[Статья] Ходовые части вагонов-самосвалов. Двухосные тележки колеи 1520 (1524) мм

[Admin]

Ходовые части вагонов-самосвалов

НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ХОДОВЫХ ЧАСТЕЙ

Вагоны-самосвалы (думпкары) в зависимости от грузоподъемности и нагрузок от оси на рельс имеют двухосные, трехосные и четырехосные тележки. Основным назначением тележек является смягчение вертикальных и горизонтальных динамических усилий при движении вагона, а также обеспечение их вписывания в кривые участки пути. Вагоны на тележках лучше вписываются в кривые малого радиуса, оказывают меньшее сопротивление движению, испытывают меньшее влияние неровности пути.

Воздействие внешних сил на конструкцию вагона снижает рессорное подвешивание. Конструкция свободного соединения тележки с нижней рамой вагона-самосвала через пятник и боковые скользуны улучшает прохождение кривых участков пути. С учетом особенностей железных дорог открытых горных разработок (наличие большого числа кривых малого радиуса, подъемов и спусков, временных железнодорожных путей на отвалах и в карьерах) перечисленное имеет большое значение для улучшения эксплуатации вагонов-самосвалов.

Применение многоосных тележек (трехосных и четырехосных) при существующих нагрузках от оси вагона на рельсы до 295 кН (30 000 кгс), а в перспективе до 342 кН (35 000 кгс) позволяет создавать вагоны-самосвалы повышенной грузоподъемности.

Тележки различают по числу осей, типу рессорного подвешивания, передаче нагрузки от кузова вагона на раму тележки и от рамы тележки к колесным парам. По числу колесных пар тележки делят на двухосные, трехосные и четырехосные, а по рессорному подвешиванию — на тележки с буксовым и с центральным рессорным подвешиванием. Нагрузка от кузова на раму тележки передается через среднюю поперечную балку рамы тележки, жестко связанную с ее боковыми рамами (в тележках с буксовым рессорным подвешиванием), или через балку, свободно опертую своими концами на рессоры, расположенные на раме тележки (в тележках с центральным рессорным подвешиванием).

Нагрузка от кузова на надрессорную балку передается центрально от пятника кузова на подпятник тележки. Такая передача нагрузки обеспечивает свободный поворот тележек под кузовом вагона. Нагрузки от рамы колесным парам тележки передаются или непосредственно (при центральном подвешивании), или через рессорный комплект (при буксовом подвешивании).

В последние годы тележки для вагонов-самосвалов выпускают только с центральным рессорным подвешиванием. Рамы тележек изготовляют с литыми и поясными боковинами. Последние применяют на вагонах-самосвалах узкой колеи.



ТЕЛЕЖКИ ВАГОНОВ-САМОСВАЛОВ УЗКОЙ КОЛЕИ

Тележка с поясными боковинами вагона-самосвала колеи 750 мм.

Вагоны-самосвалы УВС-20 колеи 750 мм оборудованы тележками (рис. 77), которые состоят из двух сборных боковин, надрессорной балки, поперечной связи, двух рессорных комплектов, двух колесных пар 7 с буксами на подшипниках скольжения 6 и тормозной рычажной передачей.

Каждая боковина такой тележки состоит из трех отдельных поясов — верхнего 1, среднего 2 и нижнего 3, соединенных в средней части двумя распорными стальными литыми колонками 4, через которые проходят болты 5, стягивающие все три пояса. Колонки служат также направляющими для надрессорной балки 9 при вертикальном ее перемещении и имеют отлитые кронштейны, к которым прикреплены подвески тормозных башмаков рычажной передачи. Между колонками поперек тележки расположена подрессорная балка 8, которая связывает боковины тележки. По концам подрессор-ной балки установлено по комплекту рессор 11, на которые опирается надрессорная балка. На надрессорной балке установлены подпятник со шкворнем 10. Рессорный комплект состоит из четырех пружин и эллиптической рессоры (комбинированный рессорный комплект)

Параметры пружин следующие:

Диаметр витка в мм..........................19

Диаметр пружины средний в мм . . .... 75

Число витков.................7,5

Статический прогиб в мы ...........19,5

Эллиптическая рессора состоит из восьми наборных листов сечением 76 у 10 мм. Жесткость рессоры 1436 кгс/см; жесткость рессорного комплекта 3412 кгс/см.

