Челюстная тележка со сбалансированным рессорным подвешиванием.
Основными признаками, характеризующими тележки тепловозов первого поколения (ТЭЗ, 2ТЭ10Л, ТЭМ2, ТЭМ.1
и некоторых других), являются челюстная связь букс с рамой тележки и сбалансированное рессорное подвешивание. Устройство тележек этого типа показано на рис. 178. В раме 7 тележки размещены три колесно-моторных блока с колесными парами 5, тяговыми электродвигателями 3 и буксами 22. Буксы колесных пар связаны с рамой тележки специальными направляющими кронштейнами рамы, называемыми челюстями. Внизу для усиления челюсти связаны подбуксовыми струнками 23. Тяговые электродвигатели опираются одной стороной на оси колесных пар через моторно-осевые подшипники, а другой стороной - на раму тележки через пружинную подвеску. Такой способ подвески двигателя обычно называют опорно-осевым.
Тележка связана с главной рамой тепловоза жестким шкворнем, входящим в гнездо шкворневой балки 15. Масса кузова воспринимается четырьмя опорами 16, расположенными на раме тележки симметрично относительно шкворня на расстоянии 1365 мм. Корпус каждой опоры развернут по радиусу, проведенному из центра шкворня. Тележки магистральных тепловозов имеют роликовые опорно-возв-ращающие устройства, а тележки маневровых тепловозов имеют скользя-
Рис. 178. Челюстная тележка тепловоза со сбалансированным рессорным подвешиванием:
I балки концевая: 2 песочная труба; 3 - тяговый электродвигатель; 4 - канал для подвода охлаждающего воздуха; 5 - колесная пара; 6 - гребнесмазыаатель; 7 - рама; 8 - балансир; 9 - масленка: 10 тормозная колодка: 11 - резиновый амортизатор: 12 - букса; 13 - тормозной цилиндр; 11 подвеска рессоры 15 шкворневая балка: 16 - опора рамы; 17 - маслоуказатель: 18 - предохранительная скоба 19 листовая рессора: 20 - винтовая стяжка тормозной тяги: 21 подвеска рессо-m.f 22 - букса с пружинным упором; 23 - струнка: 24 пружина: 25 - реіиновьій амортизатор; а ~ боковины рамы: о - - поперечные балки
Рис. 179. Общий вид бесчелюстной тележки тепловозов 2ТЭ10М и 2ТЭ116:
1 - тормозной цилиндр; 2 - воздухопровод; 3 - демпфер; 4 - букса; 5 - рама; 6 - пружина; 7 - поводок; 8 - рычаг подвески тормозных колодок; 9 - пескоподающая труба; 10 - колесная пара; И - электродвигатель; 12 - опора; 13 - масленка; 14 - шкворневое устройство; 15 - кожух тягового редуктора; а, б - кронштейны крепления буксовых поводков; в, ж - концевые балки; г - боковина; д - средние поперечные балки; е - шкворневая балка; з - кронштейн подвески двигателя щие опоры трения. Возвращение этих тележек из отклоненного положения при выходе из кривых участков пути происходит только за счет гребней направляющих колесных пар. Вертикальная нагрузка на колесные пары передается через одноступенчатое сбалансированное рессорное подвешивание, состоящее из листовых рессор 19 и винтовых пружин 24 с резиновыми амортизаторами 25, установленными последовательно. Нагрузка на упругие элементы передается в восьми точках рамы тележки: на четыре концевых и четыре рессорных комплекта. Концевой комплект состоит из пружины и кольцевого резинового амортизатора. Рессорный комплект включает вось-милистовую рессору и две винтовые пружины, установленные на двухпле-чем кронштейне, подвешенном с помощью валика на хомуте рессоры. Над каждой пружиной расположен резиновый амортизатор. Пружины с амортизаторами попарно работают последовательно с рессорой. Нагрузка от концевых пружин и рессор передается с помощью подвесок 14 на концы двух балансиров 8, которые в свою очередь нагружают колесную пару.
