Колісна пара електровоза, електропоїзда
Завантажити конспект в форматі “docx” ви можете в кінці опису.
Зміст:
Колісна пара є найбільш відповідальним вузлом локомотива, від стану якого залежить безпека руху. Вони сприймають статичні і динамічні навантаження від руху локомотива по рейковій колії, удари від нерівностей колії та бокові навантаження під час проходження кривих. Колісні пари перетворюють обертаючий момент якоря тягового двигуна в силу тяги поступального руху локомотива і гальмову силу при гальмуванні. Колісну пару локомотива та моторного вагона електропоїзда формують із осі, двох колісних центрів (6) з бандажами, а також одного чи двох зубчастих коліс. На колісних парах причіпних та головних вагонів електропоїздів зубчасті колеса відсутні, колісні центри суцільнолиті.
Рис. 2.12 Колісна пара восьми-та чотиривісних вантажних електровозів: 1 – вісь; 2 – колісний центр; 3 – косозубе зубчасте колесо; 4 – бандажне кільце; 5 – бандаж; 6 – канал для випресовування колісного центра; 7 – канал для випресовки зубчастого колеса; 8 – торцева частина осі; 9 – різьбова частина; 10 – шийка; 11 -передматочна частина осі; 12 – підматочна частина осі; 13 – середня частина; 15 – частина під моторно-осеві підшипники
Колісні пари восьми- та чотиривісних електровозів серій ВЛ10, ВЛ11, ВЛ40, ВЛ80, ДЕ1, 2ЕЛ4.2ЕЛ5.2ЭС5К однакові за конструкцією (рис. 2.12). Колісна пара складається з осі (1), двох колісних центрів (2) з бандажами (5) та зубчастими колесами (3) (одне або два залежно від прийнятої системи зубчастої передачі). Шийки осей (10) знаходяться із зовнішньої сторони від коліс, оскільки рами візків електровозів виготовляють тільки із зовнішнім розташуванням букс. На кінцеві частини осі шийки (10) насаджують буксові підшипники, які кріплять корончатою гайкою, що навертається на різьбову частину осі (9).
До торцевої поверхні (8) двома болтами М16 кріпиться стопорна планка, що захищає гайку від відвертання. На торцевій поверхні набито клейма заводу виробника осі та контролю її стану. На підматочинну частину (12) напресовано колісні центри. Між шийкою і підматочинною частиною знаходиться передпідматочинна частина (11). Частина (14) призначається під моторно-осьові підшипники. Діаметри зазначених частин осі різні. Підматочинну частину осі виготовляють найбільшого діаметра, для того щоб зменшити концентрацію напруги, що виникає при запресовуванні колісного центра на вісь.
З метою зниження концентрації напруг, при запресовуванні перехід від однієї частини осі до іншої здійснений плавно. Всі частини осі, крім середньої, піддають шліфовці. Шийки, підматочинні частини та частину під моторно-осьові підшипники накочують роликами із зусиллям 24,5 Н. При накатці усувають ризки та подряпини, біля яких у металі виникають концентрації напруг, що можуть привести до появи тріщин і зламу осі. Матеріал для осей електровозів та електропоїздів повинен мати велику в’язкість і міцність.
Осі виготовляють зі спеціальної вуглецевої стали ОСЛ з високими механічними властивостями. Колісні центри дисків виготовляють зі сталевого лиття підвищеної якості 25ЛШ. Після відливання їх ретельно випалюють у пічці, щоб зняти внутрішнє напруження металу. Всі частини колісного центра мають плавні переходи та обриси. Поверхні ободу центра, та подовженої частини маточини обробляють на токарних верстатах. Колісні центри виготовляють з подовженою маточиною під встановлення зубчастого колеса, або з нормальною, при встановленні великого зубчастого колеса на вісь.
В маточині колісного центра проточений канал для його випресовування. В канал по різьбі закручена пробка. На всіх восьмивісних та чотиривісних електровозах колісні центри дводискові з подовженою маточиною (2), на яку встановлено косозубе зубчасте колесо (5) (рис. 2.13). Два ряди дисків, обод і перегородки, що з’єднують диски та надають їм необхідну твердість. У дисках зроблені овальні отвори для зменшення ваги колісного центра.
Колісний центр запресовують на вісь у холодному стані на горизонтальному гідравлічному пресі, обладнаному манометром і спеціальним приладом для знімання індикаторної діаграми запресовування. Тиск запресовування залежить від діаметра та довжини поверхонь, що сполучаються, й також від обраного натягу. Перед запресовуванням вісь змазують рослинною олією або ЇЇ замінником. На обод колісного центра з натягом насаджують бандаж (3), який закріплюють стопорним кільцем (4).
Рис. 2.13 Колісний центр з бандажем та зубчастим колесом: 1 – вісь колісної пари; 2 – колісний центр; 3 – бандаж; 4 -бандажне кільце; 5 – зубчасте колесо; 6 -корпус зубчастого редуктора; 7 – моторно-осьовий підшипник
Перед насадкою бандажа його перевіряють магнітним дефектоскопом на відсутність тріщин та нагрівають до температури 320 °С індукційним нагрівачем, потім кран-балкою встановлюють колісний центр, напресований на вісь. В канавку бандажа вводять бандажне кільце, а бугор бандажа завальцьовують на спеціальному верстаті. Це запобігає випаданню бандажного кільця. При вирівнюванні температури колісний центр і бандаж міцно з’єднуються.
Після охолодження зовнішню грань бандажа та ободу колісного центра фарбують у білий колір і наносять червону риску, яка є маркером провороту бандажа. Зубчасті колеса (5) з косими зубами (одне лівого, інше правого напрямку) запресовуються на подовжену маточну частину колісного центра (2). Це дає можливість збільшити площу з’єднання, тим самим зменшити концентрації напруги в осі і передати більший обертаючий момент, чим при посадці зубчастого колеса безпосередньо на вісь. В маточині зубчастого колеса також проточений канал для його випресовування.
Також вас може зацікавити:
Буксовий вузол електровоза, електропоїзда (docx)
Бандажі колісних пар виготовляють із високоякісної сталі. Поверхні бандажа надають необхідну форму шляхом механічної обробки на токарних верстатах. Профіль бандажа забезпечує збереження постійного зазору між гребенем бандажа (8) й головкою рейки, необхідного для вільного руху електровоза (рис. 2.14). Гребінь бандажа (8) запобігає сходу колісної парі з рейок. Зовнішня поверхня бандажа конічна і називається кругом кочення (7).
Конічний профіль поверхні катання зменшує прослизання коліс, тому що під дією відцентрової сили колісна пара переміщається в поперечному напрямку й зовнішнє колесо контактує з рейкою по більшому діаметру конічної поверхні, а внутрішнє — по меншому. Ухил профілю катання змінний: в основній частині робочої поверхні бандажа 1:20, наприкінці цієї поверхні — 1:7. Бандажі з таким профілем при притисненні гребеня до зовнішньої рейки взаємодіють із ним у двох точках, де в основному виникає тертя ковзання.
Воно приводить до інтенсивного зношування гребеня, особливо в початковий період експлуатації бандажа, до утворення прокату 2-3 мм. Це викликає необхідність передчасного обточування бандажів і збільшення витрати металу. Тому ВНИИЖТОМ був запропонований новий профіль бандажа, що уведений з 1-го січня 1988 р. на мережі доріг для тягового рухомого складу (рис. 2.14, б). Відмінностями цього профілю є: зменшення до 28 мм висоти гребеня, 8 проти 30 мм по старому профілю, зміна кута нахилу гребеня з 70 до 65°, збільшення з 13,5 до 15 мм радіуса переходу від гребеня до кола катання.
Рис. 2.14 Профіль бандажа колісної пари а) та новий бандаж б): 1 – зовнішня грань; 2 – буртик; 3 – колісний центр; 4 – бандажне кільце; 5 – внутрішня грань; 6 -фаска; 7 – круг кочення; 8 – гребінь
Уведено поверхню радіуса 70 мм, яка додатково включена в середній частині кола катання конусність 1:50. При такому профілі бандаж контактує з рейкою в одній точці, в якій між гребенем і рейкою виникає в основному тертя катання. Зношування гребеня стає менш інтенсивним, періоди між обточуваннями збільшуються, втрати металу скорочуються. Конічний профіль бандажів необхідний для полегшення проходу стрілочних переводів колесами, що мають значний прокат. Фаска (6) у зовнішнього торця бандажа виконана під кутом 45°, служить для зсуву на неї напливів металу, що утворилися при прокаті поверхні катання.
Для контролю за положенням бандажа щодо центра на зовнішню поверхню бандажа і обод центра наносять контрольні мітки, які розташовані по радіусу проти однієї зі спиць. Контрольну мітку на бандажі виконують у вигляді чотирьох насічок глибиною 1,5 мм на довжині 25 мм, а на ободі центра — зубилом у вигляді ризки глибиною до 1 мм. При виготовленні та формуванні колісних пар на них встановлюються знаки та клейма. Клейма й знаки наносять на торці осі правої сторони колісної пари (мал. 2.15). Правою стороною колісної пари вважають ту, на торці осі якої знаходяться знаки й клейма, що ставляться до виготовлення осі. Клейма й знаки на правому торці осі повинні зберігатися увесь час експлуатації колісної пари.
