Большое зубчатое колесо колесной пары

Требования, предъявляемые к колесным парам

1.Равномерный прокатколеса по кругу катания для всех к.п. не более 5 мм, для к.п. со срывным клапаном не более 3 мм.

Прокат по поверхности катания колеса образуется вследствие его трения о рельсы. Практически принято считать, что 1мм проката обода цельнокатаного колеса возникает в среднем после пробега колёсной парой 30000 км. При значительном прокате вершина гребня колеса, опускаясь,

приближается к подошве рельса и тем самым может разрушить муфту болтового

крепления рамного рельса и контррельса на стрелочных переводах, болты крепления

стрелочных накладок, а также другие детали пути, что создаёт угрозу для безопасности движения поездов. Прокат измеряется абсолютным шаблоном.

2.Неравномерный прокат по кругу катания для всех к.п. не более 0,7 мм, для к.п. со срывным клапаном не более 0,5 мм.

3.Вертикальный подрез гребня (контролируется шаблоном) и остроконечный накат.

Вертикальный подрез гребня является следствием нарушения нормальных условий работы колёсных пар. Подрез гребня особенно часто образуется: у четырёхосных вагонов, имеющих большую разность баз боковых рам тележек; при большой разности диаметров колёс, насаженных на одну ось; если имеется перекос рамы тележки; от несимметричной насадки колёс на оси.

При наличии остроконечного наката в верхней части гребня, независимо от высоты подреза и толщины гребня, колёсная пара в эксплуатацию не допускается.

Опасным для движения является также вертикальный подрез и остроконечный накат

гребня, так как при этом может произойти накатывание колеса на остряк или взрез

стрелки, что приведет к сходу вагона с рельсов.

4.Толщина гребня колеса – менее 25 мм и более 33 мм – при измерении его на расстоянии 18 мм от вершины гребня.

Износ гребня образуется от соприкосновения с рельсом вследствие извилистого движения колёсной пары на прямых участках пути и при прохождении вагона по кривым. Измерение толщины и подреза гребня необходимо для обеспечения безопасности движения. Превышение толщины гребня сверх установленных размеров может вызвать ослабление крепления частей стрелочного перевода на шпалах, преждевременный их износ, износ гребня, а в ряде случаев и сход вагонов с рельсов. Кроме того, в тонком гребне могут возникнуть трещины и отколы.

5.Ползун (выбоина, лыска) на поверхности катания в эксплуатации не более 0,3 мм.

До 1 мм. скорость не ограниченна.

От 1 мм – 2,5 мм скорость не более 35 км/ч

От 2,5 мм – 4 мм. скорость не более 15 км/ч

От 4 мм. движение допускается на ложных тележках со скоростью не более 10 км/ч по стрелочным переводам не более 5 км/ч.

Ползуны (выбоины) образуются на поверхности катания колёс при их скольжении по рельсам в случае заклинивания колёсных пар. Ползуны во время движения вагона вызывают удары, разрушительно действующие на рельсовый путь, колёсные пары и ходовые части. Поэтому колёсные пары с роликовыми подшипниками, имеющие ползуны более 0,3 мм, для работы под вагонами не допускаются.

6.Трещина или расслоение в любом элементе, плена, откол или раковина в бандаже или ободе.

Раковины в колёсах являются следствием неметаллических включений (шлак, песок) внутрь металла, которые обнаруживаются на поверхности катания колеса после её истирания или обточки.

7.Ослабление посадки бандажа или его запорного кольца, сдвиг колесных центров, колес, зубчатых колес.

Ослабление и сдвиг колеса на оси могут произойти от неправильного натяга, допущенного при напрессовке колеса на ось, грубой и неправильной расточки ступицы колеса и обточки подступичной части оси. Признаками ослабления насадки ступицы является выступление ржавчины или масла у ступицы с внутренней стороны колеса, трещина краски по всему периметру в соединении со ступицей.

8.Ширина бандажа или обода – более 136 мм и менее 126 мм. Уширение (раздавливание) бандажа или обода у наружной грани не более 3 мм.

При мягком металле обода колеса у наружного края поверхности катания может образоваться значительный наплыв металла.

9.Расстояние между внутренними гранями колес более 1443 мм или менее 1437 мм. У к.п. под тарой не менее 1435 мм.

10.Отдельные выкрашивания на поверхности по площади более 200 кв.мм, глубиной более 1 мм. на расстоянии не менее 100 мм друг от друга.

11.Разница диаметров колес по кругу катания:

– одной к.п. не более 2 мм.

– одной тележки вагона не более 10 мм.

– тележек одного вагона не более 20 мм.

12.Диаметр колес по кругу катания не менее 725 мм (у новых к.п. 780-785)

Измерение диаметров колес, насажанных на одну ось, необходимо для обеспечения

правильного расположения колесной пары в колее, поскольку при различных диаметрах

колес увеличивается их проскальзывание, и появляются перекосы колесной пары во

время движения. В результате этого происходит неравномерный прокат поверхности

катания колес, подрез гребня, износ других деталей ходовых частей и дополнительное

13.Следы контакта с электродом, вкрапление меди в основу металла, электроподжог, трещина в любой части оси.

14.Ослабление крепления подрезиненного колеса.

15.Ослабление или сдвиг одного вкладыша.

16.Наличие следов касания колесным центром или нажимной шайбой обода центрального диска.

17.Обрыв проволок шунтов более 5%

18.Пробег выше установленных норм.

19.Проворот бандажа не более 200 мм.

20.Нагрев подшипников редуктора и букс по отношению к окружающей среде не более 35

21.Толщина ободьев на расстоянии 10 мм от наружной грани, не менее 30 мм.

Тяговый редуктор

Конструкция (рис.65):

1. Цельнокатаное колесо 2. Корпус буксы 3. Крепительная упорная крышка 4. Контрольная крышка 5.Осевая корончатая гайка 6. Передний подшипник буксы 7. Малое дистанционное кольцо подшипника 8. Большое дистанционное кольцо подшипника 9. Задний подшипник буксы 10. Лабиринтное кольцо подшипника (воротник буксы) 11. Крышка редуктора малая 12.Подшипник 80 – 318 13. Верхняя половина корпуса редуктора 14. Подшипник 30 – 32315 15. Крышка редуктора малая 16. Запорное кольцо 17. Малая шестерня 18. Большая крышка редуктора 19. Втулка20. Ось колесной пары 21. Подшипник 80 – 32140 22. Большое зубчатое колесо 23. Нижняя половина корпуса редуктора 24. Подшипник 80 – 840 (НО – 840)

Тяговый редуктор предназначен для передачи крутящего момента с вала якоря тягового двигателя на ось колесной пары через карданную муфту с учетом передаточного числа.

Одноступенчатая, цилиндрическая, косозубая с эвольвентным профилем зуба.

