чем определяется необходимое количество колесных пар у локомотива
Тест «механическое оборудование на электровозе переменного тока»
Вопросы для тестов по дисциплине
«Теория и конструкция локомотивов»
1. По каким признакам классифицируются электровозы.
1. По числу колесных пар.
2. Сколько ступеней рессорного подвешивания имеет локомотив.
4. Зависит от рода службы локомотива.
3. Как следует разместить основное оборудование в кузове локомотива.
2. Вдоль продольной оси.
3. По групповым весам.
4. В направлении поперечной оси.
4. Из каких основных частей состоит колесная пара.
2. Из оси и двух колес.
3. Из оси с буксами.
4. Из бандажей с центрами.
5. Установка колесной пары в рельсовой колее.
6. Чем определяется необходимое количество колесных пар у локомотива.
2. Числом колесно-моторных блоков.
3. Массой локомотива и допускаемой нагрузкой от колесной пары на рельсы.
7. Что не относится к неподрессоренной части локомотива.
3. Буксы с упругими элементами.
4. Оси колесных пар.
8. Какое положение не может занимать тележка в кривом участке пути.
2. Наибольшего перекоса.
4. Положение внутрь кривой.
3. Несущей и ненесущей конструкции.
10. Что не относится к подрессоренной части локомотива.
1. Колесные пары с оборудованием.
4. Шкворневые блоки.
5. Тормозные цилиндры.
11. Что отсутствует в конструкции КМБ.
4. Моторно-осевые подшипники.
12. По динамическим показателям какому типу подвешивания ТЭД следует отдать предпочтение.
13. С какой целью вводится вторая ступень рессорного подвешивания.
1. Для удобства обслуживания оборудования.
2. Для повышения скорости движения.
3. Для увеличения сил веса.
4. Для изменения положения центра тяжести кузова.
14. Чем ограничен диаметр колеса по кругу катания.
2. Расположением в тележке.
3. Габаритом строения.
4. Типом колесного центра.
15. Какие балки могут отсутствовать в конструкции рамы тележки.
16. С какой целью производится выравнивание нагрузок от колесных пар на рельсы.
1. Компактности и размещения оборудования.
2. Для повышения сцепных качеств локомотива.
3. Для уменьшения виляния локомотива.
4. Для удобства обслуживания.
17. От чего не зависит жесткость комплекта пружин.
1. От количества пружин.
3. От воздушной среды.
4. От взаимного расположения.
18. Что может отсутствовать в конструкции буксы.
3. Упругие осевые упоры.
19. К какому виду упругих элементов относятся поводковые устройства.
20. Какую задачу не выполняют поводковые связи в тележках.
2. Ограничения перемещения.
3. Повышения сил сцепления.
4. Передачу сил веса.
5. Уменьшения жесткости упругого подвешивания.
21. Основной недостаток рамно-осевого подвешивания тяговых электродвигателей (ТЭД).
1. Повышенное воздействие на путь.
2. Простота изготовления.
3. Низкая стоимость.
4. Простота конструкции.
22. Основное достоинство рамного (опорно-рамного) подвешивания (ТЭД).
1. Снижение неподрессоренного веса.
2. Простота конструкции.
3. Уменьшенное воздействие на путь.
4. Стоимость конструкции.
23. От чего не зависят изменения нагрузок от колесных пар на рельсы.
1. От расположения и способа подвешивания тяговых элементов.
3. От конструкции рессорного подвешивания.
4. От устройств для передачи силы тяги.
5. От конструкции рамы тележки.
24. Какое положение не может занимать тележка в кривом участке пути.
3. Наибольшего перекоса.
5. Наибольшего сдвига внутрь кривой.
25. От чего не зависит безопасность движения локомотива в кривых участках пути.
1. От скорости движения.
2. От нагрузок от колесных пар на рельсы
3. От бокового давления колеса на рельс
4. От температуры окружающей среды.
26. Что может отсутствовать в конструкции сбалансированной системы рессорного подвешивания.
1. Продольные балансиры.
