Конструктивные особенности тележки

Конструкция тележек в значительной степени определяет переда­чу и реализацию силы тяги, плавность хода и взаимодействие эки­пажной части и пути, безопасность движения и динамические харак­теристики тепловоза. Унифицированная бесчелюстная тележка раз­работана и изготавливается серийно ПО «Ворошиловградтепловоз» для отечественных магистральных грузовых тепловозов ТЭ10М, 2ТЭ116,2ТЭ10В, 2М62, маневровых ТЭМ2 и экспортных грузо-пас­сажирских—ТЭ109 (модификаций 130, 131, 132, 142),ТЭ114,М62с конструкционной скоростью 100—140 км/ч.

Для удовлетворения требований тепловозов всех модификаций конструкция унифицированной бесчелюстной тележки предусмат­ривает: возможность изменения передаточного числа тягового ре­дуктора с 4,41 (75/17) до 3,04 (70/23) при одном и том же тяговом электродвигателе (ТЭД), т. е. обеспечивается постоянство межцен­трового расстояния тягового редуктора; изменение ширины колеи с 1520 до 1435 мм с вписыванием в габарит 0-2Т ГОСТ 9238—83 за счет изменения дисков колесных центров или их смещения на оси колесной пары; установку тормозного оборудования системы тор­моза типа Матросова для грузовых тепловозов, а для тепловозов с конструкционной скоростью 120 км/ч и выше — со ступенчатым нажатием типа «Кнорр» и др. Тягово-прочностные качества тележ­ки допускают максимальную нагрузку от колесной пары на рельсы 226 кН (23 тс).

Тележка (рис. 2.8) — трехосная с индивидуальным приводом каж­дой колесной пары через односторонний и одноступенчатый тяго­вый редуктор от тягового электродвигателя постоянного тока ЭД-118 А с польстерной системой смазывания или электродвигателя ЭД-118Б с циркуляционной принудительной системой смазывания моторно-осевых подшипников (МОП). Установка ТЭД на тележке выполнена опорно-осевой с рядным их расположением. Такое расположение ТЭД позволяет улучшить использование сцепной массы (на 10—12 %) за счет однозначного распределения нагрузок по осям от силы тяги при движении тепловоза.

Рама тележки связана с колесными парами через поводковые бесчелюстные буксы с жесткими осевыми упорами качения односто­роннего действия. Такая связь позволяет передавать от колесных пар на раму тележки упруго без трения скольжения и зазоров силы тяги и торможения, поперечные силы при набегании на рельс, а также обес­печивать симметричность и параллельность осей колесных пар в раме тележки и относительные вертикальные ее колебания. Жесткость по­водков буксы в поперечном направлении составляет 35105 Н/м, в продольном — 240-105 — 280-105 Н/м. Кроме того, для уменьшения воздействия тепловоза на путь увеличена поперечная подвижность средней колесной пары за счет установки ее в буксах со свободным осевым разбегом ±14 мм.

А-А

Рис. 2.7. Расположение оборудования в кабине машиниста тепловоза 2ТЭ10М:

1 — бытовой холодильник; 2 — панель приборов; 3 — держатель для термоса; 4 — пульт радиостанции и перего­ворного устройства; 5 — зеркало обзора состава; б — шторка; 7 — дверка корпуса прожектора; 8 —графикодер-жатель; 9 — пульт управления; 10 — лампа подсветки шкалы скоростемера; 11 — скоростемер; 12 — кран маши­ниста; 13 — панель сигнальных ламп; 14 — пепельница; 15 — сиденье откидное; 16 — кресло машиниста

Рессорное подвешивание тележки индивидуальное с пружинными комплектами на каждый буксовый узел. Оно без учета поводков обеспе­чивает статический прогиб 126 мм и под статической нагрузкой зазор 40—50 мм между корпусом буксы и боковиной рамы тележки, необхо­димый во избежание ударов при колебаниях надрессорного строения, возникающих при движении тепловоза и зависящих от состояния пути. Каждый пружинный комплект установлен с прокладками, которые слу­жат для регулирования распределения нагрузок по осям тепловоза.

Параллельно индивидуальному буксовому рессорному подвеши­ванию включены фрикционные гасители колебаний сухого трения, которые способны одновременно гасить все три вида колебаний: под­прыгивание, галопирование и поперечную качку. Демпфирование ко­лебаний регулируется изменением силы трения и на основании ис­пытаний тепловоза обеспечивается в диапазоне 5—6 % к подрессо­ренной массе, что соответствует коэффициенту демпфирования 4—5, представляющему собой отношение работы сил трения фрикцион­ных гасителей к работе упругих сил системы рессорного подвешива­ния при изменении прогиба от нуля до статического.

