Опорно-возвращающие устройства

Устройства служат для передачи массы кузова с оборудованием на тележки и возвращения их в первоначальное положение при выходе тепловоза из кривых участков пути. Движение по прямым участкам также сопровождается интенсивным вилянием тележек, которое вызвано конусностью бандажей и зазорами между их гребнями и головками рельсов. При этом важным условием для уменьшения боковых сил, действующих от экипажа на рельсы, является разделение масс тележек от массы кузова. Это разделение обеспечивается опорно-возвраща-ющими устройствами, которые позволяют гележке либо только поворачи ваться относительно шкворня кузова на определенный угол, либо поворачиваться одновременно с относительным перемещением кузова и тележек. Угловые и поперечные относительные перемещения, обеспечиваемые опорно-возвращающими устройствами, могут быть как свободными, так и упругими, с постоянной возвращающей силой и с переменной. Во всех случаях для уменьшения виляния экипажа необходимо обеспечивать демпфирование перемещений.

На тепловозах применяются различные конструктивные схемы опор и возвращающих устройств: роликовые с постоянным возвращающим моментом и моментом трения (тепловозы ТЭЗ, ТЭТ, 2ТЭ10); комбинированРис, 183. Роликовые опоры кузова:

56. Опорно-возвращающие устройства

1 - крышка; 2 - кольцо; 3 - верхняя плита; 4 - обойма; 5 - ролик; 6 - нижняя плита; 7 - шаровая опора; 8 - щуп; 9 - корпусные резино-роликовые опоры с упругим шкворневым устройством (2ТЭ116, 2ТЭ10М (В); маятниковые опоры с пружинными возвращающими аппаратами (ТЭП60, ТЭП70 № 1-7); пружинные, работающие на вертикальную и горизонтальную нагрузки (ТЭП70 № 008 и выше); опоры на маятниковых подвесках (ТЭМ7, ЧМЭ.З).

Все основные параметры опорно-возвращающих устройств должны быть подобраны с расчетом получения требуемой плавности хода: с малыми значениями амплитуды и частоты колебаний, с отсутствием значительных отклонений кузова от оси пути.

Роликовые опорно-возвращающие устройства с постоянным и возвращающим моментом и моментом трения. Устройства этого типа применены на тележках тепловозов первого поколения (ТЭЗ, 2ТЭ ЮЛ, ТЭ7, ТЭП10). В стальном литом корпусе 9 (рис. 183) размещен подвижной роликовый механизм, состоящий из нижней 6 и верхней 3 опорных плит, двух роликов 5, объединенных обой мами 4 и сферического гнезда 7, воспринимающего нагрузку от шаровой опоры кузова. Нижняя опорная плита прикреплена к кузову болтами и нажимным кольцом 2. Правильное ее положение фиксируется двумя штифтами. Рабочие поверхности выполнены под углом а = 2° у грузовых тепловозов и а = 3°30' - у пассажирских. В состоянии покоя ролики находятся в углублениях между наклонными поверхностями опор (рис. 184,а). В процессе движения при вилянии или входе в кривую нижняя опорная плита смещается на некоторый угол относительно верхней и ролики набегают на наклонные поверхности опорных плит (рис. 184,6). При этом происходит не только качение роликов, но и скольжение, обусловленное разворотом опоры относительно радиуса установки на угол, равный 5Г для грузовых и 8° для пассажирских. Кроме этого, трение скольжения имеет место между роликовым устройством и сменной планкой корпуса, а также между сферическим гнездом и верхней плитой. Создаваемый тем самым момент трения на опорах необходим для устойчивого положения тележки при движении как в кривой, так и по прямому участку пути. Благодаря постоянному углу наклона опорных поверхностей плит возвращающий момент, создаваемый при набегании роликов на наклонные поверхности, не зависит от угла поворота тележки.

Для уменьшения износа подвижных частей роликового механизма рабочие поверхности опорных плнт, ролики и гнезда шаровых опор цементированы и закалены, а внутренняя полость корпуса заполнена осевым маслом. Уровень масла проверяют мас-лоуказателем 8 (см. рис. 185). Для предохранения от пыли и грязи опоры закрыты крышками 1 и брезентовыми чехлами.

56. Опорно-возвращающие устройства

Скользящая опора кузова тепловозов ТЭМ1 и ТЭМ2. В стальном корпусе (рис. 185) 4) из стали 25ЛП, укрепленном на боковине рамы четырьмя болтами, имеется опорная плита 5 из стали 20, зафиксированная штифтом 7, и сферическое гнездо 2 из стали 45. Опорная поверхность гнезда залита сплавом ЦАМ9-1.5, закрепленным с помощью спиральных канавок. На опорной поверхности плиты 5 также проточены канавки. Ее трущаяся поверхность цементирована и закалена. Сферическую поверхность гнезда проверяют по калибру и краске. Корпус опоры заполнен маслом и закрыт крышкой 1, дополнительно корпус защищен брезентовым чехлом.

