Что такое буксовый узел вагона

Назначение, устройство буксового узла пассажирского вагона

Буксовый узел.

Для повышения безопасности движения в зимнее время с пункта формирования не допускается отправлять вагоны при наличии ползунов, наваров и выщербин не зависимо от их размеров.

Для передачи давления от вагона на шейки осей колесных пар, а также ограничения продольного и поперечного перемещения колесной пары служат буксы (рис. 14.11).

Устройство буксового узла.

Буксовый узел является составной частью колесной пары, монтируется и демонтируется совместно с колесной парой. Букса предназначена для соединения колесной пары с рамой тележки через надбуксовые рессорные подвешивания. Букса также является емкостью для смазки роликовыхподшибников, а также предназначена для ограничения поперечного и продольного перемещения колесной пары относительно рамы тележки. Через буксу передается нагрузка от массы кузова на шейку оси колесной пары.

Буксовый узел состоит из следующих частей:

Внутрь корпуса буксы заправляется консистентная смазка в количестве 3,5-4-х кг.Буксы являются наиболее повреждаемыми частями вагона и в период эксплуатации требуют постоянного контроля над своим техническим состоянием.

Буксовые узлы передают нагрузки на шейки осей, обеспечивают возможность вращения колесной пары и ограничивают продольные и поперечные перемещения колесной пары относительно тележки.

На пассажирских вагонах применяются буксы только с подшипниками качения (роликовыми), так как они обеспечивают реализацию высоких скоростей движения и осевых нагрузок, а также более надежны в эксплуатации.

Буксовые узлы с подшипниками качения классифицируются по типу роликовых подшипников, способу их посадки не шейку оси, по конструкции корпуса буксы и деталей крепления подшипников на шейке оси.

По способу соединения с рамой тележки корпусы букс бываеют челюстными и бесчелюстными.

Лабиринтное кольцо по форме соответствует лабиринтной части корпуса буксы и вместе с ней обеспечивает герметичность буксового узла, препятствуя вытеканию смазки и попаданию в буксу грязи. Лабиринтное кольцо напрессовывается на предпоступичную часть оси или устанавливается с предварительным нагревом до 125-150° С. В передней части корпус буксы закрыт крепительной и смотровой крышками с резиновыми уплотнениями.

Крепительная крышка с резиновым уплотнительным кольцом обеспечивает герметичность корпусу буксы с внешней стороны. Кроме того, крепительная крышка фиксирует наружные кольца подшипников в буксе, для чего при ее установке необходимо обеспечить зазор между корпусом буксы и крышкой в пределах 0.5-2 мм.

Смотровая крышка служит для производства промежуточной ревизии, обточки колесной пары, а также для контроля в эксплуатации состояния смазки, деталей подшипников. Крышка изготовляется штамповкой из стали или алюминия и через уплотнительную прокладку крепиться к крепительной крышке с помощью четырех болтов М12 со стопорными шайбами.

Крепительная крышка в зависимости от типа буксового узла, устанавливается на четыре или восемь болтов М20 со стопорными шайбами.

Детали торцевого крепления подшипников служат для закрепления внутренних колец подшипников в осевом направлении.

Подшипники на осях РУ1 закреплены корончатой гайкой М11´4 стопорной планкой и болтами М 12 с крепительными шайбами. Болты связывают мягкой ( отожженной) проволокой диаметром 1.5-2 мм, пропущенной через отверстия в головках болтов, проволоку крепят в форме «8».

В центре шайбы предусмотрено отверстие для установки центра колесотокарного станка при обточках колесных пар без демонтажа букс.

Источник

Архитектоника грузовых вагонов

Описание особенностей конструкций грузовых вагонов бывшего СССР, России и Украины

пятница, 11 января 2008 г.

Буксовые узлы

Общий вид колесной пары с буксовым узлом приведен на рис. 2.13.

Буксовый узел (рис. 2.13) устанавливается на шейку оси и представляет собой достаточно герметичную конструкцию с верхними приливами и боковыми ограничителями для взаимодействия с боковой рамой тележки.

Разрез буксового узла приведен на рис. 2.14.

Буксовый узел включает: 1 и 2 — передний и задний цилиндрические роликовые подшипники; 3 — корпус буксы; 4 — лабиринтное кольцо; 5 — лабиринтную впрессованную часть корпуса буксы; 6 — уплотнительное кольцо; 7 — крепительную крышку; 8 — уплотнительное кольцо; 9 — крепительную шайбу; 10 — смотровую крышку; 11 — крепительный болт; 12 — шайбу; 13 — болты крепления смотровой крышки.

Кратко рассмотрим предназначение основных составных частей буксового узла.

Рис. 2.13. Общий вид колесной пары с буксовым узлом

Корпус буксы ( 3) предназначен для размещения элементов буксового узла и смазки. Конструкция корпуса буксы определяется схемой опирания рамы тележки на буксовый узел.

Лабиринтное кольцо( 4) и лабиринтная часть ( 5) корпуса, образуя четырехкамерное бесконтактное уплотнение, препятствуют вытеканию смазки из буксы и попаданию в нее механических примесей.

Крепительная крышка ( 7) фиксирует наружные кольца подшипников и герметизирует корпус буксы с наружной стороны.

Рис. 2.14. Буксовый узел с цилиндрическими подшипниками и крептельной шайбой

Смотровая крышка ( 10) предназначена для осмотра на пунктах технического обслуживания переднего подшипника и контроля состояния смазки, а также обеспечения обточки колесной пары без демонтажа букс.

Роликовые подшипники ( 1 и 2) являются главной составной частью буксового узла, а все остальные элементы предназначены для обеспечения их надежной работы.

Схемы подшипников приведены на рис. 2.15.

Рис. 2.15. Роликовые радиальные подшипники:
а) с короткими цилиндрическими роликами однорядные с одно бортовым внутреннем кольцом на горячей (прессовой) посадке; б) с короткими цилиндрическими роликами однорядные с безбортовым внутреннем кольцом и плоским упорным кольцомна горячей (прессовой) посадке.
1 — наружное кольцо; 2 — ролики; 3 — внутреннее кольцо;
4 — сепаратор; 5 — упорное кольцо

Общий вид роликовых подшипников приведен на рис. 2.16.

Рис. 2.16. Общий вид роликовых цилиндрических
подшипников

Каждый подшипник состоит из внутреннего и наружного колец. Между кольцами помещаются ролики, которые с помощью сепаратора (клетки) удерживают их на одинаковом расстоянии друг от друга.

Внутреннее кольцо подшипника устанавливается на шейку оси колесной пары с натягом (неподвижно), а наружное кольцо свободно входит в корпус буксы. Поворачиваясь вместе с осью, внутреннее кольцо увлекает за собой ролики, каждый из которых вращается вокруг своей оси и перекатывается между наружным и внутренним кольцами по дорожкам качения. Свободное перемещение роликов обеспечивается радиальным и осевым зазорами, а также осевым разбегом [3, 8].

Для работы роликовых подшипников с минимальным сопротивлением их заправляют (смазывают) консистентной (густой) смазкой ЛЗ-ЦНИИ (летне-зимняя, т. е. всепогодная).

Важной составной частью являются элементы торцевого крепления внутренних колец подшипников на шейке оси (рис. 2.17).

Рис. 2.17. Варианты торцевого крепления подшипников на шейке оси:
а — корончатой гайкой; б — торцевой шайбой:
1 — шестигранная гайка; 2 — стропорная планка; 3 — болт; 4 — торцевая шайба; 5 — упорное кольцо; 6 — стопорная шайба

В выпускаемых раньше колесных парах (РУ1-950) дополнительное крепление внутренних колец подшипников осуществляется с помощью корончатых торцевых гаек, стопорных планок и ботов M12 для крепления планок (рис. 2.18).

Рис. 2.18. Буксовый узел с цилиндрическими подшипниками и крепительной гайкой M110x4:
1 — корпус буксы; 2 — лабиринтная впрессованная часть корпуса буксы; 3 — лабиринтное кольцо; 4 и 5 — подшипники; 6 — крепительная гайка; 7 — крепительная крышка; 8 — болт; 9 — шплинт; 10 — крепительная планка; 11 — упорное кольцо;
12 — смотровая крышка; 13 — уплотнительное кольцо; 14 — болты крепления смотровой крышки; 15 — уплотнительное кольцо

Корончатые гайки обычно изготавливают шестигранными с одиннадцатью пазами для постановки стопорной планки. Планку укрепляют в пазу торца оси двумя болтами, скрепляемыми вязальной проволокой.

В современных колесных парах типа РУ1Ш-950 (буквы в обозначении: Р — роликовая, т. е. для роликовых подшипников; У — унифицированная, т. е. для грузовых и пассажирских вагонов; Ш — крепление подшипников при помощи шайбы) для торцевого крепления подшипников применяются специальные шайбы (рис. 2.17). Для стопорения болтов от самоотвинчивания используется объединенная стопорная отгибная шайба.

Надежность работы буксового узла во многом зависит от тщательности монтажа (сборки) его на шейке оси колесной пары. Количество операций по монтажу букс с роликовыми подшипниками и их последовательность зависят от способа посадки (установки) их на шейку оси.

На рис. 2.19 приведен алгоритм (последовательность) монтажа буксового узла с роликовыми подшипниками при прессовой посадке.

Опыт эксплуатации буксовых узлов показал, что главными причинами выхода их из строя (отказов) являются допускаемые нарушения технологии при подборе и монтаже роликовых подшипников на шейку оси, а также несовершенства элементов корпуса буксы.

С целью повышения работоспособности буксовых узлов у современных вагонов они выполняются с кассетными подшипниками полной заводской сборки.

Рис. 2.19. Алгоритм монтажа буксового узла с роликовыми подшипниками

Так в 2005 году ФГУП Уралвагонзавод направил в опытную эксплуатацию партию тележек с кассетными буксовыми узлами (рис. 2.20).

