Рессорное подвешивание тележки 18-100 имеет два комплекта, размещенные в рессорных проемах левой и правой боковых рам.
Крайние боковые пружины комплекта поддерживают клинья гасителей колебаний. Клинья отливают из стали 45. Снизу клинья имеют кольцевые выступы, не допускающие смещения их относительно пружин в горизонтальной плоскости, а верхней своей частью входят в направляющие надрессорной балки.
Недостатки тележки. К недостаткам рессорного подвешивания относятся большая жесткость пружин для порожнего или малозагруженного режима работы вагона, а также большие силы трения покоя, низкая стабильность и недостаточная горизонтальная демпфирующая способность гасителей колебаний. Большие силы трения покоя клиновых фрикционных гасителей колебаний приводят к тому, что рессорные комплекты практически не работают при скорости движения до 60-70 км/ч. Поэтому почти во всем диапазоне эксплуатационных скоростей грузовых вагонов рессорное подвешивание выключено и вагон представляет собой одну необрессоренную массу. Низкая стабильность работы гасителя приводит либо к завышению, либо к занижению сил трения против расчетной.
Недостатком тележки является также то, что боковые рамы нежестко связаны между собой надрессорной балкой и рессорными комплектами. Поэтому в ней возникают продольные забегания рам относительно друг друга, достигающие 15-20 мм. Величина их обусловлена зазорами в буксах и величиной горизонтальной деформации пружин. Такая конструкция рам вызывает также маятниковые колебания их относительно собственных продольных осей. В результате забегания рам возрастает интенсивность виляния тележки, что ухудшает плавность хода вагона. Маятниковые колебания рам приводят к перекосам подшипников, неравномерной передаче нагрузок на его элементы и снижению срока службы буксовых узлов.
Маркировка и клеймение деталей тележки.
На боковой раме с наружной стороны: отлиты — условный номер завода (в овале), марка стали, год изготовления; выбиты клеймами — номер тележки, приемка после изготовления, маркировка государства-собственника.
Клейма приемки после ремонта выбивают на одном из торцов боковой рамы.
На верхней поверхности верхнего пояса боковой рамы наносят также белилами первую и три последних цифры номера вагона (обведены рамкой).
На надрессорной балке маркировку наносят на верхней поверхности балки на участке между подпятником и скользунами. Отливают номер завода, год изготовления и марку стали. Выбивают клеймами приемку после изготовления, приемку после ремонта, код государства-собственника. При ремонте выбивают также код государства-собственника на конце балки с правой стороны от кронштейна мертвой точки.
Марка стали отливается на деталях следующими буквами: НЛ — низколегированная марки 20Л, ГЛ — марганцовистая (с повышенным содержанием марганца), ГФЛ — марганцовисто-ванадиевая, ГТЛ — марганцовисто-титановая, ФЛ — ванадиевая, С — сталь с содержанием углерода более 0,25%.
Код государства-собственника выбивают в полосе длиной 300 мм и шириной 15 мм в месте, соответствующем порядковому номеру государства в таблице кодов. Длина места для кода — 20 мм, т.е. на полосе отведено место для кода каждого из 15 государств СНГ. Полоса на деталях изготовляется шлифовкой абразивным кругом.
На всех деталях тележки наносится маркировка завода-изготовителя: на фрикционных клиньях — на верхней поверхности; на тормозных башмаках — на боковой поверхности; на триангелях — на узкой стороне распорки ближе к струне; на подвесках башмака — на боковой поверхности проушины боковой ветви; на пружинах — на поверхности оттянутого конца пружины.