Применение косозубых передач имеет следующие преимущества: в зацеплении одновременно участвуют не менее двух зубьев, тем самым уменьшается нагрузка на них, передача работает без ударов, понижен уровень шума. Профили рабочей поверхности зубьев у всех передач очерчены по эвольвенте – кривой, являющейся разверткой базовой окружности эволюты. Эвольвентное зацепление не чувствительно к смещению зубчатых элементов и увеличению расстояния между ними, что возможно при опорно-рамном подвешивании тяговых двигателей. Кроме того, преимуществом является простота получения профиля зубьев при нарезании их червячной фрезой.

Число зубьев зубчатого колеса выбирают четным, а шестерни – нечетным; при этом все зубья обкатываются друг об друга и лучше притираются. Элементы зубчатой передачи воспринимают рабочие сложные знакопеременные нагрузки и поэтому должны обладать высокой прочностью и надежностью. Для изготовления зубчатой пары применяют высоколегированные стали. Технологический процесс изготовления достаточно сложный.

Угол наклона зуба 8 º

Косозубое зацепление обеспечивает работу с меньшим шумом. В зацеплении всегда находятся одновременно не менее 2 зубьев, нагрузка на каждый зуб уменьшается. Недостатком косозубой передачи является осевое смещение, и торцевое давление на стенки корпуса редуктора, поэтому угол наклона зуба выбран небольшим.

Изготовление зубчатых колес производят методом обкатки и нарезания зубьев многозаходными фрезами.

Зубчатые колеса выполняют из высоколегированной стали марки 38НХ3МФА методом горячей штамповки.

Малая шестерняизготавливают из хромоникелевой стали 20Х3А. Технологический процесс изготовления достаточно сложен (нормализация, зубонарезание, цементация, закалка, низкий отпуск, зубошлифование).

При этом твердость рабочих поверхностей зубьев шестерни составляет 55-60 HRC, тогда как у зубчатого колеса она в пределах 250-285 НВ. Применение высокого перепада твердостей (1,9-2,4) позволяет значительно повысить допускаемые нагрузки и увеличить коэффициент полезного действия передачи.

Для повышения работоспособности зубчатой передачи применяют поверхностное пластическое деформирование зубьев (ППД), которое заключается в накате поверхностей специальным инструментом. Воздействуя на внутреннюю структуру металла, этот технологический процесс способствует повышению прочности, вязкости, износостойкости. Применение ППД позволит в последующем, повышая прочностные характеристики зубчатого колеса и шестерни, использовать для их изготовления менее дорогостоящие стали.

Передаточное число редуктора 5,33

1.Отношение числа зубьев большого зубчатого колеса (80) к числу зубьев вала малой шестерни (15)

2.Отношение числа оборотов вала малой шестерни к числу оборотов большого зубчатого колеса.

Централь это расстояние между центрами шестерни и зубчатого колеса и равно 339 мм.

Количество зубьев берется четное у зубчатого колеса и нечетное у шестерни из расчета чередования зубьев в зацеплении, чтобы все зубья притирались друг к другу в процессе работы.

Толщина зубьев зубчатого колеса по делительной окружности, измеренной по хорде (в плоскости, перпендикулярной к зубу) 9,2 – 10,5 мм. Толщина зубьев шестерни по делительной окружности 11,3 – 13,13 мм.

Зубчатые передачи колесных пар вагонов метрополитена заключены в корпуса редукторов (рис. 66) и работают на подшипниках качения. Корпус редуктора является резервуаром для смазки, служит опорой для вала шестерни и воспринимает усилие от зубчатой передачи, которое передается им на раму тележки через подвеску и на ось колесной пары через подшипники.

Корпус редуктора изготавливают методом литья из алюминиевого сплава с последующей механической обработкой. Резьбовые отверстия под болты крепления крышек выполнены в стальных бонках, поставленных на эпоксидном клее в отверстия фланцев большой и малой горловин. Редуктор имеет систему раздельной смазки. В подшипниках применяется густая ЛЗ-ЦНИИ, а в полость редуктора гипоидную (жидкую)- нигрол или ТАП-15.

Верхняя половина корпуса снаружи имеет приливы в виде двух ребер с отверстиями для соединения с подвеской. Точка расположения подвески редуктора выбрана таким образом, чтобы при посадке рессор тележки было обеспечено минимальное отклонение вала шестерни от вала двигателя. В верхней половине расположено отверстие для осмотра зубьев передачи и добавления смазки. На боковой стене имеется два отверстия с резьбой для установки сапуна и пальца крепления щеток заземления (ЗУМ). Сапун служит для соединения внутренней полости с атмосферой через клапан и снятия при этом внутренней компрессии.

Нижняя половина корпуса имеет люк с крышкой для осмотра зубьев и количества смазки в редукторе.

Монтаж узла малой шестерни(рис. 67)

Подготавливается вал малой шестерни, на цилиндрическую часть

1. Посадка лабиринтных колец раздельной смазки (ближнее к зубьям в горячем состоянии, ближнее к подшипнику в свободном)

2. Горячая посадка шарикоподшипника 80-318 (№318)

3. Тремя болтами крепят крепительную и стопорную шайбу.

На конусную часть вала

4. Посадка в горячем состоянии лабиринтного кольца раздельной смазки

5. Посадка в горячем состоянии внутреннего кольца роликоподшипника 30-32315 (№315)

Узел вала шестерни запрессовывается в сборе в верхнюю половину корпуса.

6. Заложить смазку в подшипник №318

7. Раскатать вручную бензиноупорную смазку жгутом диаметром 3-6 мм.

8. Установить прокладку и закрепить малую крышку.

9. В свободном состоянии лабиринтное кольцо раздельной смазки.

10. Внешнее кольцо и ролики подшипника №315

11. В горячем состоянии запорное лабиринтное кольцо.

12. Закрепляется передняя крышка на корпусе редуктора.

Колесные пары

Колесные пары направляют электровоз или электропоезд по рельсовому пути, передают на автосцепку силу тяги, развиваемую локомотивом, и тормозную силу при торможении, воспринимают статические и динамические нагрузки, возникающие между рельсами и колесами, и преобразуют вращающий момент тягового двигателя в поступательное движение. Колесные пары жестко воспринимают все удары от неровностей пути в вертикальном и горизонтальном направлениях и сами жестко воздействуют на путь, поэтому в эксплуатации необходим тщательный уход за ними.

По принципу насадки зубчатого колеса различают колесные пары:

  • — типа I (ЧС4, ЧС4Т, МВПС), у которых зубчатое колесо непосредственно насажено на ось;
  • – типа II (ВЛ11, ВЛ80; ЧС2, ЭР2), у которых зубчатое колесо закреплено на удлиненной ступице.

В зависимости от конструкции колесного центра колесные пары делят на спицевые, дисковые и коробчатые. На электровозах и моторных вагонах электропоездов применяют колесные пары с литыми спицевыми, коробчатыми и дисковыми центрами, имеющими съемные бандажи. На прицепных вагонах электропоездов и на электровозах ЧС200 используют колесные пары со стальными цельнокатаными колесами.

В соответствии с Правилами технической эксплуатации железных дорог (ПТЭ) каждая колесная пара электровоза и электропоезда должна иметь четко проставленные знаки о времени и месте ее формирования и полного освидетельствования, а также клейма о приемке ее при формировании.