Резино-роликовые опоры с пружинным возвращающим устройством. Если на тепловозах ТЭЗ, 2ТЭ10Л и др. тележка может только поворачиваться относительно центра шкворня кузова, то на современных тепловозах тележки дополнительно могут смещаться относительно оси кузова. Это смещение возможно благодаря упругому шкворневому устройству. Применение упругой связи кузова с тележками значительно снижает боковые усилия на рельс, так как процесс их нарастания при входе в кривые участки пути растянут во времени. Наилучшие результаты дает нелинейная зависимость между усилием и перемещением, т. е. когда усилие, затрачиваемое на единицу перемещения, непрерывно возрастает. В корпусе 6 резино-роликовой опоры (рис. 186) размещен роликовый механизм такой же, как в опорно-возвращающем устройстве тепловозов 2ТЭ10Л. Рабочие поверхности нижней и верхней опорных плит имеют наклон в 2°, а сопряжение этих поверхностей произведено радиусом 65 мм. Ролики, объединенные обоймами, накатываются на наклонные поверхности опорных плит при угловых перемещениях тележки относительно кузова. На опорную плиту установлена резиновая опора, состоящая из семи резинометаллических элементов 2, нижней промежуточной плиты 1,

56. Опорно-возвращающие устройства
Рис. 185. Опора тепловоза ТЭМ2: 1 - крышка; 2 - гнездо армированное; 3 - прокладка; 4 - корпус; 5 - плита опорная; 6 - пробка: 7 - штифтверхнего опорного диска и регулировочных пластин 4. Резина толщиной 30 мм привулканизирована к металлическим пластинам толщиной 2 мм, имеющим кольцевые штампованные углубления, которыми обеспечивается центрирование элементов по отношению друг к другу. Резиновая опора входит в углубления опорных стаканов 3 кузова. Внутренняя полость корпуса резино-роликовой опоры заполнена осевым маслом до уровня верхней пробки. От попадания пыли и грязи опора защищена чехлом 5 из брезента, прикрепляемым к корпусу опоры и к обечайке рамы кузова хомутами.

Шкворневое устройство (рис. 187) состоит из прямоугольного ползуна 4, перемещающегося в направляющих шкворневой балки, двух стаканов 1с возвращающими пружинами 2 и упорами 3. Стаканы с пружинами прикреплены к боковым стенкам шкворневой балки четырьмя болтами. В торце стакана проточена канавка, в которую заложено уплотнительное кольцо. В цилиндрическую расточку ползуна вварена сменная втулка, внутри которой перемещается шкворень 5 кузова. Гнездо шкворня заполнено осевым маслом. Для пополнения масла в процессе эксплуатации к гнезду подведена трубка с масленкой. Гнездо шкворня закрыто уплотняющей крышкой, поверх которой скользит подвижная пластина, перемещаемая шкворнем при относе кузова. Между упорами пружин и подвижным ползуном имеется зазор по 20 мм на каждую сторону.

56. Опорно-возвращающие устройства

Опорно-возВращающее устройство работает следующим образом. При входе в кривую тележка вынуждена поворачиваться вокруг шкворня относительно продольной оси кузова, при этом ролики опор набегают на наклонные поверхности опорных плит. Максимальный угол поворота тележки ограничен 3°30'. При наличии центробежной силы (а она пропорциональна квадрату скорости движения) кузов под ее действием смещается в поперечном направлении относительно тележек. Это смещение происходит за счет сдвига резинометаллических элементов блоков. Перемещению кузова на 20 мм противодействует только сопротивление сдвигу резины блоков опор, на последующих 20 мм относа кузова к этому противодействию добавляется энергия сжатой пружины шкворневого устройства. Таким образом, зависимость силы противодействия относу кузова от перемещения имеет нелинейный характер или состоит из двух прямолинейных участков (рис. 188): пологого АБ и крутого БС.

Маятниковые опоры с пружинными возвращающими аппаратами. Опорная система тележек первых выпусков тепловоза ТЭП70 состоит из двух маятниковых опор 9 (см. рис. 180) и четырех пружинных боковых опор 14. Главная опора представляет собой стойку, в конические углубления которой вставлены по концам резиновые конические амортизаторы 8, взаимозаменяемые с амортизаторами тепло

