Меню

Буксовые узлы с подшипниками кассетного типа это

БУКСЫ С КАССЕТНЫМИ ПОДШИПНИКАМИ

В высокоскоростных поездах TGV (Франция), ICE (Германия) и Talgo (Испания), эксплуатируемых со скоростями 200-350 км/ч, используются буксовые узлы с двухрядными коническими роликовыми подшипниками.
Конические двухрядные роликовые кассетные подшипники получили широкое распространение в ходовых частях высокоскоростного подвижного состава в силу следующих достоинств:

  • приспособленности к комбинированному нагружению высокого уровня, что гарантирует большие пробеги и эксплуатацию подвижного состава в пределах установленной периодичности его технического обслуживания;
  • соответствия геометрических характеристик подшипников условиям высокоскоростного движения;
  • компактного конструктивного исполнения;
  • кассетного конструктивного принципа, обеспечивающего значительные преимущества при организации экономически эффективного централизованного технического обслуживания.

В отечественных тележках нового поколения для скоростей движения до 200 км/ч устанавливают буксовые узлы, показанные на рисунке.

1,9 — крепительные крышки; 2 — задняя крышка; 3 — уплотнительное кольцо; 4 — кожух; 5 — корпус буксы; 6 — подшипник; 7 — передняя крышка; 8 — уплотнительное кольцо; 10 — резиновая прокладка; 11 — смотровая крышка: 12 — болт М20; 13 — стопорная шайба; 14 -болт М12 с шайбой; 15 — болт М20 с шайбой;

Подшипники конические двухрядные кассетного типа напрессовываются на шейки осей колесных пар типа РУ1Ш-950 в холодном состоянии.
Подшипники имеют встроенные уплотнения, заправлены смазкой и отрегулированы по зазорам на заводе-изготовителе, в процессе эксплуатации добавление смазки не производится. Все наружные поверхности подшипников имеют антикоррозионное покрытие — фосфатирование.
Торцевое крепление подшипников осуществляется при помощи вкладыша и четырех болтов М20. Корпуса букс закрываются крепительными и смотровыми крышками.
Маркировка подшипников состоит из условного обозначения предприятия — изготовителя, двух арабских цифр месяца выпуска, двух последних цифр года выпуска, порядкового номера подшипника. Маркировка располагается на поверхности центральной цилиндрической выточки наружных колец.

  • Подшипник типа TBU 130 устанавливается в специальный корпус буксы на тележки моделей 68-4075, 68-4076, 68-4095 и 68-4096. 1. Подшипник напрессовывается на шейку оси, затем устанавливается корпус буксы и болтами М20 к нему монтируется отъемная задняя крышка.
  • Подшипник типа TBU 130×250 устанавливается в серийный корпус буксы пассажирских вагонов на тележках моделей 68-4065, 68-4066, 68-875 и 68-876. Подшипник напрессовывается на шейку оси вместе с корпусом буксы и дополнительным уплотнением — «лабиринтом».

Внешними отличительными признаками буксового узла с кассетными подшипниками являются:

  • наличие на лабиринте выступающей у основания цилиндрической выточки шириной 4 мм;
  • буква «К» высотой 100-150 мм, нанесенная белой краской на смотровую крышку каждого буксового узла;
  • дополнительное клеймо «К» высотой 10 мм и шириной 5 мм на бирке, установленной под левым верхним болтом М20 крепительной крышки правого буксового узла.

Гарантийный срок эксплуатации подшипников кассетного типа в подшипниковых узлах пассажирских вагонов при соблюдении правил, транспортирования, хранения, монтажа, применения и эксплуатации равен не менее 8 лет с момента монтажа и истекает при первом демонтаже подшипника и после пробега до 1 млн. 200 тыс. км.
На ремонтных предприятиях ОАО «РЖД» при проведении обыкновенного и полного освидетельствования колесных пар разборка и ремонт подшипников не производятся. Разборка и ремонт подшипников производятся в специальных сервисных центрах предприятий-изготовителей подшипников.

Кассетный буксовый узел (без копрпуса буксы)

Специалистами компании Вгепсо (США) и МГТС России разработан двухрядный конический роликовый подшипник для работы на железных дорогах России в пассажирских вагонах со скоростью движения до 200 км/ч и в грузовых с увеличенными осевыми нагрузками (до 27 тс/ось).
Кассетный буксовый узел представляет собой готовую к установке конструкцию, отрегулированную на заводе-изготовителе, заправленную смазкой и снабженную внутренними уплотнениями. Он имеет меньшие размеры и массу (55 кг), чем типовой буксовый узел (105 кг), а также требует в 2 раза меньшее количество смазки на заправку узла. Для монтажа двух подшипников на колесную пару требуется 2 минуты.