Читать еще:  Безопасные и эффективные способы, как убрать супер-клей с кожи рук

Колесную пару формируют из отдельных элементов: оси, двух колесных центров с бандажами или двух безбандажных колес, одного или двух (на электровозах и моторных вагонах) зубчатых колес.

Оси электровозов изготовляют ковкой из специальной осевой локомотивной стали ОсЛ, временное сопротивление растяжению которой не ниже 590 МПа.

Ось (рис. 1.58) имеет шейки под буксовые 5 и моторно-осевые подшипники 2 (при моторно-осевой подвеске тяговых двигателей), предподступичные 4 и подступичные части 3, среднюю часть /.

Всю поверхность оси колесной пары электровоза, за исключением торцов, а на электропоезде — за исключением шеек и подступичных частей, шлифуют. Оси обрабатывают, доводя до соответствующих размеров, под запрессовку колесных центров (или колес) и посадку буксовых подшипников. Переходы между частями различных диаметров выполняют плавно, в виде галтели с малым

Рис. 1.58. Ось колесной пары электровоза ВЛ10

радиусом, чтобы не допустить концентрации напряжений. Для повышения усталостной прочности упрочняют накаткой роликами с усилием 50 тс (на специальных токарно-накатных станках) поверхности под буксовые, подступичные части и моторно-осевые подшипники. При этом повышается микротвердость поверхностных слоев и меньше вероятность возникновения усталостных трещин на поверхностях, подвергающихся действию высоких динамических напряжений. Чтобы обнаружить скрытые трещины, оси после механической обработки проверяют магнитным дефектоскопом, а затем на торец оси ставят клейма.

Колесные центры отлиты из углеродистой стали 25ЛШ, имеют либо коробчатую, либо спицевую конструкцию (рис. 1.59). На него действуют силы от посадки бандажа и запрессовки оси. Центр передает вертикальные и горизонтальные продольные и поперечные силы, действующие между бандажом и осью. Колесный центр 2 состоит из удлиненной ступицы, на которую напрессовано большое зубчатое колесо 4 обода и соединяющей их средней двустенной

Рис. 1.59. Колесный центр электровоза ВЛ10

части. На обод колесного центра напрессовывают бандажи 3. Центр колеса имеет канал 1 с пробкой для подачи масла при рас- прессовке оси колесной пары. На наружной стороне ступицы или диска должны также стоять знаки и клейма.

Зубчатые колеса (рис. 1.60) изготавливают из цельнокатанной заготовки углеродистой стали 55 по ГОСТ 1050-88, которая подвергается объемной закалке с высоким отпуском. Твердость по всему профилю зуба после закалки и отпуска должна быть в пределах 280—320 НВ. Зубчатые колеса изготавливают с эвольвентным зацеплением и напрессовывают на удлиненную ступицу в горячем состоянии с натягом 0,25—0,33 мм. На боковой поверхности зубчатого колеса наносят клейма и знаки. Знаки и клейма, устанавливаемые на зубчатом колесе (рис. 1.61, а) и венце зубчатого колеса (рис. 1.61, б), означают: 1 — условный номер предприятия-изготовителя, 2 — порядковый номер зубчатого колеса (венца), 3 — марка стали, 4 — номер

Рис. 1.60. Цельнокатаное зубчатое колесо электровоза ВЛ80

Рис. 1.61. Знаки и клейма на зубчатом колесе (а) и на венце (б)

плавки, 5 — месяц (римскими цифрами) и год (две последние цифры) изготовления, 6 — клейма технического контроля предприятия-изготовителя и представители заказчика, 7 — условный номер предприятия, проводившего установку зубчатого колеса или венца, 8 — месяц (римскими цифрами) и год (две последние цифры) установки, 9 — клейма технического контроля предприятия, проводившего установку.

Бандажи. При движении по рельсам на поверхности колес в точке контакта с рельсом возникают большие контактные напряжения под действием веса локомотива и передаваемых тяговых усилий; это приводит к большому износу поверхности катания. Из-за этого изнашиваемую часть колеса на электровозах и моторных вагонах выполняют в виде сменного бандажа. Диаметр бандажа для каждого подвижного состава определяют расчетом. При этом учитывают, что увеличение диаметра бандажа улучшает плавность и стабильность хода тележки, условия работы буксовых подшипников. Бандажи изготовляют из специальной бандажной стали с содержанием углерода 0,57—0,65 %, временным сопротивлением не менее 850 МПа и твердостью не менее 243 НВ. На боковой грани бандажа наносят клейма, соответствующие условиям изготовления.

Для предотвращения проворачивания на ободе колесного центра применяют горячую посадку бандажа (температура его нагрева 250—

Рис. 1.62. Бандажное кольцо колесной пары электровоза ЧС2

300 °С) с натягом 1,1 — 1,45 (для моторных вагонов) и 1,3—1,7 мм (для электровозов).

Затем в канавку бандажа 3 заводят выполненное из специального стального профиля — кольцо 2 (рис. 1.62), препятствующее его поперечному сдвигу относительно колесного центра 1. Буртик канавки обжимают с помощью роликов на специальном прессе с усилием на ролик не менее 50 тс, согласно п. 2.4.2.8 Инструкции КМБШ. 667120.001 РЭ. Обжатие бурта бандажа должно быть завершено при его температуре не менее 100 °С.

Профиль поверхности катания колес определен условиями прохождения колесных пар по закруглениям рельсового пути. При движении колесной пары по кривому участку пути одно из колес катится по внутреннему рельсу, второе — по наружному. Радиусы закругления наружного и внутреннего рельсов различаются на ширину колеи пути; наружный рельс длиннее внутреннего. Если бы колеса имели цилиндрические поверхности катания, то наружное колесо неизбежно отставало бы от внутреннего, которое катится по более короткому пути. Это привело бы к проскальзыванию колес по рельсам и, следовательно, к повышенному износу бандажей и рельсов, а также к ухудшению сцепления колес с рельсами.

Конический профиль поверхности катания уменьшает проскальзывание колес, так как под действием центробежной силы колесная пара перемещается в поперечном направлении и наружное колесо контактирует с рельсом по большему диаметру конической поверхности, а внутреннее — по меньшему. Уклон профиля катания переменный: в основной части рабочей поверхности бандажа 1:20, в конце этой поверхности 1:7.

Бандажи с таким профилем при прижатии гребня к наружному рельсу взаимодействуют с ним в двух точках, где в основном возникает трение скольжения. Оно приводит к интенсивному износу гребня, особенно в начальный период эксплуатации бандажа, до образования проката 2—3 мм. Это вызывает необходимость преждевременной обточки бандажей и увеличение расхода металла. Поэтому институтом ВНИИЖТ был предложен новый профиль бандажа для тягового подвижного состава. Отличиями этого профиля являются: уменьшение до 28 мм высоты гребня против 30 мм по старому профилю, изменение угла наклона гребня с 70 до 65°, увеличение с 13,5 до 15 мм радиуса перехода от гребня к кругу катания. Введена поверхность радиуса 70 мм, дополнительно включена в средней части круга катания конусность 1:50. При таком профиле бандаж контактирует с рельсом в одной точке, в которой между гребнем и рельсом возникает в основном трение качения. Износ гребня становится менее интенсивным, периоды между обточками увеличиваются.

