Опоры кузова

/ Тепловозы ТЭП60 и 2ТЭП60 / Опоры кузова

Главные опоры кузова. Кузов тепловоза опирается на тележки через четыре главные опоры и восемь дополнительных боковых опор. Две главные опоры на тележке позволяют сохранять параллельность рамы тележки и кузова, вследствие чего стабилизируется коэффициент использования сцепного веса тепловоза. На каждую главную опору передается от кузова нагрузка около 9550 кгс. На тепловозах ранней постройки - до № 0025-эта нагрузка составляла около 11 550 кгс.

Главная опора кузова (рис. 133) представляет собой вертикальную стойку 5, отлитую из стали 25ЛІІ. Концы стойки оснащены коническими амортизаторами 4, изготовленными из резины марки 10332 гр-ВП (ТУ38-105376-72). Конические амортизаторы выполняют назначение шарниров.

За счет деформации амортизаторов при отклонении стоек возможно упругое поперечное смещение тележки относительно кузова. Величина и направление отклонения стоек опор в кривых зависит от радиуса кривой и скорости прохождения тепловозом этой кривой. По техническим требованиям четыре амортизатора, применяемые для одной тележки, должны быть подобраны так, чтобы прогибы их не отличались друг от друга более чем на 2 мм. Резиновые амортизаторы исключают износ пятников и не требуют смазки. Размеры резиновых конических амортизаторов выбраны так, чтобы они были взаимозаменяемы с амортизаторами электровозов ВЛ60 и Ф.

Амортизатор под рабочей статической нагрузкой, приходящейся на опору, дает осадку около 15 мм. Нагрузка от кузова на тележку передается через стальные литые конусы, входящие в резиновые конические амортизаторы.

Верхняя часть опоры помещается в нише рамы кузова, нижняя - в нише шкворневой балки тележки. Между дном ниши шкворневой балки тележки и стальным конусом предусмотрена постановка регулирующего кольца 10, номинальная толщина которого 10 мм. При необходимости в случае регулирования распределения нагрузок по колесным парам при взвешивании тепловоза или для получения необходимых зазоров между рамой кузова и тележкой толщина регулирующих колец может быть увеличена. Однако увеличение высоты регулирующих колец ограничено необходимостью иметь контактную цилиндрическую поверхность А между нижним опорным конусом и буртом ниши шкворневой балки тележки для передачи тягового усилия. Наибольшая толщина регулирующих колец допускается до 30 мм. Как верхний, так и нижний конусы фиксируют шпильки 1, которые проходят через регулирующие кольца. Для удобства выемки регулирующих колец из гнезд в кольцах имеются резьбовые отверстия.

Кроме вертикальной статической нагрузки, опоры передают тяговое усилие раме кузова. Для этой цели в главной опоре кузова и в воспринимающем тяговое усилие кронштейне рамы кузова предусмотрены специальные камни 6 и 7 из стали 45, закаленные до твердости НИС 40-^45. Суммарный зазор а + в между камнями кронштейнов рамы кузова и камнями главных опор составляет 0,3-1,3 мм.

При сборке тепловоза важно осуществить правильную посадку кузова на тележки. Резиновые конические амортизаторы создают условия, при которых вертикальное положение стойки главной опоры кузова может быть нарушено, так как резиновый конус допускает определенную боковую деформацию. Такое неправильное положение стоек будет вызывать стремление тележки занять нецентральное или перекосное положение по отношению к оси пути во время движения. Для первоначального контроля вертикального положения опоры кузова при сборке узла опоры и возвращающих аппаратов на опоре и кронштейне рамы кузова наносят контрольные риски, смещение рисок между собой допускается до 0,5 мм.

В заводских условиях посадку кузова на тележки производят на нивелированном и суженном пути при помощи локомотивных домкратов. Перед посадкой кузова на тележки совмещают положение продольной оси его с осью пути посредством специальных двухосных катков, не перемещающихся поперек колеи и имеющих в центре фиктивные металлические конусы, аналогичные конусам главных опор кузова; в процессе этой работы кузов подвешен на кране. После фиксации положения кузова под него подводят опоры локомотивных домкратов для опускания на них кузова.

Боковые опоры кузова. Вертикальную нагрузку от веса кузова с находящимися в нем агрегатами, кроме главных - центральных опор, воспринимают также боковые опоры. На каждой тележке расположены четыре боковые опоры.

Боковые опоры снимают лишний вес с резиновых амортизаторов главных опор, стабилизируют нормальное положение кузова, смягчают колебания при отклонениях кузова в кривых участках пути, а также снижают колебания кузова относительно вертикальной оси благодаря трению между плитами, укрепленными на раме кузова и-стаканах боковых опор.

Динамическими испытаниями тепловоза ТЭП60-0002, проведенными ЦНИИ МПС, была установлена необходимость:

уменьшить жесткость пружин боковых опор;

увеличить момент трения между кузовом и тележкой в горизонтальной плоскости;

увеличить зазор между ограничениями вертикального отклонения кузова.

