Тележки предназначены для восприятия вертикальной нагрузки от кузова и рамы с установленным на ней оборудованием и распределения ее между отдельными колесными парами с помощью рессорного подвешивания, передачи тяговых и тормозных сил. Кроме того тележки направляют движение тягового подвижного состава в рельсовой колее, передавая на главную раму поперечные усилия от рельсового пути.
Вертикальные и горизонтальные (продольные и поперечные) действующие на тележки силы делятся на статические и динамические.
Вертикальные статические силы создаются массой кузова с оборудованием, массой оборудования, установленного на тележке и массой рамы тележки. Эти нагрузки от рамы тележки передаются через рессорное подвешивание на колесные пары. При движении тягового подвижного состава происходит перераспределение вертикальных статических нагрузок, и появляются нагрузки, обусловленные вертикальными неровностями пути и выбоинами бандажей.
Продольные горизонтальные силы это — силы тяги или силы торможения, а также силы, возникающие при ударе по автосцепке.
Горизонтальные поперечные силы, вызванные извилистым движением колесных пар, возникающим при входе и выходе из кривых, при движении в кривых и по горизонтальным неровностям пути.
Вследствие наличия поперечных зазоров между гребнями бандажей и рельсами, конусности бандажей колес, тяговый подвижной состав при движении по прямым участкам пути устанавливается под острым углом к оси пути. При этом крайние наружные колесные пары прижимаются попеременно то к правой, то к левой рельсовой нити.
Перемещение колесных пар происходит в противоположных направлениях, т.е. при перемещении передней колесной пары к правому рельсу, задняя перемещается к левому. В результате возникает извилистое движение тягового подвижного состава, при котором круги катания колес имеют различные диаметры.
Виляние создает изгиб рамы тележки в горизонтальной плоскости, как и при движении тягового подвижного состава в кривых участках пути. Частота извилистого движения тягового подвижного состава зависит от конусности бандажа. Чем больше конусность бандажа, тем больше частота виляния.
Гребни бандажей крайних колесных пар препятствуют перемещению тягового подвижного состава наружу кривой, вызванного действием центробежной силы. Под воздействием сил со стороны наружного рельса происходит поворот тягового подвижного состава в точках, где колеса опираются на рельсы, и возникают силы трения. Горизонтальные силы (реакции) рельсов и силы трения передаются через колеса, оси, буксы раме тележки и вызывают ее изгиб в горизонтальной плоскости.
Наружные колеса набегают на наружный рельс и прижимаются к нему, а так как бандажи колес имеют коническую форму, то у этих колес крайних пар диаметр круга катания будет больше, чем у внутренних колес этих же пар.
Так как оба колеса колесной пары жестко запрессованы на ось и имеют одинаковую частоту вращения, то колесо с большим кругом катания будет стремиться забегать вперед. Крайние колесные пары будут стремиться поворачиваться по часовой стрелке. Средние колесные пары тележки при малом радиусе кривой будут прижиматься к внутреннему рельсу, и стремиться по той же причине поворачиваться в обратную сторону по отношению к крайним колесным парам.
Так как рама тележки удерживает все колесные пары параллельными друг другу, она испытывает изгиб в горизонтальной плоскости. Вызванный этими силами, изгибающий момент, зависит от массы тягового подвижного состава, длины его базы, радиуса кривой и скорости движения.
В раме тележки под действием центробежной силы и ветра появляются дополнительные горизонтальные и вертикальные (от создаваемого этими силами опрокидывающего момента) нагрузки.
Силы, действующие на раму тележки, вызывают в ее элементах изгиб в вертикальной и горизонтальной плоскостях, и их кручение.
Таким образом, на раме тележки замыкаются все силы, возникающие в ходовой части тягового подвижного состава.
Тележки тепловозов.