Тележка трехосная модели 18-552
Ширина колеи, мм 1520 (1435)
База тележки, мм 3400
Расстояние от уровня головок рельсов до опорной поверхности подпятника в своб. состоянии, мм 824
Расстояние между осями скользунов, мм 1210
Максимальная расчетная статическая нагрузка от колесной пары на рельсы, кН 245,0
Конструкционная скорость, км/ч 120
Буксовый узел с цилиндрическими роликоподшипниками, размерами, мм 250x130x80
Гибкость рессорного подвешивания, мм/тс 0,447
Тормоз колодочный
Масса, т 9,584
Габарит по ГОСТ 9238-83
Тележка четырехосная модели 18-173
Ширина колеи, мм 1520 (1435)
База тележки, мм 3200
Расстояние от уровня головок рельсов до опорной поверхности подпятника в своб. состоянии, мм 864
Расстояние между осями скользунов, мм 1524
Максимальная расчетная статическая нагрузка от колесной пары на рельсы, кН 216,0
Конструкционная скорость, км/ч 120
Буксовый узел с цилиндрическими роликоподшипниками, размерами, мм 250x130x80
Гибкость рессорного подвешивания, мм/тс 0,565
Тормоз колодочный
Масса, т 12,009
Габарит по ГОСТ 9238-83 02-BM
Тележки служат для направления движения вагона по рельсовому пути, распределения и передачи всех нагрузок от кузова на путь, а также восприятия тяговых и тормозных сил и обеспечения движения вагона с минимальным сопротивлением и необходимой плавностью хода.
Тележки вагонов классифицируются по следующим признакам:
- назначению,
- числу осей,
- устройству рессорного подвешивания,
- способу передачи нагрузки от кузова на ходовые части,
- способу передачи от надрессорной балки на раму тележки,
- устройству буксовой связи и конструкции рамы.
По назначению тележки делятся на грузовые и пассажирские. По числу осей тележки бывают двух-, трех-, четырехосные и многоосные.
Наибольшее распространение получили двух- и четырехосные тележки для грузовых вагонов и двухосные — для пассажирских.
В зависимости от устройства рессорного подвешивания тележки изготавливаются с одно- и двухступенчатым подвешиванием. Тележки грузовых вагонов строятся с одноступенчатым подвешиванием (центральным или буксовым), а тележки пассажирских вагонов — с двухступенчатым (буксовым и центральным).
По способу передачи нагрузки от кузова тележки различаются:
- с опиранием кузова на подпятник тележки (в грузовых вагонах), с опиранием кузова на подпятник тележки и частично на упругие скользуны (в опытных тележках грузовых вагонов),
-с опиранием кузова непосредственно на скользуны тележек (в пассажирских вагонах локомотивной тяги и в опытных восьмиосных грузовых вагонах),
-со схемой опирания кузова на упругие элементы тележки (в скоростных пассажирских вагонах локомотивной тяги и вагонах дизель-поездов).
По способу передачи нагрузки от надрессорной балки на раму тележки изготовляют с непосредственной передачей нагрузки, когда надрессорная балка жестко опирается на две боковые рамы или через упругие элементы на поперечные и продольные балки жесткой рамы безлюлечной конструкции с центральным подвешиванием, когда надрессорная балка опирается на две боковые балки рамы через комплекты рессор, с люлькой, когда надрессорная балка опирается через комплекты рессор на люльку, шарнирно-связанную с рамой.
Схема опирания надрессорной балки на раму тележки выбирается в зависимости от назначения тележки, ее конструкции и устройства рессорного подвешивания.
Например, в тележках грузовых вагонов применяется одноступенчатое центральное подвешивание, когда надрессорная балка опирается на раму через упругие элементы.
По способу связи рамы с колесными парами тележки бывают:
-с непосредственной связью, когда рама свободно опирается на буксы, которые применяются обычно в тележках грузовых вагонов,
-с упругочелюстной балансирной связью, когда рама опирается на буксы через пружины и балансиры — в тележках вагонов электропоездов,
-с шпинтонно-пружинной бесчелюстной связью, когда рама опирается через пружины на кронштейны корпуса буксы, — в тележках пассажирских вагонов;
-с поводково-бесчелюстной связью, когда рама опирается на кронштейны корпуса буксы через пружины и дополнительно связана с ней продольными поводками.
В тележках вагонов дизель-поездов применяется схема с рычажно-бесчелюстной связью, когда рама опирается на одни из кронштейнов корпуса буксы через пружину, а с другой стороны она связана с рычагом корпуса буксы.
