Устройство тележек грузовых вагонов

Тележка ЦНИИ-ХЗ-0 (рис. 1) состоит из двух боковых рам (боковин) (1), Двух колесных пар (7) с буксами (4), двух комплектов центрального рессорного подвешивания (6), надоессорной балки (5) и рычажной тормозной передачи (8). Боковина представляет собой монолитную стальную конструкцию, отлитую из мартеновской стали или электростали следующего химического состава: углерода не более 0,27 %, марганца – 0,9%, фосфора и серы – не более 0,05% каждого. Эта сталь имеет предел прочности не менее 420 МН/м², предел текучести – не менее 250 МН/м², относительное удлинение не менее 20%. Если содержание углерода более 0,27%, то на боковине отливается буква «С». Это означает, что при ремонте должен быть применен особый режим сварки.

Рис. 1 – Тележка ЦНИИ-ХЗ-0

В средней части боковины (рис. 2) расположен проем с приливом (6) для размещения рессорного комплекта, а по концам – проемы для буксовых узлов. Средний проем по бокам с каждой стороны имеет направляющие (5), к которым крепятся заклепками сменные фрикционные планки, изготовленные из термически обработанной стали марки 45 твердостью не менее НВ 300. Буксовые проемы имеют в верхней части кольцевые приливы (2), которыми боковина опирается на буксы, а по бокам – буксовые челюсти (1). На верхнем поясе боковины расположены кронштейны (4) для крепления подвесок тормозных башмаков. С внутренней стороны каждой боковины размещены полки (7), служащие опорами для наконечников триангеля в случае обрыва подвесок, крепящих триангели к раме тележки. Сечения элементов боковины корытообразные. Балки такого профиля хорошо сопротивляются продольному изгибу и кручению.

Устройство тележек пассажирских вагонов

(рис. 1) является типовой и предназначена для цельнометаллических пассажирских вагонов. Тележка состоит из двух колесных пар (2) типа РУ-950, рамы (1), четырех буксовых узлов (7), тормозного устройства и двойного рессорного подвешивания – надбуксового (8) с фрикционными гасителями колебаний и центрального (6) с шарнирно-маятниковой люлькой (4) и гидравлическими гасителями колебаний (10).

Рис. 1 – Тележка КВЗ-ЦНИИ

Нагрузка от кузова вагона передается на боковые горизонтальные скользуны (5) надрессорной балки (9), поэтому между подпятником (12) и пятником кузова имеется зазор 9 мм. Надрессорная балка соединена с рамой тележки двумя поводками (3), которые удерживают ее от горизонтальных перемещений, что улучшает плавность хода вагона. Кроме того, это устройство не требует боковых вертикальных скользунов на тележке. Подпятник тележки с пятником рамы соединяется через замковый шкворень (11).

Перспективные конструкции тележек вагонов

+

Тележки зарубежных жд

Железнодорожные вагоны в различных странах мира существенно различаются конструкцией ходовых частей. В странах Западной Европы в парке грузовых вагонов преобладают двухосные, в то время как парк пассажирских вагонов в основном состоит из четырехосных. Вместе с тем на железных дорогах стран Западной Европы наблюдается тенденция увеличения производства четырехосных грузовых вагонов. На железных дорогах стран — членов МСЖД в качестве типовой тележки грузовых вагонов принята модель Y25С. Эта тележка (рис. 28) рассчитана на нагрузку 20,0 тс от оси на рельсы и допускает скорость 120 км/ч. Тележка имеет буксовое подвешивание с фрикционными гасителями колебаний и коэффициентом относительного трения, пропорциональным нагрузке. Тележку Y25С выпускают в нескольких модификациях (Y25CS, Y25CSS, Y25Сssi, Y25Сm и Y25Cs2). Тележки всех модификаций, кроме Y25Сm, имеют сварные рамы, а тележка Y25Сm — сварно-литую.