Буксовый узел состоит из двухрядного подшипника, включающего два ряда внутренних колец, двух комплектов конических роликов, двух сепараторов и единого наружного кольца, выполняющего роль корпуса буксы . Положение подшипника на шейке оси фиксируется передней и задней крепительными крышками, а также тремя упорными кольцами передним, средним дистанционным и задним. Задняя крепительная крышка за счет натяга имеет тугую посадку на шейке оси, а передняя крепится к торцу оси тремя болтами, которые фиксируются от самопроизвольного отворачивания стопорной шайбой. Герметизация подшипника от проникновения пыли и влаги обеспечивается уплотнительными кожухами (передним и задним) с упругими сальниками.

Сущность кассетного буксового узла состоит в том, что он выполняется из нескольких частей: адаптера; полимерной износостойкой вставки на адаптер и кассетного подшипникового узла.Полимерная износостойкая вставка взаимодействует с опорной поверхностью боковой рамы тележки и предохраняет адаптер от чрезмерных износов.

1 — уплотнительный кожух с упругими сальниками; 2 — упорное кольцо; 3 — стопорная шайба; 4 — крепительные болты; 5 — передняя крепительная крышка; 6 — внутреннее кольцо; 7 — наружное кольцо; 8 — сепаратор; 9 — среднее дистанционное кольцо; 10 — комплект конических роликов; 11 — задняя крепительная крышка.

Адаптер выполняет роль верхней части обычного корпуса буксы, т. е. перераспределяет нагрузки от боковой рамы тележки на подшипники и имеет приливы для ограничения продольных, поперечных и угловых смещений колесной пары относительно рамы тележки.

Источник

3.8.3 Букса с подшипниками кассетного типа

Взамен цилиндрических роликовых подшипников в настоящее время в буксах грузовых и пассажирских вагонов внедряются кассетные подшипники. Такой буксовый узел имеет существенные преимущества перед обычным узлом. В их числе компактность конструкции, уменьшенная масса, возможность реализации скоростей движения более 200 км/ч, повышенная ремонтопригодность, увеличенная эксплуатационная надежность за счет резкого сокращения числа отказов по торцевому креплению, износам и разрушению сепараторов, повышенная гарантийная ответственность изготовителя (до 8—10 лет), сокращение не менее чем в 2 раза площади колесно-роликовых производственных участков и штата обслуживающего персонала.
Отечественный буксовый узел кассетного типа для грузовых и пассажирских вагонов в габаритах 130 х 230 х 150 мм (130 — диаметр шейки оси, 230 — наружный диаметр, 150 — длина) показан на рис. 3.64.

При подкатке в грузовую тележку модели 18-100 колесной пары с напрессованными в холодном состоянии на ее шейки буксовыми узлами кассетного типа необходима специальная деталь — полубукса. Она предназначена воспринимать от боковой рамы тележки радиальные и осевые нагрузки, передавать их на кассетный буксовый узел, а также ограничивать перемещение колесной пары поперек и вдоль вагона.

В качестве материала полубуксы использован алюминиевый сплав АМгб ГОСТ 4784-65, поскольку к этому времени был выполнен большой комплекс проектно-конструкторских и технологических работ по созданию алюминиевых корпусов букс грузовых вагонов, изготовлены опытно-промышленные их партии, проведены стендовые и длительные эксплуатационные испытания.

Наружная поверхность полубуксы в верхней ее части выполнена так же, как и в алюминиевых корпусах букс из прессованных труб ТФ-2, ТФ-5 и из штампованной заготовки. Потолок между опорными выступами в поперечном сечении имеет переменную толщину, уменьшающуюся от центральной вертикальной плоскости к опорным выступам.

Это обеспечивает оптимальную податливость верхней части и способствует более равномерному распределению нагрузки между роликами двухрядного конического подшипника, увеличивая его долговечность. Фактическая масса такой полубуксы составляет 12,7 кг. Одновременно был разработан адаптер (полубукса) из стальной литой заготовки (рис. 3.65), масса которого равна 32 кг.

Колесные пары вагонов нового поколения. Колеса устанавливаются на подступичные части оси методом прессовой посадки, обеспечивающей надежную работу на весь срок службы. Зоны переходов от ступицы к диску и от диска к ободу выполняются без «перегибов» для максимального снижения концентраторов напряжений. Диск упрочняется наклепом дробью, толщина обода обеспечивает возможность многократного восстановления профиля поверхности катания.

Материал колес обеспечивает повышенную твердость после термообработки до 350— 380 НВ, позволяющую поднять в 1,5-2 раза износостойкость гребня колеса и в 1,5-2 раза снизить выщербинообразование.

При обточке колесной пары при всех видах ремонта не требуется демонтажа элементов торцевого крепления и буксового узла в целом, центр колесотокарного станка проходит через специальное отверстие в передней крышке узла в торец оси.

