Конструкция Вагонов

Вотечественныхтележкахновогопоколения для скоростейдвиже- ния до 200 км/ч (модели 68-4075, 68-4076) устанавливают буксовые узлы, аналогичные показанномуна рис. 3.9. Такойбуксовыйузел име- еткорпусбуксыикассетныйдвухрядныйконическийподшипникраз- мером130x230x150 мм. Скаждойстороныбуксовогоузларасположе- ны внутренние и наружные крепительные крышки, между которыми размещаются уплотни- тельные кожухи. Внутренние крепительные крышки фиксируют в осевом направлении внутренние кольца под- шипника, наружные — наружное кольцо. Задняя внутренняя крепи- тельная крышка напрессовывается на предподступичную часть оси. Передние внутренняя и наружная крышки крепятся болтами соответ- ственно к торцуосии к корпусубуксы.

Лабиринтное уплотнение буксы обеспечивается кожухами со- вместно с кольцами, которые устанавливаются в кольцевые ка- навки внутренних передней и задней крышек.

Специалистами компании Вгепсо (США) и МПС России раз- работан двухрядный конический роликовый подшипник для ра- боты на железных дорогах России в пассажирских вагонах со скоростью движения до 200 км/ч и в грузовых с увеличенными осевыми нагрузками.

Кассетный буксовый узел (рис. 3.10) представляет собой готовую к установке конструкцию, отрегулированную на заводе-изготовите-

Рис. ЗЛО. Кассетныйбуксовыйузел

102

ле, заправленную смазкой и снабженную внутренними уплотне- ниями. Он имеет меньшие размеры и массу (55 кг), чем типовой буксовый узел (105 кг), а также требует в 2 раза меньшее коли- чество смазки на заправку узла. Для монтажа двух подшипников на колесную пару требуется 2 минуты.

Буксовый узел состоит из двухрядного подшипника, включа- ющего два ряда внутренних колец 6, двух комплектов коничес- ких роликов 10, двух сепараторов 8 и единого наружного кольца 7, выполняющего роль корпуса буксы. Положение подшипника на шейке оси фиксируется передней 5 и задней 11 крепительны- ми крышками, а также тремя упорными кольцами ( передним 2, средним дистанционным 9 и задним). Задняя 11 крепительная крышка за счет натяга имеет тугую посадку на шейке оси, а передняя 5 крепится к торцу оси тремя болтами 4, которые фик- сируются от самопроизвольного отворачивания стопорной шай- бой 3. Герметизация подшипника от проникновения пыли и вла- ги обеспечивается уплотнительными кожухами 1 (передним и задним) с упругими сальниками.

Монтаж типовых буксовых узлов. Для выполнения монтажа (сборки) букс с роликовыми подшипниками на горячей посадке предварительно производится подбор лабиринтного кольца и ци- линдрических подшипников. Лабиринтное кольцо подбирается по натягу — положительной разности внутреннего посадочного диаметра кольца и диаметра предподступичной части оси — рав- ному 0,08-0,15 мм. Подбор цилиндрических подшипников, уста- навливаемых на одну шейку оси, производится по натягу внут- ренних колец (0,04-0,065 мм), а также по разности радиальных зазоров (не более 0,02 мм) и осевому зазору.

Сборка начинается с установки нагретого до температуры 125-150° С лабиринтного кольца 12 на предподступичную часть оси 13 (рис. 3.11, а). Надевая кольцо, необходимо следить за тем, чтобы оно дошло до упора в торец предподступичной части оси.

После полного остывания кольца лекальным угольником про- веряется перпендикулярность его установки, а щупом — плот- ность посадки. Проверив правильность установки кольца в его лабиринт закладывают смазку.

