ФГБ ОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»
Буксы. Этапы развития конструкции.
Методические указания
к лабораторной работе по дисциплинам «Вагоны. Общий курс» и «Подвижной состав железных дорог»
Москва – 2013
ФГБ ОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»
Буксы. Этапы развития конструкции.
Рекомендовано редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний для студентов специальности «Вагоны»
Москва – 2013
УДК 629.44
Б 90
Филиппов В.Н., Козлов И.В., Курыкина Т.Г., Шмыров Ю.А., Подлесников Я.Д. Буксы. Этапы развития конструкции : Методические указания. – М.: МИИТ, 2013 – 35 с.
Рассмотрено устройство буксовых узлов вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 мм стран СНГ, а также этапы развития конструкции.
© ФГБ ОУ ВПО «Московский
государственный университет
путей сообщения», 2013
Содержание
Введение____________________________________5
Назначение и классификация букс_____________6
Буксы с подшипниками трения скольжения_____8
Буксы с подшипниками качения______________12
Буксы с коническими подшипниками__________21
Другие варианты буксовых узлов_____________27
Задание для студентов_______________________33
Введение.
При изучении курса «Подвижной состав железных дорог», а именное устройства ходовых частей подвижного состава необходимо помнить, что именно в ходовых частях вертикальные и горизонтальные нагрузки от кузова передаются на вращающиеся колесные пары. Место этой передачи называется буксовым узлом или просто буксой.
Буксы устанавливаются на шейках осей колесных пар, а на них уже опираются элементы рамы тележки либо непосредственно, как у грузовой тележки ЦНИИ-Х3 (рис. 1.1), либо через рессорный комплект, как у пассажирской тележки КВЗ-ЦНИИ (рис. 1.2). Буксы, располагаясь на шейках оси, преобразуют вращательное движение колесных пар, обеспечивая продвижение вагона с необходимыми скоростями. Буксы воспринимают и передают колесным парам силы тяжести груженого кузова, а также динамические нагрузки, возникающие при движении вагона. Буксы предохраняют шейки оси от загрязнения и повреждения, являясь резервуаром для смазки и местом размещения подшипников, они ограничивают продольные и поперечные перемещения колесных пар относительно рамы тележки.
1. Назначение и классификация букс.
В практике вагоностроения получило распространение большое количество типов и конструкций букс, которые можно объединить в отдельные группы. В зависимости от типа вагона их подразделяют на буксы грузовых и пассажирских вагонов, предназначенных для обычных, скоростных и высокоскоростных поездов. По типу подшипников их подразделяют на буксы с подшипниками качения и с подшипниками скольжения. По способу посадки внутреннего кольца роликового подшипника на шейку оси применяют буксы на горячей и на втулочной посадке. По типу торцевого крепления внутреннего кольца подшипника на шейке оси — с креплением гайкой или шайбой, а некоторые из них оснащаются упругими элементами. По количеству роликовых подшипников на шейке применяют буксы с одним или двумя роликовыми, а для скоростных и высокоскоростных вагонов — с дополнительным упорным шариковым подшипниками. Существуют буксы с корпусом и бескорпусные, кассетного типа с коническими подшипниками, а также буксы с упругими элементами, смягчающими удары и поглощающими шумовые колебания.
Рис. 1.1. Тележка грузовая.
Рис. 1.2. Тележка пассажирская.
2. Буксы с подшипниками трения скольжения.
Буксы с подшипниками скольжения подразделяют в зависимости от типа подшипника — с двух- и трёхслойным подшипником. По типу смазывающих устройств — на подбивочные, польстерные и с механическими устройствами, имеющими нижнюю или верхнюю систему подачи смазки к шейке оси. По конструкции корпуса буксы применяют с цельным, разъемным корпусом и бескорпусные, а по типу крышки — с откидывающейся на шарнире или глухой крышкой, укрепляемой на корпусе на болтах.
Недостатки букс с подшипниками скольжения, приводящие к массовым задержкам поездов из-за перегрева букс, повышению затрат по техническому обслуживанию и ремонту вагона, нарушению безопасности движения поездов послужили причинами перевода пассажирских и грузовых вагонов на буксы с подшипниками качения. С 1960 г. все пассажирские, а с 1983 г. все грузовые вагоны выпускают только на роликовых подшипниках.
Рассмотрим устройство буксы скольжения на примере типовой (рис. 2.1).
Рисунок 2.1. Типовая букса с подшипником скольжения тележки грузового вагона.
Букса с подшипником скольжения состоит из литого корпуса 1, подшипника 2, вкладыша 3, уплотняющей шайбы 4, подбивки (польстера с польстерной щёткой) 5 и крышки 6. В нижней части корпуса буксы находится запас жидкой осевой смазки.
Вертикальная нагрузка передаётся с корпуса буксы через вкладыш на подшипник скольжения. Осевая смазка при помощи подбивки смачивает поверхность шейки оси и при её вращении попадает под подшипник скольжения, образуя между ним и шейкой тонкий слой, тем самым обеспечивая работу узла.
Для подвода смазки к шейке оси в первых буксах применялась подбивка, уложенная на дно корпуса буксы. По капиллярам волокон подбивки смазка поступала к шейке оси. Позже стали применяться подбивочные валики, которые впоследствии были вытеснены польстером. Польстер имеет полушерстяную щётку, постоянно прижимаемую пружинами к шейке оси. По опущенным вниз фитилям смазка поступает к щётке.
В первых вагонах подшипники были медными, корпус был вначале чугунным, а затем стальным. Впоследствии подшипники изготовляли трёхслойными. Прилегал такой подшипник к шейке оси антифрикционным слоем, лучшим материалом для которого оказался кальциевый баббит. Между корпусом и антифрикционным слоем находилась латунная армировка. С 1978 г. стали применять двухслойные подшипники без латунной армировки. Такие более монолитные конструкции лучше отводят тепло, образующееся в результате трения баббита по шейке, чем трёхслойные.
Одной из первых букс скольжения была букса нормального типа. Её корпус состоял из верхней и нижней частей, соединённых двумя болтами с гайками и контргайками. Для осмотра шейки оси, подшипника, подбивки, смены подбивки нижнюю часть корпуса опускали вниз. Смазку в корпус буксы заливали через маслёнку, отлитую вместе с верхней частью корпуса. Смазка по одному каналу поступала к подшипнику, а по второму – к подбивке. Маслёнка закрывалась крышкой. Для удержания подбивки от выворачивания на дне нижней части корпуса имелись приливы.
В первых вагонах применялись и другие конструкции разъёмных букс, в которых вместо маслёнки имелось отверстие для добавления смазки. Оно закрывалось пробкой, а верхняя и нижняя части корпуса соединялись хомутом.
Разъёмные буксы обладали существенными недостатками: крепительные болты часто ослаблялись, в результате чего подбивка переставала питать смазкой шейку оси; из-за неплотного прилегания частей корпуса смазка загрязнялась и вытекала; в корпусе возникали трещины и отколы.
В 30-х годах разъёмные корпуса букс были вытеснены более надёжными цельнолитыми различных конструкций. У нетележечных вагонов боковые стенки корпуса имели узкие пазы для буксовых лап, а у тележечных – широкие для челюстей. В тележках без челюстей корпуса букс отливались с нижними боковыми опорами (крыльями) для цилиндрических пружин. В других тележках корпус имел поверхность удобной формы для опирания балансира, пружины или листовой рессоры. В поясных тележках грузовых вагонов корпус буксы был приспособлен для болтового соединения с поясами.