Источник

Буксовые узлы вагонов

Анализ конструкций буксовых узлов вагонных колесных пар с различными типами подшипников. Оценка надежности и безопасности движения вагона. Буксовые узлы с подшипниками качения. Отцепки вагонов и задержка поездов по грению букс на роликовых подшипниках.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I»

Кафедра «Технология металлов»

Читайте также:  Nde подшипник что это

Курсовой проект по дисциплине «Материаловедение и ТКМ»

«Анализ конструкций буксовых узлов вагонных колесных пар с различными типами подшипников»

  • Введение
    • 1. Классификация и особенности устройства вагонных букс
  • 2. Буксовые узлы по типу подшипников
    • 2.1 Буксовые узлы с подшипниками качения
    • 2.2 Анализ подшипников качения
    • 2.3 Буксовые узлы с подшипниками кассетного типа
    • 2.4 Анализ подшипников кассетного типа
  • 3. Буксовые узлы по способу посадки
    • 3.1 букса с горячей посадкой
      • 3.2 букса с втулочной посадкой
    • 4. Анализ конструкций буксовых узлов с различными типами подшипников
    • Тезис
    • Заключение
    • Список литературы

Введение

Колесные пары с буксовыми узлами являются наиболее ответственными элементами ходовых частей вагона. В практике вагоностроения применяют колесные пары с буксовыми узлами на подшипниках качения и на подшипниках скольжения. Впредь все вагоны, как пассажирские, так и грузовые, будут выпускаться только на подшипниках качения, поэтому мы далее рассматриваем колесные пары только на подшипниках качения.

Безопасность движения поездов во многом зависит от качества осмотра колесных пар, а их состояние оказывает влияние на плавность хода, поэтому в эксплуатации за их состоянием установлено тщательное наблюдение.

Работая в таких сложных условиях нагружения и изменяющихся температурных и погодных условий окружающей среды, буксы должны обеспечивать минимальное сопротивление вращению колесных пар, высокую надежность и безопасность движения вагона. Поэтому к их конструкции, техническому обслуживанию и ремонту предъявляют высокие требования, в особенности при повышении скорости движения поездов и росте нагрузок от колёсных пар вагонов.

1. Классификация и особенности устройства вагонных букс

Буксы являются важнейшими элементами ходовых частей вагона, от надежности которых во многом зависит безопасность движения поездов. Буксы располагаются на шейках оси и преобразуют вращательное движение колесных пар, обеспечивая продвижение вагона с необходимыми скоростями. Буксы воспринимают и передают колесным парам силы тяжести груженого кузова, а также динамические нагрузки, возникающие при движении вагона. Буксы предохраняют шейки оси от загрязнения и повреждения, являясь резервуаром для смазки и местом размещения подшипников, они ограничивают продольные и поперечные перемещения колесных пар относительно рамы тележки.

Работая в таких сложных условиях нагружения и изменяющихся температурных и погодных условий окружающей среды, буксы должны обеспечивать минимальное сопротивление вращению колесных пар, высокую надежность и безопасность движения вагона. Поэтому к их конструкции, техническому обслуживанию и ремонту предъявляют высокие требования, в особенности при повышении скорости движения поездов и росте нагрузок от колесных пар вагонов.

В практике вагоностроения получило распространение большое количество типов и конструкций букс, которые можно объединить в отдельные группы. В зависимости от типа вагона их подразделяют на буксы грузовых и пассажирских вагонов, предназначенных для обычных, скоростных и высокоскоростных поездов. По типу подшипников их подразделяют на буксы с подшипниками качения и с подшипниками скольжения. По способу посадки внутреннего кольца роликового подшипника на шейку оси применяют буксы на горячей и на втулочной посадке. По типу торцевого крепления внутреннего кольца подшипника на шейке оси — с креплением гайкой или шайбой, а некоторые из них оснащаются упругими элементами. По количеству роликовых подшипников на шейке применяют буксы с одним или двумя роликовыми, а для скоростных и высокоскоростных вагонов—с дополнительным упорным шариковым подшипниками. Существуют буксы с корпусом и бескорпусные, кассетного типа с коническими подшипниками, а также буксы с упругими элементами, смягчающими удары и поглощающими шумовые колебания.

2. Буксовые узлы по типу подшипников


2.1 Буксовые узлы с подшипниками качения

Буксовые узлы с подшипниками качения делятся на узлы с цилиндрическими и сферическими роликовыми подшипниками. На железных дорогах СНГ применяются буксовые узлы только с цилиндрическими и сферическими роликовыми подшипниками.

С 1964 г. новые вагоны на сферических подшипниках не выпускаются, и к настоящему времени их удельный вес не превышает 5% от буксовых узлов с подшипниками качения и по мере выхода из строя они заменяются цилиндрическими подшипниками. Основной буксовый узел современного вагона — это буксовый узел с цилиндрическими роликовыми подшипниками на горячей посадке, которыми оснащаются все типы пассажирских и грузовых вагонов. Весь пассажирский и около 80% грузового вагонного парка переведены на буксовые узлы с роликовыми подшипниками. С 1982 г. все новые вагоны выпускаются только на роликовых подшипниках. Объясняется это тем, что вагоны на роликовых подшипниках более надежны в эксплуатации, чем на подшипниках скольжения. Отцепки вагонов и задержки поездов по грению букс на роликовых подшипниках в несколько раз меньше, чем на подшипниках скольжения.