Далее на резьбовую часть оси навинчивают направляющий стакан, предохраняющий ее от повреждений при последующей установке внутренних колец подшипников. Сначала надевают предварительно нагретое до 100-120° С внутреннее кольцо 11 зад-

103

Рис 311. Схема сборки типового буксового узла

пего подшипника бортом вперед и при помощи монтажной втул- ки продвигают его вплотную к лабиринтному кольцу. Затем устанавливают нагретое внутреннее кольцо 10 переднего подшип-

ника

Далее, сняв направляющий стакан, на шейку оси устанавли- вают упорное кольцо 5. Торцевой гайкой 4 (или торцевой техно- логической шайбой с болтами) все надетые на шейку оси детали затягивают в осевом направлении. По мере остывания внутрен- них колец гайку (или болты шайбы) подтягивают. После остыва- ния внутренних колец отвинчивают гайку (или болты шайбы), снимают упорное кольцо и проверяют щупом плотность приле- гания внутренних колец подшипников и лабиринтного кольца друг к другу.

В корпус 8 буксы, покрытый предварительно внутри тонким слоем смазки, последовательно устанавливают блоки заднего 7 и переднего 6 подшипников Каждый блок представляет собой на- ружное кольцо с роликами. При установке блоков следят за тем, чтобы маркировка на кольце блока заднего подшипника была обращена к лабиринтной части корпуса, на кольце блока пере- днего подшипника — к передней части корпуса. Пространство между роликами и наружными кольцами заполняется смазкой.

104

Корпус буксы, подготовленный таким образом, надвигается на ось по внутренним кольцам подшипников вплотную к лаби- ринтному кольцу. При надевании корпуса буксы (рис. 3.11, б) на внутренние кольца подшипников необходимо предварительно вставить специальную втулку 75 и раздвинуть ролики 14 После окончания надвига корпуса 8 (рис. 3.11, в) втулка 15 выйдет из буксы.

Далее на шейку оси надевают упорное кольцо 5 переднего под- шипника и на резьбовую часть оси навинчивают торцевую гайку 4 до соприкосновения с упорным кольцом или закрепляют бол-

тами торцевую шайбу. Под болты ставят стопорные шайбы, кон-

цы которых загибают на грань головки каждого болта.

При креплении подшипников торцовой гайкой в паз оси ус- танавливают стопорную планку 3, таким образом чтобы хвосто- вик планки вошел в одну из прорезей (шлиц) гайки. Стопорную планку закрепляют болтами 2 с пружинными шайбами. Болты связывают вязальной проволокой, пропущенной через отверстия в головках.

Далее в процессе сборки одна треть свободного пространства передней части буксы заполняется смазкой. Корпус буксы зак- рывается соединенными между собой крепительной и смотровой крышками 1, которые крепят к корпусу болтами с пружинными шайбами. Затяжка болтов должна быть равномерной. Между крышками устанавливают резиновую прокладку, а между тор- цом корпуса и фланцем крепительной крышки — резиновое кольцо.

После сборки измеряют зазор между фланцем крепительной крышки и торцом корпуса (должен быть не менее 0,3 мм) и про- веряется легкость вращения буксы относительно шейки оси.

33. ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ БУКСОВЫХ УМОВ

Увеличение скоростей движения и осевых нагрузок требует постоянного повышения эксплуатационной надежности буксо- вых узлов. Повышение эксплуатационной надежности буксовых узлов ведется исследователями и конструкторами по следующим направлениям повышение надежности и долговечности подшип- ников, улучшение качества смазки; повышение надежности и долговечности торцевого крепления подшипников; уменьшение

105

динамических нагрузок, действующих на подшипники; контроль за состояниям подшипников перед монтажом, строгое соблюде- ние требований монтажа; контроль за состоянием букс в поез- дах.

Повышение надежности и долговечности подшипников. Рабо-

тоспособность подшипников качения в последние годы заметно повысилась в результате применения новых материалов для их элементов, совершенствования технологии изготовления, улуч- шения геометрии контактных поверхностей и совершенствова- ния конструктивных элементов — сепаратора, роликов и колец.

Выполняются исследования по совершенствованию формы роликов и геометрии контакта роликов с бортами колец. Можно отметить в связи с этим "бомбинирование" роликов, т.е. внедре- ние новой конструкции роликов со скруглением несущей повер- хности кромок (бомбииой), и введение гарантированного разва- ла колец.

Особое внимание уделяется вопросам повышения усталост- ной прочности отдельных элементов подшипников.

Изготовление колец и роликов из хромистой стали регламен- тируемой прокаливаемое™ ШХ4, т.е. стали с поверхностным уп- рочнением, позволило повысить их усталостную прочность и долговечность в 2 раза, а также исключить разрывы внутренних колец и сколы бортов в процессе эксплуатации.

Упрочнение углов окон сепараторов методом холодной плас- тической деформации обеспечило повышение усталостной проч- ности сепаратора в 2-3 раза, а применение для их изготовления новой марки латуни ЛЦ400МцЗЖ увеличило усталостную проч- ность в 3-4 раза. В результате значительно сократилось число раз- рушений сепараторов и отцепок вагонов в пути следования.

Таким образом, в настоящее время внедрены предложения, исключающие разрушение наиболее ответственных деталей под- шипника — внутреннего кольца и сепаратора.

В мировой практике широко применяются пластмассовые се- параторы. Их важнейшие преимущества — незначительная мас- са, хорошие антифрикционные качества, возможность изготов- ления методом литья или под давлением с незначительными затратами. При недостаточной смазке пластмассовые сепарато- ры проявляют свои аварийные ходовые качества. В результате они нашли широкое применение за рубежом в качестве замени- телей массивных латунных сепараторов.

106

В настоящее время разработана и принята к серийному про- изводству рамная конструкция отечественного сепаратора из стеклонаполненного полиамида, обеспечивающая существенное повышение надежности работы буксового узла за счет устране- ния износов сепаратора по центрирующей поверхности и пере- мычкам. При этом устраняются окисление смазки, задиры тор- цов роликов и бортовых колец, исключается заклинивание подшипников из-за разрушения сепаратора. Новая конструкция сепаратора позволила повысить живучесть буксового узла в ава- рийном режиме и снизить необрессоренную массу подшипника.

Для вагонов нового поколения с осевой нагрузкой 245 кН разработана конструкция усиленной буксы, в которой применя-

ются подшипники размером 140x260x80 мм.

Улучшение качества смазки. Надежность работы буксовых уз- лов во многом определяется качеством смазки Консистентные смазки должны обеспечивать надежное разделение поверхностей трения элементов подшипника (торцов роликов и бортов колец) в условиях граничных режимов смазки. Применяемая в буксах смазка ЛЗ-ЦНИИ обладает хорошими противозадирными и противоизносными свойствами, обеспечивая нормальную рабо- ту буксы при отсутствии обводнения. Технический ресурс ее ра- боты по времени установлен 5 лет.

Проводятся работы по созданию новых влагостойких смазок на литиевой основе со специальными присадками. Так, ВНИ- ИЖТом разработана смазка "буксол", обладающая высокими противозадирными и противоизносными свойствами, как при

нормальных, так и при обводненных условиях работы.

Повышение надежности и долговечности торцевого крепления подшипников. В течение продолжительного времени проводятся

комплексные работы, направленные на повышение надежности и долговечности торцевого крепления подшипников. Рассмот- рим основные из них.

На осях РУ1, изготавливаемых на автоматических линиях, резьба Ml 10x4 выполняется накаткой, что увеличивает ее проч- ность в 1,5-2 раза по сравнению с нарезанной резьбой.

Внедрена гайка с кольцевой выточкой, что повышает ее по- датливость, а, следовательно, и упругость. Кольцевая выточка глубиной 23 мм, придавая гайке упругость, обеспечивает вклю- чение в работу увеличенного числа витков резьбы со стороны заднего торца. Лучшее распределение нагрузки по виткам резь-

107

бы способствует тому, что усилие первоначальной затяжки доль- ше сохраняется при действии осевых нагрузок.

При монтаже буксового узла производится предварительное об- жатие резьбы Ml 10x4, а окончательная затяжка гайки выполняется по углу или с применением специальных стендов или гайковертов.

В осях типа РУ1Ш внедрено торцевое крепление подшипни- ков шайбой с четырьмя болтами М20 вместо трех. Введена рег- ламентированная затяжка болтов М20 динамометрическим клю- чом, повышен класс прочности болтов до 4,8 вместо 3,6, и резьба в них выполняется накаткой вместо нарезки.

Торцевую тарельчатую шайбу предложено изготавливать из стали 40Х и ввести ее термическую обработку, что придаст ей бо- лее высокие упругие свойства. Изменена конструкция стопорения болтов М20 от самоотвинчивания. В частности, наиболее повреж- даемый элемент — прижимные шайбы заменены пластинчатой отгибной объединенной шайбой для четырех болтов. Отработана технология монтажа болтов М20 с целью выравнивания усилий затяжки.

Гарантийный срок эксплуатации колесной пары по качеству сборки торцевого крепления подшипников установлен до трех

лет.

Уменьшение динамических нагрузок, действующих на подшип-

ники. Снижение действующих на подшипники динамических сил обеспечивается введением резиновых прокладок между корпу- сом буксы и рамой тележки или между наружными кольцами подшипников и элементом, передающим нагрузку на подшипни- ки от рамы тележки.

Первый путь использован в конструкции тележек моделей 18-115 и 18-131. Наиболее эффективен — второй путь. Он реа-

лизован в конструкции бескорпусного буксового узла с упругим элементом. Передача нагрузки от боковой рамы на наружные кольца подшипников осуществляется в такой буксе через специ- альный промежуточный элемент — адаптер. Корпуса буксы как такового нет. Его роль выполняют наружные кольца подшипни- ков. Применение массивной резиновой прокладки между наруж- ными кольцами подшипников и адаптером повышает долговеч- ность подшипников за счет снижения воздействия динамических

нагрузок.

Контроль за состоянием подшипников перед монтажом и соблюдением требований монтажа. Исследования проведенные

ВНИИЖТом показали, что начиная с 1981 г. на сети дорог на- блюдается тенденция увеличения числа отцепок вагонов из-за недопустимого нагрева букс в пути следования поездов. Среди основных причин, приводящих к разрушению роликовых под- шипников, решающими являются нарушения технологии ремон- та буксовых узлов в роликовых цехах вагонных депо и вагоно- ремонтных заводов.

Учитывая, что надежность существующей конструкции бук- сового узла с цилиндрическими подшипниками во многом за- ывисит от качества ремонтных работ ведется разработка новой

безремонтной конструкции буксового узла кассетного типа с

двухрядным малогабаритным коническим роликовым подшип- ником. Такие буксовые узлы (см. рис. 3.9 и 3.10) применяются за рубежом в высокоскоростном движении и в отечественных те-

лежках нового поколения для скоростного движения.

Контроль за состоянием букс в поездах. Цель такого контро-

ля — своевременное изъятие из эксплуатации колесных пар, у которых подшипники или стопорные устройства находятся в стадии разрушения.

Внешним проявлением ненормальной работы буксы является повышенная температура ее корпуса. Поэтому буксы пассажир- ских вагонов оборудованы термодатчиками, позволяющими сво- евременно получать сигналы о чрезмерном нагреве буксы. Све- товой и звуковой сигнал перегрева поступают в купе провод- ника, который обязан принять меры к остановке поезда.

Грузовые вагона оборудовать такими устройствами не пред- ставляется возможность. Поэтому выявление греющихся букс в грузовых поездах производится с помощью систем ПОНАБ (приборов для обнаружения аварийно нагретых букс) и ДИСК- Б (комплексной дистанционно-информационной системы обна- ружения перегретых букс).

Системы ПОНАБ и ДИСК-Б используются для обнаружения бесконтактным способом нагретых букс в движущемся подвиж- ном составе. Принцип их действия основан на улавливании от перегретых (свыше 110° С) букс вагонов тепловых инфракрасных излучений. Обычно регистрируется наличие нагретой буксы, порядковый номер вагона (оси) и сторона вагона. Система ДИСК осуществляет кроме этого контроль состояния колесной пары, наличия дефекта по кругу катания, а также наличия нега- баритных предметов на движущемся поезде.

3.4. РДСЧЕТ РОЛИКОВЫХ ПОДШИПНИКОВ______________

Буксовые узлы в эксплуатации передают все основные статичес- кие и динамические нагрузки от рамы тележки вагона вращаю- щимся колесным парам. Они должны обеспечивать при этом высокую надежность в сложных условиях эксплуатации, выдер- живать нормируемую долговечность работы. Наиболее ответ- ственным элементом буксового узла является подшипник.

Долговечность подшипников представляет собой срок службы, измеряемый километрами пробега или числом оборотов, в тече- ние которого не должны появляться признаки усталости метал- ла не менее чем у 90% подшипников данной их группы при оди- наковых условиях эксплуатации. На этом понятии основаны значения динамической грузоподъемности, приводимые в ката- логах и используемые при расчете долговечности вагонных под- шипников.

Долговечность роликовых подшипников в километрах пробе- га вагона для типового буксового узла

где— динамическая радиальная грузоподъемность подшипников: определяется по ГОСТ 18855 либо по каталогу;

— диаметр круга катания среднеизношенного колеса: при номи- нальном диаметре колеса 0,95 м принимаетсям;

— эквивалентная динамическая сила на один подшипник.

Эквивалентная динамическая сила, приходящаяся на ролико- вый подшипник,

где— вертикальная статическая сила, действующая на один под- шипник в эксплуатации, Н,

— масса вагона брутто;

— масса колесной пары;

110

— число колесных пар в вагоне;

— число подшипников в одной буксе, воспринимающих ради- альные нагрузки: для типовой буксы;

— коэффициент, учитывающий динамичность приложения на- грузки в эксплуатации:— для пассажирских вагонов,

— для грузовых.

Расчетная долговечность роликовых подшипников, опреде- енная по формуле (3.1), должна быть не менее 3 млн. км для :ассажирских и 1,5 млн. км для грузовых вагонов.

Определив расчетную долговечность в километрах пробега, южно подсчитать число сделанных оборотов подшипником за тот пробег, используя формулу

В случае проверки на долговечность нетипового подшипника данные о котором в каталоге отсутствуют) или при нетиповом го нагружении динамическая грузоподъемность Сг определяет- я по формуле, рекомендуемой стандартом для роликовых ради- льных и радиально-упорных конструкций.

Наряду с расчетом долговечности элементы роликовых под- ципников проверяются на контактную прочность.

Контактные напряжения на поверхностях соприкосновения [аиболее нагруженного ролика (рис. 3.12) и колец цилиндричес- :ого подшипника, МПа,

Расчетная радиальная нагрузка, действующая в эксплуатации ia наиболее нагруженный ролик цилиндрического подшипника см. рис. 3.12),

111

Рис. 3.12. Схема нагруженвд роликового подшипника

где— статическая нагрузка на один подшипник;

— число роликов в подшипнике.

Полученные по формуле (3.5) контактные напряжения не дол- жны превышать допускаемых, т.е. должно соблюдаться условие

где— допускаемые контактные напряжения, которые для стали марки ШХ15СГ принимаются равными [о] = 3500 МПа.

Пример. Определить контактные напряжения в материале роли- ков, дорожках качения внутреннего и наружного колец цилиндри- ческого подшипника с условным обозначением 42726.

число роликов в подшипнике 2=14, фактическая длина ролика (фак- тическая длина контакта ролика с кольцом) р ол ик а мм , мм , мм .

Решение. 1. Определим статическую нагрузку, приходящуюся на один подшипник, по формуле (3.3)

112

2.Подсчитаем радиальную нагрузку, действующую на наиболее нагруженный ролик цилиндрического подшипника, по формуле (3.6)

3.По формуле (3.5) рассчитаем контактные напряжения в мате- риале наиболее нагруженного ролика цилиндрического подшипни- ка и дорожек качения колец:

внутреннего

наружного

Таким образом, соблюдается условие (3.7), т. е. контактная прочность материала роликовых подшипников с условным обо- значением 42726, применяемых в рассматриваемом вагоне, обе- спечена.

113

fl- РЕССОРНОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ

4.1.НАЗНАЧЕНИЕ. СОСТАВ И КЛАССИФИКАЦИЯ РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ______________________

Рессорное подвешивание вагонов связывает ко- лесные пары с рамой тележки и кузовом и предназначено для уменьшения динамического воздействия пути на вагон и вагона на путь. Оно состоит из упругих элементов, возвращающих уст- ройств и гасителей колебаний. Упругие элементы смягчают (амортизируют) толчки и удары от пути движущемуся вагону в вертикальной плоскости, а возвращающие устройства — в гори- зонтальной плоскости. Гасители колебаний служат для гашения (демпфирования) колебаний обрессоренных масс вагона с тем, чтобы уменьшить амплитуду колебаний.

Упругие элементы вагона обычно расположены между колесны- ми парами и кузовом. Под действием динамических сил со стороны колесной пары при перемещении вагона они деформируются и обес- печивают плавные колебательные движения обрессоренных масс, уменьшая ускорения и силы, воспринимаемые кузовом. В качестве упругих элементов вагонов в основном используются витые пружи- ны. Применяются также резинометаллические элементы, пневмати- ческие, торсионные, кольцевые и другие типы упругих элементов. В старотипных тележках встречаются листовые рессоры.

Если в системе рессорного подвешивания силы сопротивления отсутствуют или неоправданно малы, то при движении вагона по периодическим неровностям пути могут возникнуть большие амп- литуды колебаний кузова на рессорах и особенно при резонансе, когда частоты вынужденных и собственных колебаний равны. По- этому для гашения таких колебаний в систему рессорного подвеши- вания вводят специальные устройства — фрикционные или гидрав- лические гасители (демпферы). Они снижают ускорения колебатель- ного движения и уменьшают воздействие динамических сил на ва- гон, обеспечивая плавный ход. Для того чтобы динамические силы

114

были минимальными и не превышали допустимых значений, а плав- ность хода оставалась постоянною в процессе длительной эксплуа- тации вагона, необходима высокая надежность работы подвешива- ния. Кроме того, параметры рессорного подвешивания должны соответствовать расчетным значениям и несущественно изменяться с течениям времени.

Рессорное подвешивание р а з л и ч а е т с я : числом ступеней — одинарное и двойное;

местом размещения в тележке — буксовое и центральное; типом возвращающих устройств (горизонтальным подрессори-

ванием) — люлечной, безлюлечной и поводковой конструкции; конструкцией упругих элементов — с металлическими, рези-

нометаллическими и пневматическими упругими элементами; типом и конструкцией демпфирующих устройств — с гасите- лями колебаний сухого и вязкого трения, т.е. с фрикционными и

гидравлическими гасителями.

4.2.УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ВОЗВРАЩАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА_______________________________________

Упругие элементы. В рессорном подвешивании современных ва- гонов наибольшое распространение получили цилиндричес- кие пружины (рис.4.1).

Они просты в изготовле- нии, надежны в работе и хорошо амортизируют вертикальные и горизон- тальные толчки и удары. Однако они не могут га- сить колебания обрессо- ренных масс вагона и по- этому применяются только в сочетании с гасителями колебаний.

Пружины изготавлива- ют в соответствии с ГОСТ 14959. Опорные поверхно-

сти пружин делают плос- Рис. 4.1. Цилиндрическая пружина

115

кими и перпендикулярными к оси. Для этого концы заготовки пружины оттягиваются на 1/3 длины окружности витка. В резуль- тате этого достигается плавный переход от круглого к прямоу- гольному сечению. Высота оттянутого конца пружины должна быть не более 1/3 диаметра прутка d, а ширина — не менее 0,7'd.

Характеристиками цилиндрической пружины являются: диа- метр прутка d, средний диаметр пружины D, высота пружины в свободном Н и сжатом Н состояниях, число рабочих витков

ев еж *

«р и индекс т. Индексом пруу/сипы называется отношение средне- го диаметра пружины к диаметру прутка, т.е. т = D/d.

Для изготовления вагонных пружин применяются стали 55С2, 55С2А, 60С2, 60С2А (ГОСТ 14959). Химический состав сталей в процентах: углерода — 0,52-0,60 (55 С2), 0,53-0,58 (55С2А), 0,57- 0,65 (60С2), 0,58-0,63 (60С2А); кремния — 1,5-2,0 (55 С2, 55С2А, 60С2), 1,6-2,0 (60С2А); марганца — 0,60-0,90; хрома — не более

0,30. Механические свойства термически обработанных сталей 55С2 и 60С2: предел текучести 1175 МПа, при относительном удлинении 6% и сужении площади сечения 30 и 25% соответ- ственно.

Рессора Галахова (рис. 4.2) состоит из двух половин 1

незамкнутых листовых рессор, наложенных друг на друга. Каж-

дал половина составлена из пяти рядов 2, а ряд из шести-семи листов желобчатой стали. Листы каждой половины ряда 2 со- единены шпилькой и стянуты посередине хомутом 3, надетым в горячем состоянии и обжатом прессом. По концам половин к коренным листам рессор приклепаны наконечники 4. Наконеч- ники нижней половины имеют буртики с вырезом длиной 40 мм, а верхней половины — желоба с выступами, размеры которых соответствуют вырезам в нижней половине. Наличие вырезов и выступов не допускает сдвига половин рессор относительно друг друга в поперечном направлении.

Пневматич еские рессоры используются в тележках вагонов скоростного поезда ЭР-200 и вагонов метрополитена. За рубежом они находят применение в тележках грузовых и пасса- жирских вагонов, особенно в вагонах высокоскоростных поездов. Эти рессоры способны поддерживать кузов на одном уровне от- носительно головок рельсов независимо от величины нагрузки. Кроме того, они имеют меньшую массу и обладают вибро- и шу- могасящими свойствами. Недостаток пневмоподвешивания — сложность конструкции и эксплуатации, так как его работа требу- ет наличия источника питания рессор воздухом, системы трубо- проводов и арматуры. В рессорном подвешивании вагонов при- меняются пневморессоры баллонного (рис. 4.3, а), диафраг- менного (рис. 4.3, б) и смешанного типов (рис. 4.3, в). Наибольшее распространение получили рессоры диафрагменного типа, так как они имеют регулируемые характеристики вертикальной и го- ризонтальной жесткости.

Рис. 4.3. Типы пневматических рессор:

а — баллонный; б — диафрагменный; в — смешанный; / — надрессор- ная балка; 2 — диафрагменный баллон; 3 — корпус

Возвращающее устройство люлечпого типа (рис. 4.5) состоит из двух люлек, подвешенных к раме тележки. Каждая люлька состоит из поддона 5 и люлечных подвесок 2, шарнирно соеди- ненных между собой и с рамой. Поддоны предназначены для размещения пружин 4 центрального подвешивания, которые в свою очередь служат опорой надрессорной балки 3 тележки. При отклонении кузова 1 в поперечном направлении надрессорная балка 3, подвешенная на двух люльках, перемещается относи- тельно рамы тележки. При этом происходит отклонение люлеч- ных подвесок 2 и дополнительное сжатие пружин 4, что и вызы- вает возникновение возвращающего усилия.

Люлечные подвески выполняют вертикальными или наклон- ными, однозвенными или двухзвенными. В тележках типа КВЗ- ЦНИИ применяются вертикальные шарнирно-сочлененные двух- звенные люлечные подвески. В этом случае при больших откло- нениях надрессорной балки создаются дополнительные возвра- щающие усилия за счет перемещения нижнего звена, когда верх- нее звено отклонилось до упора. В типовых тележках используют- ся вертикальные однозвенные люлечные подвески (см. рис. 4.5).

Возвращающие устройства люлечного типа применяются в те- лежках пассажирских вагонов для скоростей движения до 160 км/ч.

В тележках скоростных пассажирских вагонов и вагонов ди- зель-поездов, а также в тележках нового поколения пассажирс- ких вагонов для скоростей движения до 160 км/ч используются

возвращающие устройства безлюлечного типа В этих тележках функции возвращающих устройств выполняют упругие элемен- ты центрального подвешивания — пружины или пневматичес- кие рессоры. Возвращающие усилия в этом случае создаются за счет сил упругой деформации пружин и резино-кордной оболоч- ки пневматических рессор.

Возвращающее устрой- ство поводкового типа состо-

ит из двух продольных по- водков, упруго связывающих надрессорную балку с рамой тележки. Такие устройства применяются в тележках пас- сажирских вагонов с опира-

нием кузова на боковые Рис. 4.5. Схема возвращающего скользуны. устройства люлечного типа

119

43.ГДСИТЕЛИ КОЛЕБАНИЙ______________________________

Гасители колебаний вводятся в рессорное подвешивание для создания сил сопротивления колебательному процессу обрессо- ренных масс вагона и уменьшения амплитуд при резонансах. Применяемые в подвешивании вагонов гасители колебаний по характеру сил сопротивления можно разделить на две группы: фрикционные и гидравлические.

Фрикционные гасители колебаний. Во фрикционных гасите- лях необходимое сопротивление колебаниям обрессоренных ча- стей вагона создается силами трения, возникающими при отно- сительном смещении трущихся деталей. Эти силы могут быть постоянными или переменными за один цикл в зависимости от конструктивных особенностей гасителей.

Достоинством фрикционных гасителей колебаний является про- стота конструкции и надежность работы. Поэтому они широко применяются в рессорном подвешивании тележек грузовых ваго- нов, а также в буксовом подвешивании тележек пассажирских ваго- нов. К недостаткам таких гасителей можно отнести: недостаточ- ную стабильность работы, т.е. изменение характеристик гасителя в результате изменения состояния трущихся поверхностей; невоз- можность регулирования сил трения в зависимости от режима ко- лебаний вагона; большие силы трения покоя, препятствующие про- гибам рессорного подвешивания при малых скоростях движения.

Имеются различные типы фрикционных гасителей колебаний: клиновые, телескопические, дисковые и рычажные. Наибольшее распространение в рессор- ном подвешивании ваго- нов получили клиновые

фрикционные гасители.

ми на колонках 4 боковой рамы тележки. Клинья опираются на двухрядные цилиндрические пружины 5. При колебании обрессо- ренных масс вагона фрикционные клинья перемещаются относи- тельно фрикционных планок и наклонных поверхностей надрес- сорной балки, в результате чего возникают силы трения, способ- ствующие созданию сопротивления колебательному процессу. Величина силы трения пропорциональна прогибу пружин. Она возрастает по мере увеличения прогиба, так как в этот момент возрастают силы, прижимающие клинья к фрикционной планке.

менных тележек пассажирских вагонов размещены внутри пружин рессорного подвешивания. В этом гасителе (рис. 4.8) имеется втул- ка 3, надетая на шпинтон 12 рамы тележки. Вокруг втулки располо- жены шесть фрикционных клиньев (конусных секторов) 5. Под дав- лением пружины 2 конусные кольца 4 и 13 прижимают клинья к втулке. В процессе колебаний рамы 75 тележки относительно бук- сы 14 происходит перемещение клиньев по втулке. В результате этого возникают силы трения, которые гасят колебания.

Гидравлические гасители колебаний. Такие гасители устанавлива- ют в тележках пассажирских вагонов. В гидравлических гасителях сила сопротивления создается за счет перетекания жидкости через уз- кие (дроссельные) отверстия из подпоршневой полости рабо- чего цилиндра в надпоршневую и резервуар (при ходе поршня вниз) и из надпоршневой полости рабочего цилиндра и резервуара в подпорш- невую (при ходе поршня вверх). При этом силы сопротивления с те-

121