Надрессорная балка поясной тележки сварной или литой конструкции. Каждая надрессорная балка имеет в средней части подпятник. На равном расстоянии от подпятника по обе стороны на балке установлены скользуны. Между скользунами нижней рамы вагона-самосвала и тележки обязательно должен быть зазор от 2 до 12 мм для лучшего вписывания вагона-самосвала в кривые участки пути.

Буксы укреплены буксовыми болтами, проходящими через верхний, средний и нижний пояса и через соответствующие приливы (ушки) в корпусе буксы.

Тележка с литыми боковыми рамами колеи 750 мм. При эксплуатации тележек с поясными боковинами происходят следующие нежелательные явления: возникновение трещин в поясах боковин; ослабление болтов колонок и букс и утеря гаек, приводящие к изломам поясов в местах изгибов (нижнем и верхнем); разработка отверстий для болтов; выработка и обрывы болтов колонок и букс; изломы надрессорных балок; трещины и изломы в поперечных связях.

В связи с этим Алтайским вагоностроительным заводом была разработана конструкция тележки (рис. 78) с литыми боковыми рамами и литой надрессорной балкой для вагонов колеи 750 мм с нагрузкой от оси на рельсы 73 кН (7500 кгс). Такими тележками оборудованы новые вагоны-самосвалы УВС-22 колеи 750 мм грузоподъемностью 22 т.

Рис. 78. Тележка с литыми боковыми рамами вагонов-самосвалов УВС-22 колеи 750 мм

Боковая рама тележки (рис. 79) выполнена в виде одной отливки. В средней части боковой рамы имеется проем 3 для рессорного комплекта, а по концам — проемы для букс. С внутренней стороны каждой боковой рамы размещены полки 4, служащие опорой для наконечников триангеля в случае обрыва подвесок, при помощи которых триангели подвешены к боковым рамам. Буксовые проемы в верхней части имеют приливы, которыми рама опирается на буксы, а по бокам — боковые челюсти 1. Сбоку имеются кронштейны 5 для крепления подвесок тормозных башмаков. Средний проем по бокам имеет направляющие, а внизу поддон для установки рессорного комплекта. Сечения наклонных поясов и колонок боковой рамы имеют корытообразную форму. Балки с таким профилем хорошо сопротивляются изгибу и кручению.

На нижнем наклонном поясе расположено пять шишек 2, которые служат для подбора боковых рам при сварке тележек. В тележке должны быть боковые рамы одного номера, чтобы расстояния между центрами шеек осей колесных пар с двух сторон тележки имели наименьшую разность размеров и оси в плане располагались параллельно. Такое положение осей колесных пар снижает сопротивление движению и исключает постоянное набегание одной из колесных пар гребнем колеса на рельс, что имеет место при непараллельном положении колесных пар в тележке. На каждой боковой раме отлиты марка завода, номер плавки, год отливки или клеймо приемки.

Надрессорная балка литой тележки вагона-самосвала колеи 750 мм (рис. 80) выполнена в виде целой отливки вместе с подпятником 1 и опорами 2 для скользунов. По концам надрессорная балка имеет выступы 3 для ее установки на боковой балке. В средней части надрессорной балки имеются ребра жесткости и поддон для опоры шкворня тележки. Надрессорную балку отливают, так же как и боковую раму, из мартеновской стали или электростали с содержанием углерода не более 0,27% (если углерода более 0,27%, то на боковой раме отливают букву С).

Рессорный комплект тележки комбинированный; он аналогичен рессорному комплекту поясной тележки. Колесная пара тележки имеет буксы на подшипниках скольжения. Диаметр колеса равен 610 мм. Ось колесной пары пятого * типа. Диаметр шейки оси равен 100 мм. Массы (в кг) узлов литой тележки вагона-самосвала колеи 750 мм следующие:

Надрессорная балка..............155,5

Боковина...................137,5

Рессорный комплект......,.......21,25

Ось......................125

Тележка в сборе ...............1870

Тележка с литыми боковыми рамами вагона-самосвала колеи 1067 и 1000 мм. Вагоны-самосвалы ВС-35 колеи 1000 мм постройки 1972 г. оборудованы тележками конструкции Днепродзержинского вагоностроительного завода (рис. 81) с литыми боковыми рамами и с буксами на подшипниках скольжения. Особенностью конструкции этой тележки является возможность ее использования для вагонов-самосвалов как колеи 1067 мм, так и колеи 1000 мм в результате подкатывания под нее колесных пар, соответствующих железнодорожной колее.

Конструкция этой тележки аналогична только что описанной и отличается лишь размерами литых деталей, колесной пары и рессорного комплекта. Элементы тележки колеи 1067 мм по условиям прочности допускают нагрузку от оси на рельс до 162 кН (16 500 кгс). В отличие от тележек колеи 750 мм колесные пары тележки колеи 1067 мм имеют цельнокатаные колеса с диаметром круга катания 800 мм и ось с шейкой диаметром 120 мм.

Рессорное подвешивание выполнено по типу рессорного подвешивания тележек ЦНИИ-ХЗ колеи 1524 мм с клиновым гасителем колебаний. Рессорный комплект состоит из пяти наружных и внутренних пружин. Гибкость рессорного комплекта 0,00282 мм/кгс. Параметры пружин следующие:

Диаметр прутка пружины (в мм)

наружной..................................28

внутренней ................................16

Диаметр средней пружины (в мм)

наружной.................156

внутренней ................100

Высота пружины в свободном состоянии в мм 220

Статический прогиб в мм ...........42,4

Масса узлов тележки (в кг)

балки надрессорной............338

боковины................. 285,65

колесной пары с буксами ..................859,5

рессорного комплекта ...........144,5

рычажной передачи тормоза ........209

Масса тележки в сборе в кг..........3131

ДВУХОСНЫЕ ТЕЛЕЖКИ КОЛЕИ 1520 (1524) мм

Двухосными тележками оборудованы вагоны-самосвалы 4ВС-50, 5ВС-60, 6ВС-60, Д-82 и ВС-85 грузоподъемностью 50—85 т. Вагоны-самосвалы грузоподъемностью 50—60 т оборудованы типовой серийной тележкой ЦНИИ-ХЗ с буксами на подшипниках скольжения или подшипниках качения. Конструкция тележки допускает нагрузку от оси на рельс 210—215 кН (21 500—22 000 кгс).

Рис. 82. Тележка ЦНИИ-ХЗ:
а — на подшипниках качения, б — на подшипниках скольжения

Вагоны-самосвалы Д-82 и ВС-85 грузоподъемностью 82—85 т оборудованы специальной тележкой усиленной конструкции производства Днепродзержинского вагоностроительного завода. Тележка имеет буксы на подшипниках скольжения. Элементы конструкции этой тележки (литые боковые рамы, надрессорная балка, колесные пары и рессорный комплект) допускают нагрузку от оси на рельс до 295 кН (30 ООО кгс). В 1972 г. по предложению ВНИИ Вагоностроения Днепродзержинским вагоностроительным заводом была изготовлена промышленная партия двухосных тележек с буксами на роликовых подшипниках и с нагрузкой от оси на рельсы до 313 кН (32 ООО кгс).

Тележка ЦНИИ-ХЗ. Тележка (рис. 82) конструкции Всесоюзного научно-исследовательского института жел.-дор. транспорта — ЦНИИ-ХЗ (автор—инж. А. Г. Ханин) имеет две литые боковые рамы 2 (боковины), надрессорную балку 3, две колесные пары 1 с буксами на подшипниках скольжения или качения 6, тормозное оборудование и два рессорных комплекта.

Тележка ЦНИИ-ХЗ имеет центральное рессорное подвешивание 5 и гасители колебаний 4 клинового типа.

Боковина тележки (рис. 83) имеет сложную рамную конструкцию, в средней части которой имеется проем для размещения рессорного комплекта, а по концам — проемы для установки букс вагонов-самосвалов .

Надрессорная балка тележки (рис. 84) представляет собой единую с подпятником отливку с кронштейном для крепления рычажной передачи (в зоне ее мертвой точки) и опорами для скользунов. В концевой части надрессорная балка имеет пазы для установки фрикционных клиньев, а в нижней — выступы для исключения выпадания и смещения пружин комплекта. Плоскость фрикционных клиньев наклонена под углом 45°.

Рессорное подвешивание тележки центральное, состоит из двух комплектов. Каждый рессорный комплект состоит из семи двухрядных пружин. Средний диаметр наружных пружин 170 мм; диаметр прутка пружины 30 мм; диаметр прутка внутренней пружины 19 мм. Гибкость двухрядной пружины 0,0182 мм/кгс. Букса с подшипниками скольжения состоит из стального литого корпуса, подшипника, вкладыша (клина), польстера и уплотняющей шайбы.

Колесная пара тележки состоит из двух колес, укрепленных неподвижно на одной оси. Колесо катаное безбандажное имеет диаметр круга катания 950 мм. Ось колесной пары относится к третьему типу с допускаемой нагрузкой до 22 000 кгс. Масса тележки 4595 кг. Тележкой ЦНИИ-ХЗ оборудованы все четырехосные магистральные вагоны.

Двухосная тележка усиленной конструкции Днепродзержинского вагоностроительного завода. Для вагонов-самосвалов грузоподъемностью 82—85 т Днепродзержинский вагоностроительный завод освоил изготовление двухосной тележки ДВЗ-ЗО усиленной конструкции (рис. 85) с литыми боковыми рамами и буксами на подшипниках скольжения. Конструкция этой тележки допускает нагрузку от оси на рельсы до 295 кН (30 000 кгс).

Тележка ДВЗ-ЗО с буксами 2 на подшипниках скольжения по своей принципиальной схеме аналогична тележке ЦНИИ-ХЗ и отличается от последней усиленными боковыми рамами 3, надрессорной балкой 6, рессорным комплектом 4 и колесными парами 1. Боковая балка 3 тележки ДВЗ-ЗО отличается от боковой балки тележки ЦНИИ-ХЗ тем, что в ней увеличены вертикальные и горизонтальные стенки для обеспечения достаточной прочности при повышенных эксплуатационных нагрузках. Надрессорная балка 6 представляет собой коробчатую отливку с усиленной центральной частью (зона расположения подпятника). У консольных частей балки повышена прочность благодаря развитию центрального внутреннего ребра до 16 мм.

Рессорное подвешивание 4 тележки ДВЗ-ЗО состоит из двух комплектов, каждый из которых имеет по семь двухрядных пружин.

Внутренняя пружина рессорного комплекта навита из прутка 022 мм, а наружная пружина — из прутка 034 мм. Фрикционные клинья 5 аналогичны клиньям тележки ЦНИИ-ХЗ. Букса 6 тележки литая (рис. 86), обычного исполнения для размещения подшипников скольжения. Букса состоит из передней 4 и задней крышек с лабиринтным уплотнением 1. В буксе размещены вкладыш 2, подшипник 3 и польстер 5.

Ось колесной пары является усиленной по сравнению с осью тележки ЦНИИ-ХЗ-0. Диаметр шейки усиленной оси 155 мм, длина 280 мм (вместо соответственно 145 и 254 мм). Под ступичная часть оси увеличена до 185 мм, диаметр средней части оси 183 мм.