Удельное сопротивление поездов при трогании с места снижается в 7—10 раз, а расход топлива или электроэнергии локомотивами — на 10%. Кроме этого, при роликовых подшипниках возможно увеличение скоростей движения поездов и длины безостановочных участков, что приводит к повышению пропускной способностижелезных дорог и сокращению объема работы по обслуживанию поездов.

В буксовых узлах с подшипниками качения меньше расходуется цветных металлов и смазочных материалов, чем с подшипниками скольжения. Таким образом, буксовые узлы на подшипниках качения обладают лучшими техническими качествами, чем буксовые узлы на подшипниках скольжения. Основными требованиями, предъявляемыми к буксовым узлам, являются: безотказность и долговечность работы в существующих условиях эксплуатации в течение установленных сроков службы, небольшая собственная масса; взаимозаменяемость и унификация деталей; простота выполнения монтажа и демонтажа узлов при ремонте и хорошая герметизация буксового узла.Буксовый узел(рис.4) с роликовыми подшипниками современного грузового вагона имеет корпус 1, в котором размещены два подшипника — передний 2 и задний 3 с цилиндрическими роликами. Корпус закрыт со стороны колеса лабиринтными уплотнениями 4 и 5, а впереди крепительной 8 и смотровой 10 крышками с болтами 6 и шайбами 9.

Подшипники закреплены с торца корончатой гайкой, болтами 12 и стопорной планкой 13.

Между корпусом и крепительной крышкой установлено уплотнительное кольцо 7.

Рисунок 1 Буксовый узел грузового вагона

Типовой буксовый узел пассажирского вагона(рис.5) с креплением подшипников шайбой имеет корпус буксы передний 2 и задний 3 подшипники на горячей посадке, лабиринтное 4 и уплотнительное 5 кольца, крепительную 6 и смотровую 7 крышки, болты 8, торцовую шайбу 9, стопорную шайбу 10 и болты закрепляющие шайбу.

Корпус буксы предназначен для передачи нагрузки от массы вагона на шейку оси, ограничения перемещений колесной пары вдоль и поперек относительно рамы тележки и размещения подшипников. В корпус буксы закладывают смазку. Конструкция корпуса буксы определяется схемой опирания рамы тележки на буксовый узел и конструкцией лабиринтной части его.

Корпус может быть изготовлен с опорными кронштейнами и сплошной лабиринтной частью либо с пазами для челюстей и с впрессованной лабиринтной частью.

Корпус буксы грузового вагона с цельной лабиринтной частью 2 представляет собой отливку из стали марок 20ФЛ, 20ГЛ.

Рисунок 2 Буксовый узел пассажирского вагона

2.2 Анализ подшипников качения

Основные преимущества роликовых подшипников :

· снижение удельного сопротивления движению и, как следствие, снижение расхода топлива или электроэнергии локомотивами (на 4-11% в зависимости от типа подшипников) или возможность увеличения скорости движения или массы поезда, что обеспечивает повышение пропускной и провозной способности дорог, снижение расходов на ремонт локомотивов;

· снижение сопротивления движению при трогании с места в 7-10 раз; при этом величина сопротивления не зависит от времени стоянки и температуры наружного воздуха;

· практически полное отсутствие случаев нагрева букс при повышении скоростей движения, удлинении безостановочных пробегов и ускорении оборота вагона;

· резкое сокращение объема работ по обслуживанию букс в эксплуатации, что позволяет значительно сократить штат слесарей и осмотрщиков на пунктах технического обслуживания (ПТО), ликвидировать штат станционных смазчиков, уменьшить количество ПТО на сети дорог;

· значительное или даже полное сокращение расхода цветных металлов (при изготовлении сепараторов роликовых подшипников из стали, специального чугуна или полимерных материалов);

· большая экономия смазочных материалов, а также полное исключение расхода подбивочных материалов и необходимости сезонной смены смазки.

Недостатками подшипников качения являются:

· ограниченная возможность применения при очень больших нагрузках и высоких скоростях;

· непригодность для работы при значительных ударных и вибрационных нагрузках из-за высоких контактных напряжений и плохой способности демпфировать колебания;

· значительные габаритные размеры в радиальном направлении и масса;

· шум во время работы, обусловленный погрешностями форм;

· сложность установки и монтажа подшипниковых узлов;

· повышенная чувствительность к неточности установки;

· высокая стоимость при мелкосерийном производстве уникальных по размерам подшипников.

Монтаж букс с роликовыми подшипниками.

· Буксы с роликовыми подшипниками должны монтироваться в чистом и светлом помещении. Детали букс, подлежащие монтажу, промывают в специальных ваннах горячим щелочным раствором, а подшипники — мыльной эмульсией. Колесные пары, поданные в монтажное отделение, должны быть также чистыми. Особенно тщательно очищают части колес, обращенные к осевым шейкам.