Тормозное оборудование тележки состоит из двух тормозных цилиндров диаметром 254 мм (10"), рычажной передачи и односекционных гребневых тормозных колодок. Нажатие колодок одностороннее.
Бесчелюстная тележка с индивидуальным рессорным подвешиванием. Тележки тепловозов 2ТЭ10М(В), а также 2ТЭ116 (рис. 179) в конструктивном исполнении многих узлов имеют значительные отличия от тележек тепловозов первого поколения. Характерными отличительными признаками этих тележек являются отсутствие челюстной связи букс с рамой тележки и применение индивидуального рессорного подвешивания. Поэтому эти тележки обычно называют бесчелюстными с индивидуальным рессорным подвешиванием. У этих тележек челюстная связь букс с рамой заменена по водковой. Поводки 7 имеют резиноме-таллические амортизаторы, через которые они соединены с буксой 4 и рамой тележки 5. Взаимные перемещения колесной пары и рамы тележки происходят за счет деформации резиновых элементов. Это позволяет исключить из конструкции тележки быстро изнашивающиеся наличники рамы и букс, которые в эксплуатации требовали значительных затрат на их обслуживание и замену.
Вместо сбалансированного рессорного подвешивания на новых тележках применено индивидуальное для каждой оси подвешивание, состоящее из одних винтовых пружин. Нагрузка на каждую колесную пару передается через четыре пружинных комплекта 6, установленных на опорных кронштейнах букс. Каждый комплект состоит из двух или трех пружин, вставленных друг в друга. Такая схема подвешивания максимально упростила конструкцию тележки и уменьшила эксплуатационные расходы на ее обслуживание и ремонт, так как в ней исключены все шарнирные соединения (в рессорном подвешивании челюстной тележки таких соединений 48). В винтовых пружинах отсутствует внутреннее трение. Поэтому для избежания резонансных явлений в тележках применены фрикционные гасители колебаний (демпферы) 3, устанавливаемые между буксами и рамой тележки. Сила трения между трущимися накладками подвижного штока и корпуса демпфера регулируется затяжкой пружины.
Достоинством бесчелюстных тележек является упругая связь с кузовом, обеспечиваемая подвижным шкворневым устройством 14 с горизонтальными пружинами и четырьмя резино-ро-ликовыми опорами, через которые кузов опирается на тележку. Упругое соединение позволяет перемещаться в поперечном направлении относительно тележки за счет сдвига резины опор и сжатия пружины шкворневого устройства. Упругое соединение тележек с кузовом улучшает горизонтальную динамику тепловоза. Центр шкворневого устройства не совпадает с геометрическим центром тележки (сдвинут к середине тепловоза на 0,185 мм). Расположение шкворня за средней осью тележки несколько снижает боковое усилие на рельс направляющей колесной пары.
Резино-роликовые опоры расположены в боковинах рамы несимметрично относительно шкворня. Центры передних опор находятся на расстоянии 1,632 м, а задних - 1,232 м. Опоры развернуты вдоль радиусов установки, и ролики перекатываются по наклонным поверхностям только при повороте тележки, а относ кузова происходит за счет наклона опор при работе резины на сдвиг. Тяговые электродвигатели имеют опорно-осевое подвешивание и в тележке располагаются носиками в одну сторону («гуськом»).
Вместо жестких зубчатых колес в тяговом приводе применены упругие самоустанавливающиеся зубчатые колеса с резинометаллическими элементами, позволяющие снизить уровень динамических нагрузок в приводе и улучшить распределение нагрузки по длине зубьев. Моторно-осевые подшипники имеют так называемую гиперболическую расточку вкладышей и усовершенствованный уширенный польс-тер для смазывания оси. В буксах вместо бронзовых осевых упоров скольжения применены небольшие по размерам и надежные упорные шарикоподшипники. Это позволило исключить жидкую смазку в буксах и лабиринтные уплотнения, сократить расходы на ремонт и эксплуатацию.