В настоящее время колесные пары эксплуатируются с профилем бандажа по ГОСТ 11018 для локомотивов (рис. 1.63, а) и МВПС (рис. 1.63, б), а также с профилем ДМеТИ (рис. 1.63, в). Средние

Рис. 1.63. Профиль бандажа по ГОСТ1Ю18 для локомотивов (а), МВПС (б), ДМеТИ (в) и средней колесной

пары для ЧС2К, ЧС4Т (г) колесные пары (2-я и 5-я) электровозов ЧС2К, ЧС4 (рис. 1.63, г) имеют свой профиль бандажа, отличающийся уменьшенной толщиной гребня.

Для контроля за уширением бандажа с наружной его стороны имеется фаска 6 х 45.

Конструктивно колесные пары электровозов ВЛ10 и ВЛ80 полностью унифицированы (рис. 1.64). Они состоят из оси 7, двух центров 2 с напрессованными бандажами 5 и бандажными кольцами 4, на удлиненные ступицы которых напрессованы зубчатые колеса 3. Тяговая передача выполнена косозубой двухсторонней.

Рис. 1.64. Унифицированная колесная пара электровозов ВЛ10, ВЛ80

Электровозы серии ЧС2 имеют прямозубую одностороннюю передачу (рис. 1.65). При этом венец зубчатого колеса 7 закреплен призонными болтами 2 к конусу 3 колесного центра, напрессованного на ось 5. Удлиненная ступица 4 служит для посадки опорных подшипников качения тягового редуктора.

Особенностью колесной пары электровозов ЧС4Т (рис. 1.66) является отсутствие удлиненной ступицы и посадка втулки зубчатого колеса 2 непосредственно на ось 7. Венец зубчатого колеса 3 также крепится болтами ко втулке.

Колесные пары электропоездов также имеют разную конструкцию.

Рис. 1.65. Колесная пара электровоза ЧС2

Рис. 1.66. Колесная пара электровоза ЧС4Т

У электропоездов ЭР2, ЭР9М, ЭР9Е колесный центр изготавливают с удлиненной ступицей, к фланцу ступицы призонными болтами крепят венец зубчатого колеса редуктора. Колесная пара мо-

Рис. 1.67. Колесная пара моторных вагонов электропоездов ЭР2Р, ЭР2Т

торного вагона ЭР2Р (рис. 1.67) состоит из оси 1, двух спицевых- колесных центров 2, двух бандажей 9, бандажных колец 16, зубчатого колеса 7 со ступицей 13, к которой при помощи призонных болтов 14 закреплено большое зубчатое колесо 15. При этом правый колесный центр изготавливают с лабиринтными проточками на внутреннем торце, для лабиринтной крышки 10. Ступица центра имеет масляный канал 12 для распрессовки, закрытый пробкой 11.

Опорные подшипники редуктора 6 и 8 установлены в обойме 5, закрытой крышками 3 и 4. Колесные центры моторного вагона имеют по 11 спиц, служащих для соединения обода со ступицей, на центры колесных пар в горячем состоянии надевают бандажи.

В процессе эксплуатации колесные пары подвергаются ежедневному осмотру, а также замерам при прохождении технического обслуживания и текущих ремонтов.

Браковочные значения параметров колесных пар, при которых запрещается их эксплуатация со скоростями движения до 120 км/ч, следующие:

  • 1. Прокат по кругу катания: для локомотивов и МВПС в поездах дальнего сообщения — более 7 мм; для МВПС в поездах местного и пригородного сообщения — более 8 мм.
  • 2. Разность прокатов по кругу катания у левого и правого колеса — более 2 мм.
  • 3. Толщина гребня, измеряемая у локомотивов с высотой гребня 30 мм на расстоянии 20 мм от вершины гребня, а у тягового подвижного состава (ТПС) с высотой гребня 28 мм на расстоянии 18 мм от вершины гребня — более 33 и менее 25 мм.
  • 4. Толщина гребня 2-й и 5-й колесных пар электровозов ЧС2К, ЧС2Т, 4С4, 4С4Т (до № 263) при его высоте 26,25 мм, измеряемая шаблонами УТ-1, УТ-1М — более 24 и менее 19,5 мм.
  • 5. Параметр крутизны (опасная форма гребня) профиля для локомотивов и МВПС — менее 6,0 мм.
  • 6. Ползун (выбоина) на поверхности катания глубиной — более 1,0 мм.
  • 7. Выщербины, вмятины на поверхности катания бандажа, обода цельнокатаного колеса:
    • — у локомотива и моторного вагона МВПС — глубиной более 3 мм и длиной более 10 мм;
    • — прицепного вагона МВПС — глубиной более 3 мм и длиной более 25 мм.
  • 8. Раковины на поверхности катания бандажа, обода цельнокатаного колеса — не допускаются.
  • 9. Выщербины или вмятины на вершине гребня длиной более 4,0 мм.
  • 10. Ослабление бандажа на колесном центре — не допускается.
  • 11. Сдвиг контрольной отметки бандажа относительно контрольной отметки колесного центра:
    • — для пассажирского ТПС — не допускается;
    • — для грузового и маневрового ТПС — допускается, если при сдвиге контрольной отметки глухой звук при ударе слесарным молотком по бандажу не подтверждает его ослабление. В этом случае допускается нанесение новых контрольных рисок на колесном центре. Повторный сдвиг контрольной отметки не допускается.

Признаками ослабления и проворота бандажа являются: дребезжащий звук при обстукивании бандажа молотком; несовпадение контрольных рисок; потемнение белой краски на наружной грани бандажа с появлением ржавчины по окружности в местах прилегания бандажа к центру; нарушение целостности слоя грязи на внутренней грани бандажа; появление металлической пыли и стружки как на наружной грани (у бурта) так и на внутренней гранях бандажа (у бандажного кольца).

