Колесная пара тепловоза. Тяговый редуктор. Буксовый узел

Назначение и устройство экипажа, колесной пары, тягового редуктора, буксового узла, рессорного подвешивания, подвески тягового электродвигателя тепловоза

Экипаж. Назначение: Экипаж служит для установки си­лового и вспомогательного оборудова­ния, а также для передвижения тепло­воза по рельсовому пути.

Устройство: К экипажу относятся главная рама с кузовом капотного типа, две трехосные тележки, автосцепные устройства и песочная система. Создаваемые колесными па­рами тяговые и тормозные усилия че­рез детали экипажа (буксы, рамы те­лежек, шкворни главной рамы и авто­сцепные устройства) передаютсяна сцепленные с локомотивом вагоны. Кроме того, на тепловозах применены бесчелюстные тележки и индивиду­альное рессорное подвешивание. В уз­лах экипажной части широко используются резинометаллические соеди­нения. Они смягчают работу узлов экипажа при передаче вертикальных (веса тепловоза) и горизонтальных (тяговых и тормозных) усилий.

Тележка. На тепловозе ТЭМ18ДМ в соответствии с рисунком применена бесчелю­стная трехосная тележка, имеющая сварную раму, индивидуальное рессорное подвешивание, индивидуальную рычажную передачу тормоза с двусторонним на­жатием на каждое колесо, колесно-моторные блоки в соответствии с рисунком с односторонним («гуськовым») расположением, опорно-осевой подвеской тяго­вых двигателей и поводковыми буксовыми узлами с осевыми упорами качения и опоры рамы. На буксах 3-й и 4-й колесных парах тележек в соответствии с рисун­ком установлено по одному датчику ДПС-У-01 (см. рис. 46), входящих в состав КЛУБ-У.

Обслуживание и ремонт тележек производить по инструкции ТИ-232 «Тех­ническая инструкция на техническое обслуживание и текущие ремонты бесчелюсных тележек тепловозов 2ТЭ116 и 2ТЭ10В».

Рама тележки, в соответствии с рисунком , представляет собой сварную конструкцию, состоящую из двух боковин, трех междурамных креплений, концевой балки и шкворневой балки. Литая шкворневая балка вварена между двумя меж- дурамными креплениями и имеет в центре гнездо, в которое вставляется втулка для предохранения гнезда от износа.

В опорно-возвращающее устройство тележки в соответствии с рисунком 48 входят четыре опорных узла с резинометаллическими элементами и шкворневой узел.

Опорный узел тепловоза в соответствии с рисунком состоит из опоры рамы, двух резинометаллических элементов и сферической опоры (грибка). Гри­бок от выпадания из рамы тепловоза удерживается пружинным кольцом. От попа­дания грязи в опору рамы она закрыта брезентовым чехлом. Через опорные узлы на тележку передается приходящаяся на нее часть веса надтележечного строения тепловоза.

Кроме этого, опорные узлы служат для обеспечения устойчивого положения тележки под тепловозом при его движении, а также плавного вписывания в кривые и получения необходимых усилий, возвращающих кузов тепловоза в первона­чальное положение при перемещении его относительно тележек при движении в кривых.

Опора рамы в соответствии с рисунком закреплена на раме тележки че­тырьмя болтами. Она состоит из корпуса, в котором размещена опорная плита и армированное антифрикционным сплавом гнездо со сферической поверхностью. Внутренняя полость опоры рамы заполнена осевым маслом марки Л, 3 или С в зависимости от времени года и места эксплуатации. Уровень масла контролиру­ется по верхней пробке корпуса опоры. Внутренняя полость шкворневого гнезда заполняется осевым маслом марки Л, 3 или С в зависимости от времени года и места эксплуатации. Уровень масла контролируется по уровню в трубке, подво­дящей смазку.

Рессорное подвешивание тележки в соответствии с рисунком односту­пенчатое, индивидуальное для каждой колесной пары. Оно состоит из шести оди­наковых групп, каждая из которых имеет два одинаковых пружинных комплекта и один фрикционный гаситель колебаний.

