Назначение, устройство буксового узла пассажирского вагона
Буксовый узел.
Для повышения безопасности движения в зимнее время с пункта формирования не допускается отправлять вагоны при наличии ползунов, наваров и выщербин не зависимо от их размеров.
Для передачи давления от вагона на шейки осей колесных пар, а также ограничения продольного и поперечного перемещения колесной пары служат буксы (рис. 14.11).
Устройство буксового узла.
Буксовый узел является составной частью колесной пары, монтируется и демонтируется совместно с колесной парой. Букса предназначена для соединения колесной пары с рамой тележки через надбуксовые рессорные подвешивания. Букса также является емкостью для смазки роликовыхподшибников, а также предназначена для ограничения поперечного и продольного перемещения колесной пары относительно рамы тележки. Через буксу передается нагрузка от массы кузова на шейку оси колесной пары.
Буксовый узел состоит из следующих частей:
- Корпус с приливами для крепления пружин рессорного подвешивания. На задней крышке буксы имеются кольцевые выточки, которые совместно с лабиринтным кольцом образуют лабиринт, который препятствует вытеканию смазки и попаданию пыли и грязи внутрь буксы. В приливах корпуса имеются отверстия для пропуска шпинтонов, а сверху корпуса букса отверстия для крепления датчиков СКНБ.
- Лабиринтное кольцо является составной частью задней крышки корпуса буксы, напрессовывается на предподступичную часть оси.
- Два роликовых подшипника, которые состоят из внутреннего кольца, сепаратора с цилиндрическими роликами, наружного кольца.
- Упорное кольцо, установленное между роликовыми подшипниками.
- Стопорное кольцо для крепления наружнего подшипника.
- Торцевое крепление при помощи корончатой гайки или тарельчатой шайбы.
- Крепительная крышка.
- Войлочные и резиновые прокладки.
- Смотровая крышка.
Внутрь корпуса буксы заправляется консистентная смазка в количестве 3,5-4-х кг.Буксы являются наиболее повреждаемыми частями вагона и в период эксплуатации требуют постоянного контроля над своим техническим состоянием.
Буксовые узлы передают нагрузки на шейки осей, обеспечивают возможность вращения колесной пары и ограничивают продольные и поперечные перемещения колесной пары относительно тележки.
На пассажирских вагонах применяются буксы только с подшипниками качения (роликовыми), так как они обеспечивают реализацию высоких скоростей движения и осевых нагрузок, а также более надежны в эксплуатации.
Буксовые узлы с подшипниками качения классифицируются по типу роликовых подшипников, способу их посадки не шейку оси, по конструкции корпуса буксы и деталей крепления подшипников на шейке оси.
По способу соединения с рамой тележки корпусы букс бываеют челюстными и бесчелюстными.
Бесчелюстной корпус буксы пассажирских вагонов с блоками заднего и переднего подшипников имеет два кронштейна для размещения деталей надбуксового рессорного подвешивания. В кронштейнах предусмотрены отверстия для шпинтонов рамы тележки. Лабиринтная часть отлита вместе с корпусом. В верхней части корпуса с наружной стороны предусмотрены несквозные отверстия для установки СКНБ — сигнализатора контроля нагрева букс.
Лабиринтное кольцо по форме соответствует лабиринтной части корпуса буксы и вместе с ней обеспечивает герметичность буксового узла, препятствуя вытеканию смазки и попаданию в буксу грязи. Лабиринтное кольцо напрессовывается на предпоступичную часть оси или устанавливается с предварительным нагревом до 125-150° С. В передней части корпус буксы закрыт крепительной и смотровой крышками с резиновыми уплотнениями.
Крепительная крышка с резиновым уплотнительным кольцом обеспечивает герметичность корпусу буксы с внешней стороны. Кроме того, крепительная крышка фиксирует наружные кольца подшипников в буксе, для чего при ее установке необходимо обеспечить зазор между корпусом буксы и крышкой в пределах 0.5-2 мм.
