Формирование колесной пары и сборка редукторного узла

(рис 10)

Формирование колесной пары — процесс комплектования

и соединения отдельных элементов колесной пары в одно це-

лое. Формирование колесных пар производят в соответствии

с «Инструкцией по освидетельствованию, формированию и ре-

монту колесных пар подвижного состава метрополитена».

Формирование производят на 400-тонном горизонтальном гид-

равлическом прессе. Пресс оборудован манометрами для кон-

троля величины прессового давления и записывающим инди-

каторным устройством, с помощью которого записывается

диаграмма изменения давления при напрессовке. Диаграм-

ма записывается в координатах: по вертикали — давление в

тоннах, по горизонтали—длина напрессовываемого участка.

Кривая изменения давления на диаграмме должна быть слег-

ка выпуклой вверх и постепенно возрастать до конечного дав-

ления, которое характеризует прочность соединения. При за-

прессовке колес давление 50-80 тонн (натяг 0,08-0,22 мм), при

запрессовке зубчатого колеса давление 30-45 тонн (натяг

0,09-0,15 мм).

Перед запрессовкой необходимо зачистить посадочные по-

верхности колесных центров и оси и проверить на магнитном

дефектоскопе ось и зубчатое колесо. Первым на ось напрес-

совывают первый колесный центр с удлиненной ступицей. За-

тем удлиненную ступицу обрабатывают на токарном станке

под посадку деталей редуктора и проверяют ее на магнитном

дефектоскопе. Затем снова устанавливают ось на пресс. Под-

бирают подшипники редукторного узла по радиальным зазо-

рам и натягам. ¹

Радиальные зазоры должны быть:

— для подшипника 7Н—840Г—0,067—0,121 мм;

— для подшипника 2Н—32140Л—0,075—0,150 мм.

Натяги должны быть:

— для подшипника 7Н—840Г—0,015—0,040 мм;

— для подшипника 2Н—32140Л—0,020-0,045 мм.

При монтаже большого редукторного узла на удлиненную

ступицу первого колесного центра устанавливают лабиринт-

ную крышку редуктора (в свободном состоянии), затем на-

гретые лабиринтное кольцо и шарикоподшипник 7Н—840Г.

Вслед за подшипником устанавливается пара колец раздель-

ной смазки.

После остывания ступицы до температуры окружающей

среды на нее напрессовывают зубчатое колесо с натягом

0,09—0,15 мм под давлением 30-^-45 тонн.

При этом в конце диаграммы должен быть «пик» давле-

ния до 70 тонн, что свидетельствует о напрессовке до упора.

После напрессовки зубчатого колеса устанавливают вто-

рую пару колец раздельной смазки и роликоподшипник 2Н—

32140Л (с нагревом его внутреннего кольца). Затем в нагре-

том состоянии насаживают запорное кольцо и свободно вто-

рую лабиринтную крышку редуктора. Запорное кольцо одно-

временно является лабиринтным кольцом и кольцом для ще-

ток ЗУМа.

Нагрев подшипников, лабиринтных колец и запорного

кольца ведут в трансформаторном масле до температуры

120°С.

После сборки деталей большого редукторного узла на уд-

линенной ступице первого колесного центра на ось напрессо-

вывают второй колесный центр, предварительно подобранный

по натягу.

Сборку малого узла редуктора осуществляют в верхней

половине корпуса редуктора в следующем порядке.

Подбирают по натягам и радиальным зазорам подшипни-

ки 8Н—318Л и 2Н—32315.

Радиальные зазоры для подшипника 8Н—318Л должны

быть в пределах 0,058 — 0,089 мм, для подшипника 2Н—32315

— в пределах 0,06-^-0,1 мм.

Натяги должны быть в пределах 0,016 — 0,03 мм.

После подбора подшипников собирают комплект малой

шестерни с лабиринтовыми уплотнениями, шарикоподшипни-

ком 8Н—318Л и внутренним кольцом роликового подшипни-

ка 2Н—32315. Шарикоподшипник закрепляется торцевой шай-

бой.

Затем устанавливают в корпусе редуктора наружное коль-

цо роликоподшипника, заводят через горловину корпуса со-

бранный комплект малой шестерни и закрепляют крышку со

стороны шарикоподшипника. На вал шестерни со стороны

конуса устанавливают запорное и лабиринтовое кольца, пос-

ле чего закрепляют вторую крышку.

Перед постановкой крышек в полости подшипников закла-

дывают смазку 1 —13 или 1—ЛЗ.

Шарикоподшипник, внутреннее кольцо роликоподшипни-

ка и запорное кольцо нагревают в масле до температуры

100-М20°С.