Рамы тележек всех модификаций имеют жесткую замкнутую конструкцию, состоящую из двух продольных, одной шкворневой и двух концевых поперечных балок. В середине тележки концевые балки соединены со шкворневой средними продольными балками, на которых прикреплены вертикальные тормозные рычаги. У сварной рамы основные ее балки (продольные и шкворневые) выполнены из листовых элементов и имеют коробчатое сечение. Концевые и средние продольные балки выполнены из швеллеров. В этом случае буксовые челюсти рамы выполнены в виде стальных отливок и приварены к раме тележки. В сварно-литой раме шкворневая балка и боковые балки с буксовыми челюстями выполнены в виде отдельных стальных отливок и сварены вместе. Концевые и средние продольные балки изготовлены из швеллеров.

Подпятник тележки — сферический с накладкой из синтетического материала. В последних модификациях тележки (Y25Сss и Y25Сs2) использованы упругие скользуны с накладками из синтетического материала. Жесткость пружин в скользунах подобрана так, чтобы обеспечить в порожнем режиме момент трения в скользунах равным 1,0 тс-м, а в груженом 2,2 тс-м.

Подвешивание в тележках Г25С выполнено билинейным. Гибкость подвешивания одной тележки при нагрузке на пятник до 12,6 тс составляет 3 мм/тс. При нагрузке свыше 12,6 тс гибкость снижается до 1,0 мм/тс. Билинейность подвешивания достигнута благодаря применению пружин разной высоты. При нагрузке на пятник до 12,6 тс усилие воспринимают наружные пружины двухрядных пружинных комплектов, а при большей нагрузке в работу включаются и внутренние пружины. Вес тележки Y25Сs2 составляет 4,4 тс. В качестве материала для основных несущих элементов рамы тележек Y25С использована углеродистая сталь с пределом прочности 48 кгс/мм2.

Промышленность США для грузовых вагонов железных дорог США и Канады производит тележки многих типов. Большинство из них по своей конструкции подобны тележкам ЦНИИ-ХЗ-0 и известным в СССР тележкам «Даймонд». Эти тележки имеют стальные литые рамы, центральное рессорное подвешивание и фрикционные (в основном клиновые) гасители колебаний.

Конструкции тележек пассажирских вагонов в странах Европы, Америки и Азии очень разнообразны и существенно различаются в зависимости от класса вагона или поезда. За типовую для вагонов дальнего следования на железных дорогах Западной Европы принята тележка, прототипом которой послужила тележка «Минден-Дейтц» (рис. 29). Эта тележка имеет двойное подвешивание. В конструкции буксового подвешивания, выполненного бесчелюстным, предусмотрены устройства, обеспечивающие связь колесных пар с рамой тележек в продольном и боковом направлениях. Эти устройства состоят из плоских буксовых поводков 1 и 2 и гибкой угловой связи 3, выполненных из рессорной стали. Привалочные поверхности поводков снабжены треугольными шлицами для надежного их крепления к кронштейнам рамы и крыльям буксы, соответствующие поверхности которых имеют аналогичные шлицы. Таким же образом укреплены на раме тележки угловые связи. Достаточно жесткая связь колесных пар с рамой тележки (гибкость связи в боковом направлении на одну колесную пару составляет 0,4 мм/тс, а в продольном — в 8—10 раз меньше) способствует тому, что виляние колесных пар совершается со значительной длиной волны, составляющей в зависимости от величины проката колес 17—24 м.

Особенностью узла соединения колесных пар с рамой является отсутствие деталей, подверженных быстрому износу. (Подобная конструкция буксовых связей применена в тележках отечественных вагонов Е и И метрополитена). При сборке тележек с такой конструкцией связи колесных пар с рамой особое внимание обращают на точность установки колесных пар (базу тележки выверяют с точностью до 0,1 мм). Поводки связи колесных пар с рамой крепят к корпусам букс и к раме тележки так, чтобы под номинальной нагрузкой брутто в них практически не возникало напряжений. Этого достигают в результате тщательной сборки тележки и высокой точности изготовления деталей.

Демпфирование буксового подвешивания осуществлено гидравлическими гасителями колебаний. Коэффициент сопротивления гасителя составляет 25—30 кгс-с/см при гибкости одного комплекта пружин буксового подвешивания 11 мм/тс. Усилие сопротивления буксовых демпферов при ходе сжатия в 2 раза больше, чем при ходе отдачи. Люлечное подвешивание тележки выполнено из витых пружин в сочетании с гидравлическими гасителями. В один комплект люлечных пружин входят две двухрядные пружины. Гибкость комплекта составляет 23 мм/тс. Гидравлические гасители колебаний в узле центрального подвешивания установлены под углом 35° к горизонтали. Коэффициент сопротивления одного гасителя при вертикальной установке составляет 35 кгс-с/см.