Сущность кассетного буксового узла состоит в том, что он выполняется из нескольких частей: адаптера; полимерной износостойкой вставки на адаптер и кассетного подшипникового узла.

Полимерная износостойкая вставка взаимодействует с опорной поверхностью боковой рамы тележки и предохраняет адаптер от чрезмерных износов.

Рис. 2.20. Кассетный подшипниковый узел:
1 — уплотнительный кожух с упругими сальниками; 2 — упорное кольцо; 3 — стопорная шайба; 4 — крепительные болты; 5 — передняя крепительная крышка; 6 — внутреннее кольцо; 7 — наружное кольцо; 8 — сепаратор; 9 — среднее дистанционное кольцо; 10 — комплект конических роликов; 11 — задняя крепительная крышка

Адаптер выполняет роль верхней части обычного корпуса буксы, т. е. перераспределяет нагрузки от боковой рамы тележки на подшипники и имеет приливы для ограничения продольных, поперечных и угловых смещений колесной пары относительно рамы тележки.

Адаптер устанавливается на кассетный подшипниковый узел (рис. 2.20).

Кассетный подшипниковый узел представляет собой готовую к установке конструкцию, отрегулированную на заводе-изготовителе, заправленную смазкой и снабженную внутренними уплотнениями. Он имеет меньшие размеры и массу (55 кг), чем типовой буксовый узел (105 кг), а также требует меньшее количество смазки на заправку узла.

Подшипниковый узел состоит из двухрядного подшипника с коническими роликами, включающего два ряда внутренних колец 6, двух комплектов конических роликов 10, двух сепараторов 8 и единого наружного кольца 7, выполняющего роль корпуса буксы. Положение подшипника на шейке оси фиксируется передней 5 и задней 11 крепительными крышками, а также тремя упорными кольцами (передним 2, средним дистанционным 9 и задним).

Задняя 11 крепительная крышка за счет натяга имеет тугую (прессовую) посадку на шейке оси, а передняя крышка 5 крепится к торцу оси тремя болтами 4, которые фиксируются от самопроизвольного отворачивания стопорной шайбой 3. Герметизация подшипника от проникновения пыли и влаги обеспечивается уплотнительными кожухами 1 (передним и задним) с упругими сальниками (манжетами).

Буксовые узлы являются чрезвычайно ответственными элементами ходовых частей вагонов. Каждая, подчас незначительная, их неисправность может привести к отказу в работе и угрожает безопасности движения поездов.

Основным признаком возможной неисправности буксового узла вагона является, как правило, повышенный нагрев корпуса буксы. Однако встречаются такие неисправности роликовых подшипников, которые на первоначальной стадии не вызывают нагрева букс, но представляют серьезную угрозу для безопасности движения поездов. Поэтому при встрече поездов в пунктах технического обслуживания необходимо выявлять возможные неисправности буксовых узлов как по температурным режимам, так и по внешним признакам.

Причинами повышенного нагрева букс могут являться: а) излишнее количество смазки, что приводит к неравномерному нагреву верхней части корпуса буксы и вытеканию смазки из лабиринтной части буксы; б) заедание в лабиринте вследствие отсутствия зазора между лабиринтной частью корпуса буксы и лабиринтным кольцом, что приводит к повышенному нагреву задней части корпуса буксы; в) ненормальная работа роликовых подшипников из-за: разрыва внутреннего кольца, малого осевого и радиального зазоров в подшипниках, излома или износа сепаратора, потери смазкой своих свойств, неправильной сборки подшипников и других деталей, попадания посторонних тел (песок, металлические включения и т. п.), неправильной сборки тележки (перекос рамы и др.).

При ремонте вагонов должны соблюдаться определенные правила.

Сварочные работы на вагонах и тележках, оборудованных колесными парами с буксами на роликовых подшипниках, должны выполняться так, чтобы подшипники не были включены в сварочную цепь. При этом запрещается использовать рельсы в качестве обратного провода. Подвод тока должен осуществляться по двухпроводной системе с присоединением обратного провода от источника питания дуги и непосредственно вблизи места сварки так, чтобы сварочная цепь не замыкалась через буксы, автосцепку, редукторы и другие разъемные соединения. Во всех случаях сварочные машины и трансформаторы должны быть тщательно изолированы от ремонтных путей.

Категорически запрещается производить обмывку колесных пар с буксовыми узлами, тележек с колесными парами и вагонов на колесных парах, буксовые узлы которых в дальнейшем не подлежат демонтажу.

Источник

Буксы и буксовые узлы подвижного состава железных дорог

Колесные пары локомотивов и вагонов имеют одну и ту же общую часть – ось. На оси с обоих сторон имеются специальные шейки, на которые и устанавливаются буксы. Буксы, надеваемые на шейки колесной пары, в принципе одинаковы для локомотивов и вагонов, но, конечно, несколько отличаются конструктивно.

Так что такое буксы?