Челюстная тележка тепловоза. Тележка трехосная челюстная тепловозов с электрической передачей и опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей (тепловозы ТЭЗ, 2ТЭ10Л, М62, ТЭМ1, ТЭМ2).
Основными элементами тележки этого типа являются челюстная связь букс с рамой тележки и сбалансированное рессорное подвешивание. Устройство тележки показано на рис. 46.
Рис. 46. Челюстная тележка тепловоза со сбалансированным рессорным подвешиванием:
I — балка концевая; 2 — песочная труба; 3 — тяговый электродвигатель; 4 — канал для подвода охлаждающего воздуха; 5 — колесная пара; 6 — гребнесмазыватель; 7 — рама; 8 — балансир; 9 — масленка; 10 — тормозная колодка; 11 — резиновый амортизатор; 12 — букса; 13 — тормозной цилиндр; 14 — подвеска рессоры; 15 — шкворневая балка; 16 — опора рамы; 17 — маслоуказатель; 18 — предохранительная скоба; 19 — листовая рессора; 20- винтовая стяжка тормозной тяги; 21 — подвеска рессоры; 22 — букса с пружинным упором; 23 — струнка; 24 — пружина; 25 — резиновый амортизатор; а — боковины рамы; б — поперечные балки
Бесчелюстная тележка с индивидуальным рессорным подвешиванием. Унифицированные бесчелюстные трехосные тележки с индивидуальным приводом каждой колесной пары через односторонний, одноступенчатый редуктор от тягового электродвигателя постоянного тока с циркуляционной принудительной системой смазки моторно-осевых подшипников, разработанные и освоенные в Сфий-ном производстве ПО «Лугансктепловоз» для магистральных тепловозов 2ТЭ116, 2ТЭ116А, 2ТЭ10В, 2ТЭ10М, ТЭ130, 2М62У, маневровых ТЭМЗ, экспортных ТЭ109, ТЭ114, ТЭМ18.
Тележки этого типа имеют следующие преимущества. Одностороннее расположение тяговых электродвигателей позволяет увеличить использование сцепного веса примерно на 10% и снизить время разгона состава в случае работы тепловоза на однопутных участках с неровным профилем и частыми остановками. Увеличенный статический прогиб рессорного подвешивания обеспечивает низкую собственную частоту вертикальных колебаний (около 1 Гц). Применение индивидуального рессорного подвешивания на цилиндрических пружинах в сочетании с гасителями колебаний позволило сократить его вес, исключить трущиеся места, увеличить этим надежность, а также сократить расходы на эксплуатацию и ремонт. Использование поводков с обрезиненными шарнирами ликвидировало быстроизнашиваемые поверхности трения (наличники на раме и буксе) и значительно увеличило надежность буксового узла.
Введение поперечного упругого перемещения тележки относительно кузова повысило динамические показатели в горизонтальной плоскости и снизило воздействие локомотива на путь.
Конструкция тележки этого типа обеспечивает:
— изменение передаточного числа тягового редуктора от 4,41 (75:17) до 3,04 (70:23) при одном и том же тяговом электродвигателе, т.е. с обеспечением постоянства межцентрового расстояния тягового редуктора;
— работу тележки на колее шириной от 1520 до 1435 мм при вписывании в габарит 02-ВМ, изменяя положение дисков колёсных центров их сдвижки на колесной паре;
— возможность установки тормозного оборудования двух систем тормозов: типа Матросова для грузовых типов тепловозов и типа КНОРР со ступенчатым нажатием для тепловозов с конструктивной скоростью 120 км/ч и выше;
— обеспечение тягово-прочностных качеств тележек из расчёта максимально допустимой нагрузки от колесной поры на рельсы 226 кН (23тс).
Тележка (рис. 47) состоит из следующих основных частей: рамы тележки 7, колесно-моторных блоков 5, рессорного подвешивания 3, опорно-возвращающего устройства 6, рычажной передачи тормоза 4, тормозного воздухопровода 7, песочного трубопровода 2.
Характерные отличительные особенности этих тележек — это отсутствие челюстной связи букс с рамой тележки и применение индивидуального рессорного подвешивания. Челюстная связь букс с рамой у этих тележек заменена поводком. Поводки резинометаллическими амор-
Рис. 47. Тележка тепловоза 2ТЭ116:
1 — рама тележки; 2 — песочный трубопровод; 3 — рессорное подвешивание; 4 — тормозная рычажная передача; 5 — колесно-моторные блоки; 6 — опорно-возвращающие устройства; 7 — тормозной воздухопровод тизаторами соединены с буксой и рамой тележки. Эта связь позволяет передавать от колесных пар на раму тележки упруго, без наличия трения скольжения силу тяги, торможения, поперечные силы при набегании на рельс и обеспечивать симметричность и параллельность осей колесных пар в раме тележки при колебательных ее перемещениях, а также для улучшения воздействия тепловоза на путь. Увеличена поперечная подвижность средней колесной пары за счет установки ее в буксах со свободным осевым разбегом ±14 мм. Все это позволяет исключить из конструкции тележек быстро изнашивающиеся наличники рамы и букс, требующие значительных затрат на их обслуживание и замену.
Положения рамы тележки относительно колесных пар определяется пружинными комплектами индивидуального рессорного подвешивания, и нагрузка на каждую колесную пару передается через четыре пружинных комплекта, установленных на опорных кронштейнах букс.
Из-за отсутствия в витых пружинах внутреннего трения для избежания резонансных явлений параллельно рессорному подвешиванию включены рессорные гасители колебаний. Нагрузка от главной рамы тепловоза передается на четыре комбинированные резино-роликовые опоры, которые размещены на боковинах рамы тележки.
Сила тяги от рамы тележки на главную раму тепловоза передается шкворневым устройством, обеспечивающим поперечную свободноупругую подвижность шкворня кузова ±40 мм. Шкворень главной рамы тепловоза также является осью поворота тележки в горизонтальной плоскости.
Вследствие малого расстояния между колесными парами тележки тепловоза (1850 мм) и рядного положения тяговых электродвигателей (тяговые электродвигатели имеют опорно-осевое подвешивание в тележке и располагаются носиками в одну сторону «гуськом») шкворневое устройство размещено на продольной балке, расположенной над боковинами рамы тележки.
Тележка тепловоза ТЭМ7. Конструкция тележек (рис. 48) обеспечивает плавность хода, удовлетворяет требованиям воздействия тепловоза на путь и прочности элементов тележек.
Для облегчения трогания с места тяжелых составов можно включать передний по ходу движения тепловоза догружатель.
Каждая четырехосная тележка включает следующие основные узлы:
две двухосные тележки;
промежуточную раму;
маятниковые подвески;
Рис. 48. Тележка тепловоза ТЭМ7:
1 — кронштейн поворотного устройства автосцепки; 2 — маятниковая подвеска; 3 — тележка двухосная; 4 — рама промежуточная; 5 — механизм передачи силы тяги; 6 — уплотнение шкворня; 7 — шкворневое устройство; 8 — вторая ступень рессорного подвешивания; 9 — роликовая опора; 10 — щуп уровня масла 2 шкворня два механизма передачи силы тяги;
вторую ступень рессорного подвешивания;
шкворневое устройство.
Двухосные тележки объединены в четырехосную промежуточной рамой, четырьмя маятниковыми подвесками и двумя механизмами передачи силы тяги.
Вертикальная нагрузка на тележку передается через роликовые опоры, расположенные на верхних плитах второй ступени рессорного подвешивания, далее через пружины второй ступени на промежуточную раму и через маятниковые подвески на рамы двухосных тележек. В двухосных тележках нагрузка передается от рамы через пружины первой ступени рессорного подвешивания и буксовые узлы на колесные пары.
