Колесные пары вагонов. Назначение и конструкция буксового узла

1.

ЛЕКЦИЯ 6. КОЛЕСНЫЕ ПАРЫ ВАГОНОВ.
НАЗНАЧЕНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ БУКСОВОГО УЗЛА
1. Колесные пары вагонов
2. Назначение и конструкция буксового узла
3. Основные неисправности колесных пар и буксы
ГОСТ 4835-2013 Колесные
пары железнодорожных
вагонов. Технические
условия

2.

Колёсная пара – элемент вагонной
тележки
подвижного
состава,
состоящий
из
цельнокатаных
колёс, напрессованных в холодном
состоянии на ось, и буксовых
узлов,
воспринимающий
и
передающий
статическую
и
динамическую нагрузку от вагона
на рельсы, и служащий для
направления его движения по
рельсовому пути.
Тип колесной
пары
Тип вагона
Конструкц.
скорость
вагона, км/ч
РУ1Ш-957-П
РУ1Ш-957-Г
РВ2Ш-957-Г
РВ2Ш-957-Э
Пассажирский
160
Грузовой
120
Немоторный
электропоезда
Немоторный
дизель-поезда
Грузовой
130
Максимальная расчетная
статическая нагрузка от
колесной пары на рельсы, кН
(тс)
176,6 (18,0)
230,5 (23,5)
245,2 (25,0)
186,4 (19,0)
120
186,4 (19,0)
120
245,2 (25,0)
РУ1Ш-957-Д
РВ2Ш-957-Г
В обозначении типов колесных пар
принято:
РУ1 - роликовая универсальная единица
1-го типа,
РВ2 - роликовая вагонная 2-го типа,
Ш - торцевое крепление внутренних
подшипников приставной шайбой,
957 - номинальный диаметр колеса, мм,
Г - тип вагона "грузовой",
П - тип вагона "пассажирский",
Э - тип вагона "немоторный
электропоезда",
Д - тип вагона "немоторный дизельпоезда".

3.

Согласно ГОСТ, колесная пара с неподвижными колесами, установленными
на оси это cборочная единица, состоящая из оси, неподвижно закрепленных двух
колес, дисковых тормозов (при наличии), буксовых узлов и других деталей,
которые не могут быть демонтированы без расформирования колесной пары
А - расстояние между внутренними боковыми
поверхностями ободьев колес; В - ширина
обода колеса; С - расстояние между упорным
торцом предподступичной части оси и
внутренним торцом обода колеса; D - диаметр
колес по кругу катания; E - допуск радиального
биения круга катания колеса; F - допуск
торцевого биения внутренней боковой
поверхности обода колеса; G - геометрическая
ось колесной пары
А - расстояние между внутренними боковыми
поверхностями ободьев колес; В - ширина
обода колеса; C - расстояние между упорным
торцом предподступичной части оси и
внутренним торцом обода колеса; D - диаметр
колес по кругу катания; E - допуск радиального
биения круга катания колеса; F - допуск
торцевого биения внутренней боковой
поверхности обода колеса; G - геометрическая
ось колесной пары; H - допуск торцевого
биения внутреннего торца тормозного диска

4.

Согласно ГОСТ, колесная пара с подвижными колесами, установленными на оси
это сборочная единица, состоящая из оси, подвижных в осевом направлении двух колес,
дисковых тормозов (при наличии), замковых механизмов для фиксации колес на оси,
буксовых узлов и других деталей, которые не могут быть демонтированы без
расформирования колесной пары.
А - расстояние между внутренними боковыми
поверхностями ободьев колес; B - ширина
обода колеса; C - расстояние между упорным
торцем предподступичной части оси и
внутренним торцем обода колеса; D - диаметр
колес по кругу катания; E - допуск радиального
биения круга катания колеса; F - допуск
торцевого биения внутреннего торца обода
колеса; G - геометрическая ось колесной пары
B - ширина обода колеса; D - диаметр колес по
кругу катания; E - допуск радиального биения
круга катания колеса; F - допуск торцевого
биения внутреннего торца обода колеса; G геометрическая ось колесной пары

5.

ГОСТ 4835-2013 Колесные пары железнодорожных вагонов. ТУ
ГОСТом также установлены требования к качеству изготовления КП
железнодорожных вагонов, такие, как:
- параметры шероховатости поверхности (отверстия ступицы колеса и
ступицы тормозного диска, наружных поверхностей ступицы и диска колеса,
профиля поверхности обода колеса, приободной зоны диска колеса колесных
пар);
- допуски формы поверхности отверстия ступиц колеса и тормозного диска;
- минимальная толщина обода колеса подвижного состава;
- расстояние между внутренними боковыми поверхностями ободьев колес;
- разность расстояний между внутренними боковыми поверхностями ободьев
колес;
- допускаемые отклонения от номинального значения диаметра по кругу
катания колес;
- отклонение от соосности круга катания колес относительно оси шеек под
буксовые подшипники;
- допуск радиального биения круга катания колес;
- разность расстояний от внутренних боковых поверхностей ободьев колес до
торцов предподступичных частей оси;
- допускаемый остаточный динамический дисбаланс колесной пары;
- правила окраски выпускаемых колесных пар;
- допускаемые коэффициенты запаса сопротивления усталости колесной
пары с учетом действия технологических и эксплуатационных нагрузок;
- допускаемые коэффициенты запаса статической прочности колесной пары
при создании ее новой конструкции.

6.

ЭЛЕМЕНТЫ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ
Колесо цельнокатаное – элемент колёсной пары, состоящий из ступицы,
диска и обода, передающий статические и динамические нагрузки от вагона на
рельсы и обеспечивающий движение подвижного состава
1 – обод; 2 – диск; 3 – ступица; 4 – поверхность катания обода

7.

Ступица – часть цельнокатаного колеса с отверстием для установки его
на оси прессовым методом
Диск – часть цельнокатаного колеса, соединяющая ступицу с
ободом. Различают плоскоконический и криволинейный диск
Отличительная особенность колес с
криволинейным диском – увеличение статической
нагрузки на ось с 23,5 до 25 тс
Обод – изнашиваемая часть цельнокатаного колеса,
контактирующая с рельсом при движении
подвижного состава.
Поверхность специального профиля,
обеспечивающая устойчивое положение колёсной
пары на рельсовой колее и определяющая
направление движения подвижного состава
называется поверхностью катания, а часть
обода колеса, удерживающая колёсную пару от
схода с рельсовой колеи – гребнем
Стандартный профиль обода – для грузовых и пассажирских вагонов
локомотивной тяги, немоторных вагонов электро- и дизель-поездов
Объединенный – для колёсных пар тележек пассажирских вагонов с
конструкционной скоростью более 160 км/ч

8.

Колесная ось - это элемент колесной пары, на
котором укрепляются колеса. Представляет собой
стальной брус круглого, переменного по длине,
поперечного сечения. Состоит из следующих частей:
шейка; предступичная часть; подступичная часть;
средняя часть оси. На сети железных дорог
эксплуатируется три типа оси РУ1, РУ1Ш и РВ2Ш.
Не производится
РУ1Ш
РУ1
Ось РВ2Ш имеет увеличенные диаметры по сравнению с осями РУ1 и РУ1Ш,
что позволило повысить осевую нагрузку с 23,5 тс до 25 тс
Оси колесных пар вагонов, оборудованных дисковыми тормозами, а также
оси, на которых смонтирован привод подвагонного генератора, имеют
посадочные поверхности для установки тормозных дисков или деталей
редуктора

9.

Соединение колес с осью – формирование колесных пар
Колесные пары формируются в колесном цехе вагоностроительного и
вагоноремонтного заводов (ВСЗ и ВРЗ) и вагонных колесных мастерских (ВКМ),
оснащенных гидравлическим прессом, станками для обработки осей и колес,
мостовым и консольным кранами, стендами для дефектоскопирования осей
Перед запрессовкой
производится обработка
сопрягаемых поверхностей
ступицы колеса и подступичной
части оси с соблюдением
требований натяга,
шероховатости, овальности,
волнистости
Рациональное усилие запрессовки колес на ось
принимается 370- 550 кН на каждые 100 мм диаметра
подступичной части оси. Запрессовка производится при
нормальной температуре со скоростью не более 2 мм/с

10.