Смотровая крышка служит для производства промежуточной ревизии, обточки колесной пары, а также для контроля в эксплуатации состояния смазки, деталей подшипников. Крышка изготовляется штамповкой из стали или алюминия и через уплотнительную прокладку крепиться к крепительной крышке с помощью четырех болтов М12 со стопорными шайбами.
Крепительная крышка в зависимости от типа буксового узла, устанавливается на четыре или восемь болтов М20 со стопорными шайбами.
Детали торцевого крепления подшипников служат для закрепления внутренних колец подшипников в осевом направлении.
Подшипники на осях РУ1 закреплены корончатой гайкой М11´4 стопорной планкой и болтами М 12 с крепительными шайбами. Болты связывают мягкой ( отожженной) проволокой диаметром 1.5-2 мм, пропущенной через отверстия в головках болтов, проволоку крепят в форме «8».
На оси типа РУ 1Ш лабиринтное , внутреннее и упорное кольцо закреплены шайбой с четырьмя или тремя болтами М20. Более надежным является вариант крепления с четырьмя болтами. Для защиты болтов от самооткручивания под их головки устанавливают стопорную шайбу, края которой загибают клещами на грани головок болтов.
В центре шайбы предусмотрено отверстие для установки центра колесотокарного станка при обточках колесных пар без демонтажа букс.
Источник
Архитектоника грузовых вагонов
Описание особенностей конструкций грузовых вагонов бывшего СССР, России и Украины
пятница, 11 января 2008 г.
Буксовые узлы
Общий вид колесной пары с буксовым узлом приведен на рис. 2.13.
Буксовый узел (рис. 2.13) устанавливается на шейку оси и представляет собой достаточно герметичную конструкцию с верхними приливами и боковыми ограничителями для взаимодействия с боковой рамой тележки.
Разрез буксового узла приведен на рис. 2.14.
Буксовый узел включает: 1 и 2 — передний и задний цилиндрические роликовые подшипники; 3 — корпус буксы; 4 — лабиринтное кольцо; 5 — лабиринтную впрессованную часть корпуса буксы; 6 — уплотнительное кольцо; 7 — крепительную крышку; 8 — уплотнительное кольцо; 9 — крепительную шайбу; 10 — смотровую крышку; 11 — крепительный болт; 12 — шайбу; 13 — болты крепления смотровой крышки.
Кратко рассмотрим предназначение основных составных частей буксового узла.
Рис. 2.13. Общий вид колесной пары с буксовым узлом
Корпус буксы ( 3) предназначен для размещения элементов буксового узла и смазки. Конструкция корпуса буксы определяется схемой опирания рамы тележки на буксовый узел.
Лабиринтное кольцо( 4) и лабиринтная часть ( 5) корпуса, образуя четырехкамерное бесконтактное уплотнение, препятствуют вытеканию смазки из буксы и попаданию в нее механических примесей.
Крепительная крышка ( 7) фиксирует наружные кольца подшипников и герметизирует корпус буксы с наружной стороны.
Рис. 2.14. Буксовый узел с цилиндрическими подшипниками и крептельной шайбой
Смотровая крышка ( 10) предназначена для осмотра на пунктах технического обслуживания переднего подшипника и контроля состояния смазки, а также обеспечения обточки колесной пары без демонтажа букс.
Роликовые подшипники ( 1 и 2) являются главной составной частью буксового узла, а все остальные элементы предназначены для обеспечения их надежной работы.
Схемы подшипников приведены на рис. 2.15.
Рис. 2.15. Роликовые радиальные подшипники:
а) с короткими цилиндрическими роликами однорядные с одно бортовым внутреннем кольцом на горячей (прессовой) посадке; б) с короткими цилиндрическими роликами однорядные с безбортовым внутреннем кольцом и плоским упорным кольцомна горячей (прессовой) посадке.
1 — наружное кольцо; 2 — ролики; 3 — внутреннее кольцо;
4 — сепаратор; 5 — упорное кольцо
Общий вид роликовых подшипников приведен на рис. 2.16.