В пружинный комплект входят две пружины - наружная 6 и внутренняя 7 и две опорные плиты. Перед установкой на тележку пружинный комплект собирают и стягивают специальными технологическим болтом с шайбой, которые после подкатки тележки снимают и хранят вместе с ЗИПом тепловоза.

Для получения правильной развески по осям тепловоза пружинные ком­плекты собирают с учетом высоты пружин под статической нагрузкой и распреде­ляют на три группы, номер группы для пружинного комплекта определяется по номеру группы наружной пружины. Пружины каждой группы отличаются друг от друга по высоте в среднем на 6 мм.

Бирки с маркировкой группы пружины устанавливаются на втором или третьем витке пружины с наружной стороны.

При взвешивании тепловоза требуемое распределение нагрузок по осям и колесам обеспечивается (при необходимости) за счет подбора регулировочных пластин поз. 4 в соответствии с рисунком 51.

Места установки регулировочных пластин и их количество указывается в паспорте тепловоза.

При ремонтах, связанных с разборкой тележки, комплекты пружин с регули­ровочными прокладками, должны устанавливаться на свои места.

Гаситель колебаний фрикционный: 1- поршень; 2— вкладыш; 3-крышка; 4- кожух, 5— пружина; 6— тяга; 7-амортизатор; 8-сухарь; 9— обойма; Ю-пружина; 11-хомут; 12-шпонка

Фрикционный гаситель колебаний в соответствии с рисунком 52 устанавли­вается параллельно пружинным комплектам и служит для гашения колебаний надрессорного строения, возникающих при движении тепловоза. Он состоит из корпуса, приваренного к раме тележки, поршня, зажатого пружиной 5 между двумя вкладышами 2 с установленными в них накладками из асбоматериала, и крышки 3. Шпонка служит для предотвращения перекашивания вкладышей при работе га­сителя колебаний. Сверху на корпусе крепится полиэтиленовая крышка.

Поршень гасителя колебаний состоит из штанги 6, которая соединена с гильзой поршня 1 и кронштейном, приваренным к крышке буксы, с помощью гаек, через амортизаторы 7, сухари 8 и обоймы 9. Сухарь и обойма имеют сферические поверхности для компенсации возможных перекосов тяги поршня, возникающих при движении тепловоза.

Сферические поверхности сухаря и обоймы смазывают при сборке гасителя колебаний смазкой Буксол ТУ 0254-107-01124328-01.

Гайка крепления поршня гасителя колебаний к кронштейну буксового узла должна быть затянута моментом 40⁺¹° Н м (4⁺¹ кгс-м). Затяжку этой гайки проверь­те динамометрическим ключом через один ТОЗ. Ослабление затяжки гайки может привести к нарушению нормальной работы гасителя колебаний.

Схема рычажной передачи тормоза тележки: 1-тормозной цилиндр; 2-тормозная колодка; 3-колесо; 4-продольная регулируемая тяга; 5-штурвал; 6- коническая зубчатая пара; 7-винтавая передача; 8-цепь; 9- направляющий ролик; 10-регулятор

Рычажная передача тормоза тележки - индивидуальна для каждого колеса. Схема рычажной передачи тормоза для одной из колесных пар показана на рисунке 53, остальные колесные пары имеют аналогичную передачу. Ручной тормоз действует на две колесные пары (четвертую и пятую) только задней тележки. По мере износа тормозных колодок необходимо регулировать величину вы­хода штоков тормозных цилиндров.

Установочный выход штока должен быть 55⁺⁵ мм, максимальный в эксплуа­тации 100 мм. Для уменьшения выхода штоков необходимо отвести скобы 8 в со­ответствии с рисунком 54 и навинчиванием на тягу охранной трубы 1 и гайки 2 (вначале трубу, а потом гайку) укоротить тягу, установив требуемый выход штока.

После регулировки грани гаек необходимо расположить в одинаковой плос­кости так, чтобы скобы 8 их охватили. В эксплуатации должны применяться гребневые тормозные колодки из серого модифицированного чугуна.

Минимальная толщина колодок в эксплуатации допускается:
- при магистральной работе - не менее 15 мм;
- при маневровой и вывозной - не менее 10 мм.