· Перед монтажом буксовых узлов тщательно проверяют основные размеры подшипников, осевых шеек и деталей монтируемых букс. Неточность допущенная при изготовлении одной какой-либо детали, вызывает нарушение исправной работы не только этой детали, но и буксы в целом. Большое значение имеют предварительная проверка состояния собираемых деталей и качественная сборка их в буксовый узел.

· Количество операций по монтажу букс с роликовыми подшипниками и их последовательность зависят от способа посадки подшипников, на ось. Рассмотрим некоторые особенности монтажа букс с роликовыми подшипниками при различных способах посадки.

2.3 Буксовые узлы с подшипниками кассетного типа

В высокоскоростных поездах, эксплуатируемых со скоростями 200-350 км/ч, используются буксовые узлы с двухрядным и коническими роликовыми подшипниками. Конические двухрядные роликовые кассетные подшипники получили широкое распространение в ходовых частях высокоскоростного подвижного состава в силу следующих достоинств:

* приспособленности к комбинированному нагружению высокого уровня, что гарантирует большие пробеги и эксплуатацию подвижного состава в пределах установленной периодичности его технического обслуживания;

* соответствия геометрических характеристик подшипников условиям высокоскоростного движения;

* компактного конструктивного исполнения;

* кассетного конструктивного принципа, обеспечивающего значительные преимущества при организации;

* экономически эффективного централизованного технического обслуживания.

Лабиринтное уплотнение буксы обеспечивается кожухами совместно с кольцами, которые устанавливаются в кольцевые канавки внутренних передней и задней крышек.

Кассетный буксовый узел представляет собой готовую к установке конструкцию, отрегулированную на заводе-изготовителе, заправленную смазкой и снабженную внутренними уплотнениями. Он имеет меньшие размеры и массу (55кг), чем типовой буксовый узел (105 кг), а также требует в 2 раза меньшее количество смазки на заправку узла. Буксовый узел состоит из двухрядного подшипника, включающего два ряда внутренних колец 6, двух комплектов конических

роликов 10. двух сепараторов 8 и единого наружного кольца 7. выполняющего роль корпуса буксы.

Рисунок 3 кассетный буксовый узел

вагон поезд подшипник буксовый

Положение подшипника на шейке оси фиксируется передней 5 и задней 11 крепительными крышками, а также тремя упорными кольцами (передним 2, средним дистанционным 9 и задним). Задняя 11 крепительная крышка затягивается болтами 4, которые фиксируются от самопроизвольного отворачивания стопорной шайбой 3. Герметизация подшипника от проникновения пыли и влаги обеспечивается уплотнительными кожухами 1 (передним и задним) с упругими сальниками.

В процессе эксплуатации буксового узла с подшипниками кассетного типа были обнаружены некоторые конструктивные недостатки. Так, смазка потеряла свои рабочие свойства из-за проникновения воды в подшипник через уплотнения при наличии гарантированного зазора плавания при установке в серийный корпус буксы и возможности скапливания воды в замкнутом объеме камеры. Результатом этого стало заклинивание подшипника.

2.4 Анализ подшипников кассетного типа

К преимуществам конических подшипников кассетного типа относят:

· высокий уровень надежности;

· качество стали позволяет достигать нагрева изделия не выше 90° С , что исключает риск перегрева всего узла;

· эксплуатация в условиях высоких вибраций;

· увеличивают скорость движения колес техники в 2 раза по сравнению с традиционным стандартными решениями (возможное развитие скорости — до 385 км/ч);

· долговечность (в соотношении с цилиндрическим подшипником показатель выше в 3 раза);

· гарантированный производителем пробег составляет 1 миллион километров.

· подшипники производятся в сборе с двумя комплектами тел качения в виде закрытого, отрегулированного и смазанного узла, готового к монтажу;

· цементируемые или азотируемые стали, подверженные вакуумной обработке, позволяют увеличить срок эксплуатации вдвое в условиях высоких скоростей и придают хорошую сопротивляемость к повреждениям;

· высокая точность обработки поверхностей контакта предотвращает повышенную температуру.