В конструкции тележки применен пневматический индивидуаль­ный (для каждого колеса) колодочный тормоз с двусторонним на­жатием чугунных гребневых тормозных колодок на колеса тепло­воза. Каждое колесо обслуживается одним тормозным цилиндром через рычажную передачу с общим передаточным числом, рав­ным 7,8. Рычажная передача имеет между тормозными колодками поперечные триангели, что обеспечивает более надежное удержа­ние колодок от сползания с бандажей и возможность применения безгребневых секционных тормозных колодок (экспортные тепло­возы типа ТЭ109). Установочный выход штока тормозного цилинд­ра 55 мм при зазоре 7 мм между колодкой и бандажом. Эксплуата­ционный размер выхода штока в пределах 55—120 мм. Для его ре­гулировки на продольных тягах рычажной передачи установлены регуляторы выхода штока тормозного цилиндра типа «винт— гай­ка». Проводятся опытно-конструкторские работы по внедрению тор­мозных цилиндров «ТЦР-10» со встроенными регуляторами выхо­да штока, позволяющих без ручных регулировок поддерживать по­стоянный зазор между бандажом и колодкой до полного предельно­го износа тормозных колодок.

Рис. 2.8. Тележка тепловоза:

1 — рама тележки; 2 — колесно-моторный блок; 3 — пружинный комплект рессорного подвешивания; 4 — опорно-возвращающее устройство; 5 — ры­чажная передача тормоза; б — тормозной воздухопровод; 7— песочный тру­бопровод тележки; 8 — шкворневая балка; 9 — возвращающее устройство; 10 — кронштейн крепления буксовых поводков

Нагрузка от надтележечного строения тепловоза передается на че­тыре комбинированные с резинометаллическими элементами ролико­вые опоры, которые размещены на боковинах рам тележек. Каждая опо­ра по отношению к центру поворота тележки установлена так, что роли­ковой частью обеспечивается поворот тележки и возвращающий момент, а поперечное перемещение кузова (относ) достигается за счет попереч­ной свободно-упругой подвижности шкворня и сдвига каждого комп­лекта из семи резинометаллических элементов, установленных на верх-

ней плите роликовой опоры. Как возвращающий момент, так и момент упругих сил опор обеспечивают гашение относительных колебаний ку­зова и тележек в горизонтальной плоскости (без установки дополнитель­ных демпферов) при движении тепловоза со скоростью до 120 км/ч. При таком опорно-возвращающем устройстве возможен устойчивый макси­мальный поворот тележки (с учетом относа) относительно кузова до 5°, а упругое опирание кузова позволяет получить дополнительный прогиб до 20 мм в рессорном подвешивании тепловоза.

Сила тяги от рамы тележки на кузов передается шкворневым уз­лом, обеспечивающим поперечную свободно-упругую подвижность шкворня кузова +40 мм. Шкворень также является осью поворота тележки в горизонтальной плоскости. Вследствие минимального оди­накового значения колесной базы тележки (1850 х 2 мм) и рядного расположения ТЭД шкворневой узел размещен на продольной балке со смещением на 185 мм от оси средней колесной пары.

Конструкция тележки, тяговый привод, система связи ее с кузовом обеспечивают максимально возможный коэффициент сцепления, а так­же расчетный коэффициент использования сцепной массы, равный 0,90, что значительно выше по сравнению с тепловозами на челюстных те­лежках. Тележка тепловоза прошла всесторонние испытания по своим динамико-прочностным качествам и воздействию на путь с участием ведущих институтов — Всероссийского научно-исследовательского тепловозного института (ВНИТИ) и Всероссийского научно-исследо­вательского института железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ).

По результатам испытаний были проведены конструктивные из­менения, позволившие довести прочностные качества корпусов букс, рамы тележки до обеспечения коэффициентов запаса прочности не менее 2; показатели надежности и долговечности тягового редуктора до 1,2—1,8 млн км пробега за счет замены жесткой зубчатой переда­чи с модулем 11 мм на передачу с модулем 10 мм и упругим зубчатым колесом (УЗК); показатели вертикальной и горизонтальной динами­ки, обеспечивающие без ограничения по ходовой части экипажа про­хождения тепловозом прямых, крутых кривых участков пути и стре­лочных переводов в результате замены жестких опор кузова на комбинированные с резинометаллическими элементами.

Обе тележки (передняя и задняя) тепловоза по своей конструкции одинаковы, за исключением наличия на передней тележке рычажной

передачи ручного тормоза, подножек для входа в тепловоз и привода скоростемера.

Рама тележки

Предназначена для размещения колесно-моторных блоков (КМБ) с рессорным подвешиванием, тормозного исполнительного оборудова­ния, опорных устройств надтележечного строения и механизма пере­дачи силы тяги на кузов тепловоза. При эксплуатации рама тележки, кроме статических нагрузок от массы кузова с оборудованием, силы тяги (торможения) и реакций от ТЭД, подвергается большим динами­ческим вертикальным и горизонтальным нагрузкам. Поэтому конст­рукция рамы тележки по основным элементам должна иметь на осно­вании эксплуатации тележечных локомотивов и принятой ВНИИЖТ методике расчета коэффициент запаса прочности не менее двух и 1,2 по пределу текучести материала при проверке ее на возможное соуда­рение с продольным ускорением до 3g.