Рис. 2.16. Общий вид роликовых цилиндрических
подшипников
Каждый подшипник состоит из внутреннего и наружного колец. Между кольцами помещаются ролики, которые с помощью сепаратора (клетки) удерживают их на одинаковом расстоянии друг от друга.
Внутреннее кольцо подшипника устанавливается на шейку оси колесной пары с натягом (неподвижно), а наружное кольцо свободно входит в корпус буксы. Поворачиваясь вместе с осью, внутреннее кольцо увлекает за собой ролики, каждый из которых вращается вокруг своей оси и перекатывается между наружным и внутренним кольцами по дорожкам качения. Свободное перемещение роликов обеспечивается радиальным и осевым зазорами, а также осевым разбегом [3, 8].
Для работы роликовых подшипников с минимальным сопротивлением их заправляют (смазывают) консистентной (густой) смазкой ЛЗ-ЦНИИ (летне-зимняя, т. е. всепогодная).
Важной составной частью являются элементы торцевого крепления внутренних колец подшипников на шейке оси (рис. 2.17).
Рис. 2.17. Варианты торцевого крепления подшипников на шейке оси:
а — корончатой гайкой; б — торцевой шайбой:
1 — шестигранная гайка; 2 — стропорная планка; 3 — болт; 4 — торцевая шайба; 5 — упорное кольцо; 6 — стопорная шайба
В выпускаемых раньше колесных парах (РУ1-950) дополнительное крепление внутренних колец подшипников осуществляется с помощью корончатых торцевых гаек, стопорных планок и ботов M12 для крепления планок (рис. 2.18).
Рис. 2.18. Буксовый узел с цилиндрическими подшипниками и крепительной гайкой M110x4:
1 — корпус буксы; 2 — лабиринтная впрессованная часть корпуса буксы; 3 — лабиринтное кольцо; 4 и 5 — подшипники; 6 — крепительная гайка; 7 — крепительная крышка; 8 — болт; 9 — шплинт; 10 — крепительная планка; 11 — упорное кольцо;
12 — смотровая крышка; 13 — уплотнительное кольцо; 14 — болты крепления смотровой крышки; 15 — уплотнительное кольцо
Корончатые гайки обычно изготавливают шестигранными с одиннадцатью пазами для постановки стопорной планки. Планку укрепляют в пазу торца оси двумя болтами, скрепляемыми вязальной проволокой.
В современных колесных парах типа РУ1Ш-950 (буквы в обозначении: Р — роликовая, т. е. для роликовых подшипников; У — унифицированная, т. е. для грузовых и пассажирских вагонов; Ш — крепление подшипников при помощи шайбы) для торцевого крепления подшипников применяются специальные шайбы (рис. 2.17). Для стопорения болтов от самоотвинчивания используется объединенная стопорная отгибная шайба.
Надежность работы буксового узла во многом зависит от тщательности монтажа (сборки) его на шейке оси колесной пары. Количество операций по монтажу букс с роликовыми подшипниками и их последовательность зависят от способа посадки (установки) их на шейку оси.
На рис. 2.19 приведен алгоритм (последовательность) монтажа буксового узла с роликовыми подшипниками при прессовой посадке.
Опыт эксплуатации буксовых узлов показал, что главными причинами выхода их из строя (отказов) являются допускаемые нарушения технологии при подборе и монтаже роликовых подшипников на шейку оси, а также несовершенства элементов корпуса буксы.
С целью повышения работоспособности буксовых узлов у современных вагонов они выполняются с кассетными подшипниками полной заводской сборки.
Рис. 2.19. Алгоритм монтажа буксового узла с роликовыми подшипниками
Так в 2005 году ФГУП Уралвагонзавод направил в опытную эксплуатацию партию тележек с кассетными буксовыми узлами (рис. 2.20).