Тормозное оборудование тележки включает шесть тормозных цилиндров диаметром 10,2 см (4"), индивидуальную рычажную передачу с двусторонним нажатием колодок, чугунные тормозные колодки. Ручной тормоз действует на два колеса каждой тележки.
Тележки тепловоза ТЭП70. У первых семи тепловозов ТЭП70 тележки однотипны с тележками тепловоза ТЭП60. Отличие заключается в разных диаметрах бандажей колесных пар: у ТЭП60 диаметр бандажей 1,05 м, у ТЭП70 - 1,22 м. Тележка имеет оригинальную но сложную конструкцию, обусловленную опорно-рамным подве-
Рис. 180. Экипажная часть тепловоза ТЭП70 (№ 1-7) в разрезе-1 - рама: 2 - шарннрно-поводковая муфта: 3 -- кожух тягового редуктора: 4 - зубчатый венец; 5 - тяговый двигатель; 6 - моторный подшипник; 7 стальной конус. В решновый конус; 9 главные (маятниковые) опоры кузова; 10 - возвращающий аппарат; 11 - верхний стакан' 12 - скоба; 13 - шток; 14 - пружина боковой опоры кузова; 15, 1ь ~ направляющие стаканы: 1Т гне ідо амортизатора; 18 - амортизатор; 19 - рессора; 20 -- Крышка моторных подшицкиКов; 21. ф.здиец полого вала. 22 - палец: 23 - амортизаторы; 24 - подбуксовый балансир. 25 букса: 26 . тормозиой «мгнндр,' а поперечная балка; 6 - кронштейн боковой опоры, в стакан главной опоры, • • кромпиейн подвески двигателя. д -- зубчатый венеи привода частного насоса с цапфа: и - боковина рамы тРЯт-жки шиванием электродвигателей, продольным сбалансированием рессорного подвешивания и упругой опорой кузова на раму тележки. Характерным для этой тележки является широкое использование резиновых элементов. Масса кузова передается на раму тележки через две главные маятниковые опоры (рис. 180) 9 в середине шкворневых балок и четыре пружинные боковые опоры 14, установленные в кронштейнах б приваренных к боковинам рамы 1 тележки. На каждую главную опору приходится нагрузка около 95 500 Н. Прогиб одного резинового конуса 8 под этой нагрузкой составляет около 15 мм. Установка главных опор с малым статическим прогибом амортизаторов вдоль оси тележки позволяет сохранить параллельность между кузовом и тележками, что в свою очередь способствует более равномерному распределению нагрузки между колесными парами и тем самым улучшает коэффициент использования сцепного веса. Нагрузка на боковую опору в два раза меньше, чем на главную. Статический прогиб боковых пружин 14'пор. этой нагрузкой составляет 98 мм, т. е. более чем в три раза больше прогиба главных опор. Тем самым созданы условия для амортизации боковой качки кузова. Такие же виды колебаний, как галопирование и подпрыгивание, вследствие большей продольной жесткости проявляются в меньшей степени. Гашение боковых колебаний кузова относительно продольной оси происходит за счет сил трения в направляющих стаканах 15 и 16 боковых опор. Наибольшие амплитуды боковых колебаний ограничиваются вертикальными ограничителями отклонений кузова, установленными на раме тележки
Устойчивость кузова в поперечном направлении обеспечивается пружинными возвращающими аппаратами 10, установленными между проушинами главных опор и кузовом. В прямых участках пути стойки опор удерживаются в вертикальном положении пружинами возвращающих аппаратов, имеющими предварительное поджатие 15 000 Н. При движении в кривой пружины обоих возвращающих аппаратов, удерживающих опору, сжимаются под действием центробежной силы кузова, и опора занимает наклонное положение. При выходе из кривой (после снятия боковой силы) пружины возвращают кузов в первоначальное соос-ное с тележкой положение. Наибольшее отклонение кузова, которое допускают установленные с обеих сторон на раме тележки ограничители, равно 40 мм. Резиновые конусы 8 главных опор при поперечных перемещениях кузова относительно тележки играют роль своеобразных шарниров, в которых внешнее трение заменено внутренним трением в деформируемой резине. Кроме этого, резиновые конусы смягчают вертикальные и горизонтальные толчки и снижают передачу высокочастотных вибраций от тележек к кузову.
