Устройство опор рам и кузовов

Кузова ТПС опираются на тележки через опоры, которые служат для передачи массы кузова с оборудованием на тележки и возвращения их в первоначальное положение при выходе ТПС из кривых участков пути.

Опоры рам кузова тепловозов. Опорно-возвращающие устройства имеют различные конструктивные схемы:

- роликовые с постоянными: возвращающим моментом и моментом трения,

- комбинированные резино-роликовые опоры с упругим шкворневым устройством,

- маятниковые, с пружинными возйращающими аппаратами,

- пружинные, работающие на вертикальную и горизонтальную нагрузки,

- опоры на маятниковых подвесках.

Роликовые опорно-возвращающие устройства с постоянными возвращающим моментом и моментом трения установлены на тепловозах ТЭЗ, М62, 2ТЭ10Л, ТЭП10 (рис. 16). Опора имеет стальной

I - крышка; 2 - кольцо; 3 - верхняя плита; 4 - обойма; 5 - ролик; 6 - нижняя плита; 7 - шаровая опора; 8 - щуп; 9 - корпус

4 5 6 7 8 9

Рис. 16 Роликовые опоры кузова:

литой корпус 9, в котором размещен подвижный роликовый механизм, включающий нижнюю 6 и верхнюю 3 плиты, два ролика 5 объединенные обоймами 4, сферическое гнездо 7, воспринимающее нагрузку от шаровой опоры кузова. Нижняя опорная плита крепится к корпусу 9 с помощью болтов и нажимного кольца. Внутренняя полость роликового опорно-возвращающего устройства заполняется осевой смазкой. Корпус закрыт крышкой, а вся опора брезентовым чехлом. Рабочие поверхности опорных плит наклонены в обе стороны от среднего положения на угол 2°.

При неподвижном тепловозе каждый ролик находится в углублениях, образованных наклонными поверхностями опорных плит. При движении тепловоза на прямой, из-за виляния колесных пар и перемещения тележек, ролики то входят в углубления, то выходят из них, но очень незначительно. При вписывании в кривую под действием боковой силы от рельса тележка, поворачиваясь вокруг центрального шкворня, отклонится от среднего положения. Отклонятся от своего среднего положения и нижние плиты опор, отчего ролики перекатятся на наклонные части поверхностей плит и в опорах возникают горизонтальные силы, стремящиеся вернуть тележку в первоначальное положение, при котором ее продольная ось будет совпадать с продольной осью рамы кузова. Следовательно, роликовый механизм, включенный в конструкцию опоры, является и возвращающим устройством, которое возвращает тележку в первоначальное положение при выходе из кривых участков пути.

На тепловозах ТЭМ1 и ТЭМ2 установлены скользящие опоры кузова (рис. 17), стальные корпуса которых укреплены на боковинах рам тележки. В корпусе имеется стальная опорная плита, зафиксированная штифтом, и стальное сферическое гнездо. Опорная поверхность сферического гнезда залита сплавом ЦАМ9-1,5, закрепленным с помощью спиральных канавок. Опорная поверхность плиты, также имеет проточенные канавки, а трущаяся поверхность цементирована и закалена. Внутренняя поверхность корпуса заполнена осевой смазкой и закрыта крышкой, а вся опора защищена брезентовым чехлом.

Комбинированные резино-роликовые опоры с упругим шкворневым устройством установлены на тепловозах 2ТЭ10М (В), 2ТЭ116 (рис. 18).

Для распределения нагрузок от колесных пар на рельсы передние опоры расположены вокруг шкворня на радиусе 1632 мм, задние на радиусе 1232 мм. Рама кузова опирается на раму тележки через четыре комбинированные опоры. Каждая опора состоит из двух ступеней: нижняя - роликовая опора качения б - жесткая, верхняя

Скользящая опора кузова

Рис. 17. Скользящая опора кузова:

1 - крышка; 2 - гнездо армированное; 3 - прокладка; 4 - корпус; 5 - плита опорная; 6 - пробка; 7 - штифт

Резино-роликовая опора кузова

Рис. 18. Резино-роликовая опора кузова:

1 - опорная плита; 2 - резинометалический элемент; 3 - стакан; 4 - регулировочная пластина; 5 - чехол; 6 - роликовоя опора упругая, состоящая из семи резинометаллических элементов 2. Роликовый механизм комбинированной опоры такой же, как у тепловоза 2ТЭ10Л. упругая ступень расположена между опорным кольцом роликового устройства на тележке и опорным кольцом кузова. Упругая опора ограничена коническим стаканом 3 с обеспечением зазора, превышающего наибольший относ кузова, который происходит при прохождении тепловозом кривых радиусом 125 м. Резинометаллический элемент представляет собой резиновую шайбу толщиной 30 мм, привулканизированную к стальным пластинам толщиной 2 мм. Комплекты тележки не должны отличаться друг от друга по высоте более чем на 1 мм. Это достигается установкой регулировочных прокладок под опорную часть рамы кузова. Таким образом, при комбинированной опоре роликовая часть обеспечивает поворот тележки и возвращающий момент, а поперечное перемещение кузова (относ) обеспечивается за счет поперечного сдвига каждого комплекта резинометаллических элементов. Упругое опирание главной рамы тепловоза позволяет получить дополнительный прогиб до 20 мм в рессорном подвешивании тепловоза и тем самым улучшить динамико-прочностные показатели ходовых частей экипажа тепловоза.

Передача силы тяги с тележки на кузов осуществляется шкворневым устройством с поперечной свободно-упругой подвижностью ±40 мм для улучшения условий вписывания и показателей горизонтальной динамики при движении тепловоза, а также уменьшения рамных давлений на рельс и обратного воздействия веса тележки на кузов. Шкворень является осью поворота тележки в горизонтальной плоскости (рис. 19).

Литой шкворень 7 приварен к раме кузова 2. Нижняя часть шкворня с приваренной стальной втулкой 8 входит по легкоходовой посадке во втулку 6 ползуна 5, перемещающегося в поперечном направлении на 40 мм в каждую сторону. К пяти поверхностям ползуна (нижнему основанию, поверхностям, перпендикулярным и параллельным оси тележки) приварены планки 4, 11, 15 изготовленные из стали 60Г и термообработанные. Такие же планки приварены к днищу и внутренним поверхностям гнезда шкворневой балки тележки перпендикулярно продольной оси. Зазор между планками ползуна и гнезда должен быть в пределах 0,14-1,42 мм. При поперечном перемещении шкворня ползун упирается в упор 3, передвигающийся во втулке 16. Упор своим буртом сжимает пружину 1, помещенную в боковой цилиндрический стакан 17, закрепленный снаружи гнезда шкворневой балки 12. На противоположенной стороне гнезда шкворневой

1 - пружины; 2 - главная рама; 3 - упор; 4,11,13,14,15 - планка; 5 - ползун; 6,8,16 - втулка; 7 - шкворень; 9 - подвижная крышка; 10 - неподвижная крышка; 12 - шкворневая балка рамы тележки; 17 - цилиндрический стакан балки установлено аналогичное устройство. Каждый стакан упорно-возвращающего устройства закреплен четырьмя болтами М24, которые попарно законтрены проволокой. Пружины 1 установлены без создания предварительного усилия на упор (с зазором 0,5 мм). Гнездо шкворня заполнено осевым маслом и закрыто сверху неподвижной крышкой 10, которая имеет четыре кронштейна, где перемещается подвижная крышка. Для пополнения масла в процессе эксплуатации к гнезду подведена трубка с масленкой. Уровень масла контролируют по уровню в масленке.

Опоры кузова тепловоза ТЭП60. Кузов тепловоза опирается на тележки через четыре главные опоры с возвращающими аппаратами и восемь дополнительных боковых опор (рис. 20). При движении тепловоза в кривой главная рама под действием центробежных сил отклоняется наружу кривой. При этом стальной опорный конус (корпус) воздействует на резиновый конус 6 и передает усилие на стойку 4 опоры, и наклоняет ее на некоторый угол. Штоки возвращающих аппаратов 3 связаны своими головками с кузовом и будут перемещаться в направлении перемещения кузова. Пружины обоих возвращающих аппаратов будут сжиматься. При перемещении

Схема опорно-возвращающей системы тепловоза ТЭП60

Рис. 20. Схема опорно-возвращающей системы тепловоза ТЭП60:

І - боковая опора; 2 - рама кузова; 3 - возвращающие аппараты; 4 - главная опора кузова; 5-шкворневая балка тележки; 6 - резиновый конус главной рамы тепловоза относительно тележки его боковые опоры проскальзывают по верхним стаканам опор тележки и преодолевают силу трения между опорными поверхностями.

