Тележки грузовых вагонов

Тележка грузового вагона обеспечивает его движение, служит для опоры кузова на рельсы, передачи, восприятия и амортизации динамических нагрузок между кузовом вагона и рельсами, создания тормозной силы. В настоящее время на сети отечественных железных дорог эксплуатируется большой парк тележек грузовых вагонов (рис.11).

Риc. 11 – Модели тележек грузовых вагонов

Тележки вагонов разных моделей, имеют свои конструктивные особенности. Вместе с тем, несмотря на многообразие конструкций тележек, каждая из них имеет: колёсные пары с буксовыми узлами; раму боковую; балку надрессорную; рессорное подвешивание; тормозную рычажную передачу; шкворень.

Тележка модели 18-100(до 1972 г. имела название ЦНИИ-Х3)является самым распространенным типом тележек грузовых вагонов (рис.12). Она состоит из двух колёсных пар с буксовыми узлами – 1; двух боковых рам – 2; надрессорной балки – 3 с скользунами – 5 и подпятником – 8; шкворня – 4;двух комплектов центрального рессорного подвешивания с гасителем колебаний – 6 и фрикционной планкой –7; тормозной рычажной передачи – 9. Технические характеристики тележки приведены в таблице 7.

Риc. 12 – Тележка модели 18-100:

1 – колёсная пара с буксовым узлом; 2 – боковая рама; 3 – надрессорная балка;

4 – шкворень; 5 – скользун; 6 – гаситель колебаний (фрикционный клин);

7 – фрикционная планка; 8 – подпятник; 9 – тормозная рычажная передача.

Таблица 7

Технические характеристики тележки модели 18-100

Параметр	Значение/данные
Масса, кг
База, мм
Скорость конструкционная, км/ч
Максимальная осевая нагрузка, тс	23,5
Тип оси колёсной пары	РУ1, РУ1Ш
Колеса цельнокатаные диаметром, мм
Статический прогиб рессорного комплекта, мм	46-50
Тип скользуна	зазорный бесконтактный
Наличие износостойких элементов в подпятнике	нет
Рама тележки	нежёсткого типа

Колесная пара предназначена для направления движения тележки и кузова вагона по рельсовому пути и восприятия всех нагрузок, передающихся от вагона на рельсы и обратно. Колесная пара состоит из оси и двух колес с прессовой посадкой. В тележке модели 18-100 применяются два типа осей: РУ-1 и РУ-1Ш. Номинальный диаметр колёс по кругу катания 950 мм. Согласно ГОСТ 4835-2006 колёсная пара как сборочный узел рассматривается вместе с буксовыми узлами.

Буксовый узел – элемент колёсной пары, предназначенный для передачи нагрузки от тележки и состоящий из корпуса буксы, подшипников, элементов торцевого крепления, уплотнений и смазки. Тип подшипников буксового узла тележки модели 18-100 – роликовые с прессовой посадкой на шейку оси колёсной пары.

Боковая рама предназначена для восприятия нагрузок передаваемых от кузова вагона, передачи их на колёсные пары. Боковая рама имеет объединенные пояса и колонны, образующиеся в средней части проема для размещения комплекта рессорного подвешивания, а по концам – буксовые проемы (рис. 13).

Риc. 13 – Боковая рама

Боковые рамы отливаются из стали по ОСТ 31.183-2001. На опорные проемы поверхности буксовых проемов устанавливаются износостойкие прокладки, состоящие из корпуса и приваренной к нему износостойкой пластины.

Средний проем по бокам в верхней части с каждой стороны имеет направляющие, к которым прилеплены фрикционные планки толщиной 16 мм. Для установок подвесок триангеля на внутренней поверхности боковой рамы размещены кронштейны.

Надрессорная балка – элемент тележки, выполненный в виде пустотелой балки, опирающийся на рессорные комплекты и снабженная подпятником и скользунами, что обеспечивает перераспределение нагрузок на рессорные комплекты. Она служит соединительным звеном между двумя боковыми рамами, поэтому двухосную тележку часто называют трехэлементной. Надрессорная балка (рис.14) имеет подпятник 3, полку 4 для крепления кронштейна рычажной передачи тормоза, опоры 1 для скользунов 2, выемки 6 для размещения фрикционных клиньев, бурты 7, ограничивающие смещение внутренних пружин рессорного комплекта, и выступы 5, удерживающие наружные пружины от смещения.

Риc. 14 – Надрессорная балка:

1 – опора скользуна; 2 – скользун; 3 – подпятник; 4 – полка; 5 – выступ; 6 – выемка; 7 – бурт

На подпятник 3 опирается пятник, прикрепленный к раме вагона, через центры, которых проходит шкворень. Шкворень служит осью вращения тележки относительно кузова, а также передает тяговые и тормозные силы от тележки раме вагона и обратно. Боковые перемещения надрессорной балки амортизируются поперечной упругостью пружин, на которые она опирается. Надрессорная балка отливается из стали по ОСТ 32.183-2001

Рессорное подвешивание – устройство, состоящее из двух комплектов пружин, размещенных в рессорных проемах левой и правой боковых рам. Элементы рессорного комплекта приведены на рисунке 15.

Рис. 15 – Составные детали рессорного комплекта тележки 18-100

В каждый комплект входит семь двухрядных цилиндрических пружин и два клиновых фрикционных гасителя колебаний. Каждая двухрядная пружина состоит из наружной и внутренней пружин, имеющих разную навивку – правую и левую соответственно, чтобы пружины не сцеплялись между собой. Всего 14 пружин с одной стороны тележки. Количество двухрядных пружин в комплекте зависит от грузоподъемности вагона. Пять пружин ставят в тележки, подкатываемые под вагон грузоподъемностью до 50 т., шесть – до 60 т. и семь – более 60 т. Крайние боковые пружины комплекта поддерживают клинья гасителей колебаний.

Фрикционный клиновый гаситель колебаний тележки имеет два фрикционных клина, размещенных между наклонными поверхностями надрессорной балки и фрикционными планками, укрепленными на колонках боковой рамы тележки. Клинья опираются на двухрядные цилиндрические пружины. В тележке фрикционные клинья при взаимодействии с фрикционными планками, надрессорной балкой и пружинами за счет работы сил трения осуществляют гашение колебаний обрессоренных масс вагона.

Тормозная рычажная передача – представляет собой систему тяг и рычагов и служит для передачи усилия от тормозных цилиндров к тормозным колодкам (рис.16).

Рис. 16 – Тормозная рычажная передача:

1 – тормозной башмак; 2 – подвеска; 3 – триангель; 4 – чеки; 5 – серьга;

6,9 – вертикальные рычаги; 7 – распорка; 8 – кронштейн

Характерной особенностью конструкции тормозной рычажной передачи является одностороннее нажатие тормозных колодок на колеса и возможность применения чугунных и композиционных колодок.

Тележка модели 18-578разработана АО «НПК Уралвагонзавод» и представляет собой модернизацию тележки 18-100. Тележка позволила при минимальных изменениях в конструкции добиться улучшения эксплуатационных показателей. Технические характеристики тележки модели 18-578 приведены в таблице 8.

Таблица 8

Технические характеристики тележки модели 18-578

Параметр	Значение/данные
Масса, кг
База, мм
Скорость конструкционная, км/ч
Максимальная осевая нагрузка, тс	23,5
Тип оси колёсной пары	РУ1Ш
Колеса цельнокатаные диаметром, мм
Статический прогиб рессорного комплекта, мм
Тип скользуна	упруго-катковый, упругий
Наличие износостойких элементов в подпятнике	износостойкая чаша
Рама тележки	нежёсткого типа

Колесная пара оборудованабуксовыми узлами с цилиндрическими подшипниками или двухрядными коническими подшипниками кассетного типа, которые установлены в типовой корпус букс грузовых вагонов.

В колесной паре применены ось РУ1Ш из непрерывнолитой вакуумированной стали и колеса повышенного качества и твердости.

Колеса и подшипниковые узлы кассетного типа насаживаются на ось посредством прессовой посадки. Посадка цилиндрических подшипников может быть тепловой или прессовой. Крепление подшипников на оси осуществляется шайбой с четырьмя болтами М20. Конструкция торцевого крепления подшипников позволяет производить обточку колес по кругу катания без демонтажа крепления.

Боковая рама выполнена по модернизированному проекту. Так на верхнем поясе надрессорной балки расположена опорная площадка с резьбовыми отверстиями для установки скользунов (рис.17).

а) б)

Рис. 17 – Скользуны тележки модели 18-578:

а – упруго-катковый; б – упругий

На опорные поверхности буксовых проемов установлены сменные износостойкие скобы, состоящие из скобы, выполненной из углероди­стой стали толщиной 4 мм, и приварной износостойкой планки из низколегиро­ванной стали 30ХГСА с твердостью 255...341 НВ толщиной 4 мм.

Рессорное подвешивание – типовое, жесткость пружин уменьшена. Фрикционные клинья отлиты из высокопрочного термообработанного чугуна. Для защиты от износов на наклонной поверхности фрикционного клина устанавливается сменная износостойкая полимерная накладка, которая фиксируется посредством выступов, выполненных за одно целое с телом накладки и входящих в аналогичные углубления клина. Рессорное подвешивание тележки модели 18-578 приведено на рисунке 18.

а) б)

Рис. 18 – Рессорное подвешивание:

а – рессорный комплект; 1– наружняя пружина; 2 – внутренняя пружина;

3 – фрикционный клин; б – фрикционный клин с износостойкой накладкой

Тормозная рычажная передача оборудована устройством направленного отвода колодок от колес при отпущенном тормозе, обеспечивающим равномер­ный износ колодок. В шарнирных соединениях рычагов с триангелями, затяжками и державкой мертвой точки установлены износостойкие втулки.

Тележка модели 18-194.1 (рис.19)разработана АО «НПК Уралвагонзавод». Технические характеристики тележки приведены в таблице 8.

Таблица 8

Технические характеристики тележки модели 18-191.1

Параметр	Значение/данные
Масса, кг
База, мм
Скорость конструкционная, км/ч
Максимальная осевая нагрузка, тс
Тип оси колёсной пары	РВ2Ш
Колеса цельнокатаные диаметром, мм
Статический прогиб рессорного комплекта, мм	75,5
Тип скользуна	упругий
Наличие износостойких элементов в подпятнике	износостойкая чаша
Рама тележки	нежёсткого типа

Рис. 19 – Тележка модели 18-194.1:

1 – колесная пара с буксовым узлом; 2 – боковая рама; 3 – надрессорная балка;

4 – рессорное подвешивание; 5 – тормозная рычажная передача; 6 – износостойкая полимерная вставка; 7 – адаптер; 8 – опорная балка авторежима; 9 – упругий скользун; 10 – устройство предотвращающее выход колёсных пар; 11 – устройство направленного отвода колодок; 12 – устройство отвода статического электричества; 13 – шкворень

Колёсная пара оборудована буксовыми узлами бескорпусной конструкции (адаптер) с двухрядными коническими подшипниками кассетного типа. В колесной паре – усилена ось и колесо, что позволило повысить осевую нагрузку до 25 тс.

Надрессорная балка (подпятник) имеет износостойкий элемент – чашу.Для предохранения чаши от выпадения введена наплавка ограничителей с зачисткой заподлицо в четырех местах с обеспечением зазора между наплавкой.Надрессорная балка имеет опорные поверхности для установки упругих скользунов.

Боковая рама в нижней части буксового проемаоснащена кронштейнами для крепления устройства, предохраняющего колесные пары от выхода из буксового проема при соударении вагонов и других эксплуатационных ситуациях.Боковая рама устанавливается на колесные пары через сменные износостойкие полимерные вставки и специальные адаптеры

Рессорное подвешивание включает два рессорных комплекта, установленных в центральных проемах. Рессорный комплект имеет билинейную зависимость прогиба от нагрузки и включает семь наружных пружин, две внутренние подклиновые, пять внутренних подбалочных пружин и два фрикционных клина из высокопрочного чугуна.

Тормозная рычажная передача оборудована устройством направленного отвода колодок от колес при отпущенном тормозе, обеспечивающим равномерный износ колодок. Крепление тормозных башмаков – безрезьбовое (цанговый замок). В шарнирных соединениях установлены износостойкие втулки.

Тележка модели 18-552 (рис. 20)предназначена для подкатки под вагоны-самосвалы, эксплуатируемые на железных дорогах горнорудных предприятий (без выхода на пути общего пользования). Технические характеристики тележки приведены в таблице 9.

Таблица 8

Технические характеристики тележки модели 18-552

Параметр	Значение/данные
Масса, кг
База, мм
Скорость конструкционная, км/ч
Максимальная осевая нагрузка, тс
Тип оси колёсной пары	РУ1, РУ1Ш
Колеса цельнокатаные диаметром, мм
Статический прогиб рессорного комплекта, мм
Тип скользуна	зазорный бесконтактный
Наличие износостойких элементов в подпятнике	нет
Рама тележки	нежёсткого типа

Рис. 20 – Тележка модели 18-522:

1,5 – колёсная пара с буксовым узлом; 2 – боковая рама;

3 – рессорное подвешивание; 4 – балансир

Колёсная пара оборудована буксовыми узлами с типовыми роликовыми подшипниками. В колесной паре применены ось РУ1Ш и РУ1.

Надрессорная балка тележки литая, коробчатого сечения в форме бруса равного сопротивления изгибу. На одной вертикальной стене расположены направляющие выступы для челюстей шкворневой балки, а на другой – кронштейны с отверстиями для болтов соединения надрессорных и шкворневой балок.

Шкворневая балка выполнена в виде Н-образной отливки. На концах балки имеются челюсти и приливы для размещения надрессорных балок.

Боковая рама тележки литая. На нижнем поясе среднего проема отлиты банки и ребра, фиксирующие пружины рессорного комплекта, а для установки амортизатора сделано углубление. На одном конце рамы предусмотрен проем для буксы, а на другом имеется хобот для опоры на противоположное плечо балансира средней колесной пары. Боковые рамы – взаимозаменяемые по диагоналям.

Балансир представляет собой стальную отливку в виде коромысла с центральным проемом для размещения буксы средней колесной пары. По концам балансир имеет отверстия для соеди­нения с хоботами боковых рам при помощи валиков.

Рессорное подвешивание включает четыре рессорных комплекта, каждый из которых состоит их четырех двухрядных пружин и одного пружинно-фрикционного амортизатора.

Тормозная рычажная передача с одностороннимприжатием колодок на колеса крайних колёсных пар и с двусторонним на колеса промежуточной колёсной пары.