2. Концевые упругие элементы.
З. Дополнительные промежуточные упругие элементы.
4. Шарнирные соединения.
27. Чем регулируется изменение сил нажатия колесных пар на рельсы в эксплуатации.
1. Догружающими устройствами.
2. Развеской локомотива.
3. Системой упругого подвешивания.
4. Положением тяговых электродвигателей.
28. Какие рамы тележек не изготавливаются.
29. Какое расположение ТЭД не применяется.
2. Рамно-осевое (опорно-осевое).
3. Рамное (опорно-рамное).
30. От чего не зависит коэффициент относительного трения в листовой рессоре.
1. От смазки между листами.
5. От «просадки» колеса (неровность с выемкой).
31. Какие детали отсутствуют в конструкции роликовой опоры.
1. Опора шаровая (гнездо).
32. Что не влияет на прочность конструкции кузова.
2. Расположение люков, окон, дверных проемов.
3. Применение легких сплавов.
4. Применение синтетических материалов.
5. Изоляция кабины машиниста.
33. От чего не зависит полный момент трения в боковых опорах при угловых поворотах тележки.
1. От скорости движения.
2. От продольных горизонтальных сил.
3. От угла поворота плоскостей опорных плит.
4. От угла поворота опор.
34. Какие детали отсутствуют в конструкции буксового поводка.
1. Втулки резино-металлические.
3. Кронштейны буксовые.
35. От чего не зависит величина расчетного модуля упругости резинового амортизатора.
1. От твердости резины.
2. От атмосферного давления.
3. От осадки резины.
4. От коэффициента формы резины.
5. От старения резины.
36. Как следует рассматривать движение локомотива в кривых участках пути.
1. Как поступательное.
2. Как вращательное.
3. Как одновременно поступательное и вращательное.
4. Как неустойчивое.
Какой вид подвижного состава железных дорог не относится к автономным.
Курс повышения квалификации
Охрана труда
Курс профессиональной переподготовки
Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе
Курс профессиональной переподготовки
Охрана труда
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Номер материала: ДБ-324961
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами
Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно
Каждый третий российский школьник хотел бы стать разработчиком игр
Время чтения: 2 минуты
В России будут создавать школьные театры
Время чтения: 1 минута
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
Путин поручил разработать концепцию развития допобразования детей до 2030 года
Время чтения: 2 минуты
В Ленобласти педагоги призеров и победителей олимпиады получат денежные поощрения
Время чтения: 1 минута
Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Содержание материала
Колесные пары подвижного состава воспринимают и передают на рельсы вес кузова, тележек и оборудования, смонтированного на колесных парах, и силы, возникающие в результате колебаний всех элементов подвижного состава при его движении, направляют движение экипажа по рельсам и воспринимают горизонтальные поперечные силы. У локомотивов через колесную пару передается вращающий момент тягового двигателя, а в месте контакта колес с рельсами при тяге и при торможении появляются силы сцепления или скольжения.
Колесная пара состоит из оси и двух колес. Ось колесной пары по длине имеет различные диаметры. Наибольший диаметр имеет так называемая подступичная часть оси, поскольку эта часть испытывает наибольшие нагрузки и в наибольшей степени подвержена повреждениям. Размеры отдельных участков осей локомотивов определяются конструкцией подвешивания тягового двигателя, типом рамы тележки и способом монтажа зубчатых колес. В частности, конструкция рамы тележки определяет место установки букс на колесной паре, а следовательно, и расположение шеек на оси колесной пары. У вагонов, электровозов и тепловозов с индивидуальным тяговым приводом буксы на колесных парах установлены с внешней стороны колес (на концах оси).
Рис. 1. Колесная пара тепловоза ТЭЗ:
1 — колесный центр; 2 — бандаж; 3 — зубчатое колесо редуктора; 4 — удлиненная ступица колесного центра; 5 — ось; 6 — разрезное кольцо, фиксирующее бандаж
Такие колесные пары имеют оси с наружными шейками. Колесные пары с внутренними шейками (расположенными между колесами) применялись в паровозах, электровозах, построенных в 20—30-х годах, имеющих шатунно-спарниковую передачу усилий от двигателя на колесные пары, и на некоторых современных электровозах с одним общим тяговым двигателем на тележке.