Рис. 2.15 Клейма на осі колісної пари локомотива: 1 – номер заводу; 2 – номер пункту маркування; 3 – номер осі; 4 – клеймо правильності знаків; 5 – дата виготовлення; 6 – клеймо прийомки; 7 – знак формування; 8 -номер пункту формування; 9 – клеймо приймання формування; 10 – дата формування
Знаки формування й клейма приймання наносять також на зовнішній стороні маточини колісного центра (рис. 2.16, а), на зовнішній стороні суцільнокатаного колеса причіпних вагонів електропоїздів (рис. 2.16, б) та на бандажі (рис. 2.16, в).
Рис. 2.16 Клейма на а) колісному центрі, б) ободі та в) бандажі колісної пари локомотива: 1 – номер заводу; 2 – дата виготовлення; 3 – номер парти; 4 – номер плавки;5 – номер центра; 6 – клеймо прийомки; 7 – марка; 8 – номер колеса; 9 – номер бандажа
В процесі експлуатації бандажі зношуються, тому правильність профілю періодично перевіряють спеціальними шаблонами. Якщо зношення більше допустимого — бандажі колісних пар проточують на спеціальних фрезерних верстатах, без викочення колісних пар з-під електровозу.
Рис. 2.17 Колісна пара моторного вагона електропоїзда: 1 – вісь; 2, 6 – колісні центри; 3 – лабіринтові кільця; 4 – бандаж; 5 – ущільнювальне кільце; 7 – зубчасте колесо; 8 – упорна кришка; 10 – стакан; 11 – роликопідшипник 80-32140 Л4; 12 – внутрішнє розпірне кільце; 13 – зовнішнє розпірне кільце ; 14 -роликопідшипник 80-92140 ЛЗ; 15 – ущільнювальне кільце; 16 – кришка стопорна; 17 – кришка лабіринтова
Правила технічної експлуатації залізниць України встановлюють вимоги до колісних пар та несправності, з якими обмежується або забороняється їх експлуатація. В процесі експлуатації можуть виникати тріщини в частинах колісної пари, підріз гребеня, прокат, повзуни тощо. Всі ці несправності впливають на безпеку руху і можуть привести до аварії, тому на залізниці встановлено чіткий порядок огляду та обміру колісних пар, перевірку їх на наявність внутрішніх та зовнішніх тріщин із записом у відповідні паспорти та журнали.
Рис. 2.18 Колісна пара причіпного вагона електропоїзда: 1 – підматочинна частина осі; 2 – шийка; 3 – обід колеса; 4 – колесо; 5 – середня частина осі
Колісні центри моторних вагонів електропоїздів серій ЭР2, ЭР9, ЭД9 (рис. 2.17), складаються з колісного центра (2), змінного бандажа (4) та бандажного кільця (5). Шпицеві колісні центри відливають з вуглецевої сталі 25ЛІІ (лівий центр) і 25ЛІІІ (правий центр) підвищеної якості. Зовнішній діаметр ободу колісного центра 900 мм, ширина — 88 мм.
Правий колісний центр має фланець для кріплення болтами (8) вінця зубчастого колеса (7). Діаметр поверхні катання нового бандажа дорівнює 1050 мм, ширина бандажа — 130 мм. Для колісних пар причіпних вагонів застосовують сталеві суцільнокатані колеса (4), виготовлені зі Ст1 (рис. 2.18). У міру зношування (утворення прокату) суцільнокатані колеса обточують по певному профілю. Діаметр по колу катання суцільнокатаного колеса 950 мм.
Рис. 2.19 Колісна пара електровоза 4C4T: 1 – колісний центр; 2 – бандаж; 3 – зубчасте колесо; 4 – вісь; 5 – канал для розпресовки
Колісна пара електровоза ЧС4Т відрізняється від описаних тим, що на осі (4) запресоване одне прямозубе зубчасте колесо (5) (рис. 2.19). Шість колісних пар електровозів ЧС4 і ЧС4Т сформовані за єдиними правилами, що відповідає інструкції з формування колісних пар. Середні колісні пари (II й V) візків не мають вільного поперечного розбігу по підшипниках, тому вони мають підточений гребінь бандажа.
В іншому колісні пари не відрізняються одна від одної. Кожна складається з осі (4), колісних центрів (1) зі спицями, бандажів (2) з фіксуючими бандажними кільцями, втулки зубчастого колеса (3) та зубчастого колеса (5). Колісний центр відлитий зі сталі та має 12 спиць. Для полегшення демонтажу, при переформуванні колісної пари, колісні центри мають канали під масло.
Бандаж насаджено на колісний центр у гарячому стані. Діаметр кола кочення при нових бандажах 1250 мм. Товщина бандажа диску 90 мм. На вісь напресовується втулка зубчастого колеса (3). Зубчастий вінець колеса (5) з’єднується із втулкою за допомогою призонних болтів. Відстань між внутрішніми гранями бандажів колісної пари електровоза ЧС4 має бути 1440 мм.
Також вас може зацікавити:
Загальні відомості про електрорухомий склад (електропоїзди, електровози)