Поводковая букса в соответствии с рисунком 55 состоит из корпуса, перед­ней и задней крышек, роликовых подшипников, лабиринтного кольца и осевого упора. Осевой упор состоит из упорного шарикоподшипника 8320Л, который через упор прижимается пружиной усилием около 200 кгс к торцу оси колесной пары.

Осевой упор удерживается в крышке при ее снятии стопорным кольцом. Для крайних колесных пар в выточку крышки вмонтирован амортизатор, пред­ставляющий собой две металлические пластинки толщиной 2 мм с привулканизированными между ними резиновыми элементом. Удерживается он в выточке с по­мощью раскернивания в трех точках. На средних колесных парах амортизатор не устанавливается.

Осевые разбеги (суммарные) колесных пар на тепловозе ТЭМ18Д обеспе­чиваются конструктивно и не подлежат регулировке. Для крайних колесных пар они равны 2 мм, для средних - 28 мм. Для того, чтобы отличать буксы для крайних колесных пар от букс средних колесных пар, на крышке буксы наносится маркировка высотой 10 мм «КР» для крайних и «СР» для средних.

В процессе эксплуатации монтаж роликовых подшипников буксы и его об­служивание должны производиться в соответствии с инструкциями ЦТ/330, 01ДК.421457.001 И. Дозаправка смазки в буксовый узел, при необходимости, мо­жет производиться запрессовкой через отверстие с конической пробкой, располо­женное в нижней части буксы.

Буксовый поводок, в соответствии с рисунком, состоит из корпуса, пред­ставляющего собой стальную отливку или штамповку с двумя головками, имею­щими цилиндрические расточки, в которые запрессованы амортизаторы, сфор­мированные один - на коротком, другой - на длинном валике.

Валики имеют трапециевидные (клиновидные) хвостовики для установки их в соответствующие пазы на раме тележки и корпусе буксы. Крепятся хвостовики болтами М20х80, момент затяжки 150Нм (15 кгс-м). Клиновидные хвостовики длинного и короткого валиков у верхних поводков имеют встречное направление, у нижних- попутное.

С обеих сторон на торцевых поверхностях поводка для улучшения горизон­тальной динамики тепловоза при движении на хвостовики валиков устанавлива­ются торцевые амортизаторы, состоящие из литого корпуса, шайбы и привулканизированного к корпусу и шайбе резинового элемента.

Монтируют торцевые амортизаторы с предварительным натягом и крепят с помощью разрезных полуколец, вложенных в пазы валиков и прихваченных к кор­пусу электросваркой. Штифты предотвращают проворачивание торцевого амор­тизатора при работе рессорного подвешивания.

Проверку состояния, формирования и испытание амортизаторов корпуса и торцевых амортизаторов поводка производить согласно требованиям технологи­ческой инструкции ТИ-175 на ремонт, испытание и эксплуатацию резино­металлических амортизаторов буксовых поводков локомотивов и электросекций.

1- рама тележки

2- песочный трубопровод тележки

3- рессорное подвешивание

4- тормоз тележки

5- воздухопровод тележки

6- опора рамы

7- колесно- моторный блок

8- электромонтаж тележки

9-установка датчика ДПС-У-01 на буксе

Колесная пара тепловоза. От состояния колесных пар тепловозов (рис. 51) зависит безопасность движения поездов, поэтому к их состоянию предъявляются повышенные требо­вания. В соответствии с Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации (ПТЭ) каждая колесная пара должна удовлетворять требованиям Инструкции по формированию, ремонту и содержанию колесных пар тягового подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм, утвержден­ной МПС России 14.06.1995 г. № ЦТ-329 (с изменениями и дополнениями, ут­вержденными указанием МПС России от 23.08.2000 г. № К-2273у).