Оси некоторых электровозов и тепловозов (например, серий ТЭ1 и ТЭ2) имеют место для посадки венца зубчатого колеса, через которое двигатель передает колесной паре вращающий момент. У большинства электровозов и тепловозов зубчатые колеса крепятся на удлиненной ступице колесного центра или соединяются болтами с колесным центром (рис. 1).
Как будет видно из следующих глав книги, уменьшение массы и жесткости колесной пары приводит к уменьшению сил взаимодействия пути и подвижного состава. Поэтому оси некоторых, в частности высокоскоростных, локомотивов изготавливаются из стали с высокими прочностными характеристиками; это позволяет уменьшить их диаметр и делать их полыми по всей длине.
Колеса (рис. 2) бывают двух типов: сборные, состоящие из колесного центра и бандажа, и неразборные, или безбандажные (в основном цельнокатаные или реже литые).
Рис. 2. Безбандажное (А) и сборное колесо с надетым бандажом (Б) колесной пары:
1 — шейка; 2 — ступица; 3 — подступичная часть; 4 — центр дисковый стальной; 5 за водное кольцо; 6 — бандаж
1 Здесь и ниже приведены данные о размерах элементов подвижного состава железных дорог СССР.
Рис. 3. Конструкции колес с резиновыми элементами между диском и бандажом (а), а также в составном диске (б) и (в)
Рис. 4. Очертания поверхности катания локомотивных (а) и вагонных (б)
колес
Из рис. 4 видно, что средний круг катания колеса (обычно называемый просто кругом катания) находится на расстоянии 70 мм от внутренней вертикальной грани. По этому кругу и определяется значение диаметра колес. Номинальный проектный диаметр вагонных колес на дорогах нормальной колеи равен 900, 950 и 1050 мм. Номинальный диаметр колес тепловозов равен 1050 мм, а электровозов — 1200 и 1250 мм. Номинальный диаметр колес у зарубежных вагонов с колеей 1435 мм колеблется от 814 до 1050 мм, у тепловозов — от 1016 до 1200 мм, у электровозов — от 925 до 1750 мм.
Поверхность катания большинства типов колес переходит в гребень (реборду) колеса выкружкой, радиус которой 13—15 мм. Угол наклона к горизонту рабочей (контактирующей с рельсами) реборды у вагонных колес без износов 60°, у локомотивных — 70°.
Номинальная толщина гребня регламентирована, и по Правилам технической эксплуатации железных дорог СССР [27] (ПТЭ) равна 33 мм (измеряется у локомотивов на расстоянии 20 мм от вершины гребня, а у вагонов — на расстоянии 18 мм). В некоторых типах экипажей, где большое количество осей заключено в одну раму, для лучшего прохождения ими кривых участков пути колеса средних осей могут не иметь гребней, т. е. быть безребордными.
В процессе эксплуатации поверхность катания и гребень колесной пары изнашиваются. Наибольший износ поверхности катания (так называемый прокат), наблюдается на участке, расположенном ближе к гребню. Здесь по мере увеличения износа поверхность катания колеса превращается из конической в цилиндрическую, а затем принимает криволинейно-вогнутое очертание. Наибольший прокат по кругу катания колес, толщина гребня, его вертикальный подрез и другие виды износа колес регламентированы ПТЭ.
Действующие сейчас ПТЭ не допускают проката колес более 9 мм у рефрижераторных и грузовых вагонов, более 8 мм у мотор-вагонного состава и пассажирских поездов местного и пригородного сообщения и более 7 мм у локомотивов, мотор-вагонных поездов и пассажирских вагонов дальнего следования. У экипажей, обращающихся со скоростями свыше 120 км/ч, прокат ограничен пятью миллиметрами. Не допускаются к эксплуатации локомотивы и мотор-вагонный подвижной состав с роликовыми буксовыми подшипниками с ползунами на колесах (выбоинами) более 0,7 мм, а с подшипниками скольжения — более 1 мм; у вагонов эти нормы соответственно равны 1 и 2 мм.