Нагрузка от тележки на колесные пары передается с помощью концевых и средних пружин и рессор, сбалансированных друг с другом и образующих первую (буксовую) ступень рессорного подвешивания со статическим прогибом 94 мм. Концевые пружины и рессоры воспринимают нагрузку через резиновые амортизаторы: кольцевые над пружинами и прямоугольные 18 над хомутом рессоры. Рессоры 19 через рессорные балансиры нагружают соседние пружины, установленные в гнездах двуплечих подбуксовых балансиров 24, которые в свою очередь подвешены с помощью валиков на корпусах букс 25 и передают на них нагрузку. Вторые концы балансиров крайних букс нагружены концевыми пружинами. В отличие от сбалансированного рессорного подвешивания челюстных тележек шарнирные соединения описываемой тележки значительно меньше вызывают хлопот в эксплуатации и ремонте. Здесь пары трения образованы стальными валиками (сталь 45) и самосмазывающимися металлокерами-ческими втулками, которые перед установкой пропитываются в масле. В
процессе эксплуатации такие втулки не требуют смазывания.
Тяговые электродвигатели 5 размещены так же, как в челюстной тележке: два редукторами в одну сторону, третий развернут в противоположную сторону. Двигатели укреплены на раме тележки и тем самым они являются подрессоренными. Тяговый момент от двигателя к колесным парам передается специальным механизмом, позволяющим одновременно компенсировать вертикальные перемещения двигателя относительно оси колесной пары, обусловленные колебаниями подрессоренных масс. Этот механизм включает полый вал с напрессованными по концам фланцами 21 муфт и две шар-нирно-поводковые муфты 2. Полый вал охватывает с зазором в 35 мм ось колесной пары и центрируется в моторных подшипниках 6 двигателя. Муфты состоят из четырех поводков, объединенных между собой промежуточным звеном-траверсой. В каждый поводок запрессовано по два резинометалли-ческих шарнира 23.
Тяговый момент при таком механизме передается от вала двигателя зубчатому венцу 4, вращающему полый вал с приводными фланцами 21. Фланцы через цапфы д передают момент на муфты, которые вращают колесную пару. Вертикальные перемещения полого вала (вместе с двигателем и рамой тележки) относительно оси колесной пары компенсируются за счет скручивания резиновых втулок шарниров.
Моторные подшипники 6, центрирующие полый вал в двигателе 5, выполняются стальными с заливкой баббитом Б83. Подшипники смазываются с помощью фитилей из грубой чистошерстяной пряжи, вставляемых в войлочную обойму, прижимаемую пружиной. Масляная камера интенсивно пополняется маслом шестеренным насосом, приводимым в движение зубчатым венчиком е, укрепленным на средней части полого вала.
Тяговое усилие от колесных пар к раме кузова и автосцепке передается буксами, связанными с рамой тележки буксовыми поводками с резиновыми элементами. Валики поводков закреплены в специальных клиновых пазах корпусов букс и кронштейнов рамы тележки. От рамы тележки тяговое усилие передается через специальные закаленные сухари на стойках главных опор кузову, а затем на автосцепку.
Буксовые поводки, связывающие буксы с рамой тележки, обеспечивают благодаря наличию резиновых элементов упругие пермещения колесных пар относительно рамы тележки в вертикальном (до ±30 мм) и в поперечном (до ±8 мм) направлениях. Возникающие при вертикальных колебаниях надрессорного строения дополнителв-ные сопротивления поводков при скручивании их резиновых втулок увеличивают динамическую жесткость рессорного подвешивания, но это сопротивление является своеобразным демпфером колебаний. Возможность поперечных упругих перемещений колесной пары создает условия для лучшего вписывания тепловоза в кривые и уменьшает горизонтальные динамические силы.