Сущность кассетного буксового узла состоит в том, что он выполняется из нескольких частей: адаптера; полимерной износостойкой вставки на адаптер и кассетного подшипникового узла.
Полимерная износостойкая вставка взаимодействует с опорной поверхностью боковой рамы тележки и предохраняет адаптер от чрезмерных износов.
Рис. 2.20. Кассетный подшипниковый узел:
1 — уплотнительный кожух с упругими сальниками; 2 — упорное кольцо; 3 — стопорная шайба; 4 — крепительные болты; 5 — передняя крепительная крышка; 6 — внутреннее кольцо; 7 — наружное кольцо; 8 — сепаратор; 9 — среднее дистанционное кольцо; 10 — комплект конических роликов; 11 — задняя крепительная крышка
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.
Адаптер устанавливается на кассетный подшипниковый узел (рис. 2.20).
Кассетный подшипниковый 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 меньшее количество смазки на заправку узла.
Подшипниковый узел состоит из двухрядного подшипника с коническими роликами, включающего два ряда внутренних колец 6, двух комплектов конических роликов 10, двух сепараторов 8 и единого наружного кольца 7, выполняющего роль корпуса буксы. Положение подшипника на шейке оси фиксируется передней 5 и задней 11 крепительными крышками, а также тремя упорными кольцами (передним 2, средним дистанционным 9 и задним).
Задняя 11 крепительная крышка за счет натяга имеет тугую (прессовую) посадку на шейке оси, а передняя крышка 5 крепится к торцу оси тремя болтами 4, которые фиксируются от самопроизвольного отворачивания стопорной шайбой 3. Герметизация подшипника от проникновения пыли и влаги обеспечивается уплотнительными кожухами 1 (передним и задним) с упругими сальниками (манжетами).
Буксовые узлы являются чрезвычайно ответственными элементами ходовых частей вагонов. Каждая, подчас незначительная, их неисправность может привести к отказу в работе и угрожает безопасности движения поездов.
Основным признаком возможной неисправности буксового узла вагона является, как правило, повышенный нагрев корпуса буксы. Однако встречаются такие неисправности роликовых подшипников, которые на первоначальной стадии не вызывают нагрева букс, но представляют серьезную угрозу для безопасности движения поездов. Поэтому при встрече поездов в пунктах технического обслуживания необходимо выявлять возможные неисправности буксовых узлов как по температурным режимам, так и по внешним признакам.
Причинами повышенного нагрева букс могут являться: а) излишнее количество смазки, что приводит к неравномерному нагреву верхней части корпуса буксы и вытеканию смазки из лабиринтной части буксы; б) заедание в лабиринте вследствие отсутствия зазора между лабиринтной частью корпуса буксы и лабиринтным кольцом, что приводит к повышенному нагреву задней части корпуса буксы; в) ненормальная работа роликовых подшипников из-за: разрыва внутреннего кольца, малого осевого и радиального зазоров в подшипниках, излома или износа сепаратора, потери смазкой своих свойств, неправильной сборки подшипников и других деталей, попадания посторонних тел (песок, металлические включения и т. п.), неправильной сборки тележки (перекос рамы и др.).
При ремонте вагонов должны соблюдаться определенные правила.
Сварочные работы на вагонах и тележках, оборудованных колесными парами с буксами на роликовых подшипниках, должны выполняться так, чтобы подшипники не были включены в сварочную цепь. При этом запрещается использовать рельсы в качестве обратного провода. Подвод тока должен осуществляться по двухпроводной системе с присоединением обратного провода от источника питания дуги и непосредственно вблизи места сварки так, чтобы сварочная цепь не замыкалась через буксы, автосцепку, редукторы и другие разъемные соединения. Во всех случаях сварочные машины и трансформаторы должны быть тщательно изолированы от ремонтных путей.
Категорически запрещается производить обмывку колесных пар с буксовыми узлами, тележек с колесными парами и вагонов на колесных парах, буксовые узлы которых в дальнейшем не подлежат демонтажу.
Источник
