Основные технические данные тележек грузовых вагонов и их составных частей

Технические данные тележек грузовых вагонов 

Основной тип тележки, эксплуатируемой под грузовыми вагонами - двухосная с литыми боковыми рамами типа ЦНИИ-ХЗ (модель 18-100) (ЦНИИ прежнее название ВНИИЖТ, разработавшего данную конструкцию, X - первая буква фамилии автора Ханина, 3 - третий вариант). Данная тележка имеет достаточную прочность и надежность в эксплуатации. До 1972 г. тележку только так и называли - ЦНИИ-ХЗ. Сейчас чаще называют просто по номеру модели 18-100.

Составными частями двухосной трёхэлементной тележки модели 18-100 по ГОСТ 9246 являются:

• трехэлементная рама тележки, состоящая из двух боковых рам и надрессорной балки с опорами скользуна;
• колесные пары с буксовыми узлами;
• рессорное подвешивание, состоящее из наружных и внутренних пружин, фрикционных клиньев и фрикционных планок;
• тормозная рычажная передача, состоящая из рычагов, триангелей с тормозными башмаками и их подвесками;
• валики, шайбы, шплинты, соединяющие составные части тормозной рычажной передачи тележки с боковыми рамами и надрессорной балкой;
• шкворень;
• съемные износостойкие элементы по проекту М 1698 ПКБ ЦВ или по проекту С 03.04 или по ТУ разработанных ОАО «САТУРН - 1» Республики Беларусь, или по проекту 1699.00.000.

Рисунок 1 – Общий вид тележки модели 18-100

Тележка состоит из двух колесных пар, четырех букс 1, двух литых боковых рам 2, двух комплектов центрального рессорного подвешивания 5 и 6, литой надрессорной балки 3 и тормозной рычажной передачи 8, 9. Тормоз тележки — колодочный с односторонним нажатием колодок. Связь рамы с буксами — непосредственная челюстная, опора кузова на тележку через подпятник надрессорной балки, а при наклоне кузова — дополнительно через скользуны. Тележка допускает осевую нагрузку до 230 кН (23,5 тс) при скорости движения 120 км/ч и 235 кН (24 тс) при скорости 100 км/ч.

Рисунок 2 – Конструкция тележки модели 18-100

Таблица 1 - Основные технические характеристики тележек при изготовлении

Составные части тележки изготовлены из следующих материалов:

- боковые рамы - сталь 20ГЛ, 20ГФЛ, 20ГТЛ ГОСТ 32400, ОСТ 32.183-2001, или из стали ОСТ 24.153.08-78;

- надрессорная балка - сталь 20ГЛ, 20ГФЛ, 20ГТЛ ГОСТ 32400, ОСТ 32.183-2001, или из стали ОСТ 24.153.08-78;

- пружина рессорного комплекта - сталь 55С2, 60С2, 55С2А, 60С2А, 60С2ХА, 60С2ХФА, 65С2ВА по ГОСТ 14959. Допускается изготовление пружин из других марок стали с механическими свойствами проката не ниже норм, указанных в ГОСТ 14959 для стали марки 55С2;

- составные части тормозной рычажной передачи - Ст3 ГОСТ 380, 09Г2, 09Г2С, 09Г2Д, 09Г2СД, 09Г2-1, 09Г2Д-1, 09Г2С-1, 09Г2СД-1, 10Г2С1, 10Г2С1Д, ГОСТ 19281 - для составных частей из проката, сталь 15Л, 20Л, 20ГЛ, 25Л – для литых деталей;

- составные части рамы триангеля из сталей предусмотренных ГОСТ 4686;

- башмак неповоротный и наконечники триангеля - 15Л, 20Л, 25Л, 20 ГЛ, 20ФЛ, 20Г1ФЛ ГОСТ 977 или 20ГЛ ГОСТ 22703-2012;

- оси шарнирных соединений - сталь 40, 45 ГОСТ 1050-2013;

- подвеска триангеля - сталь 15 ГОСТ 1050;

- композиционные колодки ТИИР-300, ТИИР-303 или по КД других разработчиков;

- шкворень - Ст 3 сп. ГОСТ 380 или сталь по ГОСТ 1050.

Износостойкие контактные элементы, закрепляемые электросваркой, изготавливаются из листового проката марки 20ХГСА ГОСТ 4543 с термообработкой до твёрдости 270 … 370 НВ.