Рис. 188. Характер зависимости сопротивления отиосу кузова от его перемещениявоза ТЭП60 и электровоза ВЛ60. Четыре конических амортизатора тележки подбирают так, чтобы прогибы их под одной и той же нагрузкой не отличались более 2 мм. Нагрузку на опоры регулируют постановкой под стальной конус 7 регулировочного кольца толщиной 20-30 мм. В средней части стойка имеет две проушины, к которым прикреплены пружинные возвращающие аппараты 10, служащие для возвращения кузова в соосное с тележками положение после отклонения их при движении в кривой. Устройство опор и возвращающих аппаратов можно уяснить из рис. 180, а их работу- из схемы (рис. 189). При движении в кривой кузов тепловоза под действием центробежной силы Ст отклоняется наружу кривой, при этом
56. Опорно-возвращающие устройства 56. Опорно-возвращающие устройства 56. Опорно-возвращающие устройства

стальной конус гнезда опоры воздействует на резиновый конус 6, передавая усилие на стойку 4 опоры и наклоняя ее на некоторый угол. Штоки возвращающих аппаратов 3, связанные своими головками с кузовом, будут перемещаться в направлении перемещения кузова. При этом пружины обоих возвращающих аппаратов, находящихся между двумя подвижными стаканами в корпусах аппаратов, будут сжиматься.

При перемещении кузова относительно тележки его опоры проскальзывают по верхним стаканам боковых опор тележки, преодолевая силу трения Fon между опорными поверхностями. Благодаря шарнирному закреплению верхнего опорного стакана 11 в скобе 12 (см. рис. 180) всегда обеспечивается полное прилегание опорных поверхностей кузова и стаканов при боковой качке тепловоза. Усилие, передаваемое опорой на тележку, регулируют винтом, вворачиваемым в хвостовик подвижного направляющего стакана 15.

Пружинные опоры, воспринимающие вертикальную и горизонтальную нагрузки, с упругим шкворневым устройством. Опорно-возвращающая система тележки тепловоза ТЭП70

(рис. 190) начиная с 8-го номера включает группу из восьми пружин 2 (по четыре пружины на каждой боковине), упругое шкворневое устройство б с низким расположениеі і шкворня 7 и два горизонтальных г, ^лич^с-ил гасителя колебаний 3. Пружииы закреплены от смещения своими опорными витками в гнездах рамы тележки и кузова и поэтому при поперечных колебаниях кузова верхние витки пружин смещаются относительно нижних на расстояние й.

Центробежной силе Ст, под действием которой перемещается кузов, противодействуют силы упругости пружин 2 Ві, силы сопротивления демпферов ^с, сила упругости пружины 6 шкворневого устройства Вп. При прекращении действия силы Ст пружины 2 и 6 устанавливают кузов в первоначальное положение.

Таким образом, пружины выполняют двойную функцию: служат опорами и одновременно являются возвращающими элементами.

Корпус 3 шкворневого устройства (рис. 191) отлит заодно с кронштейном для подвешивания тягового двигателя и прикреплен болтами к нижнему листу шкворневой балки. Внутри корпуса расположен шкворень 4, соединенный с рамой кузова болтовым креплением. На цилиндрическую часть шкворня надета с натягом 0,04- 0,12 мм сменная втулка. В корпус вставлены два упорных сегмента 1/, служащих направляющими восьмигранной рамки 9 - гнезда шкворня. От поперечного смещения сегменты удерживаются стопорами. Снизу сегменты подпираются проставкой 5, уплотненной в корпусе резиновым кольцом. Для свободного перемещения рамки 9 в поперечном направлении между ним и упорными сегментами должен быгь зазор 0,2-0,6 мм, регулируемый прокладками. Между шкворнем и его гнездом (рамкой) установлена промежуточная плавающая втулка-шар 10. Соприкасающиеся поверхности втулки 10 и рамки гнезда 9 выполнены сферическими, что при на

Рис. 191. Шкворневое устройство тепловоза ТЭП70:
56. Опорно-возвращающие устройства

1 - стакан; 2 -- упор; 3 - корпус; 4 - шкворень; 5 - проставка; 6 - пружина; 7 - заливная горловина; 8 - пресс-масленка; 9 - рамка; 10 - шар; 11 - направляющие сегментыклонах кузова исключает концентрации напряжений в шкворневом устройстве. Снизу шкворневое устройство закрыто крышкой, уплотненной прокладкой. К боковым стенкам корпуса 3 на болтах прикреплены стаканы 1 с пружинами 6 и упорами 2. В стакан 1 запрессована металлокерами-ческая направляющая втулка. Между корпусом и стаканом, а также между его крышкой и пружиной установлены регулировочные прокладки для создания предварительного натяга пружин до 3430 Н. Стаканы в корпусе уплотнены резиновыми кольцами. На одной из крышек стаканов установлена маслозаливная горловина 7, закрытая пробкой. На период приработки (50 тыс. км пробега) в шкворневое устройство заливается 30 л осе вого масла. В дальнейшей эксплуатации устройство смазывается через три пресс-масленки 8 смазкой ЖРО.

⇐ | Рамы тележек | | Тепловозы: Механическое оборудование: Устройство и ремонт | | Рессорное подвешивание | ⇒