В продольном направлении жесткость резиновых втулок буксовых поводков достаточно высокая и перемещение колесной пары в этом направлении незначительно.
Для создания тормозных усилий на тележке установлены четыре тормозных цилиндра 26 диаметром 254 мм (10"), каждый из которых через систему рычажной передачи тормоза действует на три тормозные колодки, т. е. на две тормозные колодки одного колеса и на одну колодку смежного колеса. Рычажная передача тормоза позволяет устанавливать чугунные или композиционные колодки, для чего предусмотрена возможность перестановки валиков в вертикальных рычагах для изменения передаточного числа рычажной передачи. При ручном торможении обеспечивается прижатие колодок к передней колесной паре с двух сторон и к смежной с ней с одной стороны.
Начиная с восьмого номера на тепловозах ТЭП70 применяются тележки, представленные на рис. 181. Эти тележки имеют ряд конструктивных новшеств, определенных последними достижениями науки и техники. Вертикальная нагрузка от кузова воспринимается тележкой посредством восьми цилиндрических пружин 5, установленных на боковинах рамы 7 тележки (по четыре с каждой стороны). Эти группы пружин образуют вторую (кузовную) ступень рессорного подвешивания с большим статическим прогибом. Первая (буксовая) ступень подвешивания с прогибом пружин 57 мм в два раза меньше, чем во второй ступени. Пружины второй ступени подвешивания обеспечивают одновременно упругую связь при поперечных и угловых перемещениях тележки относительно кузова. Относительные перемещения тележки и кузова в поперечном направлении возможны благодаря упругому шкворневому устройству 13. Перемещение шкворня в этом направлении ограничено до 60 мм. Из них 30 мм относится к свободному ходу и 30 мм к упругому со сжатием пружины шкворневого устройства. Включение пружины шкворневого устройства три отклонении кузова свыше 30 мм обеспечивает необходимую нелинейность зависимости возвращающей силы от перемещения. Демпфирование вертикальных и горизонтальных относительных перемещений кузова и тележки осуществляется гидравлическими гасителями колебаний 6, 17. Для этой цели на тележке установлены с каждой стороны по два гасителя вертикально и одному горизонтально. В буксовой ступени гасители отсутствуют.
Тяговые электродвигатели 16 имеют «гуськовое» расположение в раме тележки и жестко в ней закреплены. Привод колесной пары односторонний. Вращающий момент От вала двигателя к колесной паре передается с помощью специального механизма, включающего зубчатую передачу, поводки с резинометаллическими шарнирами (по типу привода тепловоза ТЭП60) и трубу с двумя приводными фланцами по концам.
Передача тяговых и тормозных усилий от колесных пар к раме тележки осуществляется через бесчелюстные
Рис. 181. Устройство тележки тепловоза ТЭП70 последних выпусков:
1 - предохранительный трос; 2 - тормозной башмак; 3 - тормозной цилиндр: 4 - опоры пружины; 5 - пружина кузовной ступени подвешивании: 6, 17 - гасители; 7 - рама тележки; 8 - опорный кронштейн для двигателя: 9 вертикальный рычаг рычажной передачи тормоза; 10-поводковая букса; 11 - пружина рессорного подвешивания буксовой ступени; 12 - поводок буксы; 13 - шкворневое устройство; 14 - опора подшипника зубчатого колеса тягового привода;
15 - эластичная муфта привода; 16 - тяговый электродвигатель; 18 - тяговый редуктор буксы и поводки с резиновыми элементами. Суммированное рамой тележки тяговое усилие передается раме кузова через низкоопущенный (до уровня осей колесных пар) шкворень.
Тормозное оборудование тележки включает шесть тормозных цилиндров со встроенными регуляторами выхода штока, индивидуальные рычажные передачи, обеспечивающие двустороннее нажатие тормозных колодок, и гребневые колодки. При ручном торможении к бандажам прижимаются колодки только одной колесной пары.
⇐ | Взаимодействие экипажа с рельсовым путем | | Тепловозы: Механическое оборудование: Устройство и ремонт | | Рамы тележек | ⇒