Вертикальные (тяговые и тормозные) усилия от колесных пар передаются через буксовые тяговые поводки на раму двухосной тележки. От каждой рамы двухосных тележек усилия передаются на промежуточную раму через рычажные механизмы передачи силы тяги. Далее через шаровое шкворневое устройство, расположенное в промежуточной раме, усилие передается к шкворням главной рамы тепловоза.
Промежуточная рама, а, следовательно, и все верхнее строение тепловоза может отклоняться в поперечном направлении на маятниковых подвесках на 40 мм от среднего положения. Это улучшает ходовые качества тепловоза. Из 40 мм поперечного перемещения 20 мм — свободный ход, а 20 мм — подпружиненный.
Тележки электровозов.
Шесгиосные электровозы имеют трехосные тележки, а восьмиосные — двухосные (рис. 49). Шестиосный электровоз имеет две тележки, а восьмиосные — четыре. Назначение тележек электровоза аналогично тележкам тепловоза.
Тележки электровозов ВЛ80 всех модификаций ВЛ10, ВЛ11 по системе продольной связи с кузовом относятся к шкворневым, а тележки электровозов ВЛ15, ВЛ85 (рис. 50), ВЛ86Ф к бесшкворне-вым. Под кузовом электровоза ВЛ85 установлено три тележки. Крайние тележки по конструкции одинаковы, а средняя отличается от них системой опор кузова. Боковины и брусья — сварные, коробчатого типа из листов прокатной стали. На них установлены кронштейны крепления оборудования тележки. Рамы тележек изготовлены из спо койных малоуглеродистых сталей марки 16Д, СтЗсп 5 группы или низколегированных сталей 09Г2Д, 09ГСД, 15ХСНД 12 и 15 категории прочности.
Рис. 49. Тележка электровоза ВЛ11:
1 — рама; 2 — колёсная пара; 3 — рессорное подвешивание; 4 — тормозная система; 5 — подвешивание тягового электродвигателя; 6 — букса; 7 — люлечное подвешивание; 8 — зубчатая передача; 9 — шаровая связь
Рис. 50. Тележка электровоза ВЛ85:
1 — рама; 2 — колесная пара; 3 — тяговый двигатель; 4 — букса; 5 — винтовые пружины; 6 — рессора; 7 — тормозная система; 8 — наклонные тяги; Оа — централь, равна 640мм
Тележки электропоездов.
Все тележки электропоездов двухосные и расположены по концам кузовов на одинаковом расстоянии от середины вагонов. Тележки имеют различную конструкцию, поэтому их подразделяют на тележки моторных и прицепных (головных) вагонов.
Кузов вагона шарнирно соединен с тележкой посредством пятникового устройства, вокруг которого она может поворачиваться в горизонтальной плоскости. Когда вагон проходит по кривым участкам пути, то оси колесных пар устанавливаются по радиусу кривой, что уменьшает угол набегания колеса на рельс и, следовательно, уменьшается износ гребня колеса и головки рельса.
На электропоездах ЭР2 и ЭР2Р тележки обеспечивают нормальную эксплуатацию вагонов при скоростях до 130 км/ч.
Тележка моторного вагона электропоезда ЭР2 (рис. 51) двухосная, челюстная, с двойным рессорным подвешиванием, с фрикционными гасителями колебаний 1 в буксовом подвешивании, гидравлическими гасителями 10 и поводками с резинометаллическими гасителями 9 в центральном подвешивании.
Тележка состоит из рамы 4, двух колесных пар с редукторами 7 и буксовыми узлами 2, центрального подвешивания 5 и рычажнотормозной передачи 2. На тележке установлены два тяговых двигателя 8 с двумя упругими муфтами 6.