Толщина изношенного гребня не должна быть меньше 25 мм (при скоростях свыше 120 км/ч — не меньше 28 мм). Не допускается также вертикальный износ (подрез) гребня высотой более 18 мм.
Одним из важных размеров колесной пары является расстояние между внутренними вертикальными гранями бандажей или ободов колес (так называемая ширина насадки колес). На железных дорогах Советского Союза ширина насадки колес принята равной (1440+3) мм (для экипажей, обращающихся со скоростями движения свыше 120 км/ч, допуск соответствует +1 мм).
У находящихся в эксплуатации колесных пар могут быть отклонения от указанных номинальных размеров. В частности, возможно различие в размерах ширины насадки, измеренной в разных точках по ободу колес у одной колесной пары, отклонения в. размерах ширины бандажа в разных точках по кругу катания» овальность бандажа по кругу катания, эксцентричность бандажей, по кругу катания относительно осевой линии, разность диаметров бандажей по кругу катания у одной колесной пары и у одного экипажа.
Перечисленные отклонения от номинальных размеров колесной пары нормируются при выходе экипажа из заводского или подъемочного ремонта [28—30]. Как будет показано ниже, на характер процессов взаимодействия пути и подвижного состава параметры колесной пары и отклонения от номинальных размеров могут оказывать большое влияние. Так, угол наклона гребня бандажа и форма износа определяют возможность и вероятность, вкатывания гребня бандажа колеса на рельс. Суммарный зазор между гребнями колеса и рабочими гранями рельсов существенно, влияет на амплитуду извилистого движения экипажей и возникающие при этом горизонтальные боковые силы между колесами и рельсами.
Для прохождения подвижным составом кривых участков пути и стрелочных переводов большое значение имеет ширина бандажа (колеса). Регламентирована в эксплуатации и местная ширина бандажа (136—152 мм). Местное уширение должно быть не более. 3 мм, а равномерный наплыв на наружной грани бандажа не более 8 мм.
Некоторые параметры колесной пары и отступления от номинальных размеров колесной пары оказывают влияние на вертикальные силы при взаимодействии колес и рельсов. К ним относятся общая масса колесной пары с жестко присоединенными к ней деталями, неровности на поверхности катания, прокат бандажей, эксцентричность насадки и овальность колес. Диаметр колес и особенно кривизна и форма выкружки в месте перехода от гребня колеса к поверхности катания существенно влияют на напряжения в контакте колес и рельсов.
Биение бандажей по кругу катания в эксплуатации не должно быть больше 2 мм. К сожалению, пока не нормируется неравномерность проката бандажей по кругу катания, создающая большие силы инерции необрессоренных масс. Фактически в эксплуатации можно встретить подвижной состав с отклонениями в содержании колесных пар больше указанных выше.
3. ТЕХНИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ
3.1. Колесные пары для определения их технического состояния и пригодности к эксплуатации подвергаются осмотру с регистрацией в книге формы ТУ-28:
· под ТПС — при всех видах технических обслуживании и текущих ремонтов ТР-1, ТР-2, каждой проверке ТПС в эксплуатации;
· при первой подкатке под ТПС новой колесной пары (после формирования) и после производства полного освидетельствования, если после них прошло не более 2 лет. При этом проверка даты формирования и освидетельствования производится по клеймам на торце (бурте) оси;
· после крушений, аварий, схода с рельсов, если отсутствуют повреждения элементов колесной пары, требующие их замены.
(В редакции указания МПС России от 23.08.2000 № К-2273у)
3.2. Осмотр колесных пар под ТПС должны производить:
· машинист — при каждой приемке ТПС (локомотивов в доступных местах, моторвагонного подвижного состава в доступных местах по доступной осмотру стороне); в эксплуатации при стоянках локомотивов на станциях и в пунктах оборота; при техническом обслуживании ТО-2 моторвагонного подвижного состава (в случае производства последнего локомотивными бригадами);
· мастер — при техническом обслуживании ТО-3 ТПС;
· мастер или бригадир (где смены слесарей возглавляет бригадир) — при техническом обслуживании ТО-2 ТПС (по мотор-вагонному подвижному составу — в случае производства ТО-2 ремонтными бригадами пункта технического обслуживания);
· мастер и приемщик локомотивов — при техническом обслуживании ТО-4, ТО-5, текущих ремонтах ТР-1 и ТР-2 ТПС, при первой подкатке новых колесных пар.
3.3. При осмотре колесных пар проверять:
Предельный прокат (предельная высота гребня) и наличие опасной формы гребня проверяются шаблоном УТ-1 при технических обслуживаниях ТО-2 (при их выполнении в крытых помещениях), ТО-3, ТО-4, ТО-5, текущих ремонтах ТР-1, ТР-2 и ежемесячных обмерах колесных пар. Допускается при проведении технического обслуживания ТО-2 (для МВПС — ремонтными бригадами) контролировать опасную форму гребня шаблоном ДО-1. После выявления колес с опасной формой гребня с помощью этого шаблона необходимо шаблоном УТ-1 измерить величину этого параметра и по результатам этого измерения принимать решение о допуске их к эксплуатации или о назначении ремонта;
· на колесных центрах, цельнокатаных колесах и ступицах дискового тормоза — отсутствие трещин в спицах, дисках, ступицах, ободьях, признаков ослабления или сдвига ступиц на оси;
· на открытых частях осей — отсутствие поперечных, косых и продольных трещин, плен, протертых мест, электроожога и других дефектов;
· отсутствие нагрева букс;
· состояние зубчатой передачи тяговых редукторов ТПС (при текущих ремонтах, когда это предусмотрено по циклу);
· отсутствие нагрева моторно-осевых подшипников, опорных подшипников тяговых редукторов при постановке ТПС на смотровую канаву.
(В редакции указания МПС России от 23.08.2000 № К-2273у)
3.4. В соответствии с ПТЭ номинальное расстояние между внутренними гранями колес у ненагруженной колесной пары должно быть 1440 мм. У локомотивов и вагонов, обращающихся в поездах со скоростью:
· до 120 км/ч отклонения допускаются в сторону увеличения и уменьшения не более 3 мм ;
3.5. В соответствии с ПТЭ запрещается выпускать из ТО-2, ТО-3, текущих ремонтов и допускать к следованию в поездах подвижной состав с трещиной в любой части оси колесной пары, ободе, диске, спице, ступице и бандаже, а также при следующих износах и повреждениях колесных пар, нарушающих нормальное взаимодействие пути и подвижного состава.
(В редакции указания МПС России от 23.08.2000 № К-2273у)
3.5.1. При скоростях движения до 120 км/ч:
· при высоте гребня бандажа, измеряемого шаблоном УТ-1, более 37 мм или менее 27 мм для колес локомотивов с профилем по рисунку 15; более 35 мм или менее 27 мм для колес локомотивов с профилями ДМеТИ и МВПС дальнего сообщения; более 36 мм или менее 27 мм для МВПС местного и пригородного сообщения; более 39 мм или менее 27 мм для колес локомотивов с профилем Зинюка-Никитского ;
(В редакции указания МПС России от 23.08.2000 № К-2273у)
Рис. 1. Шаблон для контроля вертикального подреза гребня бандажа
а) Гребень бракуется
б) Гребень не бракуется
При наличии ползуна на колесных парах локомотивов и МВПС допускается их следование без отцепки от поезда до ближайшей станции со скоростью указанной в таблице 1, где колесные пары с ползунами должны быть заменены.
