для повышения износостойкости трущихся рабочих поверхностей между клином и боковой рамой установлена составная фрикционная планка из стали, а в буксовом узле — съемные накладки с креплением через технологическое отверстие. В подпятнике размещена съемная чаша из стали, для которой используется смазка из композиционного твердосмазочного материала.
Центральное рессорное подвешивание тележки, состоящее из комплекта пружин и фрикционных клиновых гасителей колебаний, существенно не отличается от подвешивания тележки модели 18-100. Комплект пружин имеет силовую характеристику, обеспечивающую увеличенный статический прогиб, который под действием веса порожнего вагона составляет 13 мм, а груженого – 68 мм. Фрикционные клинья изготавливаются из высокопрочного чугуна. Для защиты от износа наклонной поверхности надрессорной балки на клине установлена сменная износостойкая полимерная накладка.
Тележка модели 18-578 комплектуется упруго-катковыми скользунами фирмы «Стаки» постоянного контакта.
В начале 2000-х гг. ОАО «НПК Уралвагонзавод» разработал тележку с нагрузкой 25 тс/ось модели 18-194-1 (рис. 4.14), предназначенную для подкатки под вагоны повышенной грузоподъемности. Конструкция тележки заимствована у тележки модели 18-578. Увеличение осевой нагрузки достигается за счет увеличения площади сечений несущих элементов тележки и применении колесных пар, рассчитанных на большую нагрузку.
Рисунок 4.14. Тележка модели 18-194-1.
Вертикальная нагрузка с боковых рам тележки передаётся на наружные кольца кассетных подшипников через стальные адаптеры с полимерными вибропоглотителями. Для предотвращения выпадения адаптеров при подпрыгивании тележки на сортировочных горках предусмотрены блокираторы, крепящиеся к буксовому проёму при помощи болтов.
На тележки модели 18-194-1 устанавливаются упруго-катковые скользуны фирмы «Стаки» или упругие скользуны постоянного контакта.