Контрольные риски должны быть нанесены на одной прямой по радиусу колеса согласно п. 2.4.2.16 Инструкции КМБШ:

  • — контрольная отметка на бандаже в виде от 4 до 5 кернов глубиной от 1,5 до 2,0 мм наносят на расстоянии не менее 10 мм от кромки упорного бурта и располагают на длине 24 мм равными интервалами между кернами;
  • — контрольная отметка на ободе колесного центра в виде канавки глубиной до 1,0 мм наносят притупленным инструментом.
  • 12. Ослабление и сдвиг цельнокатаного колеса или колесного центра на оси — не допускается.
  • 13. Остроконечный накат на гребне в зоне поверхности на расстоянии 2 мм от вершины гребня и до 13 мм от поверхности катания — не допускается.
  • 14. Протертые места на средней части оси у локомотива — глубиной более 4,0 мм, а у МВПС — глубиной более 2,5 мм.
  • 15. Местное или общее увеличение ширины бандажа или обода цельнокатаного колеса — более 6,0 мм.
  • 16. Ослабление бандажного кольца — не допускается более, чем в 3-х местах по его окружности суммарной длиной ослабленного места более 30% (для локомотивов) и более 20% (для МВПС) окружности кольца, а также ближе 100 мм к замку кольца.
  • 17. Толщина бандажей колесных пар ТПС:
    • — электровозов, кроме ВЛ22 (в/и), ВЛ23, ВЛ8, ВЛ60 (в/и) — менее 45 мм;
    • — ВЛ10 (в/и), ВЛ11 (в/и), ВЛ15, В Л 80 (в/и), ВЛ85, ВЛ65 в бесснежное время по разрешению начальника дороги — менее 40 мм;
    • — моторных вагонов МВПС — менее 35 мм.
  • 18. Толщина обода цельнокатаного колеса у прицепных вагонов МВПС — менее 25 мм.
  • 19. Трещины в любой части оси, ободе, спице, ступице, колесном центре и бандаже колеса — не допускаются.
  • 20. Кольцевые выработки на поверхности катания:
    • — на расстоянии до 40 мм (для локомотивов) и до 30 мм (для МВПС) от наружного торца бандажа — глубиной более 2 мм и шириной более 15 мм;
    • — на других участках поверхности катания бандажа — глубиной более 1 мм и шириной более 2 мм.
  • 21. Неисправность буксовых, моторно-осевых подшипников и опорных подшипников тяговых редукторов, характеризующаяся нагревом их узлов до температуры более 80 °С.
  • 22. Электроожоги и плены на средней части оси — не допускаются.
  • 23. Навар (смещение металла) на поверхности катания — более 0,5 мм.
  • 24. При обнаружении ползуна в пути следования вывод ТПС с перегона осуществляется без отцепки от поезда в соответствии с требованиями табл. 1.1.
Читать еще:  Калькулятор расчета цифровой антенны

Допускаемые скорости движения при обнаружении ползуна в пути следования

Глубина ползуна, мм

Допускаемая скорость следования, км/ч, не более

Большое зубчатое колесо колесной пары

VI.4. Колесно-моторный блок тепловоза 2ТЭ116

Зубчатое колесо (тепловоз 2ТЭ116)

(рис. 92) состоит из зубчатого венца 6, который через упругие элементы 1 и 2 посредством тарелок 19, призонных втулок 4, болтов 11 и гаек 3 соединен со ступицей 20, насаженной на ось колесной пары с натягом 0,16 0,22 мм, и жестко центрирован через ролики 10 по ее сферической поверхности. Момент затяжки болтов крепления тарелок 80—90 Н • м (8 9 кгс • м).

Зубчатый венец изготавливают из стали 45ХН. Рабочая поверхность зубьев подвергается секторной закалке токами высокой частоты на глубину 3—5 мм и по высоте 4—6 мм от впадины зуба до твердости HRC > 50, твердость сердцевины зуба и обода венца НВ255—НВ302. Впадины зубьев упрочняют накаткой роликами диаметром 120 мм с усилием 85—95 кН (8500—9500 кгс). После закалки и шлифовки профиль зуба и впадины венца подвергают магнитной дефектоскопии.

Упругие элементы для получения нелинейной характеристики тангенциальной жесткости зубчатого колеса выполнены разной жесткости двух типов. Восемь элементов 1 (малой жесткости) имеют жесткость (125—135) 10000 Н/м (125—135кгс/мм)и установлены в отверстия диаметром 70 мм тарелок и зубчатого венца по скользящей посадке. Они состоят из пальца 22, на наружную профильную поверхность которого насажены резиновые амортизаторы 24 и 23, предварительно вставленные в металлические втулки 5, 7 и 8. Втулки 5 и 7 выполнены

с ограничительными буртами, препятствующими одностороннему свободному осевому перемещению по ним венца. Поэтому сформированные упругие элементы 1 устанавливают на колесе по четыре ограничительными буртами на каждой стороне зубчатого венца. Упругие элементы в тарелках и венце закрепляют стопорными пружинными кольцами 21.

Рис. 92. Зубчатое колесо:
1, 2 — упругие элементы; 3 — гайка; 4 — призонные втулки; 5, 7, 8, 16, 18 — втулки; 6 — зубчатый венец; 9 — кольцо; 10 — ролик; 11 — болт; 12 — отражательное кольцо; 13 — шайба; 14 -полукольцо; 15, 22 — пальцы; 17, 23, 24 — амортизаторы; 19 — тарелка; 20—ступица; 21 — пружинное кольцо

Восемь других упругих элементов 2 имеют большую жесткость, равную (47—50)1000000 Н/м (470—500 кгс/мм). Они установлены в отверстия тарелок по скользящей посадке, а в отверстие венца — с радиальным зазором 4 мм. Упругий элемент 2 также состоит из профильного пальца 15, на концы которого напрессованы резиновые амортизаторы 17, предварительно вставленные в металлические втулки 16 и 18. Для предотвращения сползания втулка 16 имеет ограничительный бурт и проточку, а втулка 18 — две проточки под установку стопорных пружинных колец 21. Необрезиненная поверхность пальца выполнена бочкообразной (радиусом 270 мм).

Все резиновые амортизаторы упругих элементов изготовляют из маслобензостойкой резины. Формирование упругих элементов производится способом запрессовки резиновых амортизаторов в металлическую арматуру, при этом посадочные поверхности предварительно смазывают смесью из 30 % касторового масла и 70 % этилового спирта. Сформированные упругие элементы для стабилизации сцепления резины с металлом выдерживают в течение 20 дней при температуре 288—303 К (15—30° С) без нагружения и доступа света.

При сборке упругого зубчатого колеса между венцом и ступицей устанавливают без сепаратора 90 роликов 10 размером 15 х 25 мм, которые обеспечивают относительное поворачивание венца и ступицы через тело качения, жесткую их центровку и разгрузку упругих элементов от радиальных усилий в зубчатом зацеплении тяговой передачи. Для возможности самоустановки зубчатого венца поверхность ступицы под роликами выполнена сферической радиусом 300 мм и упругие элементы сформированы с зазорами до 5 мм между ограничительными буртами втулок. Поверхности венца и ступицы под роликами термообработаны до твердости HRC>= 48. В целях предотвращения выпадания пальцев 15 и 22 с наружных сторон тарелок прикреплены ограничительные кольца 9. Тарелки, втулки и пальцы изготовлены из стали 45 или 38ХС и термообработаны с целью повышения износостойкости гнезд под упругие элементы.

Передача вращающего момента зубчатым колесом, имеющим упругие элементы разной жесткости двух типов, осуществляется как бы в два этапа: сначала при малом вращающем моменте в работу вступают упругие элементы 1 с меньшей жесткостью, а затем с увеличением вращающего момента (при трогании) венец поворачивается, и при угле поворота примерно 1° вступают в работу более жесткие элементы 2. Таким образом обеспечивается требуемая нелинейная характеристика тангенциальной жесткости упругого зубчатого колеса.

Для осмотра состояния деталей упругого зубчатого колеса при ремонтах, а также замены упругих элементов предусмотрена возможность полной его разборки без расформирования колесной пары. Разборка производится в сторону противоположного колесного центра.