Таблица 1
Глубина ползуна, мм
Допускаемая скорость следования, км/ч
Лабораторная работа№4 » КОЛЕСНЫЕ ПАРЫ ЛОКОМОТИВОВ» по предмету «Устройство, техническое обслуживание и ремонт узлов локомотива»
КОЛЕСНЫЕ ПАРЫ ЛОКОМОТИВОВ №4
1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
Цель лабораторной работы– изучить устройство колесной пары,
типы, основные размеры локомотивных колесных пар, конструкции
осей и колес в соответствии с действующими стандартами.
Задачи – по заводским чертежам, плакатам и на натурных образцах изучить конструкции локомотивных колесных пар, осей и колес, выполнить их эскизы, сравнить профили поверхности катания, колеса стандартного профиля и изношенного колеса.
2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ назначение, условия работы к.п., технические характеристики и размеры, профель к.п., асведетельствованние и изготовление к.п., неисправности к.п.
3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ Лабораторная работа выполняется в следующем порядке:
1. С помощью учебной литературы и конспекта лекций повторить тему «Колесные пары». 2. По заводским чертежам, плакатам и на натурных образцах изучить конструкции колесных пар локомотивов.
4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Из каких основных частей состоят колесные пары?
2. Перечислите основные требования, предъявляемые к колесным парам, осям и колесам.
3. Перечислите нагрузки, воспринимаемые колесной парой.
4. Какие бывают виды износа поверхности катания колеса?
5. Каких марок и с какими техническими характеристиками стали используются для составных частей колесной пары.
6. Какие бывают профили бандажей колесных пар?
7. Для чего нужен каждый из элементов внутреннего и наружного профиля бандажа колесной пары?
Назначение и классификация колесных пар
Колесные пары электровозов предназначены для восприятия и передачи на рельсы вес кузова и тележек. При движении электровоза колесная пара взаимодействует с рельсовой колеей, воспринимает удары от неровностей пути и, в свою очередь, сама жестко воздействует на путь. Через колесную пару передается вращающий момент ТЭД, а в месте контакта колес с рельсами в тяговом и тормозном режиме, появляются силы тяги или торможения.
В зависимости от конструкции колесного центра принята следующая классификация колесных пар:
· Спицевые – (электровозы ВЛ80, ВЛ85. 2СЭ5К);
· Дисковые катаные – (электровозы К, Ф и Фп);
На конструкцию колесной пары влияет способ монтажа зубчатых колес . Различают колесные пары двух типов: с зубчатыми колесами насаженными на ось колесной пары (тип I) и на удлиненную ступицу колесного центра (рис.1) или прикрепленными болтами к колесному центру (тип II).
По количеству и типу зубчатых передач классифицируются: с односторонней прямозубой зубчатой передачей ; с двусторонней косозубой зубчатой передачей .
Конструкция колесной пары
Рис.1 Колесная пара грузового электровоза
Колесная пара электровоза состоит из оси, двух движущих колес и устройств для передачи вращающего момента от ТЭД. Конструкция колесной пары определяется видом тяговой передачи, типом подвешивания ТЭД и типом колесных центров. При опорно–осевом подвешивании ТЭД на колесную пару жестко укрепляют одно или два зубчатых колеса.
Рассмотрим унифицированную колесную пару (рис.1). Она состоит из оси, двух движущих колес, состоящих из колесных центров и бандажей. Зубчатые колеса насажены на удлиненные втулки колесных центров.
Диаметр колес по кругу катания у электровозов пассажирских – 1200 мм, грузовых – 1250 мм. Колесный центр с бандажом и зубчатым колесом напрессовывается на ось с усилием 1080 – 1470 кН. От прочности соединения колеса с осью зависит безопасность движения поездов, поэтому запрессовка каждого колеса контролируется, и сила при запрессовке регистрируется приборами. Диаграммы запрессовки колес прикладываются к паспорту на колесную пару. Для уменьшения усилия распрессовки колесного центра при ремонтах, в ступицах предусмотрены отверстия для подвода масла под давлением между посадочными поверхностями.