Конструкция связи колесной пары с рамой тележки оказывает существенное влияние на величину горизонтальных поперечных сил и виляние колесных пар. По конструкции рамы тележки различаются с одной жесткой штампосварной рамой или с двумя литыми боковыми рамами, нежестко связанными между собой.
К параметрам, характеризующим технико-экономические показатели тележки, относятся: собственная масса, база (расстояние между центрами крайних осей у двух- и трехосных тележек и между серединами рессорных комплектов сочлененных тележек для четырехосной), тип и параметры рессорного подвешивания, расстояние от уровня головок рельсов до опорного узла тележки, рессорная база, тип тормоза и конструкционная скорость.
Важное значение с точки зрения пригодности вагона для эксплуатации имеют его ходовые качества, которые определяются конструкцией тележек и параметрами рессорного подвешивания. Ходовые качества вагона характеризуются устойчивостью его против схода с рельсов, плавностью вписывания в кривые участки пути, величиной вертикальных и горизонтальных динамических сил и ускорений, а также показателем плавности хода.
Для того чтобы тележки обеспечивали требуемые ходовые качества вагону, они должны иметь рациональную конструктивную схему и оптимальное значение параметров рессорного подвешивания. В опорах кузова на тележки должно быть достаточное трение, необходимое для гашения колебаний виляния и ограничения поворота тележки относительно кузова
Под кузова вновь строящихся вагонов подкатывают двух- и четырехосные тележки. Основной тип двухосной тележки грузовых вагонов — тележка модели 18-100 (типа ЦНИИ-ХЗ-О). Эта тележка подкатывается под все грузовые четырехосные магистральные вагоны, кроме рефрижераторных. Рефрижераторные вагоны выпускают с тележками типа КВЗ-И2. Четырехосные тележки подкатываются под кузова восьмиосных цистерн и полувагонов:
В эксплуатации встречаются шестиосные вагоны с тележками типа УВЗ-9М, а вагоны промышленного транспорта строятся с тележками типа УВЗ-НА.
Для специализированных грузовых вагонов, эксплуатирующихся со скоростью до 140 км/ч, разработана двухосная тележка модели 18-115 с улучшенными динамическими качествами. Особенность конструкции тележки — повышенная гибкость рессорного подвешивания.
В ней применена новая схема опирания кузова на тележку одновременно через подпятник 7 и упругофрикционные скользуны 8, а также предусмотрено упругое опирание боковых рам тележки на буксы через резиновые элементы. Колесные пары тележки типовые (РУ1-950), а буксовые узлы с цилиндрическими роликовыми подшипниками 5 размером 130Х250Х X80 мм и корпусами букс цилиндрической формы. На потолочную часть корпуса установлена резиновая прокладка 4 переменной толщины, которая способствует более равномерному распределению нагрузок между роликами и повышению надежности работы буксового узла. Фиксация резиновой прокладки на корпусе буксы осуществляется специальными буртами 6 на их торцах. Рама тележки 2 литая и незначительно отличается от рамы тележки модели 18-100. Буксовые проемы ее выполнены таким образом, что позволяют устанавливать съемные седла 3.
Центрирование и фиксация седла в буксовом проеме осуществляется благодаря специальным выступам 7, входящим в выемки, выполненные на челюстях боковой рамы.
Через эти съемные седла рама непосредственно опирается на резиновые прокладки 4 и корпус буксы.
Рессорное подвешивание включает два комплекта, устанавливаемых в центральных проемах боковых рам.
Рессорный комплект имеет линейную зависимость прогиба от нагрузки на всем диапазоне работы и включает в себя 7 тройных пружин (во втором варианте двойных) и два клиновых гасителя колебаний.
Расположение пружин в рессорном комплекте такое же, как в тележке модели 18-100. В качестве гасителя колебаний используется усеченный фрикционный клин. Его отличие от фрикционного клина тележки модели 18-100 состоит в том, что наклонная площадка клина развернута под углом 60° к продольной оси тележки.