3. Буксовые узлы по способу посадки


3.1 букса с горячей посадкой

Типовая букса с горячей (глухой подшипниковой) посадкой внутреннего кольца цилиндрических роликовых подшипников на шейку оси применяется в современных грузовых и пассажирских вагонах. При горячей посадке внутреннее кольцо подшипника, имея определенный натяг, нагревается и свободно одевается на шейку оси, а после остывания прочно охватывает шейку. В буксах современных вагонов применяют радиальные роликовые подшипники с короткими цилиндрическими роликами двух типов: однорядные с цилиндрическими роликами и однобортовым внутренним кольцом; однорядные с без бортовым внутренним кольцом и плоским приставным упорным кольцом. В буксах вагонов прежних лет постройки использовали двухрядные сферические роликовые подшипники на втулочной осадке. Подшипники состоят из наружного и внутреннего колец, роликов и сепараторов. Кольца и ролики изготавливаются из сталей марок ШХ4, ШХ15 и ШХ15СГ.Сталь марки ШХ4 регламентируемой прокаливаемости обладает более высокой твердостью поверхностного слоя и достаточной вязкостью внутренних волокон, что обеспечивает более высокую устойчивость хрупкому разрушению по сравнению со сталями марок ШХ15 и ШХ15СГ. Цилиндрические подшипники просты в изготовлении, стоимость их ниже других типов, но по сравнению со сферическими они требуют большей точности сборки и тщательной подборки по радиальным зазорам. Радиальная нагрузка, приходящаяся на цилиндрический ролик, распределяется равномерно по всей его рабочей длине, а у сферических подшипников неравномерно, что вызывает повышенные контактные напряжения в месте соприкосновения роликов и дорожек качения колец. В результате сравнения статистических данных эксплуатации долговечность сферических, при равных габаритах и одинаковой радиальной нагрузке Ролики цилиндрического подшипника имеют фаски на торцах. Для подшипников на горячей посадке ролики с 1973 г. изготавливаются с рациональным контактом с поверхностью дорожек качения колец — так называемой «бомбиной». Конические роликовые подшипники на железных дорогах находят применение в кассетных буксах.

Рисунок 4 а- букса грузового вагона с двумя цилиндрическими подшипниками на горячей посадке с торцевыми креплением гайкой; б-букса пассажирского вагона с двумя цилиндрическими подшипниками на горячей посадке с торцевыми креплением тарельчатой шайбой;1-копус буксы;2-передний подшипник;3-задний подшипник;4-лабиринтная часть корпуса;5-лабириетное кольцо;6-болт М12;7-уплотнительное кольцо;8-крепительная крышка; 11-коринчатая гайка М110;12-болт М12;13-стопорная планка;14-торцевая шайба;15-стопорная шайба;16-болт М12 для крепления смотровой шайбы.

3.2 букса с втулочной посадкой

В буксах грузовых и пассажирских вагонов применяют подшипники на глухой посадке, а небольшое количество подшипников в буксах грузовых вагонов прежних лет — на втулочной. Преимуществами букс на глухой подшипниковой посадке являются:

§ снижение массы буксы вследствие отсутствия втулки и уменьшения габаритных размеров подшипника;

§ сокращение почти в 5 раз затрат труда на монтаж и демонтаж подшипников, а в связи с этим в два с половиной раза снижение эксплуатационных затрат на ремонт букс.

Однако при таком способе посадки нередко наблюдается потеря натяга и для успешного его применения требуется соблюдение некоторых условий:

§ обеспечения стабильности размеров внутренних колец;

§ применения повышенных натягов;

§ обеспечения длительной эксплуатации букс без снятия внутренних колец с шеек оси;

§ применения нагревателей, обеспечивающих снятие внутренних колец с шеек оси без перегрева и повреждения шеек.

Втулочная посадка позволяет расширить поле допусков на размеры шейки оси и отверстия внутреннего кольца, что упрощает технологию монтажа буксы; она не требует индивидуального подбора подшипников к шейке оси по натягу. Между тем, втулочная посадка обладает существенными недостатками: втулка, являясь дополнительной деталью, повышает стоимость подшипника, так как изготовить внутреннее кольцо с конусным отверстием более сложно, особенно если учесть требование строгого совпадения конусности кольца и закрепительной втулки. На железных дорогах России получили наибольшее распространение буксы на горячей посадке подшипников вследствие их преимуществ.

4. Анализ конструкций буксовых узлов с различными типами подшипников

Букса с двумя цилиндрическими подшипниками диаметром 250 мм.

-цельнометаллических пассажирских вагонов

Букса с одним сферическим и одним цилиндрическим подшипниками диаметром 280 мм. На втулочной посадке -цельнометаллических пассажирских вагонов- грузовых вагонов

Букса с одним сферическим и одним целиндрическим подшипниками диаметром 300 мм. На втулочной посадке-цельнометалических пассажирских вагонов.- грузовых вагонов

В эксплуатации находяться и вагоны поездов с Машиным охлаждением на подшипниках с такими же габаритными размерами с установкой в буксы двух сферических подшипников ТОЯ 140х300 или 22328К, у которых ролики имеют форму симметричной бочки.

При принятии типа буксы для массового оборудования вагонов наряду с долговечностью должны быть также обеспечены технологичность конструкции , т. е. простота и легкость монтажа, демонтажа, промывки и осмотра деталей буксового узла, а также экономичность. Наиболее экономичны цилиндрические подшипники на горячей посадке более просты и удобны в технологическом отношении для массового производства, и стоимоть их ниже сферических. Кроме того по сравнению со сферическими они имеют большую долговечность и при испытаниях их на стендах показывают меньший момент трения на 20- 25 %.1.1 Устройство роликовых подшипников и их типы.В вагонных буксах применяются реальные подшипники:а) с короткими цилиндрическими роликами однорядные с однобортовым внутренним кольцом на глухой подшипниковой так называемой горячей посадке; б) с короткими цилиндрическими роликами однорядные с безбортовым внутренним кольцом и плоским упорным кольцо на глухой подшипниковой так называемой горячей посадке; в) с короткими цилиндрическими роликами однорядные на закрепительных втулках .