В соответствии с порядком, установленным этой Инструкцией, колесные пары должны подвергаться осмотру под ТПС, обыкновенному и полному освиде­тельствованию. Обыкновенное освидетельствование колесных пар производят во всех случаях подкатки их под ТПС в депо, за исключением указанных в п. 3.1, в том числе при ТР-2 колесных пар моторных вагонов электропоездов. Полное освидетельствование колесных пар ТПС выполняют:

- при ремонте на заводах и в депо, выполняющих ремонт колес­ных пар ТПС со сменой элементов (хотя бы одного);
- при неясности клейм и знаков последнего полного освидетель­ствования;

- при наличии повреждений колесной пары после крушения, ава­рии, столкновения или схода с рельсов, а также любых видимых повреждений, выявленных при внешнем осмотре, кроме отклоне­ний, выявленных на профиле бандажа, которые могут быть устра­нены обточкой.

Характер и размер износа бандажей определяют специальными шаблона­ми . Радиальный износ бандажа (прокат) измеряют по кругу катания. Для получения нормального профиля гребня поверхность катания бан­дажей обтачивают на колесотокарных станках, а внутренние торцовые их грани проверяют на станке.

Появление ползунов по поверхности катания бандажей является результатом нарушения правил эксплуатации. Допустимые размеры износа отдельных элементов колесных пар тепловозов грузового движения приведены на рисунке.

При выпуске тепловоза из текущего ремонта ТР-3 разрешается подкатывать колесные пары как отремонтированные, так и нового формирования. Колесные пары при подкатывании под тепловоз долж­ны полностью удовлетворять требованиям Инструкции № ЦТ-329.

Тяговый редуктор. Назначение: Создает вращающий момент от якоря тяго­вого электродвигателя на ось колес­ной пары.

Устройство: Тяговый редуктор состоит из ведущей шес­терни и большого зубчатого колеса. Ведущая шестерня, имеющая 17 пря­мых зубьев, напрессована на кониче­скую часть вала якоря. Ведомая шес­терня (большое зубчатое колесо) 1 укреплена на оси колесной па­ры. Она изготовлена из качественной стали и состоит из ступицы, диска и венца, на котором нарезаны 75 пря­мых зубьев. Передаточное число ре­дуктора 4,41 (75:17) показывает, что вращающий момент на колесной паре увеличивается по сравнению с враща­ющим моментом на валу якоря тягово­го электродвигателя в 4,41 раза, зато частота вращения колесной пары уменьшается в такое же число раз.

Кожух тягового редуктора и его крепле­ние: 1, 3 — нижняя и верхняя части кожуха; 2 — болт; 4 — заливочная горловина; 5,6 — верхняя и нижняя скобы; 7 — крышка; 8 — патрубок; 9 — накладка; 10, 11 — кронштейны

Ведущая шестерня и большое зуб­чатое колесо закрыты кожухом, который служит резервуаром для смазки и предохраняет редуктор от загрязнения. Кожух разъемный: верх­няя 3 и нижняя 1 его части сварены из стальных листов. По разъему кожух имеет резиновое уплотнение, В верх­ней части 3 кожуха сделана заливоч­ная горловина 4, закрытая крышкой. Нижняя часть 1 кожуха снабжена пат­рубком 8 для замера уровня смазки с помощью щупа, который приварен к навернутой на патрубок крышке 7.

При монтаже колесно-моторного блока кожух крепится к двум кронш­тейнам с помощью четырех болтов 2. Кронштейн 10 отлит за одно целое с шапкой моторно-осевого подшипника, а кронштейн 11 — за одно целое с задним подшипниковым Щитом. тяго­вого электродвигателя. Кронштейны 10 и 11 располагаются между скобами 5 и 6, приваренными к торцам обеих частей кожуха. Болты крепления ко­жуха проходят через отверстия в ско­бах и кронштейнах. К верхней скобе 5 приварена накладка 9, не допускаю­щая проворота головок болтов.

Для смазывания тягового редукто­ра используется осерненная смазка или СТП, которую заливают в кожух (3,5 кг) с таким расчетом, чтобы в смаз­ку был погружен только один нижний зуб большого зубчатого колеса. Смазывание зубьев ведущей шестерни осуществляется за счет контакта их с зубьями большого зубчатого колеса, покрытыми масляной пленкой, лип­кость которой повышается добавлени­ем в ту и другую смазки до 1,5 % серы.

Буксовый узел. Буксы передают вертикальные и горизонтальные силы (тяги и торможения, попереч­ные от набегания на рельс) между рамой тележки и колёсными парами, ограничивают про­дольные и поперечные перемещения колёсной пары относительно рамы тележки. Верти­кальные статические нагрузки на буксы достигают 94—100 кН, а при движении тепловоза они возрастают в 1,3—1,5 раза. На буксовые узлы действуют продольные тяговые и тор­мозные усилия 20—25 кН, удары колёс на стыках, вызывающие ускорения букс (7—25 g), и рамные усилия до 50—75 кН. Совокупностью этих действующих сил определяется конст­рукция буксового узла для обеспечения прежде всего безопасности движения, эксплуата­ционной долговечности подшипников не менее 2,5 млн км пробега.

Корпус буксы 7 (рис. 6.12) двумя поводками 23 соединён с рамой тележки. Валики по­водков с корпусом буксы и рамой тележки скрепляются клиновыми соединениями. Для ус­тановки пружин рессорного подвешивания тележки и восприятия вертикальной нагруз­ки на литом корпусе 7 буксы предусмотрены два боковых опорных кронштейна 77. В корпусе буксы 7 в пространстве между задней крышкой 4 и передней 75 размещён блок из двух роликовых подшипников 30—32532 J11M (160 х 290 х 80 мм) с дистанционными кольцами 8 и 9 между ними. Для повышения срока службы подшипники устанавливают в одном буксо­вом узле с разностью радиальных зазоров не более 0,03 мм. Потолок корпуса буксы выпол­нен в виде свода переменного сечения увеличенной толщины в верхней части, что даёт не только более равномерное распределение нагрузки между роликами, но и увеличение числа роликов, находящихся в рабочей зоне.

На предподступичную часть оси до упора в галтель надевают с натягом лабиринтное кольцо 7. Температура нагрева кольца 120—150 °С. Лабиринтное кольцо образует с задней крышкой 4 четырёхкамерное лабиринтное уплотнение буксы. Внутренние кольца подшип­ников с натягом 0,035—0,065 мм насаживаются на шейку оси вместе с дистанционным коль­цом 9, нагретым в индустриальном масле до температуры 100—120 °С. Для предотвраще­ния сползания с шейки оси внутренних колец роликоподшипников в случае ослабления их посадки на оси установлено стопорное кольцо 10.

В передней крышке 75 устанавливается осевой упор качения одностороннего действия через упорный шарикоподшипник 8320 (100 х 170 х 55 мм), одно кольцо которого установ­лено на торцевой проточке оси, а другое — на упоре 77 с натягом 0,003—0,016 мм. Для предотвращения раскрытия упорного подшипника он постоянно через упор 17 пружиной 16 прижимается усилием около 2 кН к торцу оси колёсной пары. Осевой упор удерживается в крышке 15 (при её снятии) стопорным кольцом 12. Между упором и крышкой установлен амортизатор 14, представляющий собой две металлические пластины толщиной 2 мм с при- вулканизированным к ним резиновым элементом. В буксах средних колёсных пар аморти­затор не ставится, чем обеспечивается свободный осевой разбег ±14 мм (равный толщине амортизатора) этих колёсных пар в буксах. На передней крышке приварен кронштейн 11 для присоединения гасителя колебаний.

Буксовый узел тепловоза ТЭМ18ДМ: а—осевой упор крайней колёсной пары; б — осевой упор средней колёсной пары; 1—лабиринтное кольцо; 2—стопорный болт; 3 — шайба; 4 — задняя крышка; 5,20—шёлковые шнуры; 6—роликоподшипник; 7—корпус буксы; 8,9—дистанционные кольца; 10,12—стопорные кольца; 11 — кронштейн; 13—упорный подшипник; 14 — амортизатор; 15 — передняя крышка; 16 — пружина; 17 — упор; 18 — контровочная проволока; 19, 22 — болты; 21 — коническая пробка; 23 — поводок

Для того чтобы различать буксы крайних и средних колёсных пар, на крышках букс наносятся знаки «КР» для крайних и «СР» для средних. На задней крышке установлен сто­порный болт 2, предотвращающий сползание буксы с шейки оси выкаченной колёсной пары.

Для смазки буксового узла применяется единая консистентная смазка. При сборке в буксы закладывают 2,5 кг смазки ЖРО ТУ 32ЦТ-520-83 в лабиринтное уплотнение задней крышки, подшипники и осевой упор передней крышки. Дозаправка смазки в буксовый узел в эксплуатации осуществляется запрессовкой через отверстие с конической пробкой 21, расположенное в нижней части корпуса буксы.

Поводок буксы (рис. 6.13) состоит из корпуса 7 с двумя головками цилиндрической расточки, в которые запрессовывают с натягом 0,06—0,16 мм амортизаторы, сформиро­ванные один на коротком, другой на длинном валике. У короткого буксового валика 8 один резинометаллический амортизатор из втулок 12 и 13. У длинного рамного валика 5 два резинометаллических амортизатора из втулок 3 и 2, между которыми помещены разде­ляющие их полукольца 1.

Амортизаторы формируют на валики напрессовкой. Перед напрессовкой резиновые втулки и все соприкасающиеся с ними поверхности смазывают смесью, состоящей из 30 % касторового масла и 70 % этилового спирта. Сформированные поводки выдерживают

Поводок буксы бесчелюстной тележки: 1—полукольцо; 2,13—металлические втулки; 3,12—резиновые втулки; 4 — штифт; 5—рамный валик; 6— полукольцо; 7 — корпус; 8 — буксовый валик; 9 — шайба; 10 — резиновый элемент; 11 — кольцо

в течение 10-ти суток при температуре 15—30 °С без доступа света и приложения нагрузки для завершения релаксационного процесса сцепления резины с металлом и снятия напряже­ний от напрессовки.

У валиков сделаны трапециевидные (клиновидные) хвостовики для установки их в со­ответствующие пазы рамы тележки и корпуса буксы. Крепят хвостовики болтами М20 х 80, момент затяжки не менее 150 Н-м. На хвостовики валиков установлены с натягом торцевые амортизаторы, состоящие из кольца 11, шайбы 9 и привулканизированного к ним резиново­го элемента 10. Амортизаторы закреплены разрезными полукольцами 6, вставленными в выточки валиков. С поводками они соединены штифтами 4, поэтому при повороте поводка в вертикальной плоскости резиновые элементы торцевых амортизаторов работают на сдвиг. Клиновидные хвостовики длинного и короткого валиков у верхних поводков направлены встречно, у нижних — попутно.

Коэффициент жёсткости поводков одной буксы в поперечном направлении равен 35-105 Н-м, а в продольном — 235-105—275-105 Н-м. Такая упругая поперечная связь между колёсными парами и рамой тележки да ещё в сочетании с буксовым осевым упором одно­стороннего действия значительно улучшает горизонтальную динамику тепловоза.

Основными достоинствами букс с подшипниками качения являются увеличенный срок службы, повышенная надёжность, уменьшение сопротивления движению тепловоза, со­кращение расходов на ремонт и обслуживание и др. Приливы корпуса буксы ограничива­ют поперечное перемещение колёсной пары. Буксы комплектуют с цилиндрическими или сферическими роликовыми подшипниками различных типов. Колёсные пары теплово­зов М62, ТЭП10, ТЭП10Л и 2ТЭ10Л оборудованы челюстными буксами. Существенным недостатком челюстных букс является наличие зазоров между корпусами букс и буксовы­ми направляющими рамы тележки, вследствие чего колёсная пара может произвольно пе­ремещаться в продольном и поперечном направлениях, увеличивая склонность тележек к вилянию на прямых участках пути.

В буксовом узле тепловозов типа 2ТЭ10Л применяют подшипники арочного нагруже­ния вертикальной нагрузкой меньших габаритов. Смазка подшипников консистентная, при­меняется лабиринтное уплотнение задней крышки буксы. Упрощено торцевое крепление подшипников на оси. У модернизированного буксового узла тепловоза 2ТЭ10Л масса равна 180 кг в отличие от массы этого узла тепловоза ТЭЗ, равного 268 кг. Применение консис­тентной смазки вместо жидкой, наряду с упрощением конструкции, снижает эксплуатаци­онные расходы на обслуживание.