Такая конструкция клина обеспечивает лучшую связь боковых рам тележки в плане, чем клин тележки 18-100.
Коэффициент относительного трения гасителя колебаний увеличен и составляет 0,0785. Применение усеченного клина потребовало изменения концевых частей надрессор-ной балки.
Надрессорная балка литой конструкции с наличием на верхней плоскости двух упругофрикционных скользунов. Фрикционные клинья размещаются в гнездах надрессорной балки и своими наклонными поверхностями взаимодействуют с наклонными поверхностями балки, а вертикальными поверхностями - с фрикционными планками, укрепленными на колонках боковой рамы.
Скользун представляет собой Г-образную плиту с приваренной к ней бонкой 2 для фиксации пружины 3. Плита установлена на верхнем поясе надрессорной балки 6 и опирается на ребра 5.
На пружину 3 установлен фрикционный клин 4, наклонная поверхность которого взаимодействует с опорной наклонной площадкой плиты.
Между верхними поверхностями опорной части клина при сборке вагона делается начальный зазор 6—12 мм (при полной посадке пятника на подпятник). Величина зазора может регулироваться путем постановки прокладок 8 между верхней поверхностью клина 4 и фрикционной планкой 9 кузова.
Крепление фрикционной планки и регулировочных прокладок к клину осуществляется болтами 7 с потайной головкой. Пружина 3 ставится под углом 40° к горизонтали. Такой же угол трения имеют поверхности трения клина и плиты, что обеспечивает деформацию пружины только вдоль оси без изгиба.
Опорную плиту изготавливают штамповкой, а клин отливают из стали 20Л. Пружина выполнена из стального прутка диаметром 13 мм. Жесткость ее составляет 0173 МН/м. Фрикционную планку изготавливают из стали ЗОХГСА и термически обрабатывают.
Скользун-демпфер обеспечивает начальное сопротивление наклону кузова порядка 14—20 кН и конечное сопротивление — 40—46 кН. Расчетный момент трения на скользунах в горизонтальной плоскости 10—16,7 кН-м. Скользуны-демпферы позволяют снизить динамические нагрузки на шкворневые узлы и уменьшить виляние тележки.
Для перспективных грузовых вагонов с нагрузкой от колесной пары на рельсы 245 кН разработаны усиленные тележки моделей 18-120 и 18-755 соответственно конструкций ПО «Уралва-гонзавод» и Крюковского вагоностроительного завода. Они спроектированы на базе тележки модели 18-100 и, как и тележка модели 18-115, воплощают в себе все то лучшее, что накоплено в практике отечественного вагоностроения.
Конструкции и характеристики тележек отличаются несущественно. Их масса 5,1 т, база 1850 мм, рессорное подвешивание — центральное с семью двухрядными пружинами и двумя клиновыми фрикционными гасителями колебаний в комплекте, конструкционная скорость 120 км/ч. Колесные пары тележек нетиповые, усиленные с шейками осей диаметром 140 мм.
Буксовые узлы с роликовыми подшипниками 30-42728ЛМ и 30-232728ЛМ размером 140x260X80 мм. Боковые рамы опираются на буксу через резиновые прокладки. Жесткость одного комплекта рессорного подвешивания 4,28 МН/м, а коэффициент относительного трения гасителей колебаний 0,08. В тележке модели 18-755 кузов опирается на надрессорную балку через подпятник и упругофрикционные скользуны с моментом трения в горизонтальной плоскости 8—12 кН-м, а в тележках модели 18-120 только через подпятник. Рамы и надрессорные балки тележек — усиленные. Тележки по своим ходовым качествам отвечают современным и перспективным условиям эксплуатации со скоростями движения до 120 км/ч.
Тележка КВЗ-И2
Тележка предназначена для рефрижераторных вагонов, эксплуатирующихся со скоростями до 120 км/ч
Она состоит из двух колесных пар 5 с буксовыми узлами 2 на роликовых подшипниках, буксовой 6 и центральной 3 ступеней рессорного подвешивания, рамы и тормозного оборудования 4.
