Классификация колесных парТипы колесных пар, их содержание и ремонт регламентируются следующей нормативной документацией: 1) гос. стандартами на типы колесных пар; 2) правила технической эксплуатации железных дорог (ПТЭ); 3) отраслевая «Инструкция по осмотру, освидетельствованию, ремонту и формированию колесных пар». Факторы, определяющие тип колесной пары: 1) тип оси; 2) диаметр колес; 3) конструкция подшипника и способы его крепления. Типы осей различаются размером и формой шейки, предназначенной либо: a) для роликовых подшипников; b) для подшипников скольжения. Обозначения колесных паропишем на примерах. III-950 – индексация колесной пары для эксплуатации с подшипниками скольжения; цифры соответствуют диаметру колеса; РУ1-950, РУ1Ш-950, РУ-950, РУ-1050 – индексация колесных пар для эксплуатации с роликовыми подшипниками. Здесь индекс РУ соответствует типу «роликовая унифицированная», индекс Ш – крепление подшипника приставной шайбой.
Элементы осиколесной пары обозначаются терминами Собственно колесо, его колесный центр закрепляется на подступичной части оси. В настоящее время в эксплуатации находится некоторое число КП с осями типа III с подшипниками скольжения. Эти оси планомерно заменяются осями с роликовыми подшипниками. Задание. Самостоятельно законспектировать из учебника В.В. Лукина, Л.А. Шадура и др. "Конструирование и расчет вагонов" таблицу соответствия типа колесной пары и типов пассажирских и грузовых вагонов. Виды крайних частей осей колесных пар различаются для различных способов крепления подшипников. РУ 1 – индексация, соответствующая шейки оси, имеющей резьбу для корончатой гайки, фиксирующей роликовый подшипник; РУ1 Ш – индексация оси, подшипниковая шейка которой имеет приставную шайбу; на торце таких осей имеются резьбовые гнезда для фиксации приставной шайбы. Шейки колесных пар с индексацией РУ имеют диаметр 135 мм. В настоящее время они изымаются из эксплуатации. Основной тип колесных пар имеет диаметр по кругу катания 950 мм. В старотипных вагонах осталось небольшое число пар с диаметром 1050 мм. В связи с увеличением грузовместимости вагонов и скорости движения диаметры осей КП постепенно росли. Так шейки пар до 1892 г. имели диаметр 100, 135, 126 мм; 1908 г. и позднее – 105, 145 и 136 мм, с 1948 г. ГОСТ 4007 устанавливает 4 типа осей в зависимости от допускаемой нагрузки.
До революции колеса изготавливались составными (бандажными). До 1892 г. – с деревянным колесным центром (16-ти секторные колеса Мензеля). До 1900 г. колесные центры ковались, затем использовались литые спицевые КЦ, в том числе дисковые стальные и чугунные. С 1931 г. начался переход к безбандажным колесам, с 1953 г. прекратилось использование чугунного литья, а с 1935 г. началось изготовление цельнокатаных колес, более прочных и надежных.
Основные допуски на размеры колесных пар определяются таблицей. Таблица основных допускаемых отклонений
Кроме ограничений, приведенных в таблице существенно следующее: колеса, укрепленные на одной оси не должны иметь DD > 1 мм., что предотвращает односторонний износ гребней и снижает сопротивление движению. Кроме перечисленных стандартных конструкций колесных пар, предусмотренных ГОСТ 4835, используются их специальное конструктивное оформление по специальным чертежам и Техусловиям: 1) для вагонов промышленного транспорта; 2) для вагонов электро- и дизель-поездов; 3) с раздвижными на оси колесами – для дорог с различной шириной колеи. Специальные конструкции колесных пар имеют следующие особенности:
1) в колесных парах вагонов с дисковыми тормозами на оси пары кроме 2-х колес прочно крепятся специальные диски. Схема их расположения приведена на эскизе.
2) колесная пара моторного вагона электропоезда имеет бандажные колеса с литыми спицевыми центрами, один из колесных центров имеет выступ- фланец, к которому соосно крепится фланец зубчатого колеса редуктора. 3) колесные пары промышленного транспорта, предназначенные для эксплуатации при повышенных нагрузках, имеют увеличенные диаметры, в частности, диаметр шеек составляет 180мм. 4) колесные пары с раздвижными колесами, имеют следующие дополнительные элементы: – между ступицей колеса и подступичной частью оси располагается капроновая втулка; – на наружной поверхности ступицы колеса имеют две кольцевые выточки для закрепления колеса подвижным фиксатором. В одну из выточек фиксатор вдвигается при движении по колее шириной 1435 мм., в другую – при движении по колее, шириной 1520 мм; – для исключения самопроизвольного выхода фиксатора из кольцевых вытачек ступицы предусмотрено замковое кольцо, соединяемое с фиксирующим барабаном, укрепляемым на оси горячей посадкой; – повороту колеса относительно оси колесной пары препятствует зубчатое зацепление фиксирующего барабана и ступицы колеса. Раздвижная пара колес приводится в действие на специальном переводном стенде. Конструкции такой колесной пары более сложны и дороги. Но при перевозке некоторых грузов, несмотря на дополнительные затраты на ремонт и содержание таких пар, в целом, капитальные расходы и расходы на эксплуатацию сокращаются. Колесные пары узкоколейных вагонов отличаются большой разнотипностью. Так, колесных пар колеи 750 мм насчитывалось 42 типа, колеса были бандажными с чугунными или стальными колесными центрами. Диаметры соответствующих колес колебались от 450 до 650 мм. В 1955году МПС провело унификацию колесных пар для колеи 750 мм., что резко уменьшило их разнотипность. Оси
С точки зрения сопромата ось – стальной стержень круглого, переменного по длине поперечного сечения.
