Колесные пары и буксы

1. Колесные пары  и буксы

Колесная пара  - самая ответственная часть подвижного состава. Она воспринимает всю нагрузку от подвижного состава. Кроме того, колесные пары локомотивов и моторных вагонов преобразуют вращательное движение, передаваемое от двигателей, в поступательное движение поезда.

Колесная пара состоит из оси, двух колесных центров, бандажей, одного (для моторных вагонов)  или двух  (для электровозов) больших зубчатых колес и подшипникового узла тягового редуктора.

Ось имеет круглое поперечное сечение с различными  диаметрами по длине в зависимости от назначения ее частей.  На рисунке 9 показаны: буксовые шейки 1, предподступичные 2 и подступичные части 3, на которые напрессовывают колесные центры, внутренние шейки 4 и средняя часть 5.

Буксовые шейки 1 служат для размещения на них буксовых подшипников. Наибольший диаметр имеют подступичные части  3 , на которые напрессованы колесные центры, и  4,   где сидит зубчатое колесо.  Средняя часть служит опорой для моторно-осевых подшипников тягового электродвигателя. Между буксовыми шейками и подступичными частями находятся промежуточные предподступичные части 3, обеспечивающие постепенный переход от диаметра шейки (180 мм) к диаметру подступичной части (235 мм).

[pic 1]

Рисунок 9. Ось колесной пары электровоза ВЛ60, ВЛ80 и ВЛ10

На локомотивах и на моторных вагонах в основном применяются дисковые (преимущественно литые)  и спицевые колесные центры. Спицевой колесный центр состоит из обода, спиц и ступицы. Такие колесные центры применены на электровозах ВЛ19, ВЛ22м, ЧС2, ЧС4, тепловозе 2ТЭ136 и моторных вагонах электропоездов.

Колесные дисковые центры отливают из мартеновской стали 25Л III центробежным способом. Наружная часть  колеса – обод – и внутренняя – ступица – подвергаются  механической обработке для сопряжения в последующем с бандажом и осью.

На колесные центры  в горячем состоянии  надевают бандажи, поверхность катания которых потом обрабатывается, придавая ей коническую форму – конических профиль.  Материалом  бандажей служит высококачественная углеродистая сталь, так как бандаж должен быть  твердым  и достаточно вязким, чтобы противостоять ударам. Внешняя поверхность бандажа, которая соприкасается с рельсом, называется поверхность катания. С внутренней стороны бандажи имеют выступающий гребень, препятствующий сходу локомотива с рельсов. Коническая форма бандажей необходима, прежде всего, для спокойного прохождения электровоза по кривым. В кривых длина наружного рельса больше, чем внутреннего, и колеса, посажанные на одну и ту же ось, должны пройти  различные расстояния. Если бы, диаметр бандажей по кругу катания был бы постоянен, это вызвало бы проскальзывания одного колеса, катящегося по наружному рельсу, что ведет к быстрому износу бандажа. При движении в кривых под действием центробежной силы колесная пара смещается  в сторону внешнего рельса. При этом внешнее колесо катится по большому кругу катания, а внутреннее – по меньшему. В результате колеса проходят без проскальзывания разные пути при одной и той же частоте вращения.

Стандартный профиль (сечение)  бандажа (рисунок 10) состоит из гребня 1 и двух конических поверхностей: основной  -  с конусностью 1:10 (уклон 1:20) и боковой – с конусностью 1:3,5 (уклон 1:7), а также торцевой фаски под углом 45 0.

Внутренняя поверхность бандажа цилиндрическая с буртиком  2 для упора обода колесного центра и пазом 3 для пружинного кольца, фиксирующего бандаж на ободе.

Бандаж является наиболее изнашиваемой частью колесной пары. Основным видом износа является прокат поверхности катания, т.е. потеря правильной формы ее профиля, а также износ (подрез) гребня.