МАРКИРОВКА И КЛЕЙМЕНИЕ КОЛЕСНЫХ ПАР
На каждой принятой колесной паре в холодном состоянии выбивают
знаки маркировки и клеймения. На торце шейки правой стороны
колесной пары наносят:
знак формирования;
клеймо ОТК;
условный номер предприятия, сформировавшего колесную пару;
приемочные клейма;
дата формирования;
клейма, относящиеся к изготовлению оси

11.

НАЗНАЧЕНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ БУКСОВОГО УЗЛА
Буксовый узел – элемент колёсной пары, предназначенный для соединения
вращающихся и неподвижных частей. Колесные пары вагонов соединяются с тележками
при помощи подшипников. Внутренние кольца закрепляются на шейках оси колесной пары,
а наружные – неподвижны относительно рамы тележки
Функции буксового узла:
обеспечение передачи нагрузки от кузова
вагона на шейки осей и ограничение
продольных и поперечных перемещений
колесной пары относительно тележки
Основные требования к буксовым
узлам:
- безотказность и долговечность
работы в существующих условиях
эксплуатации в течение установленных
сроков службы;
- небольшая собственная масса;
взаимозаменяемость
и
унификация деталей;
- простота выполнения монтажа и
демонтажа узлов при ремонте и хорошая
герметизация буксового узла
Нагрузка от веса вагона
Удары при
прохождении
колес по
стыкам
рельсов
Динамические нагрузки от
рельсового пути

12.

ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ БУКСОВОГО УЗЛА
Подшипник – опора или направляющая, которая определяет положение
движущихся частей по отношению к другим частям механизма
БУКСОВЫЙ УЗЕЛ
Подшипники качения
(роликовые)
Обеспечивают реализацию высоких скоростей
движения и осевых нагрузок, более надежны и
экономичны в эксплуатации
По форме тел качения:
1. с цилиндрическими роликами
(отношение длины к диаметру меньше
или равно 2,5);
2. со сферическими роликами
(сферические самоустанавливающиеся
двухрядные) ;
3. с коническими роликами
(конические одно- и двухрядные)
Подшипники скольжения

13.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПОДШИПНИКА
Внутреннее кольцо – плотно
надевается на вращающуюся часть
(вал) и вращается вместе с ним;
наружное кольцо – оно
устанавливается в неподвижное
«посадочное место» и само остается
неподвижным;
ролики или шарики – расположены
между кольцами, они перекатываются
при вращении, благодаря чему
снижается трение и обеспечивается
легкость вращения;
сепаратор ( в переводе на русский –
разделитель) – это такая решетка,
которая отделяет ролики друг от
друга, чтобы они не наезжали один на
другой и не мешали друг дружке
перекатываться.

14.

КОНСТРУКЦИЯ БУКСОВОГО УЗЛА

15.

НЕИСПРАВНОСТИ КОЛЕСНЫХ ПАР

16.

НЕИСПРАВНОСТИ БУКСОВОГО УЗЛА

17.

Контрольные вопросы к лекции
1. Поясните конструкцию и назначение колесных пар.
2. Назовите основные типы колесных пар, особенности их применения. Что такое конструктивная
скорость вагона?
3. Что понимается под номинальным диаметром вагонного колеса? Что такое допуск и какова
его допустимая величина?
4. Поясните назначение галтели в оси колёсной пары.
5. Поясните, что показывает конусность поверхности катания.
6. Поясните, каким способом осуществляется посадка колеса на ось колесной пары.
7. Поясните назначение гребня колеса.
8. Поясните назначение оси колесной пары, конструкцию и приведите технические требования к
оси.
9. Поясните, как маркируются колесные пары.
10. Поясните действия работников при обнаружении отсутствия клейма о формировании и
ремонте колесной пары.
11. Поясните назначение и конструкцию буксового узла колесной пары.
12. Назовите основные типы буксовых узлов.
13. Что понимается под осевым зазором подшипника?
14. Из каких элементов состоит сдвоенный подшипник буксового узла?
15. Назовите достоинства буксовых узлов с кассетными подшипниками.
16. Перечислите конструкционные варианты кассетных подшипников, эксплуатируемых на сети
железных дорог.
17. Поясните назначение адаптера в буксовом узле с кассетным подшипником.
18. Назовите основные неисправности колесных пар вагонов, поясните причины их появления.
19. Назовите основные неисправности буксовых узлов и укажите внешние признаки их наличия.