Итак, буксы представляют собой стальные корпуса, в которых размещаются подшипниковые вкладыши, смазочные и подбивочные материалы (на иллюстрации букса раскрашена красным цветом). Через буксы на колесные пары передается вертикальная нагрузка от веса локомотива, а от колесных пар на рамы тележек – усилия тяги, торможения и боковые горизонтальные силы, на вагонах буксы обеспечивают передачу нагрузки от кузова и находящегося в нем груза через подшипники на шейки оси колесной пары. Букса ограничивает перемещение рамы тележки локомотива или вагона относительно колесной пары, предотвращает попадание посторонних предметов в буксовые подшипники, ну и естественно обеспечивает соединение колесных пар с рамой тележки.

Буксы различают по типу осей, применяемых подшипников, а также по конструкции, размерам корпуса и по виду смазочных и подбивочных материалов. По типу применяемых подшипников буксы могут быть с подшипниками скольжения и с подшипниками качения (роликовыми).

Буксы с подшипниками скольжения

Букса с подшипниками скольжения (на рисунке выше) представляет из себя литой корпус в котором размещается подшипник скольжения, вкладыш и польстер, уплотняющая шайба, вся это закрывается крышкой. Подшипники скольжения изготавливаются, как правило, из антифрикционного сплава – баббита. В этих буксах с подшипниками скольжения для подачи масла к шейкам оси применяют польстеры и подбивочные валики. Польстер состоит из металлического каркаса и прикрепленной к нему подушки с шерстяными фитилями. Каркас имеет верхнюю пластину, подпружиненную снизу спиральными пружинами. Такие буксы требуют постоянной заправки маслом, чтобы фитили или валики постоянно были погружены в него и шейка оси постоянно смазывалась в движении.

Буксы с подшипниками скольжения уже практически не эксплуатируются на подвижном составе, их работа требовала постоянного контроля за уровнем смазки, ее доливки, что существенно снижало пропускную способность железных дорог, вес поезда, и очень сильно увеличивало сопротивление подвижного состава. Приходилось часто производить технические стоянки поездов для обслуживания букс. Данные буксы применялись не только на вагонах, но и на паровозных тендерах, электровозах (ВЛ19, 22 и 23), тепловозах (ТЭ1 и ТЭ2).

Назначение крышки подшипника
и устройство буксового узла

В настоящее время все локомотивы и вагоны оборудованы буксами с подшипниками качения, т.е. роликовыми. Роликовые подшипники резко сокращают сопротивление подвижного состава при движении, что позволяет увеличить его скорость и полезную массу. При роликовых подшипниках сокращается расход энергии локомотива на 4 – 11%, снижается расход осевого масла, не требуются подбивочные материалы и баббит. Значительно увеличиваются межремонтные сроки буксового узла и также не требуется такая профессия как смазчик, что существенно снижает расходы на обслуживающий персонал.

В роликовых буксах локомотивов и вагонов (на иллюстрации выше) применяются однорядные и двухрядные подшипники, а ролики изготавливают цилиндрической и сферической формы. Для исключения набегания роликов друг на друга они помещаются в беззаклепочые сепараторы. Основными узлами роликовой буксы являются корпус и роликовые подшипники. Корпус закрывается двумя крышками, задняя непосредственно соприкасается с вращающей осью, поэтому имеет специальное лабиринтное уплотнение (для исключения выдавливания смазки). Подшипники на шейке оси закрепляются гайкой, имеющей стопорную шайбу, а расстояние между подшипниками устанавливается двумя дистанционными кольцами. Радиальные подшипники не должны воспринимать осевые усилия, для устранения которых в передней крышке буксы локомотивов установлен осевой упор. Торцовая поверхность упора имеет бронзовую наплавку и смазывается маслом, которое подается фитилем из масляной ванны корпуса буксы. На некоторых тепловозах буксы оборудованы упругими осевыми упорами с пружинами (на фотографии ниже корпус упора буксы отмечен желтым цветом).

В буксах вагонов торцевой упор отсутствует, вся конструкция закреплена торцевой гайкой. Теперь буксы в сборе надеты на шейки оси, и мы подошли вплотную к буксовому узлу, именно он передает все усилия от колесной пары к раме тележки, а также боковые усилия, возникающие при вписывании экипажа в кривую и ударные нагрузки во время движения по неровностям пути, ну и конечно вес локомотива и вагона. На локомотивах применяют буксовые узлы двух типов: с буксовыми направляющими, расположенными на раме тележки (челюстные) и с резинометаллическими поводками (бесчелюстные).