Совместный монтаж большого и малого узлов производят

следующим образом. Заводят под зубчатое колесо и устанав-

ливают на деревянной подставке верхнюю половину корпуса

редуктора, проверяя свес зубьев шестерни по отношению к

зубчатому колесу и плотность прилегания зубьев на ультра-

марин. Свес должен быть не более 0,7 мм, а плотность при-

легания — не менее 75%.

Затем смазывают фланцы корпуса невысыхающей пастой,

ставят прессшпановые прокладки и устанавливают нижнюю

половину корпуса редуктора на верхнюю. Вставляют четыре

призонных болта М12, а затем двенадцать болтов М16 и за-

крепляют их гайками. Затем также на невысыхающей пасте

устанавливают крышки большого узла, и во все крышки ввер-

тывают масленки.

В редукторе применена раздельная система смазки, при

которой подшипники работают на густой смазке 1 —13 или

1—ЛЗ, а зубчатые колеса — на жидкой смазке — автотрак-

торном трансмиссионном масле (1,5—1,7 литра). Добавление

смазки в подшипники в процессе эксплуатации производят

через масленки в крышках подшипников. Заливка смазки или

ее добавление для смазывания зубчатой передачи произво-

дится через пробку на лючке нижней половины корпуса ре-

дуктора. Пробка поставлена на дозированном уровне.

Осмотр зубчатой передачи производят через люк с круг-

лой крышкой на верхней половине корпуса.

Обточка бандажей

Обточка бандажей колес производится на специальном

колесно-токарном станке, пока колесная пара еще без букс

и корпуса редуктора. Профиль поверхности катания выпол-

нен конусным. Рабочая поверхность имеет конусность 1:20 и

ближе к наружной грани переходит в конусность 1:7, обес-

печивающую нормальное прохождение стрелочных переводов.

Гребень имеет толщину 33 мм, замеренную на высоте 18 мм

от вершины, и наклон 60°. На расстоянии 70 мм от внутрен-

ней грани располагается плоскость круга катания, в которой

замеряется диаметр бандажа. Профиль обточенного бандажа

проверяется максимальным шаблоном.

3. Зубчатая передача

На вагонах Еж-3 применена одноступенчатая, цилиндри-

ческая, косозубая передача с эвольвентным профилем зуба.

Угол наклона зуба 8°.

Косозубое зацепление обеспечивает работу передачи с

меньшим шумом. Поскольку в зацеплении находятся одно-

временно не менее двух зубьев, нагрузка на каждый зуб

уменьшается. Отрицательной стороной косозубой передачи

является возникновение осевого смещения и торцевое давле-

ние, равное произведению окружной скорости на тангенс уг-

ла наклона зуба, поэтому наклон зуба ограничен величиной

8°. Профили рабочих поверхностей зубьев очерчены по эволь-

венте — кривой, являющейся разверткой базовой окружности

(эволюты). Преимуществом эвольвентного зацепления явля-

ется простота изготовления зубчатых колес методом обкатки

путем нарезания их червячными многозаходными фрезами.

В то же время это зацепление характерно тем, что при не-

большом числе зубьев происходит ослабление сечения зуба

у основания. Избежать подрез зуба можно путем уменьшения

головки зуба колеса с одновременным увеличнением высоты

ножки без изменения общей высоты зуба. У шестерни делают

наоборот — увеличивают высоту головки и уменьшают вы-

соту ножки. Такой способ улучшения зубчатого зацепления

называют высотным коррегированием и достигают смещением

зуборезного инструмента при нарезании зубьев. Зубчатые

колеса изготавливают цельноштампованными, а шестерни

цельнокатанными, причем шестерня изготовлена как одно це-

лое со своим валом. Зубья шестерни подвергают объемной

закалке и шлифовке, а зубья зубчатого колеса оставляют сы-

рыми. Это обеспечивает одинаковую долговечность зубчатой

пары.

Основные параметры зубчатой передачи следующие:

— межцентровое расстояние — централь — 339 мм

— передаточное число — 5,33

— угол наклона зуба — 8°

— модуль зуба — 7 мм

— угол зацепления зубьев — 20°

— длина зуба — 110 мм

— свес зубьев шестерни по отношению к зубчатому

колесу — 0,7 мм

— число зубьев зубчатого колеса — 80

— число зубьев шестерни — 15

— толщина зуба зубчатого колеса — 10,74 мм

— толщина зуба шестерни — 13,13 мм

4. Монтаж буксы (рис. 11)

Буксы монтируются на шейках оси колесной пары. Они

служат опорами для пружин надбуксового подвешивания, и

через них передается усилие от веса кузова и пассажиров на

ось колесной пары, колеса и далее на ходовые рельсы.