Колесная пара электровоза должна удовлетворять требованиям ГОСТ 11018 – 87. Полностью сформированные колесные пары обтачивают по поверхностям катания и внутренним граням бандажей. Колесная пара должна соответствовать требованиям:
· радиальное биение бандажей по кругу катания не более 0,75 мм; · овальность не более 0,5 мм; · разница в диаметрах бандажей по кругу катания для одной и всех колесных пар одного локомотива 1мм. Оси колесных пар
Рис. 2 Ось колесной пары:
Ось унифицированной колесной пары электровозов ВЛ85 имеет две буксовые шейки 1 (они служат для монтажа роликовых подшипников буксы), предпоступичные части 2 (на них насаживаются лабиринтные кольца осевой буксы), подступичные части 3 (на них напрессовывают колесные центры), шейки моторно-осевых подшипников (МОП) 4 и среднюю часть.
У осей колесных пар при рамном подвешивании ТЭД нет шеек для МОП. В конструкциях с приводом II класса на оси закреплены зубчатые колеса, в случае привода класса III они отсутствуют и вращающий момент передается непосредственно колесному центру.
Во избежании концентрации напряжений, все переходы с одного диаметра оси на другой выполняются плавными кривыми, сопряжение называется переходными галтелями .
Оси колесных пар подвергаются действию вертикальных и горизонтальных сил и скручиванию. Тяжелые условия работы предъявляют высокие требования к материалу осей, особенно к вязкости, и способам обработки. Для отечественных электровозов применяется сталь марки ОсЛ.
Оси изготовляются ковкой и подвергаются последующей нормализации с дополнительным отпуском, причем термические операции должны проводиться при автоматической регистрации заданных режимов. Правка осей должна производиться в горячем состоянии и температуре конца правки не ниже 600 С. Правку можно производить после нормализации или после отдельного нагрева до температуры не более 700С без последующей термообработки.
После грубой обточки оси подвергаются чистовой обточке; предподступичные, подступичные части и шейки накатываются и шлифуются. Качество обработки поверхности оси имеет большое значение для повышения предела усталости материала.
Посадка ступицы колеса и внутренних колес подшипников снижает усталостную прочность металла при циклической нагрузке. Накатка поверхности оси повышает усталостную прочность оси в 1,5–2 раза и делает ось менее чувствительной к концентрации напряжений. В торцах осей высверливаются отверстия для нарезки резьбы под болты, крепящие торцовые шайбы, которыми крепятся роликоподшипники на осях. Обработанная ось проверяется дефектоскопом. При наличии поперечных или косых трещин, а также плен на поверхности ось бракуется. На годной оси ставят клейма.
Колесная пара является неподрессоренным элементом поэтому для уменьшения сил взаимодействия с верхним строением пути в ряде случаев у пассажирских электровозов оси изготовляются из легированной стали, что позволяет уменьшить их диаметр или делают полыми по всей длине (диаметр отверстия 30–70 мм). Это позволяет снизить вес оси на 20–25 %.
Рис. 3 Колёсный центр унифицированной колёсной пары электровозов ВЛ85.
На отечественных электровозах применяются разборные колеса, состоящие из колесного центра и бандажа.
На колесный центр действуют силы от посадки бандажа и запрессовки оси колесной пары; он также передает вертикальные и горизонтальные продольные и поперечные силы, действующие между бандажом и осью колесной пары.
Колесный центр состоит из трех частей: ступицы, напрессовывающейся на подступичную часть оси колесной пары; обода, на который крепится съёмный бандаж, и промежуточной части, выполняемой в виде литого диска ( дисковые центры) или спиц ( спицевые центры). Спицевые колесные центры состоят из обода, удлиненной ступицы с обработанной по наружному диаметру посадочной поверхностью для насадки зубчатого колеса, и спиц. Предпочтительнее нечетное число спиц в колесе во избежании их разрыва.
Основанием для отказа от спицевых колесных центров послужило резкое изменение жесткости колеса в местах примыкания спиц к ободу, вызывающее повышенное динамическое воздействие колес на путь, особенно при прохождении стыков и стрелочных переводов. Кроме того, значительное сосредоточение металла в отдельных частях колесного центра, особенно у колесной ступицы, создает большие внутренние напряжения, вызывающие при остывании трещины в ступицах.