Каждый подшипник состоит из внутреннего 3 и наружного колец между последним находится ролики 2, удерживаемые в сепараторе 4 на одинаковом расстоянии друг от друга.Сепаратор может опираться на борта внутреннего или наружного кольца или на ролики. Поворачиваясь вместе с осью, внутренние кольцо увлекает за собой ролики, каждый из которых вращается вокруг своей оси и перекатывается между наружным и внутренним кольцом по дорожкам качения. Свободное перемещения роликов обеспечивается радиальным и осевым зазорами, а так же осевым рубежом))(( Радиальный зазор измеряется в свободном от нагрузки подшипника и является суммой зазоров между дорожками качения колец и роликов, а осевой — между бортами наружных колец и роликов.))У роликовых подшипников в зависимости от конструкции буксы нагрузку воспринимают 5-6 роликов , находящихся сверху примерно на 1/3 длины окружности наружного кольца подшипника.Цилиндрические подшипники радиальными роликовыми подшипниками с короткими цилиндрическими роликами ( цилиндрические подшипники) называются такие, у которых отношения длины ролика к его диаметру равно или меньше двух.

Цилиндрический подшипник представляет собой разъемную конструкцию, у которой одно из колец ( внутреннее или наружное ), сепаратор и ролики соединены в один неразъемный блок. Такие подшипники , имеющие один ряд роликов, бывают открытые, закрытые и полузакрытые. Подшипники двух последних видов, кроме радиальной нагрузки, могут воспринимать и осевую.

Подшипники открытого вида на одном из колец бортов не имеют, вследствие чего у них не ограничивается взаимное перемещение наружного и внутреннего колец , а также шейки оси и корпуса буксы. Подшипники закрытого вида имеют борта на внутреннем и наружном кольцах (один борт приставной) , чем ограничивается их взаимное перемещение и соответственно перемещение шейки оси и корпуса буксы в пределах осевого разбега. Подшипник полузакрытого вида, имея только один борт на одном из колец или плоское упорное кольцо, воспринимая осевые нагрузки, действующие только в одном направлении .

Применение беззаклепачных сепараторов в цилиндрических подшипниках повышает работоспасобность в условиях высоких динамических нагрузок и улучшает условия смазывания рабочих поверхностей роликов и колец.

Сферические подшипники. Радиальные роликовые сферические двухрядные подшипники ( сферические подшипники) представляют собой конструкцию, в которой внутреннее и наружнее кольца , а также ролики соединены между собой при помощи сепаратора в один блок. Такие подшипники, обладая большой грузоподъемностью, предназначены для восприятия радиальных и значительных осевых нагрузок. При действии осевой нагрузки ограничиваются взаимное перемещения колец , а также шейки оси и менее чувствительны к ударным нагрузкам. Сферические подшипники имеют 2 ряда роликов , размещенных в отдельных сепараторах. Каждый ряд работает самостоятельно . Поверхность качения роликов сферическая, очерченная одним радиусом. Поверхность качения бывает в виде несимметричной (конусной) и симметричной бочек. Ролики с формой несимметричной бочки сужены в сторону от среднего борта внутреннего кольца ( внешняя сторона подшипника).

Диаметр торца , обращенный к среднему борту ( базовый торец) , больше диаметра торца противоположной стороны ролика.При выполнении этого условия уменьшается проскальзывание роликов во время работы. Наибольший диаметр ролика смещен от середины в сторону базового торца и расположен от него на расстоянии . Контакт сферического ролика с дорожной качения наружного кольца происходит по условному диаметру контакта , который расположен от базового торца ролика на расстоянии , где — длина ролика .Ролики с формой симметричной бочки имеют одинаковые диаметры по торцам .У таких роликов наибольший диаметр расположен в среднем сечении. На внутреннем кольце имеются две дорожки качения, между которыми расположен средний направляющий борт, выполненный за одно целое с кольцом. Вследствие того радиус кривизны поверхности дорожек качения наружного кольца у подшипников с формой роликов несимметричной бочки превышает радиус продольной кривизны ролика и благодаря сферической форме поверхности роликов обеспечиваются самоустанавливаемость подшипника и нормальные условия. Металл роликовых подшипников должен обладать высоким пределом упругости и сопротивлением усталости, т.к. подшипники работают в условиях многократного переменного напряжения сжатия. Подшипниковая сталь должна иметь однородную структуру, обладать хорошей обрабатываемостью резанием и не быть хрупкой. Для роликовых подшипников сталь изготовляется в электропечах или мартеновских. Отожженная горячокатанная и холоднотянутая сталь в состоянии поставки должна иметь твердость в пределах 170-207 единиц по Бринеллю (диаметр отпечатка 4,2-4,6мм)Сепараторы сферических подшипников изготовляются на отечественных заводах из латуни марок ЛС59-1, Л62 Пт (ГОСТ931-70) и модифицированного чугуна, а цилиндрических — из латуни марок ЛС59-1, из стали марок 08, 10, 30 (ГОСТ 1050-60), модифицированного чугуна или специального литья.Имеются в эксплуатации беззаклепочные сепараторы из стали марок 08 и 10 ( ГОСТ1050-60), ковкого чугуна , из сплава алюминия и металлопластмасс.