ГЛдвНЫе ОПОрЫ КуЗОвд. Главная опора кузова (рис. 21) состоит из вертикальной стойки 5, отлитой из стали 25ЛП, концы которой оснащены коническими амортизаторами, из резины и выполняют роль шарниров. Четыре амортизатора на одну тележку подбирают, согласно техническим условиям так, чтобы прогибы их не отличались друг от друга более чем на 2 мм. Амортизаторы исключают износ пятника и не требуют смазки. Верхняя часть опоры размещается в нише главной рамы тепловоза, нижняя в нише шкворневой балки тележки. Между дном ниши шкворневой балки и стальным конусом устанавливается регулировочное кольцо 10, номинальная толщина которого 10 мм. В случае регулирования распределения нагрузок по колесным парам при взвешивании тепловоза или необходимых зазоров между главной рамой и тележкой, толщина регулировочных колец может быть увеличена. Наибольшая толщина регулировочных колец допускается до 30 мм. Верхний и нижний конусы фиксируются шпильками 1. Так как кроме вертикальной статической нагрузки, опоры передают тяговые усилия раме кузова, то в главной опоре рамы кузова и в кронштейне рамы кузова установлены специальные стальные камни 6 и 7. Суммарный зазор а + в между камнями кронштейна главной рамы и камнями главных опор составляет 0,3-1,3 мм.

Главные опоры кузова

Рис. 21. Главные опоры кузова:

1 - фиксирующие шпильки; 2 - опорный конус; 3 - резьбовая заглушка; 4 - амортизатор; 5 - стойка главной опоры; 6,7 - упорные камни; 8 - заглушка; 9 - защитный чехол; 10 - регулирующая прокладка; 11 - возвращающий аппарат; 12 - хомут защитного чехла

Возвращающий аппарат главных опор состоит из корпуса 4, к которому приварено дно, служащее проушиной для соединения аппарата с главной опорой кузова. В корпусе установлена пружина 3, которая с одной стороны опирается на стакан 2 со стороны главной опоры кузова, а с другой на стакан 6 со стороны кронштейна рамы кузова - через регулировочные прокладки 5. Внутри стаканов находится стяжка 18, которая посредством резьбы М42 соединяется с проушиной со стороны кронштейна рамы кузова.

Возвращающий аппарат главных опор кузова

Рис. 22. Возвращающий аппарат главных опор кузова:

1 - пружина со стороны главной опоры кузова; 2 - стакан; 3 - пружина; 4 - корпус возвращающего аппарата; 5 - регулировочные прокладки; 6 - стакан; 7 - предохранительная скоба; 8 - проушина со стороны кронштейна рамы кузова; 9-втулка металлокерамическая; 10-стяжка; 11 - стопорная шайба; 12 - контрящая гайка; 13 - регулировочное кольцо; 14 - втулка стяжки; 15 - крышка корпуса; 16 - предохранительная скоба

Боковые ОПОРЫ. Вертикальную нагрузку от веса кузова с оборудованием воспринимают также и боковые опоры (рис. 23). Они снимают лишний вес с резиновых амортизаторов главных опор и стабилизируют нормальное положение кузова, смягчают колебания при отклонениях кузова тепловоза в кривых участках пути, снижают колебания кузова относительно вертикальной оси за счет трения между плитами рамы кузова и стаканов боковых опор. Боковые опоры состоят из стального литого кронштейна 13, приваренного к боковине рамы тележки и опирающегося на него стального стакана 12, на который опирается пружина 10. Вертикальная нагрузка на пружину передается штоком 7 через стакан 8 посредством упора 9 и регулировочного винта 14. В зоне трения стакана к наружной его части приварена стальная втулка 11. Кузов опирается на боковую опору через стальную

Боковая опора кузова

Рис. 23 Боковая опора кузова:

I - разгрузочный упор; 2 - болты, укрепляющие верхнюю плиту; 3 - опорная плита; 4 - верхний опорный стакан; 5 - кронштейн опорной скобы; 6 - защитный чехол; 7 - шток; 8 - подвижный стакан; 9 - упор; 10 - пружина;

II - направляющая втулка; 12 - нижний опорный стакан;73 - кронштейн боковой опоры; 14 - регулировочный винт; 15 - предохранительный колпачек; 16 - стопор; 17 - втулка; 18 - валик; 19 - укрепляющие болты; 20 - валик; 21 - втулка; 22 - шарнирная скоба плиту 3. При перемещении тележки относительно кузова скоба, соединенная с тележкой кронштейном 5 шарнирной скобы, ведет за собой верхнюю часть боковой опоры, перемещая ее относительно опорной плиты. Возникающее на их стыке трение способствует уменьшению колебаний кузова в горизонтальной плоскости. Нижняя часть перемещается в вертикальной плоскости относительно нижнего кронштейна 13. Нижний стакан 8 закрыт защитным чехлом.

Особенности опорно-возвращающей системы ТеПЛОВОЗа ТЭП70. Начиная с тепловоза № 8 опорно-возвраща-ющие устройства (рис. 24) включают группу из восьми пружин 2 (по четыре на каждой боковине), упругое шкворневое устройство б и два горизонтальных гидравлических гасителя колебаний 3. Своими опорными витками пружины закреплены в гнездах рамы тележки и кузова и поэтому при поперечных колебаниях кузова верхние витки пружин смещаются относительно нижних. Под действием центробежной силы Ст перемещается кузов. Силе Ст противодействуют силы упругости пружины 2 второй ступени подвешивания В., силы сопротивления

Схема работы опорно-возвращающих устройств тепловоза ТЭП70

Рис. 24. Схема работы опорно-возвращающих устройств тепловоза ТЭП70:

1 - рама тепловоза; 2 - пружина второй степени подвешивания; 3 - гасители колебаний; 4 - пружина первой ступени; 5 - рама тележки; 6 - пружинное устройство; 7 - низко опущенный шкворень гасителей колебаний Рс, сила упругости пружины 6 шкворневого устройства Вп. при прекращении действия центробежной силы пружины второй ступени подвешивания 2 и пружины 6 шкворневого устройства устанавливают кузов в первоначальное положение. Следовательно, пружины являются опорами и возвращающими элементами.

Шкворневое устройство тепловоза ТЭП70 (рис. 25) состоит из корпуса 3 отлитого за одно с кронштейном для подвешивания тягового двигателя. Корпус прикреплен болтами к нижнему листу шкворневой балки тележки. Внутри корпуса находится шкворень 4, который соединен с рамой кузова болтовым креплением. На цилиндрической части шкворня с натягом 0,04-0,12 мм установлена сменная втулка. В кор-

Шкворневое устройство тепловоза ТЭП70

Рис. 25. Шкворневое устройство тепловоза ТЭП70:

1 - стакан; 2 - упор; 3 - корпус; 4 - шкворень; 5 - проставка; 6 - пружина; 7 - маслозаливная горловина; 8 - пресс-масленка; 9 - рама; 10 - шаровая втулка; 11 - упорные сегменты пусе установлены два упорных сегмента 11, служащих направляющими гнезда шкворня. Сегменты от поперечного смещения удерживаются стопорами и снизу подпираются проставкой 5, уплотненной в корпусе резиновым кольцом. Для свободного перемещения восьмигранной рамки-гнезда 9 шкворня в поперечном направлении между ним и упорными сегментами должен быть зазор 0,2-0,6 мм, регулируемый прокладками. Между шкворнем и гнездом установлена промежуточная плавающая шаровая втулка 10. Для снятия концентрации напряжений в шкворневом устройстве при наклоне кузова соприкасающиеся поверхности шаровой втулки и гнезда выполнены сферическими. Шкворневое устройство снизу закрыто крышкой уплотненной прокладкой. К боковым стенкам корпуса болтами прикреплены стаканы 1 с пружинами 6 и упорами 2. Для создания предварительного натяга пружин до 3430 Н между корпусом и стаканом, а так же между его крышкой и пружиной установлены регулировочные прокладки. Стаканы в корпусе уплотнены резиновыми кольцами. Маслозаливная горловина 7 с пробкой установлена на одной из крышек стакана.

Шаровая СВЯЗЬ электровозов. Шаровая связь (рис. 26) , предназначенная для передачи продольных сил от тележки к кузову, состоит из шарового шарнира 5 с впрессованной в него латунной втулкой 3, свободно сидящей на хвостовике шкворня 6. Шарнир расположен в корпусе 4. В брусе 1 шаровой связи на прессовой посадке крепят сегментообразные упоры, которые имеют пазы, позволяющие шкворню перемещаться в поперечном направлении и поддерживающие корпус на определенной высоте. К нижней части бруса прикреплена болтами крышка 7. В крышке имеется маслоспускное отверстие, которое закрывается пробкой. Для герметизации внутренней полости бруса ставят прокладку.

Шаровая связь работает в масляной ванне. Масло (трансмиссионное автотракторное зимой марки 3, летом - Л из расчета 28 кг в один узел) заливают во внутреннюю полость бруса шаровой связи через Г-образную трубку 8,выходящую в нижней части бруса. Уровень масла контролируют с помощью Г-образной трубки, ввернутой в брус: максимальный уровень его должен быть не ниже риски на стержне.

Продольные усилия от тележки на кузов передаются от упора на корпус, шар, втулку 3, шкворень 6. Шкворень благодаря проскальзыванию в гнезде шарового шарнира не воспринимает вертикальных нагрузок.

Суммарный зазор ш + п регулируют прокладками 2.

Шаровая связь электровозов

Рис. 26. Шаровая связь электровозов:

1 - брус; 2 - прокладка; 3 - латунная втулка; 4 - корпус; 5 - шаровый шарнир; 6 - хвостовик шкворня; 7 - крышка; 8 - г-образная трубка

Конструкция рам, кузовов и усилия, действующие на их элементы | Конструкция тягового подвижного состава | Автосцепное устройство. Назначение и классификация