Устройство буксового узла

На буксовых узлах челюстного типа передача всех усилий осуществляется непосредственно от корпуса буксы на направляющую рамы тележки (челюсти), поэтому к корпусу такой буксы приварены с боков наличники, которые смазываются маслом из ванн, с помощью фитилей. Поэтому локомотивная бригада всегда контролирует уровень масла в ваннах, и добавляет его из ручной масленки во время технического обслуживания локомотива. Ванны с фитилями закрываются сверху крышками на пружине, чтобы ее можно было легко поднять. В буксовом узле бесчелюстного типа передача всех усилий осуществляется через резинометаллические поводки, состоящие из стального корпуса и валиков. Перемещения буксы относительно рамы возможны вследствие упругой деформации резины, а передача тягового и тормозного усилий от корпуса буксы на раму тележки происходит через эти самые поводки, которые одним шарниром крепят к приливам корпуса буксы, а другим – к кронштейну рамы тележки. Литой корпус буксы имеет два боковых опорных кронштейна (крыла) для установки пружин рессорного подвешивания тележки и восприятия вертикальной нагрузки. Бесчелюстной буксовый узел во время эксплуатации не требуется смазывать, поэтому современные тепловозы и электровозы имеют только бесчелюстные буксы.

На пассажирских вагонах устанавливаются, так называемые, крыльчатые буксы (на первой иллюстрации выделены красным цветов), конструкция которых схожа с конструкцией бесчелюстных букс локомотива, только поводков на них конечно нет, ведь передавать тяговые усилия вагону не нужно, а все нагрузки передаются на буксу через пружины. В грузовых вагонах буксы находятся и перемещаются в направляющих рамы тележки (на иллюстрации выше буксовый узел окрашен красным, белым и желтым цветами), практически также, как на локомотивах с челюстными буксами, только смазки и наличников в буксах вагонов не требуется.

Источник

Буксовые узлы

Содержание

Буксы передают через подшипники 3 вертикальные нагрузки Р (от веса подвижного состава) на вращающиеся оси колесных пар, а также для передачи продольных горизонтальных (тяговых F или тормозных В) сил от буксовых шеек 2 колесных пар через раму движущемуся составу. Одновременно буксы (например, через упоры 1) воспринимают и передают на раму боковые усилия У, направляющие движение колесной пары в кривых участках пути. Под буксовым узлом понимают комплект деталей, состоящий из корпуса буксы с крышкой, подшипников, упоров и уплотняющих устройств.

Основной частью букс являются подшипники, в которых вращаются шейки осей. Подшипники могут быть двух типов: трения скольжения и трения качения. Подшипники скольжения просты по устройству, но требуют тщательного ухода в эксплуатации, контроля за наличием смазки и состоянием подбивки (аналогичной моторно-осевым подшипникам) и обладают более высоким сопротивлением движению. Такие подшипники устанавливались только на первых серийных отечественных тепловозах послевоенной постройки: ТЭ1 и ТЭ2.

Все современные тепловозы имеют буксы с роликовыми подшипниками качения. Буксы с подшипниками качения более надежны, не требуют повседневного наблюдения, обладают меньшим сопротивлением движению.

Буксы вагонов

На железных дорогах России на вагонах применяется типовая роликовая букса, которая имеет горячую посадку внутреннего кольца цилиндрического роликового подшипника на шейку оси колеса. Внутреннее кольцо нагревается, свободно надевается на шейку оси и после остывания прочно ее охватывает. При втулочной посадке (применяется редко) коническая втулка запрессовывается между шейкой оси и внутренним кольцом подшипника, имеющим коническую внутреннюю поверхность.

В буксах современных вагонов применяются радиальные роликовые подшипники с короткими цилиндрическими роликами двух типов: однорядные с однобортовым внутренним кольцом и однорядные с безбортовым внутренним кольцом и плоским приставным упорным кольцом. В буксах вагонов прежних лет постройки применялись сферические двухрядные роликовые подшипники на втулочной посадке.

На железных дорогах России конические роликовые подшипники как типовые не применяются, т. к. при повреждении одного из двух подшипников или одного ряда двухрядного подшипника происходит их заклинивание, однако эксплуатируется опытная партия т. н. кассетных подшипников с коническими роликами, изготовленных по образцу подшипников, применяемых в США, Японии, Канаде, Швеции. Такой буксовый узел состоит из двухрядного конического роликового подшипника (заправленного смазкой и отрегулированного на заводе-изготовителе по зазорам), встроенного уплотнения, крепительного кольца и полубуксы (адаптера) для передачи нагрузки от рамы тележки на подшипник. Гарантийный срок работы подшипника 6-8 лет. Вышедший из строя подшипник не ремонтируется на вагоноремонтных предприятиях, а отправляется для ремонта на завод-изготовитель и взамен ставится новый кассетный подшипник (запрессовка подшипника на шейке оси).

Современная типовая букса

Современная типовая букса с двумя цилиндрическими роликовыми подшипниками для грузового вагона, используемая на железных дорогах России, имеет торцевое крепление внутреннего кольца подшипника от продольного сдвига на шейке оси корончатой гайкой или приставной тарельчатой шайбой. Буксовый узел в обоих случаях состоит из стального (низколегированная сталь марок 20ФЛ, 20ГЛ) или алюминиевого (сплав марок АМГ6М или 1915Т) корпуса с передним и задним подшипниками, лабиринтного уплотнения, крепительной и смотровой крышек.