Рама тележки сварная и образована двумя продольными боковыми 1, двумя средними поперечными балками 2, двумя концевыми поперечными 3 и четырьмя вспомогательными продольными 4 балками.
Буксовая ступень рессорного подвешивания включает два стальных литых шпинтона 5 и две однорядные пружины 2, которые через резиновые шайбы 6 опираются на кронштейны 1 буксы, поддерживая раму тележки.
Каждый шпинтон крепится к продольной балке 3 рамы тележки при помощи четырех болтов 4. На нарезную часть шпинтона навертывается гайка 7 так, что между шайбой и кронштейном буксы остается зазор а.
Центральное подвешивание тележки состоит из надрессорной балки сварной конструкции, двух эллиптических рессор, подрессорной балки, двух люлечных балок, четырех люлечных подвесок и предохранительных скоб.
Штампованная подрессорная балка вместе с подрессорными планками крепится болтами к подлюлечным балкам.
Тележка КВЗ-И2 построена по габариту 02-ВМ (02-Т). Для обеспечения постоянства уровня автосцепок вагона тележки по высоте изготавливают четырех групп.
Тележки I и II группы подкатывают под кузова рефрижераторных.грузовых вагонов, а III и IV — под кузова вагонов с машинным отделением, имеющих повышенную массу. Тележки III и IV групп имеют более жесткое рессорное подвешивание и большую высоту, чем I и II групп. Номер группы и высоту тележки наносят в виде трафарета на раму.
Трехосная тележка типа УВЗ-9М (модель 18-102) предназначена для подкатки под шестиосные вагоны.
На фото - шестиосный вагон-думкар (с опрокинутым при разгрузке кузовом)
Она имеет три колесные пары с буксами 1, четыре боковые рамы 2 и 5, два балансира 4, четыре комплекта рессорного подвешивания 3, две надрессорные балки 7, шкворневую балку 6 и тормозную рычажную передачу 8. Боковые рамы 2 и 5, шарнирно соединенные посредством балансиров 4, опираются на буксы крайних колесных пар непосредственно, а на буксы средней колесной пары — через балансиры.
Тележка предназначена для шестиосных вагонов отечественных железных дорог и имеет четыре боковые рамы 2 и 6, три колесные пары с буксами 1 и 5, два балансира 4, шкворневую балку 9 с подпятником 8, две надрессорные балки 7, четыре комплекта рессорного подвешивания 3 и тормозную рычажную передачу.
Боковая рама тележки литая. В средней части рамы имеется проем для размещения рессорного комплекта и надрессорной балки.
На нижнем поясе среднего проема отлиты бонки и ребра, фиксирующие пружины рессорного комплекта, а для установки амортизатора сделано углубление. На одном конце рамы предусмотрен проем для буксы, а на другом имеется хобот для опоры на противоположное плечо балансира средней колесной пары.
Боковые рамы — взаимозаменяемые по диагоналям. Шкворневая балка 9 выполнена в виде Н-образной отливки. В шкворневом узле балки сделано гнездо подпятника 8 и отверстие для шкворня. На концах балки имеются челюсти и приливы для размещения надрессорных балок, а также отверстия для болтов, соединяющих надрессорные балки со шкворневой.
В средней части продольных элементов приварены кронштейны скользунов.
Балансир представляет собой стальную отливку в виде коромысла с центральным проемом для размещения буксы средней колесной пары. По концам балансир имеет отверстия для соединения с хоботами боковых рам при помощи валиков.
Надрессорная балка тележки литая, коробчатого сечения в форме бруса равного сопротивления изгибу. На одной вертикальной стене расположены направляющие выступы для челюстей шкворневой балки, а на другой — кронштейны с отверстиями для болтов соединения надрессорных и шкворневой балок.
Тележка модели 18-100:
Составные части тележки модели 18-100 (ЦНИИ-Х3) без колесных пар с буксовыми узлами:
Общий вид (а) и схема (б) боковой рамы тележки модели 18-100 разных лет выпуска
Общий вид надрессорной балки тележки 18-100
Надрессорная балка и скользун тележки модели 18-100:
