Работа поводкового узла.

Рессорное подвешивание

Назначение и устройство.

Рессорное подвешивание - это упругое устройство, которое служит для смягчения и частичного гашения колебаний, вызываемых неровностями пути, для обеспечения плавного хода вагона и возвращения кузова в нормальное положение после прохода кривого участка пути. В качестве рессор применяют цилиндрические пружины, изготовленные путем завивки стального прута.

На вагонах метрополитена используется двойное рессорное подвешивание: буксовое и центральное.

Надбуксовое подвешивание

Надбуксовое подвешивание служит для подрессоривания рамы тележки относительно колесных пар и пути. В качестве рессор в надбуксовом подвешивании применены витые пружины.

Примечания:

термин "подрессоривание" означает передачу вертикальных нагрузок с амортизацией соответствующими пружинами.

По конструкции узла соединения буксы колесной пары с продольной балкой рамы тележки надбуксовое подвешивание делится на два вида: поводковое и шпинтонное.

Поводковый узел

Рис. 5.1. Общий вид поводкового буксового подвешивания

Рис. 5.2. Бесчелюстное буксовое подвешивание

1 - гнезда для пружин
2 - нижняя опора
3 - пружины
4 - верхняя опора
5 - резиновая шайба-прокладка
6 - прямой поводок
7 - изогнутый поводок
8 - предохранительный штырь
9 - втулка под предохранительный штырь
10 - тумба
11 - продольная балка
12 - букса

Подвешивание выполнено следующим образом: к буксам прилиты специальные выступы в виде крыльев (1), которые являются гнездами для пружин. На каждое крыло укладывают нижнюю опору (2), у которой имеется выступ для центрирования пружин.

На опору устанавливается комплект из двух пружин (3), вставленных одна в другую. Пружины имеют различное сечение витков и навиты в противоположные стороны. Сверху на пружины установлена верхняя опора (4) и резиновая шайба-прокладка (5) толщиной 33 мм.

Примечания:

Верхняя опора, также как и нижняя, имеют центрирующий выступ. Крыло буксы и опоры имеют сквозные отверстия, а конец отверстия в выступе верхней опоры имеет резьбу, куда может быть ввернут монтажный болт. Стянув с помощью болта пружины, можно произвести их смену без подъемки вагона (нужно только поставить клин между рамой тележки и буксой).

Рис. 5.3. Комплект пружин

1 - резиновое кольцо
2 - компенсирующая прокладка
3 - верхняя опора
4 - внутренняя пружина
5 - внешняя пружина
6 - нижняя опора

Тяговые и тормозные усилия от корпуса буксы на раму тележки передаются через плоские пружинные поводки. Каждую колесную пару соединяют с рамой тележки тремя поводками: двумя прямыми (6) и одним изогнутым (7). Прямые поводки - это полосы шириной 110 мм по концам и 70 мм в средней части и толщиной в середине 7 мм, а по концам 14 мм. Изогнутый поводок, имеющий прямое же сечение, является компенсирующим при опускании рамы тележки под нагрузкой.

Такое соединение колесной пары с рамой тележки обеспечивает свободное перемещение рамы в вертикальной плоскости за счет упругой деформации поводков, ограниченное перемещение колесной пары (разбег) поперек пути пропорционально горизонтальной нагрузке и отсутствие перемещения вдоль пути.

Рис. 5.4. Поводки и их крепление

1, 3, 4, 5, 6, 9, 11 - детали крепления
2 - поводок короткий (изогнутый)
7 - поводок основной (прямой)
10 - дополнительная прокладка крепления изогнутого поводка
8, 12 - дополнительные прокладки крепления прямых поводков

Поводки работают в крайне тяжелых условиях: так, при тяге или торможении одни поводки растягиваются, а другие работают на продольное сжатие с изгибом и , наоборот, при просадке рамы тележки они изгибаются в вертикальной плоскости. Возможны случаи, когда несколько нагрузок действуют одновременно.

Наверху к корпусу буксы приварен штырь (8), который служит предохранителем на случай излома поводков и потери связи колесной пары с рамой тележки.

Штырь входит внутрь втулки (9), вваренной в продольную балку рамы тележки. Между втулкой рамы и предохранительным штырем имеется радиальный зазор. При поломке пружин рама тележки торцами втулок обопрется на площадку штыря.

Примечания:

Соединение поводков друг с другом, с крыльями буксы и тумбой осуществляется при помощи нарезанных гребенок , а также четырех стягивающих болтов (на одно соединение);

Компенсирующие прокладки (рис. 5.3) необходимы для обеспечения оптимального зазора между буксой и рамой тележки в пределах 55 - 67 мм с целью снижения статических нагрузок на поводки, возникающие при перегрузке вагона в часы "пик" и чрезмерного опускания рамы тележки относительно колесных пар;

Пружины надбуксового подвешивания (также как и центрального) выполнены двухрядными (одна в одной) и с разной навивкой. Внутренняя пружина - левой (9 витков), а внешняя - правой (5,6 витков). При этом разница по высоте двух пружин в свободном (ненагруженном) состоянии не должна превышать - 2 мм.

Поводки

Предназначены для связи колесной пары с рамой тележки в горизонтальной плоскости, то есть именно через поводки происходит передача тяговых и тормозных усилий от колесных пар на раму.

Каждую буксу колесной пары соединяют через кронштейны с продольной балкой рамы тележки три упругих поводка, изготовленных из рессорной стали. Причем два из них – основные (прямые или горизонтальные), а третий – короткий (изогнутый или вертикальный). Прямой поводок (рис. 5.5) имеет вид полосы переменного сечения и различной толщины. Данная конструкция поводка увеличивает его гибкость и способствует более равномерному распределению всех нагрузок, которые он испытывает при своей работе.

Рис. 5.5. Прямой поводок

Рис. 5.6. Общий вид поводка

Прямые поводки испытывают все виды возможных нагрузок: на растяжение, сжатие, изгибы в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также их совмещение друг с другом (скручивание). Причем самым нагруженным является тот поводок, который жестко соединяет буксу с тумбой (внутренний), а другой поводок (крайний) работает в более благоприятных условиях, так как соединяется с изогнутым поводком.

Для увеличения усталостной прочности поводков при их изготовлении проводят дробеструйный наклеп наружной поверхности, а для выявления скрытых трещин поводки подвергают магнитной дефектоскопии.

Примечания:

Дробеструйный наклеп представляет собой пневматическую пушку, которая под большим давлением сжатого воздуха выстреливает струей мелких чугунных шариков в виде дроби;

Изогнутый поводок, соединяющий крайний с рамой тележки, работает в самых благоприятных условиях в основном только на изгиб в горизонтальной плоскости. Он необходим для компенсации натяжения прямых поводков при ходе рамы тележки вниз или вверх при изменении загрузки вагона и поэтому называется компенсационным. Именно при средней загрузке прямые поводки занимают строго горизонтальное положение. Данный поводок имеет вид изогнутой полосы шириной по всей длине – 110 мм и толщиной в средней части – 8 мм, а по концам (где гребенки) – 14 мм.

На случай обрыва любого из поводков и для исключения выкатывания колесной пары из-под тележки предусмотрена простая защита в виде предохранительного штыря, приваренного в верхней части корпуса буксы. Его длина – 180 мм, диаметр – 58 мм, а диаметр втулки, которая вварена в продольную балку рамы тележки и в которую входит штырь – 70 мм. При этом радиальный зазор между ней и штырем должен быть в пределах – 6 мм;

Изгиб (упругая деформация) поводков в горизонтальной (поперечной) плоскости может доходить до 2 мм.

При порожнем вагоне прямые поводки своими концами должны быть на 12-18 мм выше горизонтальной плоскости.

Общее количество поводков на один вагон – 24 шт. Из них 16 прямых и 8 изогнутых.

Работа поводкового узла.

1. Передача вертикальной нагрузки:

• продольная балка рамы тележки
• резиновые кольца
• компенсирующие прокладки
• верхние опоры пружин
• комплекты пружин
• нижние опоры пружин
• крылья буксы
• корпус буксы

2. Передача горизонтальной нагрузки:

• корпус буксы
• крылья буксы
• поводки (через дополнительные накладки: вагон “Е”)
• кронштейны на продольной балке
• продольная балка рамы тележки

Примечания:

болты, соединяющие поводки, друг с другом, с крыльями буксы, а также с кронштейнами продольной балки в передаче тяговых и тормозных усилий участи не принимают (на срез не работают), так как их задача сводится к одному – более плотному (и с меньшим перекосом) прилеганию мест соединений элементов друг к другу. В данном случае вся тяжесть по передаче горизонтальных нагрузок возлагается на зацепление зубьев совмещенных друг с другом гребенок.