Высокой надежностью и хорошими эксплуатационными качествами отличается букса с дополнительным упорным шарикоподшипником, расположенным между двумя типовыми цилиндрическими подшипниками. Подшипники могут иметь общее внутреннее кольцо на шейке оси или отдельные внутренние кольца.

Корпус буксы пассажирского вагона имеет кронштейны для крепления надбуксового рессорного подвешивания. На кронштейны опираются пружины надбуксового подвешивания. Торцевая часть корпуса буксы, в потолке которого имеется глухое отверстие для термодатчика контроля за температурой нагрева буксы, позволяет устанавливать редукторно-карданный привод подвагонного генератора.

Буксы вагонов скоростных и высокоскоростных поездов

Буксы вагонов скоростных и высокоскоростных поездов отличаются от типовых наличием упорного шарикоподшипника, воспринимающего повышенные осевые нагрузки при скоростях движения до 200-250 км/ч. Роликовые буксы с двумя цилиндрическими подшипниками имеют вагоны поезда «Русская тройка» и скоростного поезда «Аврора» (рис. 6.38). Букса вагонов японского экспресса «Токайдо», курсирующего со скоростями до 250 км/ч, имеет двухрядные цилиндрические и шариковый подшипники, внутренние кольца которых посажены на шейку оси тепловым способом. Наружные кольца цилиндрических роликовых подшипников размещены в корпусе буксы без зазора, а наружное кольцо шарикоподшипников посажено с радиальным зазором 0,5 мм для предотвращения восприятия подшипником радиальных усилий, предусмотрены также две тарельчатые рессоры.

На вагонах французского скоростного поезда установлены буксы с односторонним осевым нагружением двух шарикоподшипников, расположенных между цилиндрическими роликовыми подшипниками.

На железных дорогах США колесные пары грузовых вагонов оборудованы бескорпусными буксами с коническими и цилиндрическими роликовыми подшипниками, имеющими общее наружное кольцо, которое одновременно является корпусом буксы. На наружное кольцо надевается седло, на него опирается рама тележки. Существуют роликовые буксы с двухрядным цилиндрическим подшипником, у которого общее наружное и два внутренних кольца и комбинированные лабиринтно-манжетные уплотнения. Торцевая крышка, воротник и опорное седло буксы отлиты из чугуна с шаровидным графитом. Симметричный стальной сепаратор подшипника служит резервуаром для смазки и обеспечивает эффективное смазывание роликов и беговых дорожек.

Буксовые узлы тепловозов

Вертикальная нагрузка на буксы обычно передается через упругие элементы (пружины) 3 с балансирами 4 или без них (см. рисунок).

Буксы могут соединяться с рамой локомотива или тележки различными путя­ми. Обычно вертикальными пазами своего корпуса букса устанавливается в вертикальные же направляющие (кронштейны) рамы (рис. а). Проем между кронштейнами рамы 2, в который устанавли­вается букса, называется буксовой челюстью. Кронштейны рамы 2 снизу для повышения жесткости скрепляются так называемой буксовой стрункой 5. Букса в челюсти имеет возможность перемещения по вертикали. Челюстные буксы широко применялись в тепловозостроении.

Однако им свойствен ряд недостат­ков. Сочленение корпуса буксы с буксовыми направляющими работает в условиях трения скольжения и сильно изнашивается. Износ приво­дит к увеличению свободных про­ дольных и поперечных перемещений (разбегов) колесных пар относитель­но рамы. Такая «свобода» приводит к повышенному вилянию колесных пар в рельсовой колее и ухудшает условия движения тепловоза. Силы трения между направляющими и кор­пусом буксы затрудняют вертикальные перемещения буксы (например, при прохождении неровностей пути) и делают движение тепловоза менее плавным.

Поэтому в последнее время применяются на тепловозах поводковые (бесчелюстные) буксы, которые связаны с рамой шарнирными поводками 6 (рис. 6) и могут перемещаться не только по вертикали, но и несколько поворачиваться относительно своей оси за счет упру­гости шарниров. При этом из соединения буксы с рамой устраняются трущиеся поверхности и необходи­мость их смазки.

Условия работы букс и их подшипников на современных тепловозах весьма сложны. Буксы передают большие статические нагрузки от верхнего строения тепловоза (до 100—120 кН на буксу). Эти нагрузки при движении локомотива возрастают еще на 30—50 % из-за колебаний, центробежных сил в кривых и ударов на стыках рельсов.

Условия работы подшипников в буксе зависят от способа передачи нагрузки на буксу. При верхнем центральном («точечном») нагружении (а), когда балансиры подвешивания опираются непосредственно на корпус 2 буксы, нагрузка между роликами подшипника 1 распределяется очень неравномерно. Передача нагрузки от балансиров на корпус сверху в двух точках при помощи промежуточной арки 3 (6) способствует более равномерному распределению на-грузки между роликами. Арочное нагружение буксы поэтому увеличивает долговечность ее подшипников. Еще более равномерное распределение нагрузки достигается при нижней передаче нагрузки.