I – Зона галтели (плавного перехода) от предподступичной части к подступичной. Назначение предподступичной части оси: 1. размещение деталей уплотняющих устройств букс, в которых размещается подшипник; 2. снижение концентрации изгибных напряжений в оси, в зоне изменения диаметра оси от d2 к d3. Напряжения в этом месте оси резко возрастают и обусловлены двумя факторами: a) общим изгибом оси весом груженого вагона; b) натягом, возникающим при посадке внутреннего кольца подшипника колеса на его шейку. Типичное конструктивное оформление зоны галтели приведено на выноске I
Небольшое поднутрение глубиной 0,25 мм, представленное на приведенной схеме, предназначено для снижения общего коэффициента концентрации напряжений в зоне галтели оси при переходе от диаметра оси d2 к диаметру d3. Варианты конструктивного оформления конца шейки оси: 1) оси подшипников качения на концах шеек имеют нарезную часть для навинчивания упорной корончатой гайки, а на торце этих концов расположен паз с отверстиями для крепления стопорной планки; 2) в вагонных осях с креплением подшипников качения с помощью приставной шайбы размещены резьбовые гнезда для болтов крепления шайбы; 3)
оси подшипник скольжения на своих концах могут иметь упорный буртик, препятствующий смещению подшипника вдоль оси наружу при движении вагона; 4)
на торцах всех типов осей предусмотрены центровые отверстия, ведущие через конический переход в глубокое гнездо глубиной 30-35мм. Отверстия служат для установки и закрепления колесной пары или оси при обработке на токарном станке или при установке на измерительном стенде. Конструктивное оформление этих гнезд стандартизовано; 5) оси, предназначенные для установки в вагонах с дисковыми тормозами, имеют посадочные поверхности для установки тормозных дисков. 6) оси, предназначенные для использования в моторных вагонах, имеют посадочные поверхности для установки деталей редуктора, располагаемого между колесом и приводом генератора. Основные размеры и допускаемые нагрузки для стандартных типов осей вагонов колеи 1520 мм (кроме вагонов электро- и дизель-поездов) приведены в таблице Стандартные типы осей колесных пар (гост Р50334-98)
У всех типов осей расстояние между центрами приложения нагрузки на шейки составляет 2036 мм. Базовыми документами при проектировании всех типов осей является ГОСТ Р50334-92 и ГОСТ 15150. Изготовление заготовок определяется ГОСТ 4728. Основные марки сталей, используемых для изготовления осей: ОсВ; ОсЛ. Указанные стали содержат низкий процент примесей фосфора и серы – не более 0,45 %. Параметры шероховатостей чистовой обработки осей определяется ГОСТ 2789. Их гарантийный срок эксплуатации – 8,5 лет, а общий срок службы 15 лет. Маркировка: на торце оси после ее чистовой обработки проставляется клеймо госприемки, номер предприятия- изготовителя, номер оси, две цифры года изготовления заготовки оси, клеймо ОТК. Способы изготовления осей: - ковка; - штамповка; - винтовая прокатка; - радиально-ротационное горячее деформирование. Термообработка: нормализация или нормализация с дополнительным отпуском. Механические свойства материала вагонной оси должны соответствовать указанным в таблице. Механические свойства материала оси
Обработка поверхностей осей после механической обработки точением: · накатывание роликами на токарно-накатных станках; · посленакатная шлифовка шейки оси и ее подступичной части; · промывка и обдувка. Цель обработки поверхностей осей – повышение предела выносливости материала оси в условиях знакопеременной изгибной нагрузки, достигающих максимума на поверхностных слоях материала. Тенденция: с целью снижения массы оси за счет удаления слабонагруженного материала в центральной части оси переход к изготовлению и эксплуатации полых вагонных осей. Существенно осложняется такой переход ослаблением прочности прессового соединения (посадки) колеса на ось. Усилия распрессовки колеса оказывается при этом ниже, чем усилия его напрессовки. Это может объясняться изменением предварительных напряжений, возникающих при напрессовке, в процессе эксплуатации оси.
|