Кузов вагона опирается на тележку через боковые скользуны надрессорного бруса, а передача тяговых и тормозных усилий осуществляется через центральный шкворень, снабженный резиновой втулкой — амортизатором. Продольные колебания кузова вагона и связанного с ним через шкворень надрессорного бруса ограничиваются поводками с резинометаллическими амортизаторами. Поводки упруго соединяют раму тележки с надрессорным брусом. На раме тележки укреплены два тормозных цилиндра, и система рычажнотормозной передачи от каждого цилиндра действует на два колеса с одной стороны.
Тележка моторного вагона электропоезда ЭР2Р (рис. 52) отличается от тележки моторного вагона электропоезда ЭР2 тем, что на этой тележке применен бесчелюстной буксовый узел с буксовыми поводками; состоит она из тех же основных узлов. Соединение кузова вагона с тележкой в основном такое же, как и на моторном вагоне электропоезда ЭР2.
Тележка прицепного вагона электропоезда ЭР2 двухосная, бес-
Рис. 51. Тележка моторного вагона электропоезда ЭР2:
1 — фрикционный гаситель колебаний; 2 — буксовый узел; 3 — рычажнотормозная передача; 4 — рама; 5 — центральное подвешивание; 6 — упругая муфта; 7 — колесная пара с редуктором; 8 — тяговый двигатель; 9 — поводок с резинометаллическим гасителем; 10 — гидравлический гаситель
Рис. 52. Тележка моторного вагона электропоезда ЭР2Р:
1 — фрикционный гаситель колебаний; 2 — буксовый узел; 3 — колесная пара; 4 — центральное подвешивание; 5 — рычажно-тормозная передача; 6- рама; 7- упругая муфта; 8 — редуктор; 9 — тяговый двигатель; 10- буксовый поводок с резинометаллическим гасителем; 11 — гидравлический гаситель челюстная, с двойным рессорным подвешиванием, гидравлическими гасителями 8 (рис. 53) и поводками с резинометаллическими гасителями 9 в центральном подвешивании. Она состоит из рамы 7, двух колесных пар 6 с четырьмя буксами 2, центрального подвешивания 3 и рычажно-тормозной передачи 5.
Рис. 53. Тележка прицепного вагона электропоезда ЭР2:
1 — рама; 2 — букса; 3 — центральное подвешивание; 4 — буксовое подвешивание; 5 — рычажно-тормозная передача; 6 — колесная пара; 7 — рессорный брус; 8 — гидравлический гаситель; 9 — поводковый резинометаллический гаситель
Тележка прицепного вагона электропоезда ЭР2Р состоит из тех же основных узлов, что и тележка прицепного вагона электропоезда ЭР2.
Тележки дизель-поездов типа ДР.
Ходовая часть дизель-поезда включает в себя двухосные, бесчелюстные, с двойным рессорным подвешиванием, с дисковым тормозом и низким расположением рамы, моторные, поддерживающие и прицепные тележки. Моторные и поддерживающие тележки устанавливают под моторные, прицепные — под прицепные вагоны. Тележки состоят из буксового 1 (рис.54) и центрального II подвешивания, рамы III, дискового тормоза IV. На колесных парах V моторных тележек смонтированы осевые редукторы VII.
Рис. 54. Моторная тележка дизель-поезда ДР1:
1- подвешивание буксовое; II- подвешивание центральное; III- рама; IV — тормоз дисковый; V — колесная пара; VI — установка скребковых колодок; VII- редуктор осевой; 1 — скоба предохранительная; 2 — поводок буксовый; 3 — амортизатор; 4 — планка предохранительная; 5 — пружины буксовые; 6 — опора; 7 — стакан контровочный; 8 — втулка; 9 — вкладыши; 10 — тяга буксовая; 11 — корпус буксы; 12 — заземление; 13 — узел сайлентлока; 14 — рычаг реактивный; 15 — гайка контровочная; 16 — гайка; 17 — штанга подвески редуктора
⇐Конструкция и действие поглощающих аппаратов | Конструкция тягового подвижного состава | Конструкция рам тележек⇒