Буксовый узел работает в неблагоприятных атмосферных условиях: его окружает запыленная в сухую погоду и заснеженная или влажная (при осадках) среда с большим диапазоном колебаний температуры окружающего воздуха.

Условия работы предъявляют высокие требования к буксовым узлам тепловозов. Они должны быть надежными в эксплуатации, экономичными в изготовлении, текущем обслуживании и ремонте.

От состояния букс во многом зависит безопасность движения, поэтому любая букса должна быть удобной в обслуживании и ремонте, допускать возможность легкой смены и восстановления деталей без больших затрат.

Букса тепловоза ТЭЗ

Букса тепловоза ТЭЗ в течение длительного периода была наиболее распространенной на тепловозах СССР. Эта конструкция применялась на тепловозах ТЭЗ, ТЭ7, ТЭМ1, ТГМ3.

Букса состоит из литого корпуса 3, в цилиндрическую расточку которого вставлены два подшипника 4 и 7 с цилиндрическими роликами. Наружный диаметр подшипников 320 мм, внутренний 160 мм, ширина кольца 108 мм. Расчетная долговечность подшипников соответствует пробегу около 4 млн. км. Для размещения подшипников на длине шейки оси между ними установлены дистанционные кольца 5 и 6. Подшипники стянуты гайкой 10, навертываемой по резьбе на концевой части оси. Гайка стопорится шайбой 9. Корпус буксы со стороны колеса защищен лабиринтным уплотнением 1 в задней крышке 2, а с наружной стороны закрыт крышкой 8.

Цилиндрические роликовые подшипники, передающие радиальную (вертикальную и продольную горизонтальную) нагрузку, не воспринимают осевых (поперечных) усилий. Торцовая шайба 9 наружного подшипника, прижатая гайкой 10, не рассчитана на передачу поперечных нагрузок, она служит лишь для предотвращения возможности сползания буксы с шейки оси.

Боковые усилия в конструкции воспринимаются осевым упором скольжения 11, укрепленным в перед-ней крышке 8. Торцовая поверхность упора армирована бронзой и смазывается маслом, которое подается фитилем 12 из масляной ванны корпуса буксы. При движении в кривом участке пути ось колесной пары перемещается в корпусе буксы (подшипники этому не препятствуют) до соприкосновения торца шейки с упором. Через упор боковое направляющее усилие, воспринимаемое гребнем колеса от рельса, передается на корпус буксы и от него на раму тележки, что приводит ее к повороту.

В буксах средних осей тележек упоры жестко укреплены в крышках букс. На буксах крайних осей упоры упругие. В этой конструкции в крышку корпуса буксы установлен корпус упругого упора, представляющий собой цилиндрический стакан, в который вставлена винтовая пружина с первоначальной затяжкой 8 кН.

Вопросы надежной смазки подшипников и упоров вызывают много затруднений при проектировании и эксплуатации букс. Важнейшим пре-имуществом подшипников качения является возможность работы на консистентной смазке, которая позволяет длительное время обходиться без осмотра подшипников. Однако наличие торцового упора скольжения требует менее вязкой смазки, которая может подаваться фитилем.

Поэтому на первых тепловозах корпус буксы заполнялся жидкой смазкой — автотракторным маслом. Это было большим недостатком букс, так как вследствие утечек через уплотнения требовалось частое пополнение масла и наблюдение за его наличием. Поэтому позднее был осуществлен переход на консистентную смазку подшипников. В корпусе буксы была предусмотрена перегородка (см. рис.), отделяющая масляную ванну осевого упора от полости роликовых подшипников во избежание смешивания смазок.

Передача нагрузки в буксе верхняя центральная (точечная); балансиры опираются на полуцилиндрические сменные стальные опоры, вставленные в отверстия в корпусе.

Букса тепловозов 2ТЭ10Л и ТЭМ2

Букса тепловозов 2ТЭ10Л и ТЭМ2 разработана на основе учета недостатков букс тепловоза ТЭЗ. В ней применена передача нагрузки на корпус 6 сверху через арку 10, в которую вставлены опоры 9 балансиров. Благодаря уменьшению напряженности подшипников при арочном нагружении по сравнению с буксой ТЭЗ оказалось возможным использовать в буксе подшипники меньших размеров (наружный диаметр 290 мм против 320 мм на ТЭЗ, ширина кольца 80 мм вместо 108 мм). Это позволило значительно уменьшить габариты и вес буксы.

В основном конструкция буксы 2ТЭ10Л аналогична буксе ТЭЗ. В переднюю крышку 4 вварена диафрагма 5 с отбуртовкой, разделяющая полость подшипников и полость упора и препятствующая смешиванию смазок. Консистентная смазка заправляется в полость подшипников при сборке буксы в количестве 1,5 кг. Для пополнения смазки служит отверстие, закрываемое пробкой 24. Масляная ванна для фитиля осевого упора заполняется дизельным маслом (80 г) через отверстие, закрываемое пробкой 23. В отличие от буксы ТЭЗ фитиль 15 осевого упора укреплен на пластинчатой пружине 16 и постоянно прижат к торцу оси.