Износостойкие контактные элементы, закрепляемые не электросваркой, должны изготавливаться из листового проката марки 30ХГСА ГОСТ 11269 с термообработкой до твердости 320 … 400 НВ.

Боковая рама состоит из горизонтальных и наклонных поясов, а также колонок. В середине рамы имеется проем для центрального рессорного подвешивания, а по концам — буксовые проемы. Сечения наклонных поясов и вертикальных колонок корытообразной формы. Горизонтальный участок нижнего пояса имеет замкнутое коробчатое сечение.

По бокам среднего проема расположены направляющие 6, ограничивающие поперечные перемещения фрикционных клиньев, а внизу имеется опорная поверхность с бонками и буртами 7 для размещения и фиксирования пружин рессорного комплекта. С внутренней стороны этой поверхности имеются полки 9, являющиеся опорами для наконечников и удержания триангеля в случае обрыва подвесок.

В местах расположения фрикционных клиньев в каждой колонке 5 рамы приклепано по одной планке 8. На верхнем поясе боковой рамы расположены кронштейны 4 для крепления подвесок тормозных башмаков. Буксовые проемы имеют в верхней части кольцевые приливы 2, которыми рама опирается на буксы, а по бокам — челюсти 1. На рисунке 4 показана боковая рама с внутренней стороны и с установленными пружинами рессорного комплекта и подвески для тормозных башмаков.

Надрессорная балка (рис. 6) отлита в виде бруса равного сопротивления изгибу замкнутого коробчатого сечения. Она имеет подпятник 3, полку 4 для крепления кронштейна мертвой точки рычажной передачи тормоза, опоры 1 для скользунов, выемки (гнезда) 5 для размещения фрикционных клиньев, бурты 2, ограничивающие смещение внутренних пружин рессорного комплекта, и выступы 6, удерживающие пружины от смещения при движении тележки.

На подпятник (рис. 7, а) опирается пятник кузова, через центры которых проходит шкворень. Опорой для шкворня является поддон, который располагается под подпятником посередине надрессорной балки. Шкворень служит осью вращения тележки относительно кузова, а также передает тяговые и тормозные силы от тележки кузову и обратно.

Боковые перемещения надрессорной балки амортизируются поперечной упругостью пружин, на которые она опирается. Сколъзун тележки - боковая опора кузова - состоит из опоры, отлитой заодно с надрессорной балкой, колпака (рис.8), надетого на опору, прокладок для регулировки зазоров между скользунами рамы вагона и тележки. Для предотвращения падения колпака предусмотрен специальный крепящий болт. Зазор между скользунами для основных типов четырехосных вагонов должен быть в пределах 6-16 мм .

Рессорное подвешивание состоит из двух комплектов, размещенных в рессорных проемах левой и правой боковых рам. В каждый комплект (рис.9) 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. Статический прогиб рессорного подвешивания от тары – 8 мм , от массы брутто – 46-50 мм.

Рисунок 9 – Рессорный комплект тележки модели 18-100

Крайние боковые пружины комплекта поддерживают клинья гасителей колебаний. Снизу клинья имеют кольцевые выступы, не допускающие смещения их относительно пружин в горизонтальной плоскости, а верхней своей частью входят в направляющие надрессорной балки.

К недостаткам рессорного подвешивания относятся большая жесткость пружин для порожнего или малозагруженного режима работы вагона, а также большие силы трения покоя, низкая стабильность и недостаточная горизонтальная демпфирующая способность гасителей колебаний. Большие силы трения покоя клиновых фрикционных гасителей колебаний приводят к тому, что рессорные комплекты практически не работают при скорости движения до 60-70 км/ч. Поэтому почти во всем диапазоне эксплуатационных скоростей грузовых вагонов рессорное подвешивание выключено и вагон представляет собой одну необрессоренную массу. Низкая стабильность работы гасителя приводит либо к завышению, либо к занижению сил трения против расчетной.

Недостатком тележки является также то, что боковые рамы нежестко связаны между собой надрессорной балкой и рессорными комплектами. Поэтому в ней возникают продольные забегания рам относительно друг друга, достигающие 15-20 мм . Величина их обусловлена зазорами в буксах и величиной горизонтальной деформации пружин. Такая конструкция рам вызывает также маятниковые колебания их относительно собственных продольных осей. В результате забегания рам возрастает интенсивность виляния тележки, что ухудшает плавность хода вагона. Маятниковые колебания рам приводят к перекосам подшипников, неравномерной передаче нагрузок на его элементы и снижению срока службы буксовых узлов.