Поэтому с тепловоза № 0025 введены следующие изменения:

а) рабочая статическая нагрузка на главную опору кузова уменьшена до 9500 кгс, а на боковую опору увеличена с 3500 до 4750 кгс;

б) прогиб пружин боковых опор под статической рабочей нагрузкой увеличен до 98 мм;

в) все боковые опоры выполнены с трением в горизонтальной плоскости между кузовом и тележкой;

г) зазор между ограничителями вертикального отклонения кузова увеличен на 20 мм и доведен до 35±5 мм;

д) соединение стакана 4 с кронштейном 5 выполнено посредством шарниров.

До тепловоза № 0025 на каждой тележке боковые опоры применялись двух разновидностей: с трением в стыке с кузовом и шарнирно соединяющиеся с кузовом. Опоры с трением располагались первыми по ходу тепловоза. Начиная с тепловоза № 0025, боковые опоры кузова (рис. 134) состоят из кронштейна 13, отлитого из стали 20ЛП, приваренного к боковине рамы тележки и опирающегося на него стакана 12, изготовленного из стали 40.

Внутренняя трущаяся поверхность стакана проходит термическую-обработку до твердости НРХ 35-і-40 с глубиной закаленного слоя 1,5-2,5 мм. На стакан 12 опирается пружина 10.

Вертикальная нагрузка от кузова на пружину передается штоком 7 через стакан 8 посредством упора 9 и винта 14. Для предохранения от износа наружной трущейся части стакана 8 к нему в зоне трения приварена втулка И, изготовленная из стали 40 с твердостью НЯС 35-^40. Концы штока 7, изготовленного из стали 45, так же как и упор 9, изготовленный из стали 40ХС, термически обрабатывают до твердости НРХ 40-^55.

Кузов опирается на боковую опору через плиту 3, изготовленную из стали 50Г и обработанную до твердости НРХ 45-^-50.

При перемещении тележки относительно кузова скоба 22, соединенная с тележкой кронштейном 5, ведет за собой верхнюю часть боковой опоры, перемещая ее относительно опорной плиты 3, вследствие чего на,их стыке возникает трение, способствующее уменьшению колебаний кузова в горизонтальной плоскости. Нижняя часть боковой опоры может перемещаться в вертикальной плоскости относительно кронштейна 13.

Для предотвращения от попадания внутрь стакана 8 пыли, посторонних предметов и воды стакан закрыт защитным чехлом 6. Для

Рис. 134. Боковая опора кузова: 1 - разгрузочный упор;

2 - болты, укрепляющие верхнюю плиту; 3 - опорная плита; 4 - опорный стакан верхний; 5 - кронштейн шарнирной скобы; 6 - защитный чехол; 7 - шток; 8 - стакан подвижной; 9 - упор; 10 - пружина, 11 - направляющая втулка; 12- опорный стакан; 13 - кронштейн боковой опоры; 14 - регулировочный винт; 15 - предохранительный колпачок; 16 - стопор; 17, 21 - втулки; 18, 20 - валики; 19 - укрепляющие болты; 22 - шарнирная скоба

удаления скопившейся в стакане 8 воды в нем предусмотрены два отверстия диаметром 25 мм.

Опоры регулируют после опускания кузова тепловоза на тележки винтами 14 на прямом горизонтальном пути с полным служебным весом тепловоза. Высота пружин 10 при этом должна быть равна 320± ±10 мм. До тепловоза №0025 высота пружин под рабочей нагрузкой составляла 270 мм. После регулировки опор положение регулировочных винтов 14 фиксируют колпачками 15 и стопорной проволокой 16.

В целях совершенствования работы отдельных деталей боковых опор кузова были проведены изыскания по подбору трущихся пар стыка боковой опоры и кузова. Так, на тепловозах № 0085 и 0086 опорные стаканы 4 были армированы капроном. Работа пары сталь 50Г и капрон дала удовлетворительные результаты.

Также проводились работы по установлению возможности использования в скользящем стыке рамы кузова и боковой опоры марганцовистой стали Г13. Опоры из такой стали были установлены на тепловозах № 0113 и 0114. Стыки этих опор работали удовлетворительно.

Были также использованы на скользящей плоскости стакана 4 боковой опоры металлокерамические плитки, спрессованные из порошка смеси сталь-графит-медь-сера. Опоры из металлокерамических плиток установлены на тепловозах 2ТЭП60-0008 и 2ТЭП60-0009. Наблюдение за работой стыка боковой опоры и рамы кузова, состоящего из стали марки 50Г и маталлокерамической плитки, показало, что работают они удовлетворительно. Тонкие 17 и 21 металлокерамические втулки шарниров боковых опор, часто разрушавшиеся в эксплуатации, с тепловоза № 0299 заменены втулками из марганцовистой стали Г13.