Каждая букса состоит из корпуса, двух роликоподшипн-

ков, большого и малого дистанционных колец между подшип

никами, упорного кольца, осевой гайки, стопорной планки,

упорной (крепительной) крышки, контрольной (смотровой)

крышки и лабиринтового кольца (воротник буксы).

Корпус буксы выполнен из стального литья. С боковых

сторон к корпусу буксы прилиты кронштейны — крылья. На

левом или правом крыле каждой буксы прилит кронштейн

для крепления бруса токоприемника. В крыльях предусмот-

рены сверху гнезда для установки пружин надбуксового под-

вешивания, а снизу простроганы гребенки для соединения

поводками; в верхней части к корпусу буксы приварен штырь,

который при сборке тележки входит в вертикальное отвер-

стие продольной балки рамы тележки и должен обеспечивать

связь колесной пары и рамы тележки при изломе проводков.

Со стороны, обращенной к колесу, в корпусе буксы имеются

лабиринтные выточки для взаимодействия с лабиринтом ла-

биринтного кольца. Процесс монтажа буксы можно разбить

на три последовательных операции:

— сборка части деталей на предподступичную часть и шей-

ку оси;

— сборка второй части деталей в корпусе буксы;

‑ совместный монтаж деталей, находящихся на оси и в кор-

пусе буксы, и окончательное закрепление буксы на оси.

На предподступичную часть оси в горячем состоянии на-

саживают лабиринтное кольцо до упора ее бурта в торец

предподступичной части. Затем вплотную к лабиринтному

устанавливают разогретое внутреннее кольцо заднего ролико-

подшипника ЗН 42822Л с буртом, ставят холодное малое

дистанционное кольцо и разогретое внутреннее кольцо перед-

него роликоподшипника ЗН 232822Л1. Нагрев лабиринтного

кольца и внутренних колец роликоподшипников ведут в гор-

ном воске-озокерите до температуры 110- 120°С. Озокерит в

дальнейшем предотвращает появление коррозии деталей. По-

саженные на ось детали поджимают упорным кольцом и осе-

вой гайкой и оставляют для остывания. В это время собирают

в корпусе буксы наружные кольца подшипников с сепарато-

рами и роликами. Предварительно стенки корпуса смазыва-

ют тонким слоем смазки 1-ЛЗ и на скользящей посадке опу-

скают в него последовательно наружное кольцо с сепарато-

ром и роликами заднего подшипника, большое дистанцион-

ное кольцо и наружное кольцо с сепаратором и роликами пе-

реднего подшипника. В выточку горловины корпуса буксы на

задней его стенке со стороны оси заводят войлочное уплот-

нение, а ролики подшипников закрывают смазкой 1-ЛЗ. За-

тем, сняв осевую гайку и упорное кольцо, одевают корпус

буксы на ось. После этого снова устанавливают упорное коль-

цо, выполняющее роль бурта для внутреннего кольца перед-

него подшипника, завертывают осевую гайку, ставят и закре-

пляют двумя болтами стопорную планку. Болты крепления

планки стопорят проволочной скруткой в виде восьмерки.

Буксу закрывают сначала крепительной упорной крышкой,

выступ которой закрепляет наружные кольца подшипников,

а затем контрольную крышку, предварительно добавив смаз-

ку. Общее количество смазки, закладываемой в буксу, соста-

вляет около 1,6 кг. Закрепление наружных колец подшипни-

ков в буксе определяют по наличию равномерного зазора

между крепительной крышкой и торцом корпуса буксы

(0,5 — 3 мм). Болты, закрепляющие упорную крышку, попар-

но стопорят проволочными скрутками.

Правильность монтажа буксы проверяют по легкости про-

ворота ее от руки. Разбег буксы вдоль оси должен быть

0,2-0,8 мм. Радиальный зазор в подшипниках допускается в

пределах 0,08-0,3 мм.

Малая ревизия букс производится через 100⁺¹⁵ тысяч

километров пробега. При этом открывают контрольную кры-

шку, удаляют смазку и осматривают состояние стопорной

планки и ее крепление, состояние переднего подшипника и

производят ультразвуковую дефектоскопию оси колесной па-

ры. После этого закладывают свежую смазку и закрывают

контрольную крышку. В эксплуатации следят за величиной

температуры нагрева подшипников буксы, которая не долж-

на превышать 35°С. Причинами повышенного нагрева под-

шипников могут быть: перекос подшипников при монтаже, от-

сутствие смазки, попадание посторонних предметов в смазку,

разрушение сепараторов подшипников и др.

5. Подвеска корпуса редуктора (рис. 12)

Здесь необходимо объяснить учащимся, почему корпус

редуктора данной конструкции должен иметь специальную

подвеску к раме тележки и почему необходима подвижность

и расчлененность подвески, обеспеченная за счет применения

шаровых подшипников (ШС-40), резиновых амортизаторов

и отдельно выполненных серьги и болта. Затем перейти к опи-

санию конструкции подвески и неисправностям, имеющим

место в эксплуатации. Для сравнения можно кратко охарак-

теризовать конструкцию подвески корпуса редуктора на ра-

нее выпущенных вагонах типа Е.

