Основные элементы конструкции буксовых узлов
Цель работы: ознакомиться с устройство буксовых узлов вагонов на примере наиболее типовых конструкций.
Краткие сведения из теории
Буксовый узел – элемент колёсной пары, предназначенный для передачи нагрузки от тележки и состоящий из корпуса или адаптера, подшипника или подшипников, элементов торцевого крепления, уплотнений и смазки.
В мировой практике для вагонов используются три основных типа роликовых подшипников: с цилиндрическими роликами (отношение длины к диаметру меньше или равно 2,5), со сферическими роликами (сферические самоустанавливающиеся двухрядные) и с коническими роликами (конические одно- и двухрядные). Наиболее распространены подшипники с цилиндрическими роликами.
Буксовый узел с подшипниками роликовыми цилиндрическими, приведенный на рисунке 27 применяется – в тележках грузовых вагонов.
 | |||
 | |||
а) б)
Рис. 27 – Буксовый узел с двумя цилиндрическими подшипниками:
а – узел соединения букса-шейка оси; б – конструкция буксы;
1 – передний подшипник; 2 – задний подшипник; 3 – корпус буксы;
4 – лабиринтное кольцо; 5 – отъемный лабиринт корпуса буксы; 6 – кольцо
уплотнительное; 7 – крепительная крышка; 8 – прокладка; 9 – торцевая шайба;
10 – смотровая крышка; 11 – болт М20 для крепления торцевой шайбы;
12 – стопорная шайба; 13 – болт М 12 с пружинной шайбой
для крепления смотровой крышки.
| |
В буксах грузовых и пассажирских вагонов устанавливают два цилиндрических подшипника вплотную друг к другу, при этом подшипник, расположенный у галтели шейки оси, называют задним, а у ее торца – передним. Размер каждого из подшипников 130х250х80 мм. Подшипник состоит из внутреннего и наружного кольца, сепаратора и роликов. Для обеспечения нормальной работы – подшипник имеет осевой и радиальный зазор.
Радиальный зазор ненагруженного подшипника – среднее арифметическое значение расстояний по радиусу, на которое одно из колец может быть смещено относительно другого из одного эксцентричного крайнего положения в диаметрально противоположное крайнее положение, при различных угловых направлениях и с приложением внешней нагрузки, не вызывающей деформацию.
Осевой внутренний зазор ненагруженного подшипника – среднее арифметическое значение смещений вдоль оси подшипника одного из колец относительно другого при различных угловых положениях колец и тел качения с приложением внешней нагрузки, не вызывающей деформацию.
Корпус буксы – деталь, предназначенная для размещения подшипника или подшипников, элементов торцевого крепления, уплотнений и смазки. В настоящее время в типовом корпусе буксы применяется и конический двухрядный подшипник в габарите 130х250х160 мм. Принципиальное отличие корпуса буксы грузового вагона от буксы пассажирского вагона заключается в отсутствии кронштейнов для установки фрикционных гасителей колебаний. Корпус буксы тележки (люлечной) пассажирского вагона приведен на рисунке 28.
Рис. 28 – Корпус букс тележки пассажирского вагона
Кольцо лабиринтное – элемент уплотнения буксового узла, размещаемый на предподступичной части оси колёсной пары и предотвращающий проникновение в корпус буксы, воды, пыли и грязи.
Лабиринтная часть корпуса – элемент уплотнения буксового узла, размещаемый в задней торцевой части корпуса буксы и предотвращающий проникновение в корпус буксы воды, пыли и грязи. Выполняется в двух вариантах – единое целое с корпусом буксы или отдельная (отъемная) деталь, впрессованная в корпус буксы.
Прокладка и кольцо уплотнительное – элементы буксового узла, устанавливаемые между крепительной и смотровой крышками, а также между крепительной крышкой и корпусом буксы для предотвращения проникновения в корпус буксы воды, пыли и грязи.
Торцевая шайба – элемент торцевого крепления подшипников на шейки оси для передачи усилия затяжки болтов на внутренние кольца подшипников.Типовая букса с двумя цилиндрическими роликовыми подшипниками может иметь крепление подшипника и корончатой гайкой.
Крышка смотровая – элемент буксового узла, устанавливаемый в торцевую часть крепительной крышки и закрепляемый болтами М12 для предотвращения проникновения в корпус буксы воды, пыли и грязи ификсации плоского резинового уплотнения.
Буксовый узел с подшипником сдвоенного типа производства украинского ООО «Харп» характеризуется повышенной износостойкостью. Применяется в тележках грузовых вагонов. Сдвоенный подшипник– состоит из двух подобранных однорядных подшипников соединенных крепежным кольцом (при этом подшипник представляет собой единое целое). Буксовый узел с двоенным подшипником приведен на рисунке 29.
