Конструкция Вагонов

вания 3, две надрессорные балки 7, шкворневую балку 6 и тор- мозную рычажную передачу 8. Боковые рамы 2 и 5, шарнирно соединенные посредством балансиров 4, опираются на буксы крайних колесных пар непосредственно, а на буксы средней ко- лесной пары — через балансиры.

Боковая рама тележки литая. В средней части рамы имеется проем для размещения рессорного комплекта и надрессорной балки. На нижнем поясе среднего проема отлиты бонки и ребра, фиксирующие пружины рессорного комплекта, а для установки амортизатора сделано углубление. На одном конце рамы пре- дусмотрен проем для буксы, а на другом имеется хобот для опо- ры на противоположное плечо балансира средней колесной пары. Боковые рамы — взаимозаменяемые по диагоналям.

Шкворневая балка выполнена в виде Н-образной отливки. Она имеет опоры кузова: центральную — подпятник 9 и боковые — скользуны 10. На концах балки имеются челюсти и приливы для размещения надрессорных балок, а также отверстия для болтов, соединяющих надрессорные балки со шкворневой.

Балансир представляет собой стальную отливку в виде коро- мысла с^ центральным проемом для размещения буксы средней колесной пары. По концам балансир имеет отверстия для соеди- нения с хоботами боковых рам при помощи валиков.

Надрессорпая балка тележки литая, коробчатого сечения в форме бруса равного сопротивления изгибу. На одной верти- кальной стене расположены направляющие выступы для челюс- тей шкворневой балки, а на другой — кронштейны с отвер- стиями для болтов соединения надрессорных и шкворненой ба- лок.

Тележка имеет четыре комплекта рессорного подвешивания, каждый из которых состоит из четырех двухрядных цилиндри- ческих пружин и одного пружинно-фрикционного амортизато- ра. Пружины взаимозаменяемы с пружинами тележки модели 18100. Все литые детали (рамы, надрессорные балки, балансиры и шкворневая балка) изготавливают из углеродистой стали 20Л1 с пределом прочности 420 МПа.

Четырехосные тележки. Тележку модели 18-101 (рис. 5.14)

подкатывают под кузова восьмиосных вагонов большой грузо- подъемности. Конструкция тележки состоит из двух двухосных тележек 2 модели 18-100, связанных между собой штампосвар- ной соединительной балкой 1.

162

Рис. 5.14. Схема четырехосной тележки

Соединительная балка (рис. 5.15) изготовлена из прокатной стали 09Г2Д. Она состоит из двух штампованных элементов вер- хнего 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 приваривает- ся к верхнему листу балки, а крайние пятники — к нижнему.

Крайними пятниками 4 балка опирается на подпятники дву- хосных тележек. Центральный подпятник 8 тележки со шкворне- вым отверстием является опорой пятника рамы вагона. Балка усилена продольными ребрами жесткости 3 и поперечными 7. По бокам средней части балки приварены центральные скользу- ны 6, которые являются дополнительными опорами кузова при вписывании вагона в кривые участки пути или проходе стрелоч- ных переводов.

Кроме штампосварной соединительной балки в четырехосных тележках, выпускавшихся до 1971 года, применялись балки ли- той конструкции. Балка отливается из мартеновской стали пус- тотелой формы.

Для снижения массы четырехосных тележек и улучшения плавно- сти хода вагона разработана новая схема опирания кузова на двухос-

Рис. 5.15. Штампосварная соединительная балка

ные тележки (рис. 5.16, а) через скользуны 7. Благодаря тому, что вертикальная нагрузка при новой схеме опирания передается не на соединительную балку 3, ее выполнили облегченной (0,5 вместо 2,0 т). Соответственно и повреждения балки-связи практически ис- ключаются, так как действующие на нее горизонтальные нагрузки вызывают малые напряжения. Для недопущения перегруза передних двухосных тележек при появлении продольных сил во время тормо- жения или соударений вагонов опоры соединены тягами 2, позволя- ющими сбалансировать вертикальные нагрузки и равномерно рас- пределить их по всем четырем скользунам четырехосной тележки.

Рис. 5.16. Схема четырехосной тележки с опиранием кузова на скользуны двухосных тележек:

а — вид в плане; б — опорное устройство

Опорное устройство (рис. 5.16, б) включает в себя подвижный в вертикальном направлении шток 5, опирающийся на шаровую опору 4, установленную на скользуне 1 надрессорной балки те- лежки, корпус 9, верхнюю плиту 8, жестко связанную с корпусом 9. Между штоком 5 и плитой 8 установлены на оси /опорные под- шипники 6 (качения или скольжения) и тяга 2, соединяющая опор- ные устройства объединенных двухосных тележек. При возраста- нии нагрузки от кузова на корпус 9 передней тележки шток 5 и плита 8 начинают сближаться, перемещая подшипник 6 с тягой 2 влево. Этому перемещению оказывает сопротивление заднее опорное устройство, в котором подшипник стремится перекаты- ваться в сужающее пространство между штоком 5 и плитой 8.

В результате возникающих сил сопротивления нагрузка меж- ду передней и задней тележками выравнивается, предупреждая перегруз одной из них, что ведет к повышению надежности ра-

боты их деталей.

Основные направления развития конструкций тележек грузо-

вых вагонов. Не прекращается поиск новых конструктивных ре- шений, направленных на совершенствование выпускаемых теле- жек, а также работы по созданию новых перспективных тележек.

В ГПО "Уралвагонзавод" разработана новая двухосная те- лежка грузового вагона, по конструкции аналогичная тележке модели 18-100. В конструкции новой тележки предусмотрены упругие скользуны и полимерные прокладки в узлах трения (под- пятниках и фрикционных клиньях). Боковые рамы опираются на

буксы через промежуточные элементы (пластины из стали марки ЗОХГСА). Применение полимерных прокладок, выполненных на основе уретана, позволяет улучшить характер трения и обеспе- чить легкую их замену при износе.

Разработаны и изготовлены опытные образцы двухосных те- лежек с центральным подвешиванием, буксовым и двойным под- вешиванием. Тележки выполнялись как с трехэлементной рамой (две боковые рамы и надрессорная балка), так и с жесткой ра- мой, как с жесткими связями боковых рам с надрессорной бал- кой в плане, так и с упругодиссипативными (упругофрикцион- ными или упруговязкими) связями.

Проводятся исследования по созданию принципиально новой грузовой двухосной тележки с гидравлическими гасителями ко- лебаний, а также тележек с самоустанавливающимися осями и с раздвижными колесными парами, обеспечивающими автомати- ческий переход с колеи 1520 мм на 1435 мм. Разработана конст- рукция двухосной тележки с осевой нагрузкой 294 кН.

5.з. ТЕЛЕЖКИ пассажирских вагонов

Отличительной особенностью современных пассажирских ва- гонов является наличие двойного рессорного подвешивания — буксового и центрального. Обе ступени подвешивания работают последовательно, обеспечивая тем самым высокую суммарную гибкость рессорного подвешивания.

Рама пассажирской тележки опирается на бесчелюстные буксы через упругие элементы буксового подвешивания, которые вы- полняют функции первичного подрессоривания. В центральном подвешивании в отличие от грузовых тележек для гашения коле- баний ис-пользуются исключительно гидравлические демпферы.

Типовыми пассажирскими тележками являются двухосные те-

лежки моделей 68-875 (68-876) и 68-4065 (68-4066), обеспечиваю-

щие нормальную эксплуатацию вагонов со скоростью 160 км/ч. В эксплуатации имеются также тележки типа КВЗ-ЦНИИ.

Все эти тележки предназначены для пассажирских, почтовых, багажных, а также специальных вагонов массой брутто до 72 т и различаются жесткостью рессорного подвешивания.

Техническая характеристика тележек пассажирских вагонов приведена в табл. 5.2.

Таблица 5.2. Техническая характеристика тележек пассажирских вагонов

Тележка модели 68-875 (ТВЗ-ЦНИИ-М). Тележка (рис. 5.17) представляет собой вариант дальнейшего развития конструкции тележки типа КВЗ-ЦНИИ. Она состоит из двух колесных пар с буксовыми узлами 2, двойного рессорного подвешивания — бук- сового 3 и центрального 5, рамы 1, надрессорной балки 6 и тор- мозной рычажной передачи 7 Кузов опирается на тележку через скользуны 10 надрессорной балки; связь рамы с буксами — упругая шпинтонно-бесчелюстная; тормоз — колодочный с дву- сторонним нажатием колодок.

Рама тележки (рис. 5.18) — сварная Н-образной формы Она состоит из двух боковых 2, двух средних поперечных 10, четырех укороченных концевых 8 и четырех вспомогательных продольных 9 балок. Элементы рамы изготавливают из стали СтЗсп или 09Г2Д.

Боковые балки 2 рамы сварены из двух швеллеров № 20В и имеют замкнутое коробчатое сечение. В средней части сверху и снизу они перекрыты стальными усиливающими листами. К боковым балкам приварены снизу опорные плиты 3 с центрирующими кольцами, сбо- ку— кронштейны5 и7 длякреплениясоответственногасителейколе- банийипродольных поводков, а также упоры(вертикальные скользу- ны) 6 для ограничения перемещения надрессорной балки поперек вагона. К опорным плитам прикреплены болтами шпинтоны 1 буксо- вого подвешивания. В нижней части каждой боковой балки имеются два овальных отверстия для пропуска тяг-подвесок люльки и четыре отверстия для предохранительных скоб центрального подвешивания.

редачи. Эти балки отштампованы из листов толщиной 14 мм ко- рытообразного профиля. У продольных балок этот профиль от- крытый, а у концевых закрыт приваренной планкой толщиной 8 мм. К вспомогательным продольным балкам приварены крон- штейны 12 подвески рычагов и 11 мертвой точки, а к концевым__ кронштейны 14 для подвесок тормозных башмаков.

Рессорное подвешивание — двойное буксовое и центральное.

Буксовое подвешивание состоит из четырех комплектов. Каж- дый комплект подвешивания (см. рис. 4.8) — расположенный на одной буксе — включает две наружные пружины 1, поддержива- ющие раму 15 тележки и опирающиеся на кронштейны корпуса буксы 14, два фрикционных гасителя колебаний, расположенных внутри наружных пружин, и два резиновых кольца 8.

Вэтой ступени подвешивания для дополнительной связи букс

срамой тележки применяются шпиптопы 12, закрепляемые на боковой балке рамы. Шпинтоны не позволяют буксам, а следо- вательно, и колесным парам разъединяться с рамой тележки при сходе вагона с рельсов и совместно с пружинами ограничивают перемещения букс в горизонтальной плоскости.

Наружные пружины опираются на металлическиеподдоны 7, каж- дыйиз которых представляет собойопорное кольцо, сваренноезаодно

скожухом. Междуподдонамиикронштейнамикорпусабуксывводят- ся резиновые кольца 8, предназначенные для уменьшения высокочас- тотных колебаний рамы и снижения шума внутри вагона. Резиновые кольца устанавливаются вуглублениях кронштейновкорпуса буксы.

Кэлементам фрикционного гасителя колебаний относятся шпинтон-

ная втулка 3, шесть фрикционных клиньев 5, верхнее 4 и нижнее 13 опорные конусные кольца, а также внутренняя пружина 2. Фрикцион- ные клинья, обхватывающие шпинтонную втулку, связаны кольцом 6 Стальная втулка 3 закрепляется неподвижно на шпинтоне 12 разрез- ным конусом 11, тарельчатой пружиной 9 и гайкой 10, навернутой на конец шпинтона. Фрикционные гасители демпфируют вертикальные колебания и создают еще одну дополнительную связь букс с рамой тележки в горизонтальной плоскости. Работа фрикционного гасителя колебаний тележки описана в п. 4.3. Коэффициент относительного трения фрикционного гасителя колебаний 0,05.

Центральное подвешивание (рис. 5.19) — люлечное. Оно состоит из двух люлек, четырех двух- или трехрядных пружин 5, двух гид- равлических гасителей колебаний 4 и двух продольных поводков 1.

Рис. 5.19. Центральное подвешивание тележки модели 68-875

171

К элементам люльки относятся: стальной корытообразный под- дон 2, шарнирно подвешенный к боковым балкам рамы при помо- щи вертикально расположенных люлечных сочлененных подвесок 6.

Основное преимущество тележки модели 68-875 по сравнению с КВЗ-ЦНИИ — увеличение поперечной гибкости центрального подвешивания. Обеспечивается это за счет перехода от двухзвен- ной шарнирно сочлененной люлечной подвески к однозвенной в поперечном направлении. Люлечная подвеска такой конструкции (рис. 5.20) имеет неподвижное звено — короткую тягу-подвеску 1 и подвижное звено — две серьги 7 увеличенной длины. Тяга-подвес- ка 1 соединена с серьгами 7 валиком 4. Серьги в верхней и нижней частях связаны валиками (4 и 6) с опорными шайбами 5. Попереч- ные колебания люльки осуществляются в этом случае только за счет серег. Неподвижное без поворотов в поперечном направлении

Положение 2 Положение 1 Положение 3

Рис. 5.20. Люлечная подвеска тележки модели 68-875

172

закрепление тяги-подвески достигается соответствующим конст-

руктивным исполнением узла соединения ее с рамой тележки. В та- ком узле тяга-подвеска, имеющая Т-образную головку, опирается на рамку 2, установленную внутри боковой балки рамы на специ- альные вкладыши 3, приваренные к нижним полкам швеллеров бо- ковой балки рамы. Наклонные сферические поверхности заплечи- ков Т-образной головки и сферические выемки на рамке исключа- ют поворот тяги-подвески в поперечном направлении и в то же вре- мя обеспечивают свободный поворот ее в продольном.

На случай обрыва подвесок люльки и падения поддона с пру-

жинами предусмотрено предохранительное устройство (см. рис. 5.19), состоящее из четырех скоб 7. Скобы закрепляются на бо- ковых балках рамы и обхватывают снизу крюки поддона.

Люльки связаны надрессорной балкой 14 (см. рис. 5.19), кото- рая опирается своими концевыми частями на пружины, разме- щенные в поддонах. На каждом поддоне установлено по две двух- или трехрядные пружины 5. Рядность пружин зависит от массы тары вагона. Более гибкие двухрядные пружины устанавливают в тележки, подкатываемые под вагоны с массой тары до 54 т, а бо- лее жесткие трехрядные — под вагоны с массой тары более 54 т.

Колебания кузова в вертикальной и горизонтальной плоско- стях гасят гидравлические гасители 4, устанавливаемые наклон- но под углом 45°. Нижними концами гасители крепятся к крон- штейнам 9 надрессорной балки, а верхними — к кронштейнам 8 рамы тележки через резиновую втулка 3. Коэффициент сопро- тивления гасителя 115 кН-с/м, а ход — 190 мм.

Поводковые устройства (4 — на рис. 5.17 и 1 — на рис. 5.19), расположенные диагонально и связывающие надрессорную бал- ку с рамой тележки, упруго препятствуют перекосу этой балки от действия момента сил трения, возникающих между скользуна- ми тележек и кузова. Продольный поводок (см. рис. 5.19) тележки состоит из тяги 13, резинометаллических пакетов 10 и гаек 11 и 12. Длину поводка регулируют при помощи гаек 11 и 12 за счет запаса резьбы на левой цапфе тяги. Для поворота или удержания тяги от вращения ее левый конец имеет форму квадрата.

Надрессорная балка тележки (рис. 5.21) — сварная короб- чатого сечения из сталимарок СтЗсп или 09Г2Д. Верхний лист 5 балки состоит из трех частей: среднего толщиной10 мм иконцевых —16 мм. Концевыечастиверхнеголистауширеныиимеютвнижнейчастиспе- циальные посадочные места (гнезда) 7 для комплектов пружин.

173

тележки от кузова и служит кроме того осью вращения тележки от- носительно кузова при прохождении кривых участков пути.

Установка надрессорной балки в среднее положение произво- дится изменением длины продольных поводков. Регулируя дли- ну поводка устанавливают требуемый зазор между вертикальны- ми скользунами надрессорной балки и средними поперечными балками рамы. Для предотвращения падения надрессорной бал- ки имеется предохранительная скоба.

Под некотловую сторону вагона подкатываются тележки мо- дели 68-875, под котловую — модели 68-876. Тележка модели 68876 оборудована текстропно-карданным приводом к генератору от торца оси. Она имеет более жесткое подвешивание и концевую поперечную балку, на которой крепятся генератор, ведомый шкив

привода с натяжным устройством и карданный вал.

Тележка модели 68-4065 (68-4066). Тележки подкатываются под вагоны с системой кондиционирования воздуха. Привод подвагонного генератора здесь повышенной мощности (32 кВт) и выполнен от средней части оси. Все остальные элементы теле-

жек аналогичны тележкам 68-875 и 68-876.

Тележка типа КВЗ-ЦНИИ. Выпускалась до 1985 г. Отличается от тележки модели 68-875 (ТВЗ-ЦНИИ-М) прежде всего конст- рукцией и параметрами рессорного подвешивания. Незначитель- ные изменения есть в конструкциях рамы и надрессорной балки.

Вбуксовом подвешивании под каждую наружную пружину ус- танавливается не одно, а два резиновых кольца. Между резино- выми кольцами размещено металлическое кольцо, предохраняю- щее их от истирания.

Влюлечном устройстве центрального подвешивания (рис. 5.23)

применяют двухзвенные сочлененные подвески, в которых и тяга- подвеска 4 и серьги 5 имеют возможность смещаться в поперечном направлении Тяги-подвески крепятся шарнирно к боковым балкам рамы при помощи валика 3 и подшипников 2, которые расположены

вупорах 1, приваренных к балке. Форма опорных валиков и про- ушин подвесок позволяет подвескам раскачиваться не только попе- рек, но и вдоль. В качестве упругих элементов используются трехряд- ные пружины, которые опираются на поддон через прокладки 6.

Предохранитель}toe устройство люлечного подвешивания состо- ит из четырех болтов 5, проходящих внутри комплектов пружин. Болты Т-образными головками через резиновую шайбу 4 опирают- ся на боковые балки рамы. Снизу на болты навернуты гайки 7.

Рис. 5.23. Центральное подвешивание тележки типа КВЗ-ЦНИИ

Визуально тележка КВЗ-ЦНИИ отличается прежде всего кон- структивным исполнением и местом расположения (снаружи на верхних полках боковых балок) узлов соединения подвесок с ра- мой, а также конструкцией люлечного предохранительного уст- ройства (отсутствием предохранительных скоб и крюков у под- донов) и длиной серег.

Тележки КВЗ-ЦНИИ выпускались двух типов: КВЗ-ЦНИИ-1 и КВЗ-ЦНИИ-П. Первая подкатывается под кузова вагонов с массой брутто до 60 т, а вторая — от 60 до 72 т. Различаются эти тележки по жесткости рессорного подвешивания (у тележки КВЗ-ЦНИИ-П

оно более жесткое) и по конструкции рамы. По внешнему виду те- лежки отличаются числом гасителей. У КВЗ-ЦНИИ-I с каждой сто- роны ставят по одному гидравлическому гасителю колебаний, а в КВЗ-ЦНИИ-И — по два.

Новые конструкции тележек пассажирских вагонов. Тверским ва-

гоностроительным заводом разработаны для пассажирских вагонов нового поколения тележки моделей 68-4071 (68-4072) и 68-4075 (68-4076) соответственнодляскоростейдвижения160 и200 км/ч. Тех- ническая характеристика тележек приведена в табл. 5.3.

Рассматриваемые тележки спроектированы для подкатки под пассажирские вагоны магистральных железных дорог массой брут- то до 62 т и обеспечивают повышенную плавность хода вагона.

Тележка модели 68-4071 (68-4072) — предназначены для пас- сажирских вагонов, эксплуатируемых со скоростью до 160 км/ч. Конструктивно они выполнены одинаково и различаются жест- костью рессорного подвешивания, а также наличием у тележки модели 68-4072 привода ручного тормоза и текстропно-кардан- иого привода к генератору.

Тележка модели 68-4072 (рис. 5.24) состоит из двух колесных пар /, четырех букс 6, буксового подвешивания 2, рамы 5, цен- трального подвешивания 3, надрессорной балки 4 и тормозного оборудования 7.

Таблица 5.3. Техническая характеристика новых конструкций тележек пассажирских вагонов

Рис. 5.24. Тележка модели 68-4072

Опора кузова производится на боковые скользуны надрессор- ной балки, связь надрессорной балки с рамой — посредством поводков 8.

Колесные пары оснащены тормозными дисками и противоюз- ными осевыми датчиками.

Рама — сварная с двумя продольными и двумя средними попе- речными балками. Тележка имеет также концевую поперечную балку, на которой крепится генератор. На тележке модели 68-4071 концевая балка отсутствует. Продольные балки изогнуты посере-

дине, образуя горизонтальную площадку, к которой приварены поддоны для установки пружин центрального подвешивания.

Буксовое подвешивание — с цилиндрическими пружинами и фрикционными гасителями колебаний как у типовой тележки.

Центральное подвешивание — безлюлечное с четырьмя одно- рядными цилиндрическими пружинами и гидравлическими гаси- телями колебаний — двумя вертикальными и двумя горизон- тальными, обеспечивающих раздельное гашение вертикальных и горизонтальных колебаний.

Тележка оборудована электропневматическим дисковым тормо- зом и имеет ручной тормоз. Дисковый тормоз выполнен из четырех отдельных клещевых механизмов. Каждый механизм состоит из тормозного цилиндра, рычагов, башмаков с фрикционными на- кладками и тормозного диска. Диски представляют собой кольца, соединенные внутренними ребрами, которые во время вращения создают поток воздуха, охлаждающего элементы тормоза.

Тележки моделей 68-4075 ( 68-4076) — предназначены для дви- жения со скоростью до 200 км/ч.

В отличие от моделей 68-4071 (68-4072) е буксовом подвешива-

нии рассматриваемых тележек (рис. 5.25) установлены вертикаль- ные гидравлические гасители колебаний У, двухрядные пружины 2 и продольные поводки 4 и 5, которые обеспечивают упругую связь буксы с рамой в продольном и поперечном направлениях Центральное подвешивание по конструкции аналогично тележ-

ке модели 68-4071.

Колесные пары оборудованы тормозными дисками, противо- юзными осевыми датчиками и тахогенератором.

Буксы специальной конструкции. С одной стороны они име- ют кронштейн б для колебаний, крепления вертикально установ- ленного гидравлического гасителя колебаний, а с другой — кронштейны для крепления поводков. Между верхней частью корпуса буксы и рамой расположены пружины 2. Буксы оснаще- ны подшипниками кассетного типа.

Рама и надрессорная балка по конструкции аналогичны моде-

лям 4071 и 4072.

Тележка оснащена двумя видами тормозов — дисковым 7 и магнитно-рельсовым 3. Причем дисковый тормоз работает при служебном, а совместно с магнитно-рельсовым — при экстрен- ном торможении. Кроме того тележка имеет ручной тормоз.

180

Рис. 5.25. Тележка модели 68-4075

Магнитно-рельсовый тормоз имеет башмаки и воздушные ци- линдры-подъемники. Опускание башмаков обеспечивается сжатым воздухом, а подъем — пружинами, размещенными в подъемниках.

Большой статический прогиб и использование вязкого тре- ния в обоих ступенях подвешивания обеспечивают высокие хо- довые качества тележек при скоростях движения до 200 км/ч.