Тезис

В мировой практике вагоностроения применялись буксовые узлы на подшипниках качения . Буксовые узлы отечественных вагонов, а также современных конструкций зарубежных вагонов, оборудованы исключительно подшипниками качения (роликовыми подшипниками). Это обусловлено тем, что роликовые подшипники обеспечивают реализацию высоких скоростей движения и осевых нагрузок, а также более надежны и экономичны в эксплуатации.

Таким образом, железнодорожные подшипники кассетного типа являются на сегодняшний день наиболее передовым техническим решением. Об этом свидетельствует тот факт, что подобные образцы установлены в высокоскоростном экспрессе TGV, который примечателен тем, что может развивать скорость до 574,7 км/час.

Гарантирует надежность и долговечность, отвечающую существующим и перспективным требованиям эксплуатации. Применение подшипников кассетного типа позволит автоматизировать процесс монтажа и демонтажа буксовых узлов, сократить время на их осмотр в процессе эксплуатации на пто. При этом, как следствие, повысятся безопасность движения, пропускная и провозная способности дорог, снизятся металлоемкость и расход смазки, заправляемой в подшипники.

Работая в таких сложных условиях нагружения и изменяющихся температурных и погодных условий окружающей среды, буксы должны обеспечивать минимальное сопротивление вращению колесных пар, высокую надежность и безопасность движения вагона. Поэтому к их конструкции, техническому обслуживанию и ремонту предъявляют высокие требования, в особенности при повышении скорости движения поездов и росте нагрузок от колёсных пар вагонов.

Заключение

Буксы служат для передачи нагрузок от вагонов на оси колесных пар. Они также воспринимают тяговые и тормозные усилия и передают их на раму тележки. Буксы состоят из стального Литого корпуса, подшипников , лабиринтовых колец и деталей, связывающих буксу с рамой

Работая в таких сложных условиях нагружения и изменяющихся температурных и погодных условий окружающей среды, буксы должны обеспечивать минимальное сопротивление вращению колесных пар, высокую надежность и безопасность движения вагона. Поэтому к их конструкции, техническому обслуживанию и ремонту предъявляют высокие требования, в особенности при повышении скорости движения поездов и росте нагрузок от колёсных пар вагонов.

1) Быков Б.В.Конструкция тележек грузовых и пассажирских вагонов: Иллюстрированное учебное пособие. М.: Маршрут, 2004. — 36 с.

2) Вагоны: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / Л. А. Шадур, И. И. Челноков, Л. Н. Никольский, Е, 1980. — 439 с.

3) Быков Б.В. Конструкция и ремонт автосцепного устройства подвижного состава железных дорог России /Цветной альбом/ — М.: 2005

4) Общий курс железных дорог / Ю. И. Ефименко, М. М. Уздин, В. И. Ковалёв — М.: Издательский центр «Академия», 2005.

5) Кузьмич Л.Д. Вагоны/Москва Машиностроение 1976 г.

Подобные документы

Определение грузоподъёмности и тары цистерны, размеров строительного очертания и допускаемых вертикальных размеров вагона. Подшипники букс вагонов. Внутренняя поверхность цистерн. Величина статического прогиба. Буксовые узлы отечественных вагонов.

контрольная работа [1,3 M], добавлен 07.02.2014

Назначение буксового узла, его роль в обеспечении безопасности движения поездов. Расчет экономического эффекта от внедрения пресса холодной распрессовки внутренних и лабиринтных колец подшипников при ремонтах колесных пар и вагонных букс грузовых вагонов.

курсовая работа [1,0 M], добавлен 23.02.2015

Характеристика участка по ремонту буксовых узлов пассажирских вагонов. Технология ремонта буксового узла. Основные неисправности буксовых узлов, возникающие в процессе эксплуатации, причины их возникновения и калькуляция себестоимости их ремонта.

курсовая работа [171,5 K], добавлен 23.12.2012

Определение технико-экономических параметров цистерны. Разработка конструкции четырехосной цистерны для перевозки соляной кислоты. Металл, термическая обработка роликовых подшипников. Устройство подшипников букс вагонов. Вписывание цистерны в габарит.

курсовая работа [608,5 K], добавлен 09.12.2012

Назначение вагона-хоппера, его параметры, конструкция и рамы. Устройство колесных пар, буксовых узлов, тележек грузовых вагонов. Типы автоматических сцепок, схемы их перемещения. Детали механизма автосцепки Автотормоз железнодорожного подвижного состава.

контрольная работа [3,2 M], добавлен 11.01.2016

Источник

Adblock
detector