Кратко рассказать о назначении и конструкции комплект-

ного предохранения подвешивания редуктора.

Для обеспечения необходимого положения вала шестерни

относительно вала тягового двигателя корпус редуктора под-

вешивают к кронштейну, вваренному в поперечную балку ра-

мы тележки, при помощи специальной сочлененной подвески.

Нижний конец подвески соединяется с проушинами на верх-

ней половине корпуса редуктора, а верхний конец подвески

закрепляется на кронштейне рамы через резиновые аморти-

заторы двумя корончатыми гайками.

Осевая линия подвески расположена под углом 18-20° к

вертикали. Этим обеспечивается минимальное вертикальное

расхождение между валами шестерни и тягового двигателя

при просадке надбуксовых рессор.

Подвеска состоит из болта, изогнутой штампованной серь-

ги, двух корончатых гаек (верхней и нижней), двух резиновых

амортизаторов под гайками, двух шаровых подшипников

ШС-40 с осями, гайками, контргайками и пластинчатыми

шайбами. Болт подвески имеет вверху стержневую часть с

резьбами двух размеров (нижней М52Х2 и верхней конце-

вой М48Х2). Внизу болт заканчивается проушиной для со-

членения с вильчатой проушиной серьги при помощи шарово-

го подшипника. Шаровой подшипник представляет собой два

вставленных друг в друга кольца, сопрягающихся между со-

бой по шаровой (сферической) поверхности. Наружное коль-

цо подшипника впрессовывают в проушину болта. В вилке

серьги, куда входит проушина болта, имеются конусные от-

верстия. Средняя часть серьги имеет серповидный изгиб и

двутавровое сечение. Второй конец серьги (нижний) имеет

проушину, которая при помощи еще одного шарового под-

шипника и оси соединяется с вильчатой проушиной на кор-

пусередуктора. В проушину нижнего конца серьги впрессо-

вывается наружное кольцо шарового подшипника. Внутрен-

нее кольцо может быть вставлено в наружное только в пер-

пендикулярном расположении их осей. Если же после этого

развернуть внутреннее кольцо на 90°, то подшипник станет

неразъемным. Совместив отверстия в проушинах болта и

серьги или серьги и корпуса редуктора, соединяют их затем

шпилькой, средняя часть которой на тугой посадке войдет

во внутреннее кольцо шарового подшипника. На резьбовые

концы шпильки навертывают гайки, одевают стопорные, пла-

стинчатые шайбы и законтривают все контргайки. Гайки име-

ют конусные наружные поверхности, которые входят при за-

тяжке в конусные отверстия проушин серьги или корпуса ре-

дуктора. За счет такого крепления мы имеем в верхней точке

следующее: наружное кольцо шарового подшипника состав-

ляет одно целое с болтом, а внутреннее его кольцо — одно

целое с серьгой. Относительно друг друга болт и серьга мо-

гут перемещаться по шаровой поверхности. В нижней точке

подвески мы имеем то, что внутреннее кольцо шарового под-

шипника составляет одно целое с корпусом редуктора, а на-

ружное кольцо подшипника составляет одно целое с серьгой,

а перемещаются они относительно друг друга по шаровой

поверхности.

Корончатые гайки, крепящие болты к кронштейну, выпол-

нены с дополнительными хвостовиками в виде втулок. При

затяжке гаек втулки упираются друг в друга, и гайки рабо-

тают вместе, как гайка и контргайка, при любом направлении

действия усилия. Конструкция гаек и наличие двух шаровых

подшипников создают лучшие условия работы болта и пре-

дохраняют его резьбу от износа и деформации.

Каждый резиновый амортизатор представляет собой круг-

лую резиновую шайбу диаметром 150 мм, у которой со сто-

роны, обращенной к кронштейну, имеется небольшая втулка,

входящая в отверстие кронштейна. Чтобы предохранить ре-

зину от истирания, ее армируют стальными привулканизиро-

ванными накладками (со стороны кронштейна толщиной 4

мм, а с наружной стороны толщиной 12 мм). Внутрь аморти-

затора вставлено дополнительное ребро металлическое, повы-

шающее прочность резины. Высота амортизаторов в сборе

после затяжки должна быть 94±1,0 мм, что свидетельствует

о правильности затяжки гаек.

Положение редуктора, а с ним и вала шестерни по высоте

регулируется гайками болта. В отрегулированном положении

под тарой вагона вал двигателя должен быть выше вала ше-

стерни на 3-4 мм.