Применение в тяговом редукторе упругого зубчатого колеса позволило значительно (в 3 раза) снизить динамические нагрузки, возникающие в зацеплении при движении тепловоза, и, как показал опыт эксплуатации тепловозов, главное — достичь эксплуатационной долговечности зубчатой передачи не менее 1,2 млн. км пробега.

Для создания масляной ванны и предохранения зубчатых колес и шестерен от песка, пыли и других абразивных материалов тяговая зубчатая передача помещена в кожухе.

Колесные пары

Колесные пары находятся в непосредственном взаимодействии с рельсовым путем и жестко воспринимают удары от него из-за неровностей в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Особенно велико это воздействие при высоких скоростях движения, при проходе рельсовых стыков и кривых.

Конструкция колесных пар тепловозов в основном определяется способом передачи вращающего момента от тяговых электродвигателей к оси колесной пары. При опорно-осевом подвешивании тяговых электродвигателей (тепловозы ТЭЗ, 2ТЭЮЛ, 2ТЭ10М(В), 2ТЭ116, ТЭМ2 и др.) детали колесных пар в основном унифицированы. Унифицированная колесная пара состоит из оси и двух колесных центров (литых или штампованных) с надетыми на них бандажами. Бандажи удерживаются на центрах за счет сил трения между соприкасающимися поверхностями; для дополнительного крепления в пазы бандажей заведены бандажные кольца из специального стального проката. Для передачи вращающего момента от тягового двигателя к колесной паре на ось насажено зубчатое колесо.

Производственное объединение Во-рошиловградтепловоз серийно изготавливает колесные пары для тепловозов 2ТЭ10М(В) и 2ТЭ116, моторно-осевые подшипники которых оборудованы устройством для принудительной подачи масла. В отличие от унифицированной ось такой колесной пары (рис. 197) в средней части имеет невысокий бурт, на котором укрепленразъемный зубчатый венец 8 привода шестеренного масляного насоса 7. На удлиненных подступичных частях колесного центра н зубчатого колеса в горячем состоянии насажены кольца 6, 12 лабиринтного уплотнения мотор-но-осевых подшипников 10. На проточку ступицы насажено кольцо 14 для уплотнения кожуха редуктора. Моторно-осевые подшипники выполнены со сложной конфигурацией буртов, которые в сочетании с кольцами образуют лабиринтное уплотнение. Принято решение для упрощения изготовления подшипников бурты их выполнять отдельно от цилиндрической части, т. е. делать их приставными. При движении тепловоза зубчатый венец оси приводит во вращение шестерню масляного насоса, подающего масло из нижней камеры крышки 3 мотор-но-осевых подшипников к верхним смазочным камерам 2. Масло к шейкам оси подается при помощи фитильной набивки 1 из шерстяной пряжи. Для уменьшения утечек завод искусственно понизил уровень масла в верхних масляных камерах и взамен фитильной набивки применил польстер. Принудительная подача масла к мо-торно-осевым подшипникам обеспечивает высокую их надежность.

Колесные пары тепловозов с опорно-рамным подвешиванием тяговых двигателей (тепловозы ТЭП60, ТЭП70) отличаются от унифицированных колесных пар отсутствием жестко посаженного на ось зубчатого колеса. Зубчатое колесо у этих колесных пар укреплено либо на полом валу (тепловозы ТЭП60, ТЭП70 первых выпусков), охватывающем ось колесной пары, либо вращается в подшипниках на Рис. 197. Колесная пара с приводом для принудительной смазки моторио-осевых подшипников:

( – фитильная набивка или польстер; 2 – верхняя смазочная камера; 3 – нижняя масляная камера; 4 – бандаж; 5 – колесный центр; 6, 12, 16 -■ лабиринтные кольца; 7 ■ шестеренный масляный насос; 8 – зубчатый венец; 9 – ось; 10 – вкладыши моторно-осевого подшипника; 11 – тяговый электродвигатель; 13 – зубчатый венец; 14 – эластичный элемент; 15 – боковой фланец; 17 – ролик; 18 – ступица; 19 – упорный элементцапфе кронштейна, прикрепляемого к двигателю. Устройство колесной пары тепловозов ТЭП70 первых выпусков можно уяснить из рис. 180. В прямых дисках колесных центров имеются по два прилива с отверстиями, в которые запрессованы пальцы тягового привода, а также по два отверстия для прохода цапф е фланца 21 полого вала. К одному из фланцев полого вала прикреплен на болтах зубчатый венец 4.

Устройство колесной пары тепловоза ТЭП70 последних выпусков представлено на рис. 198. На ось 1 насажены колесные центры 2, из которых один (левый) имеет выгнутый наружудиск для размещения муфты привода, а второй (правый) – прямой с четырьмя пальцами 16, запрессованными в приливы центра.

Оси колесных пар изготовлены из осевых заготовок, получаемых из слитков мартеновской стали марки Ос.Л. При механической обработке для снижения концентрации напряжений переход от одного сечения к другому выполнен плавным, по возможности большим радиусом и с наименьшей шероховатостью поверхности. Цилиндрические поверхности оси и их галтели упрочняют накаткой стальными закаленными роликами с усилием на ролик 30-40 кН. После накатки шейки осей шлифуют для посадки внутренних колец роликовых подшипников.

При опорно-рамном подвешивании двигателей ось в средней части менее нагружена, чем при опорно-осевом, поэтому ее диаметр в этой части несколько уменьшен и для облегчения она выполнена со сквозными отверстиями. Внутреннее отверстие не вызывает заметного ослабления оси, так как оно расположено по нейтральным волокнам металла, зато масса оси значительно снижается. В торцах осей с обеих сторон расточены отверстия диаметром 80 мм для запрессовки в них втулок с квадратным отверстием для хвостовика привода скоростемера. Наличие таких втулок во всех осях делает их взаимозаменяемыми.

Концентрично центровым отверстиям на торцах оси делают контрольные окружности. По этим окружностям при ремонте колесных пар проверяют и восстанавливают концентричность поверхности шеек и других частей оси. Для обеспечения посадки колесных центров наружные концы подступич-ных частей обтачивают на конус на длине 7-10 мм с разностью диаметров до 1 мм.

На поясок, примыкающий к торц оси, у унифицированной колесной па ры наносятся знаки и клейма, содержащие номер завода-изготовителя, дату изготовления (год и месяц), номер плавок и порядковый номер оси, а также приемочные клейма ОТК. завода-изготовителя и приемщика МПС. У тепловозов ТЭП60 и ТЭП70, у которых рамное усилие воспринимается не торцом оси, а шариковым подшипником, насаженным на ее концы, маркировка наносится непосредственно на торец оси. Торец оси, на котором нанесены клейма, считается правым. Окончательно обработанные оси проверяют ультразвуковым дефектоскопом для выявления скрытых дефектов и микротрещин.

Колесные центры. Центры могут быть литыми или катаными. Катаные центры легче литых на 42 кг. Изготовляют колесные центры из стали повышенного качества 25ЛП1. В средней части на внутренней поверхности ступицы колесного центра делается проточка, соединенная каналом с наружной поверхностью ступицы. Проточка служит для гидравлического ослабления натяга между колесом и осью при демонтаже колесной пары. Обработанные колесные центры балансируют статически; допустимый дисбаланс не более 125 Н-см.

Читать еще:  Виды арматуры и особенности монтажа СИП

Бандажи колесных пар тепловозов изготавливают из раскисленной мар теновской стали с содержанием углерода не выше 0,65%- Высокий предел прочности (ав = 850-г-950 Н/мм2) достигается за счет термической обработки. Для предотвращения хрупкого разрушения пластические характеристики (относительное удлинение и поперечное сужение) также должны быть достаточно высоки. Выточка для бандажного кольца и профиль упорного бурта должны иметь скругления и контролироваться шаблонами. Наличие острых углов в пазах и буртах неизбежно приводит к развитию трещин в этих местах. Эти трещины невозможно обнаружить ранее выхода,их на поверхность и поэтому они очень опасны, так как из-за них может произойти излом бандажа при движении тепловоза. Не менее опасен и увеличенный свыше нормы (1 -1,5 мм на 1 м диаметра) натяг, вызывающий повышенные напряжения в бандаже. Обточка бандажей производится после посадки их на колесные центры. Наружной поверхности бандажей придается определенный профиль (рис. 199). Гребень предохраняет колесную пару от схода с рельсов. Конусность поверхности катания (уклон 1 : 20) способствует центрированию колесной пары в рельсовой колее и обеспечивает прохождение кривых участков пути. Конусность внешней части бандажа (уклон 1 : 7) и фаска облегчают прохождение стрелочных переводов. Гребень нового бандажа должен иметь толщину 33 мм и угол наклона 70°.

Многолетняя практика эксплуатации колесных пар показывает, что, как правило, нарастание износа гребней бандажей опережает их прокат, вследствие чего обточку бандажей вынуждены производить из-за недопустимого износа (подреза) гребней, когда еще прокат незначителен (3-4 мм). При этом для восстановления гребня до нормальной толщины 33 мм приходится снимать много металла с поверхности катания бандажа, уменьшая его толщину. В связи с этим особую актуальность приобретают мероприятия по снижению износа гребней колесных пар. Наряду с улучшением динамических качеств экипажей, обеспечивающих прохождение колесных пар Рис. 199. Профили бандажейв кривых с наименьшими усилиями, применением гребнесмазывателей серьезное внимание уделяется разработке новых профилей бандажей, при которых снижается скольжение гребней колес по боковой грани рельсов и тем самым уменьшается их износ. ВНИИЖГом разработан и внедряется новый унифицированный (объединенный) профиль бандажа, одинаковый для локомотивов и вагонов (см. рис. 199, выделен жирной линией), особенность которого заключается в следующем. Средняя часть профиля (поверхность катания) представляет собой поверхность, прикатанную по форме поверхности головки рельса. Она состоит из двух конических поверхностей: одна с уклоном образующей 1 : 100 (со стороны гребня) и другая с уклоном 1 : 20. Кривизна поверхности, сопрягающейся со средней частью и с гребнем, по мере приближения к гребню увеличивается, соответственно увеличивается и ее конич-ность. Эта зона гребня (зона набегания), прилегающая к выкружке, описана радиусом г = 70 мм. Угол наклона гребня составляет 65°. Благодаря такому профилю бандажа при движении в кривой обеспечивается одноточечный контакт его с рельсом в отличие от бандажа со стандартным профилем, у которого обеспечивается двухточечный контакт. При двухточечном контакте происходит непрерывное скольжение гребня бандажа о боковую грань головки рельса, что вызывает их усиленный износ. Применение бандажей с унифицированным профилем позволит снизить износ гребней на 35-50 % в сравнении сизносом гребней бандажей со стандартным профилем.

На наружной грани выбивают знаки и клейма в такой последовательности: номер завода-изготовителя, дата изготовления, марка бандажа, клейма приемки, номер плавки, номер бандажа.

Зубчатые колеса. На тепловозах вращающий момент от тягового двигателя к колесной паре передается односторонним зубчатым редуктором, находящимся на оси между колесами. Для смены зубчатого колеса требуется расформирование колесной пары, поэтому его долговечность должна быть больше или равна долговечности оси, т. е. определяется пробегом тепловоза в 2,5-3 млн. км. В связи с этим к материалу и качеству изготовления зубчатых колес предъявляются высокие требования. Они изготовляются из легированной стали 45ХН, а шестерни двигателей – из высоколегированной стали 20ХНЗА.

Зубчатые колеса тягового редуктора имеют прямые зубья. Зубчатые колеса тяговых редукторов у всех тепловозов выполняют с модулем зацепления, равным 10 мм (модуль зацепления показывает, сколько миллиметров диаметра колеса приходится на один зуб). Применяемые ранее на тепловозах 2ТЭ10Л и ТЭМ2 зубчатые колеса с модулем зацепления, равным 11 мм, имели незначительный срок службы из-за повышенного износа зубьев.

После фрезерования зубья зубчатых колес подвергают поверхностному термическому упрочнению. Основным методом поверхностного упрочнения является закалка токами высокой частоты (т. в. ч.). На заводах применяются два вида закалки зубьев: контурная и секторная. При контурной закалке закаленным оказывается поверхностный слой по всему контуру зуба, за исключением его вершины, а при секторной закаливается только рабочая поверхность зуба, а впадина между зубьями упрочняется накаткой роликом. Толщина закаленного слоя в обоих случаях составляет 2-3 мм, а твердость рабочих поверхностей НИС 50-58. Веду щие шестерни подвергаются газовой цементации с последующей закалкой и низким отпуском. Твердость поверхностного слоя при этом составляет НРХ 58-63. Поверхностное упрочнение зубьев значительно повышает их износостойкость. Термическая обработка зубьев вызывает температурные деформации, снижающие точность геометрических параметров. Поэтому для обеспечения требуемой точности изготовления после термообработки производят шлифование зубьев, для чего при нарезании их оставляют припуск на обработку 0,2-0,3 мм. Чтобы исключить появление у корня зуба прижогов и шлифовочных трещин, впадину зубьев и переходные поверхности не шлифуют. Для получения плавного бесступенчатого перехода от шлифованной рабочей поверхности к впадине в процессе нарезания зубьев их выполняют с так называемым поднутрением, или протуберанцем.

Д пругое самоустанавливающееся зубчатое колесо. Одним из серьезных конструктивных мероприятий, направленных на увеличение срока службы зубчатых колес, является применение в них резинометаллических упругих элементов. Все грузовые тепловозы оборудуются упругими самоустанавливающимися зубчатыми колесами (УСЗК). Необходимость этого мероприятия вызвана тем, что при кон–сольной передаче тягового момента, имеющей место на тепловозах, между сопряженными зубьями колеса и шестерни возникает перекос, приводящий к большим концентрациям нагрузок на концах зубьев. Кроме этого, непосредственное взаимодействие колесной пары с рельсовым путем связано с ударами и инерционными усилиями, передающимися тяговому приводу. Применение УСЗК дает возможность более равномерно распределить усилие, действующее на зуб, по всей его длине и снизить динамические нагрузки в приводе.

Венец 13 УСЗК (см. рис. 197) относительно ступицы центрируется роликами 17. Наличие восьми тройных эластичных элементов 14, в которых две крайние резиновые втулки работа ют последовательно со средней, дает значительный угол закручивания веи-ца при допустимых значениях относительной деформации резиновых втулок. Упорные упругие элементы 19 ограничивают максимальные деформации тройных эластичных в момент трогания или боксования локомотива.

Тройной резинометаллический блок состоит из двух одинаковых крайних и одной средней резиновых втулок, запрессованных в кольцевое пространство между металлическими втулками и общим внутренним валиком. Толщина резиновых втулок в запрессованном состоянии 13 мм. Для создания натяга в 27 % толщина втулок в свободном состоянии равна 18 мм. Упорные рези-нометаллические блоки имеют по концам резиновые втулки толщиной 8 мм в запрессованном состоянии (в свободном 11 мм). Средняя часть валика упорного элемента закалена. Ее диаметр на 8 мм меньше диаметра отверстия в зубчатом венце. Тройные и двойные элементы, установленные в соос-ные отверстия венца и боковых фланцев, чередуются между собой.

При ггередаче вращающего момента от шестерни тягового двигателя колесной паре нагрузка на зуб колеса, действующая в тангенциальном направлении, передается венцом тройным резинометаллический блокам (на их средние резиновые втулки). Средние резиновые втулки, деформируясь, передают нагрузку на внутренние валики, которые, в свою очередь, концами воздействуют на крайние резиновые втулки, деформируют их и через наружные металлические втулки передают усилие на боковые фланцы. Эти усилия от восьми эластичных элементов образуют вращающий момент, передаваемый ступице зубчатого колеса и далее колесной парс. Зубчатый венец, поворачиваясь за счет деформации резиновых втулок блоков, упирается поверхностями своих отверстий в средние части упорных блоков (после выбора радиального зазора 4 мм). Дальнейшая деформация упругих элементов происходит совместно. Необходимость установки упругих элементов двух типов вызвана тем, что в момент трогания и разгона требуется оградить резиновые элементы от больших деформаций. С ростом скорости тепловоза сила тяги уменьшается, ио значительно возрастают динамические нагрузки. Поэтому в данном случае зубчатый венец должен иметь малую жесткость в тангенциальном направлении. Благодаря снижению тяговой нагрузки упорные элементы выключаются из работы, а колебания венца под динамическими нагрузками происходят в радиальном зазоре между венцом и упорными элементами Формирование колесных пар. Приформировании колесных пар применяют холодный и горячий способы соединения деталей. При холодном способе колесный центр напрессовывается на ось гидравлическим прессом с записью диаграммы усилия на протяжении процесса запрессовки. Перед запрессовкой сопрягаемые поверхности деталей протирают насухо, а затем смазывают ^туральной олифой. Натяг, обеспечивающий нормальное усилие запрессовки, должен быть от 0,2 до 0,26 мм Индикаторная диаграмма запрессовкI считается удовлетворительной, если она имеет вид плавно нарастающей кривой, несколько выпуклой вверх.

Тепловой способ применяется преимущественно для посадки зубчатого колеса на ось и бандажей на колесные центры. На некоторых заводах этим способом формируется вся колесная пара.

При тепловом способе посадки колесного центра на ось натяг между центром и осью должен составлять 0,16-0,22 мм. Для защиты сопрягаемых поверхностей от коррозионных повреждений их перед посадкой покрывают клеем ВДУ-3 с предварительной полимеризацией (подсушкой) в течение 30 мин при температуре 160- 180°С. Ступицу центра нагревают до температуры 250-280°С током промышленной частоты с напряжением 380/220 В. При нагреве диаметр ступицы увеличивается на 0,5-0,6 мм. что позволяет произвести посадку центра на ось. После полного остывания проверяют прочность посадки колесного центра на ось путем трехкратного нагружения прессом на центр силой (1500 ± 50) кН с выдержкой 10 мин и записью диаграммы усилия.

Зубчатое колесо нагревается до температуры 170-200 °С. Упругое зубчатое колесо нагревают не выше 170°С для предотвращения разрушения резиновых элементов. Контроль температуры осуществляется термопарами. Для защиты от коррозии сопрягаемые поверхности также покрываются клеем ВДУ-3 или ГЭН150(В ;. Посадку лабиринтного кольца и внутренних колеи роликовых подшипнн ков букс на шейки оси производят тепловым способом с предварительным нагревом колец в масле до температуры 100-120 °С.

У тепловозов ТЭП60 и ТЭП70 фланцы привода насаживают на полый вал после нагрева до температуры 120- 150°С. Каждый привод фиксируется на валу четырьмя штифтами. Для более надежного соединения приводов с валом их обваривают по наружным концам. Установка пальцев привода в цапфы полого вала и в колесный центр осуществляется путем охлаждения пальцев в жидком азоте. При этом должен быть обеспечен натяг 0,09-0,12 мм. Прочность посадки пальцев проверяют трехкратным усилием пресса в 300-380 кН. Зубчатый венец закрепляется на фланце полого вала также тепловым способом с нагревом его до 200°С и дополнительно укрепляется призонными болтами.

Перед посадкой бандажей на колесные центры их предварительно де-фектоскопируют и подбирают по твердости. Разность твердостей двух бандажей не должна превышать НВ 20. Бандаж нагревают в специальном индукционном горне до температуры 250-320″С, после чего обвод центра заводят в нагретый бандаж до упора в бурт. В наклонном вырезе бандажа устанавливают укрепляющее кольцо с таким расчетом, чтобы концы его были плотно пригнаны друг к другу. Заключительной операцией насадки бандажа на колесный центр является обжатие заведенного в паз кольца на специальном станке при помощи обжимного ролика. Обжатие кольца можно выполнять с помощью специальной обжимки пневматическим молотом. Посадка бандажей считается удовлетворительной, если после естественного остывания при остукива-нии бандажа молотком по кругу катания будет издаваться чистый металлический звук.

После насадки бандажей на их наружных боковых поверхностях выбивают на длине 25 мм четыре-пять кернов глубиной 1 -1,5 мм, причем последний керн должен располагаться не ближе 10 мм от кромки упорного бур та. На поверхности обода центра напротив кернов наносится риска тупым зубилом. По этим меткам в эксплуатации ведется контроль за возможным сдвигом бандажа. После окраски бандажей по этим кернам и риске наносится красной или белой краской полоса шириной 25 мм.

Формирование колесной пары тепловым способом имеет целый ряд преимуществ перед прессовым (холодным) способом. При тепловом способе можно нанести антикоррозионное покрытие на сопрягаемые поверхности, повысить прочность соединения оси с колесными центрами при уменьшенных натягах, уменьшить технологический брак и трудоемкость формирования.

Ссылка на основную публикацию