Массы (в кг) узлов тележки ДВЗ-ЗО следующие:

Балка шкворневая...............660

Боковина.....................490

Колесная пара с буксами...........1640

Рессорный комплект.............245

Тормозное оборудование............250

Масса тележки..................................5460

Двухосная тележка с буксами на роликовых подшипниках с нагрузкой от оси на рельсы до 313 кН (32 000 кгс). С целью оборудования двухосных тележек думпкаров с нагрузкой от оси на рельсы до 295 кН (30 ООО кгс) буксами на роликовых подшипниках ВНИИ Вагоностроения разработал конструкцию буксы для колесных пар в двух вариантах.

Первый вариант предусматривает применение специального подшипника с размерами 150x250x80 мм. Корпус буксы остается таким же, как и у грузовых магистральных вагонов, изменяется лишь конструкция впрессовываемого лабиринта. Однако проектирование, согласование и освоение производства нового подшипника требуют определенного времени.

Поэтому для двухосных тележек с нагрузкой от оси на рельсы 295 кН (30 000 кгс) пока был рекомендован вариант конструкции буксы с применением серийных цилиндрических подшипников 42532Л1 и 232532Л1, имеющих размеры: внутренний диаметр 160 мм, наружный диаметр 290 мм и ширина 80 мм. Несмотря на несколько завышенную массу, такой вариант имеет следующие преимущества: подшипники уже изготовляются заводами для букс тепловозов; по своей конструкции они аналогичны подшипникам для букс магистральных вагонов. Указанные подшипники прошли стендовые испытания, а многолетняя эксплуатация в буксах тепловозов подтвердила их удовлетворительные качества. Буксовый узел с подшипниками 42532Л1 и 232532Л1 может быть применен для вагонов-самосвалов с нагрузкой от оси на рельс до 35 000 кгс. В соответствии с этими рекомендациями Днепродзержинский вагоностроительный завод разработал конструкцию тележки с нагрузкой от оси на рельсы до 32 000 кгс для вагонов промышленного транспорта.

Опытная партия таких тележек была изготовлена в 1971 г. и испытана с вагонами-самосвалами грузоподъемностью 165—170 т и с вагонами-самосвалами ВС-85 грузоподъемностью 85 т.

Тележка (рис. 87) состоит из двух колесных пар 1, четырех букс 2 для подшипников качения, боковых балок 3, рессорных комплектов 4, надрессорной балки 5 и рычажной передачи 6. Колесная пара выполнена из цельнокатаных колес 0950 мм и напрессованной оси (рис. 88). Ось изготовляют из стали ОсВ (ГОСТ 4728—59). Шейка и подступичная часть выполнены с учетом установки подшипников качения. В буксовый узел (рис. 89) входит ось 1, лабиринтное кольцо 2, корпус 3 буксы, роликовый 4 подшипник 232532Л1, роликовый 5 подшипник 42532Л1, удерживающая 7 и смотровая 6 крышки буксы. Боковая балка (рис. 90) литая, усилена по сечению.

Надрессорная балка (рис. 91) литая, коробчатая, от надрессорных балок других тележек отличается усилением сечения верхних и нижних поясов, вертикальных стенок и ребер. Место установки подпятника также усилено в результате увеличения толщины вертикальных ребер. В отличие от других конструкций подпятник выполнен съемным и имеет кольцо 1, которое приклепано к приливам балки 3. Между кольцом и плоскостью балки установлена сменная прокладка 2. Такое исполнение обусловлено значительными износами в эксплуатации плоскости подпятника и его боковых сторон. Съемная конструкция подпятника позволяет менять износившиеся кольца и прокладки. Кольцо изготовлено из стали 45, прикреплено к балке восемью заклепаками 024 мм Сменная прокладка изготовлена из стали 45 толщиной 8 мм

Рычажная тормозная передача тележки обеспечивает одностороннее нажатие колодок на колесо. Допускаемое тормозное нажатие при чугунных колодках 10 750 кгс, а при композиционных колодках 6000 кгс.

Рессорное подвешивание тележки состоит из двух комплектов. В каждом комплекте имеется 14 пружин (7 наружных и 7 внутренних). Наружная пружина выполнена из прутка диаметром 35 мм, а внутренняя — из прутка диаметром 22 мм.