У электровозов ВЛ85 между ступицей и ободом имеются два диска с овальными отверстиями для облегчения центра, а между дисками сделаны перемычки для повышения прочности центра.
Колесные центры выполняются литыми и катаными . Отливаются из стали особого качества 20Л или 25Л группы III. Отлитые центры для получения однородной и мелкозернистой структуры металла и снятия внутренних напряжений подвергается отжигу.
На грузовых и пассажирских вагонах и высокоскоростном подвижном составе применяют цельнокатаные дисковые безбандажные колеса.
Они по сравнению с бандажными имеют меньшую массу, и у них отсутствует ослабление бандажей. Использование цельнокатаных колес уменьшает стоимость изготовления колесных пар. При этом масса колесных пар снижается на 400 – 500 кг. Однако износостойкость их значительно меньше, чем бандажных, они чаще выходят из строя из – за повреждения поверхности катания. Вместе с тем, по соображениям безопасности на высокоскоростном подвижном составе применяют, как правило, безбандажные. Первоначальная толщина обода такого колеса 70 мм. По мере образования проката колеса обтачивают. После предельного износа цельнокатаные колеса перетачивают на дисковые и насаживают на них отдельные бандажи.
На бандажи действуют нагрузки от вертикальных и горизонтальных сил взаимодействия колес и рельсов. В процессе эксплуатации происходит проскальзывание колес относительно рельсов. Материал бандажа должен обладать высокой прочностью при растяжении, сжатии и смятии, быть достаточно износостойким и вязким, чтобы сопротивляться ударным нагрузкам.
Бандажи изготовляют из раскисленной мартеновской стали. Обеспечение одновременно высокой твердости и вязкости достигается введением легирующих элементов и специальной термической обработкой (закалка и отпуск). Для пассажирских локомотивов изготовляют бандажи из стали Ст1, для грузовых и маневровых локомотивов из стали Ст2. В металле не должно быть остатков, усадочной раковины, рыхлости, расслоений, газовых пузырей, флокенов и неметаллических примесей. Флакены и примеси приводят к концентрации напряжений и усталостному разрушению металла. Механической обработке подвергаются поверхности катания, гребень, внутренняя грань и посадочная поверхность бандажа. Внутренняя посадочная поверхность протачивается в соответствии с диаметром обода колесного центра, причем диаметр посадочной поверхности принимается меньше наружного диаметра обода. У наружной грани на внутренней поверхности оставляется упорный буртик, предохраняющий сползание бандажного кольца к середине колесной пары, а у внутренней грани вытачивается канавка для бандажного кольца, обеспечивающего предотвращение сползания бандажа наружу.
Профиль бандажа определяется ГОСТ 11018 – 87 (рис. 5). Поверхность катания коническая, причем на разных участках она составляет 1/7 и 1/20.
Для посадки бандажа на обод колеса бандаж нагревается до температуры 250 – 320 С. В уложенный горизонтально нагретый бандаж опускается колесный центр до упора в кольцевой выступ на внутренней расточке бандажа. Пока бандаж не остыл, в выточку вводится разрезное бандажное кольцо и производится обсадка внутренней кромки бандажа для обеспечения плотного крепления кольца. Концы кольца должны плотно подходить один к другому.
Рис. 5 Профили поверхности катания (а) локомотивного и (б) вагонного бандажей
После остывания бандажа, плотность его посадки на колесный центр проверяется обстукиванием ручным молотком. Молоток должен издавать чистый (звонкий) звук и упруго отскакивать. Затем на ободе наноситься контрольная риска глубиной не более 1 мм, а на бандаже напротив этой риски керном наносятся 4–5 точек глубиной 1,2–2 мм. По сделанным меткам осуществляется наблюдение в эксплуатации за прочностью крепления бандажа. Окончательная обточка бандажей производиться после их насадки.