Сборка буксы и ее монтаж на колесной паре

Сборка буксы и ее монтаж на колесной паре осуществляются в следующей последовательности. К корпусу 6 буксы болтами через планку 12 крепится задняя крышка 11. В корпус устанавливаются два роликоподшипника 22 (без внутренних колец) и дистанционное кольцо 8 между ними. На шейку оси последовательно в горячем состоянии с натягом (в упор друг к другу) насаживают: лабиринтное кольцо 13 и два внутренних кольца подшипников. Расстояние между ними устанавливается дистанционным кольцом 7, все эти детали фиксируются на шейке стопорным кольцом 14. Затем на шейку ставят ранее собранный корпус буксы с подшипниками. На нем последовательно укрепляются передняя крышка 4 с регулировочной прокладкой 3, осевой упор 2 с пружиной 16 и фитилем 15, корпус 1 с пружиной упора 17 (предварительная затяжка до 16 кН). На тепловозах ТЭМ2 применяются буксы с меньшей за-тяжкой упоров.

Для установки буксы в челюсти рамы тележки корпус имеет плоские боковые поверхности, которые служат для передачи продольных нагрузок и усиливаются боковыми наличниками 21, и упорные бурты для передачи поперечных нагрузок, усиливаемые лобовыми наличниками 20. Наличники изготавливаются из марганцовистой стали 60Г, привариваются к корпусу электрозаклепками и прерывистым швом по контуру.

Для уменьшения трения в наличниках к ним подается смазка (осевое масло) из двух карманов 19 с помощью фитилей, проходящих в корпусе буксы. В карманы, закрываемые крышками 18, заправляется по 450 г масла.

Большое значение для надежной работы экипажной части имеет правильная установка и регулирование разбегов колесных пар относительно рам тележек, особенно при челюстных буксах. Возможность продольного разбега колесной пары относительно рамы ограничивается суммарной величиной зазоров В (рис.) между боковыми наличниками корпуса буксы и наличниками буксовых челюстей рамы тележки. Эта величина по чертежам лежит в пределах 0,58—1,78 мм и не должна превышать 5 мм в эксплуатации во избежание заметных перекосов оси в тележке.

Суммарный поперечный разбег оси П, в значительной степени определяющий ходовые качества локомотива и его воздействие на путь, складывается из свободного С и упругого У разбегов, т. е. П = С+У. Свободный разбег колесной пары С представляет сумму зазоров А между лобовыми наличниками левой и правой букс и наличниками рамы тележки и зазоров Б между торцами осей и осевыми упорами обеих букс, т. е. С = Алев+Аправ +Блев+Бправ.

Для тепловозов 2ТЭ10Л и ТЭЗ свободный разбег установлен для крайних колесных пар Скр = 3+1 мм. для средних Сср = 28+1 мм. Величина свободного поперечного разбега устанавливается и регулируется за счет прокладок 3 между передней крышкой 4 и фланцем осевого упора 2.

Упругий разбег колесных пар представляет сумму допустимых прогибов Г (см. рис.) пружин осевых упоров, т. е. У= Глев+Гправ. Упругий разбег крайних колесных пар составляет Г=11 мм на сторону или У = 22 мм. Этот разбег в процессе эксплуатации не регулируется. Таким образом, величина суммарного разбега для крайних колесных пар составляет П = С + У=25..26 мм. Для средних колесных пар У = 0 и П = С = 28..29 мм.

Поводковые (бесчелюстные) буксы.

Они применены на тепловозах 2ТЭ10В, 2ТЭ116, ТЭП60 и др. Такие буксы полностью исключают трение скольжения в узле. Корпус 4 поводковой буксы тепловоза имеет своеобразную форму: у него нет боковых направляющих плоскостей. Корпус имеет две пары клиновидных вырезов для соединения с валиками резинометаллических втулок поводков 20. Поводки также при помощи таких втулок присоединяются к раме тележки. Такая подвеска буксы дает ей возможность упругого перемещения относительно рамы в вертикальном и поперечном направлениях. Корпус имеет два опорных кронштейна для пружин рессорного подвешивания. Сам корпус в этом случае играет роль балансира. К передней крышке 9 корпуса приварен кронштейн 10 для крепления фрикционного амортизатора.

В бесчелюстной буксе отсутствует упор скольжения: он заменен упорным шарикоподшипником 11, установленным между торцом оси и упором 13 амортизатора 14. В связи с этим отпала необходимость двух видов смазки. Букса заполняется консистентной смазкой и не требует ее замены до текущего ремонта ТРЗ

См. также

Литература

Тепловозы: Основы теории и конструкция: Учеб, для техникумов/В. Д. Кузьмич, И. П. Бородулин, Э. А. Пахомов и др.; Под ред. В. Д. Кузьмича,—2-е изд., перераб. и доп—М.: Транспорт, 1991.—352 с.

Источник