Перспективы развития ходовых частей вагонов

Общая перспектива развития ходовых частей вагонов определяется перспективами развития всего железнодорожного транспорта и, в частности, подвижного состава. В настоящее время на магистральных железных дорогах СССР для грузовых вагонов допускаются нагрузки от колесной пары на рельсы до 22 тс. Выпускаемые промышленностью тележки грузовых вагонов рассчитаны на эту повышенную осевую нагрузку. В перспективе предполагается повысить допускаемую осевую нагрузку для грузовых вагонов до 25 тс, что потребует соответствующего усиления всех элементов ходовых частей. Металлурги отрасли вагоностроения изыскивают марки сталей с улучшенными прочностными и технологическими показателями. Эти стали должны обеспечить необходимую прочность узлов и деталей ходовых частей при минимальном увеличении их веса.

Одним из важнейших требований на перспективу развития ходовых частей вагонов является дальнейшая отработка конструкции и совершенствование технологии производства серийно выпускаемых тележек. Известно, например, что при существующей технологии производства в основных несущих деталях тележки еще полностью не исключены разностенность, рыхлоты и другие дефекты литья. Если эти дефекты останутся необнаруженными, то могут стать концентраторами напряжений, очагами нарушения целостности материала и причиной потери прочности детали. Важнейшим средством обеспечения качества отливки несущих деталей тележек является надежный неразрушающий контроль, который уже начали внедрять в вагоностроении.

При существующей конструкции опоры кузова на тележку через жесткий пятник возможна так называемая «перевалка» кузова, при которой контакт между пятником кузова и подпятником тележки происходит не по всей плоскости, а по кромке. Это приводит к ухудшению динамических качеств вагона, к повышенному износу элементов пятникового узла и даже к разрушению той части надрессорной балки, которая находится под пятником. Применение съемного подпятника, введение сферического узла опоры на тележку или упругих боковых скользунов может способствовать существенному улучшению условий работы этого узла.

Перспективны работы по совершенствованию рессорного подвешивания тележек грузовых вагонов. На существующих тележках с линейной жесткостью рессор статический прогиб подвешивания грузового вагона вынужденно ограничен сравнительно

Небольшой величиной, не превышающей 50 мм под нагрузкой брутто. При перевозке же легких грузов статический прогиб подвешивания вагонов составляет 8—12 мм. С целью улучшения ходовых качеств вагонов, в том числе при эксплуатации их в режиме малой нагрузки, в последние годы созданы тележки нескольких типов с нелинейным рессорным подвешиванием. Наиболее приемлемым вариантом нелинейного подвешивания является билинейное подвешивание.

Для улучшения динамических качеств ходовых частей в горизонтальном направлении, уменьшения интенсивности виляния и снижения боковых сил рекомендуется совершенствование параметров поперечного подрессоривания и узла опоры кузова на тележки. Рациональным является введение упругих скользунов в узел опоры.

Конкретные параметры перспективных тележек грузовых вагонов обоснованы многочисленными работами ВНИИВ, ЦНИИ МПС, ЛИИЖТ и МИИТ. В этих работах рекомендовано использовать одноступенчатое (центральное или буксовое) подвешивание, воспринимающее как вертикальные, так и горизонтальные (боковые) динамические воздействия. Разность высот рессорного подвешивания под нагрузкой брутто и нагрузкой тары может достигать 45 мм. При этом желательно иметь статический прогиб подвешивания под тарой около 20—25 мм. Для реализации таких параметров по прогибу целесообразно иметь билинейное подвешивание с перегибом кривой жесткости в точке, расположенной несколько выше точки статического прогиба в порожнем состоянии.

Горизонтальную жесткость подвешивания рекомендовано выбирать равной 700—1200 кгс/мм на тележку. При использовании центрального подвешивания между колесными парами и боковыми рамами необходима упругая связь в продольном и поперечном направлениях. Опору боковых рам на корпус буксы при этом целесообразно осуществлять через резинометаллический упругий элемент с жесткостью 1000—1600 кгс/мм на один буксовый узел.

Дальнейшему совершенствованию подлежат колесные пары и буксовые узлы тележек. Продолжаются работы по изысканию новых марок колесной и осевой сталей и улучшению технологии производства колес и осевых заготовок. Одной из важных задач в совершенствовании колесных пар тележек как грузовых, так и пассажирских вагонов является создание и внедрение в производство буксовых узлов с открытыми осевыми центрами.

Дальнейшее совершенствование тележек пассажирских вагонов связано со значительным повышением в перспективе скоростей пассажирских поездов (до 200—250 км/ч). На перспективу прототипом тележки пассажирского вагона может служить тележка ТСК-1 (рис. 31), спроектированная для вагонов скоростного поезда РТ-200. Эта тележка рассчитана на скорость движения 200 км/ч. Она имеет двойное подвешивание: буксовое из витых пружин и центральное безлюлечное из упругих пневматических элементов. В центральном подвешивании тележки ТСК-1 применены пневматические упругие элементы диафрагменного типа с резинокордной оболочкой модели 580X170. Опора кузова на тележки осуществлена через скользуны. Надрессорный брус связан с рамой тележки продольными поводками с резинометаллическими упругими элементами по концам. В буксовых узлах тележки использовано по три подшипника: два роликовых для восприятия радиальных сил и один шариковый — для восприятия осевых сил. Тележки оборудованы дисковым и магнитнорельсовым тормозами. Для предотвращения заклинивания колес при торможении тормоз снабжен электронным противогазным устройством.

Тележка ТСК-1
Рис. 31. Тележка ТСК-1:

1 — колесная пара; 2 — буксовое подвешивание; 3 — надрессорная балка; 4 — пневморессора; 5 — рама; 6 — магнитно-рельсовый тормоз

При отработке конструкции тележки ТСК-1 совершенствуют узел упругой связи колесной пары с рамой тележки в продольном и поперечном направлениях. Жесткость этой связи в продольном направлении будет составлять 7500—8500 кгс/см, а в поперечном 2300—2700 кгс/см на одну колесную пару. Статический прогиб буксового подвешивания увеличится до 50—60 мм при номинальной нагрузке. Центральное подвешивание будет иметь статический эквивалентный прогиб 200—220 мм, а жесткость поперечного подрессоривания составит не более 700 кгс/см.

Особенности ходовых частей зарубежных вагонов | Вагоны | Основные требования к тормозным устройствам