Характерной особенностью рассматриваемой тележки является ее универсальность. Тележки этого типа можно подкатывать под вагоны весом 30—72 тс. В зависимости от веса вагона меняют лишь пружины, продольные буксовые поводки и тормозное оборудование. В последние годы в конструкцию тележки введены опоры на скользуны и продольные тяги, связывающие надрессорную балку с рамой тележки. По концам продольные тяги снабжены резинометаллическими упругими элементами. Рама тележки и надрессорная балка сварены из листовых элементов из углеродистой стали с пределом прочности 52 кгс/мм2. Вес тележки —5,5 тс.

В настоящее время во многих странах мира в подвешивании вагонов все шире применяют пневматические упругие элементы. Наиболее широко пневматическое подвешивание используют на железных дорогах Японии, где пневморессоры применяют в тележках не только пассажирских, но и грузовых вагонов.

Наиболее известна тележка с пневматическим подвешиванием модели ДТ-200 (рис. 30) вагонов скоростного поезда линии Нью-Токайдо (Япония), предназначенных для движения со скоростями до 240 км/ч. Тележка оборудована двумя тяговыми двигателями мощностью по 185 кВт. Подвешивание в тележках двойное:
буксовое из витых пружин с гидравлическими гасителями колебаний и центральное безлюлечное из диафрагменных упругих пневмоэлементов, воспринимающих как вертикальные, так и горизонтальные (боковые) усилия. Вертикальные колебания в центральном подвешивании гасятся при помощи дросселей, установленных между упругими пневмоэлементами и дополнительными резервуарами. Горизонтальные колебания гасятся горизонтальными гидравлическими гасителями телескопического типа.

Колесная пара через корпус буксы связана с рамой тележки продольными поводками. Такая связь в вертикальном направлении совместно с пружинами буксового подвешивания обеспечивает жесткость этой ступени подвешивания, равную 110 кгс/мм. Жесткость центрального подвешивания составляет 45 кгс/мм в вертикальном направлении и 36 кгс/мм — в поперечном.

Рама тележки имеет замкнутую конструкцию и состоит из двух продольных, двух концевых и одной средней балок. Все балки имеют коробчатое сечение и сварены из листовых штампованных элементов. Средняя балка рамы имеет в центре гнездо для шкворня, а по концам опорные скользуны, на которые опирается своими накладками шкворневая балка. Расстояние между центрами скользунов составляет 1300 мм. Шкворневая балка тележки выполнена из двух коробчатых элементов, каждый из которых служит дополнительным резервуаром пневморессор. Вдоль шкворневой балки расположены два горизонтальных гидравлических гасителя колебаний, каждый из которых одной проушиной соединен со шкворневой балкой, а другой — с рамой кузова.

По концам шкворневой балки (снизу) расположены кронштейны, в каждом из которых при помощи резинометаллического сайлент-блока укреплен конец продольного поводка. Другой конец поводка при помощи такого же сайлент-блока укреплен в кронштейне на раме кузова. В центральном подвешивании тележки использованы пневморессоры диафрагменного типа, расположенные сверху шкворневой балки и служащие непосредственными опорами кузова. Грузоподъемность одной пневморессоры составляет 10 500 кгс при давлении 4,6 кгс/см2. Эффективный диаметр пневморессор равен 535 мм. Арматура пневморессор выполнена из высокопрочных алюминиевых сплавов.

Колесные пары тележки имеют цельнокатаные колеса с диаметром по кругу катания 910 мм и снабжены буксовым узлом с тремя подшипниками: двумя цилиндрическими роликовыми и одним упорным шариковым. В буксах применено жидкое минеральное масло. Тормоз тележки — дисковый гидропневматический с электрическим управлением. Вес тележки с тяговыми двигателями —10 тс, ее база составляет 2500 мм. Тележка предназначена для колеи 1435 мм.