Мероприятия по дальнейшему улучшению работы боковой опоры были введены на опытных узлах, установленных на тепловозах № 0264, 0265 и 0266. Боковые опоры, установленные на этих тепловозах, имеют следующие особенности:

а) применена металлокерамическая шайба в верхнем скользящем стыке, работающая в паре с плитой из термообработанной стали 50Г,

б) установлены в шарнирах верхнего узла боковых опор втулки из марганцовистой стали, а валики из стали 45 с твердостью НРХ 40-Г-50;

в) оборудованы вертикальные направляющие боковых опор втулками 11 из марганцовистой стали;

г) изменены некоторые размеры деталей, входящих в узел, что повысило устойчивость работы пружинного узла.

Характеристика пружин боковых опор из стали 55С2 или 60С2 приведена в табл. 26.

Возвращающий аппарат главных опор кузова. При прохождении кривых, а также отдельных горизонтальных неровностей пути главные опоры кузова отклоняются в ту или другую сторону на различные величины, зависящие главным образом от скорости движения и радиуса кривой пути.

Таблица 26

Устойчивость кузова поддерживается пружинами из стали 55С2 или 60С2, соединенными с одной стороны с кузовом, а с другой - со стойками главных опор кузова.

Пружины, удерживая стойки главных опор кузова в вертикальном положении, выполняют роль возвращающих устройств. При повороте тележки относительно кузова в горизонтальной плоскости пружины, создавая возвращающий момент, препятствующий повороту тележки относительно кузова, обеспечивают плавный поворот их в кривых.

Возвращающий аппарат главных опор кузова (рис. 135) имеет корпус 4, к которому приварено дно, служащее одновременно и проушиной для соединения аппарата с главной опорой кузова. В корпусе помещена пружина 3, опирающаяся с одной стороны на стакан 2, а с другой - на стакан 6 через регулировочные прокладки 5. Проушина 8, соединяющаяся со стяжкой 10 посредством резьбы М42, служит для соединения с кронштейном, закрепленным на раме кузова. Начиная с тепловоза № 0021, в проушине 8 ставят металлокерамиче-

Рис. 135. Возвращающий аппарат главных опор кузова: 1 -пружина со стороны главной опоры кузова; 2, 6 - стаканы; 3 - пружина; 4 - корпус Возвращающего аппарата; 5 - регулировочные прокладки; 7, 16 - предохранительные скобы; 6 - йроушина со стороны кронштейна рамы кузова; 9 - втулка металлокерамнческая; 10 - стяжки;г;1 - стопорная шайба; 12 - контрящая гайка; 13 - регулировочное кольцо; 14 - втулка стяжкн; 15 - крышка корпуса

скую самосмазывающуюся втулку 9. Такие же втулки применены и в проушинах главных опор кузова.

Пружину 3 устанавливают в возвращающий аппарат с предварительным натягом 1500 кгс. Чтобы создать определенную величину предварительного натяга пружины, предусмотрены регулировочные прокладки 5.

Толщина регулирующих прокладок определяется следующим образом.

Измеряют высоту пружины в сборе со стаканами 2 и 6, из которой вычитают величину прогиба пружины под грузом 1500 кгс. Затем из 360 мм вычитают полученную разность; определенная таким образом величина будет равна толщине прокладок 5. Максимальное сжатие пружины возвращающего аппарата составляет 50 мм. После определения размера 360 мм окончательно сверлят и развертывают отверстие во втулке 14 и стяжке 10.

При соединении возвращающего аппарата с главной опорой кузова и кронштейном на раме кузова измеряют размер между центрами их проушин, после чего уточняют размер 600 мм между проушинами возвращающего аппарата. Для этой цели предусмотрено регулировочное кольцо 13. Для обеспечения зазора, равного 0,5 мм, возможна подрезка торца корпуса.

После определения высоты регулировочного кольца 13 сверлят и развертывают отверстие под штифт в проушине 8 и стяжке 10. Поверхности деталей, находящиеся внутри корпуса 4, смазывают солидолом УС-2 «Л» (ГОСТ 1033-51).

Для осмотра состояния пружины 3 в корпусе 4 предусмотрены окна, закрывающиеся крышками.

Опыт эксплуатации возвращающих аппаратов показал, что из-за развертывания недостаточно законтренных гаек 12 у проушины 8 наблюдалось отсутствие стабильности кузова в горизонтальной плоскости. Кроме того, при приварке предохранительной скобы 16 имелись случаи значительной деформации крышки 15, вследствие чего при необходимости отвернуть ее было трудно. Поэтому была изменена форма предохранительных скоб.

Рама тележки тепловоза (рис. 136) выполнена из отдельных штампованных и литых элементов, соединенных между собой сваркой. Рама состоит: из боковин 19, шкворневых балок 12 и 14, концевых

Характеристика пружины возвращающего аппарата

Общее количество витков, шт........ 8,5

Количество рабочих витков, шт....... 6,5

Высота в свободном состоянии, мм...... 333

Диаметр прутка, мм........... 33

Диаметр пружины (средний), мм...... 120

Максимальная рабочая нагрузка, кгс .... 6275

Предварительный натяг под грузом 1500 кгс, мм 15,7

Основные данные тележки | Тепловозы ТЭП60 и 2ТЭП60 | Рама тележки