Подшипник сдвоенный устанавливается в корпус буксы вместе с корпусом буксы и кольцом лабиринтным запрессовывается на ось колесной пары. Крепление подшипника сдвоенного на шейки оси колёсной пары типа РУ1Ш-957-Г осуществляется при помощи шайбы тарельчатой и четырех (или трех) болтов М20. Корпус буксы закрывается крышками крепительной и смотровой.
 |
Рис. 29 – Буксовый узел с подшипником сдвоенного типа:
1 –корпус буксы; 2 –лабиринт отъёмный; 3 – кольцо лабиринтное;
4 – подшипник; 5 – кольцо крепежное; 6 – шайба защитная; 7 – шайба тарельчатая; 8 – крышка смотровая; 9 – болт М20; 10 – болт М12; 11–крышка крепительная
В настоящее время нас сети железных дорог широко эксплуатируются и буксовые узлы кассетного типа с двухрядными подшипниками конического типа разработки Brenco (США) и SKF (Швеция). Такие буксовые узлы обладают улучшенными эксплуатационными характеристиками, могут применяться в пассажирских (со скоростью движения до 200 км/ч) и грузовых вагонах (с осевой нагрузкой до 27 тс). Буксовые узлы с подшипниками марки Brenco и SKF исполнены в двух вариантах: подшипник кассетного типа устанавливается в серийный корпус буксы; с адаптером. Так как конструкции букс этих фирм схожи, далее вкратце рассмотрим устройство такого узла на примере буксы кассетного типа фирмы Brenco.
Буксовый узел с подшипником кассетного типа разработки Brenco (рис. 30)
Рис. 30 – Буксовый узел с подшипником кассетного типа:
1 –корпус буксы; 2 –лабиринт отъёмный; 3 – кольцо лабиринтное;
4 – кольцо компенсационное; 5 – уплотнение; 6 – подшипник; 7 – крышка передняя; 8 – крышка крепительная; 9 – крышка смотровая; 10 – болт М20;
11–болт М12; 12 – уплотнения резиновые
Кассетный подшипник – самостоятельная сборочная единица, изделие, базирующаяся на двухрядных конических роликовых подшипниках с заложенной смазкой, с отрегулированным осевым зазором, встроенными уплотнениями и деталями торцевого крепления. Подшипник кассетного типа в габаритах 130х250х160 мм устанавливается в серийный корпус буксы и вместе с корпусом буксы и лабиринтом запрессовывается на шейку оси колёсной пары (см. рис. 30). Крепление подшипника на оси осуществляется при помощи крышки передней и четырех болтов М20. Корпус буксы закрывается крышками крепительной и смотровой.
Другим вариантом буксы с подшипником кассетного типа фирмы Brenco, является бескорпусная конструкция узла с адаптером (рис. 31). Кассетный буксовый узел представляет собой готовую к установке конструкцию, отрегулированную на заводе-изготовителе, заправленную смазкой и снабженную внутренними уплотнениями. Он имеет меньшие размеры и массу (55 кг), чем типовой буксовый узел (105 кг), а также требует в 2 раза меньшее количество смазки на заправку узла.
 | |||
 | |||
а) б)
Рис. 31 – Кассетный буксовый узел с адаптером:
а – общий вид буксы; б – конструкция буксы; 1–адаптер; 2 –кольцо упорное заднее;
3 – кольцо компенсационное; 4 – уплотнение; 5–подшипник; 6 – крышка передняя;
7 – пробка; 8 – болт М24; 9 – шайба стопорная
Буксовый узел состоит из двухрядного подшипника, включающего два ряда внутренних колец, двух комплектов конических роликов, двух сепараторов и единого наружного кольца, выполняющего роль корпуса буксы. Положение подшипника на шейке оси фиксируется передней и задней крепительными крышками.
Задняя крепительная крышка за счет натяга имеет тугую посадку на шейке оси, а передняя крепится к торцу оси тремя болтами, которые фиксируются от самопроизвольного отворачивания стопорной шайбой. Герметизация подшипника от проникновения пыли и влаги обеспечивается уплотнительными кожухами с упругими сальниками.
Адаптер выполняет роль верхней части обычного корпуса буксы, т. е. перераспределяет нагрузки от боковой рамы тележки на подшипники и имеет приливы для ограничения продольных, поперечных и угловых смещений колесной пары относительно рамы тележки.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с основными типами буксовых узлов эксплуатируемых на сети железных дорог и особенностями их конструкции.
2. Ответить на контрольные вопросы.
3. Оформить отчёт о проделанной работе.
Содержание отчета
1. По результатам проведенной работы составляется отчет в письменной форме (допускается и в печатной). Отчёт должен содержать: цель и дату работы; таблицу 13
с выполненными заданиями по предложенной ниже форме.
2. Ответы на контрольные вопросы.
Таблица 13
| Буксовый узел с цилиндрическими роликовыми подшипниками | ||||
Эскиз элементов буксового узла  | ||||
| № поз. | Назначение | № поз. | Назначение | |
| Торцевое крепление подшипника | ||||
| № поз. | Деталь | Эскиз | ||
 | ||||
Продолжение таблицы 13
| № поз. | Деталь | Эскиз |
 | ||
| Кассетный буксовый узел с адаптером фирмы Вrenco | ||
| № поз. | Деталь | Эскиз |
 | ||
Контрольные вопросы
1. Что понимается под осевым зазором подшипника?
2. Из каких элементов состоит сдвоенный подшипник буксового узла?
3. Назовите достоинства буксовых узлов с кассетными подшипниками?
4. Перечислите конструкционные варианты кассетных подшипников эксплуатируемых на сети железных дорог.
5. Поясните назначение адаптера в буксовом узле с кассетным подшипником.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №8