Тема: Исследование конструкции буксового узла
Цель: Ознакомиться с конструкцией буксового узла
Задание:
1. Ознакомиться с назначением буксового узла
2. Изучить конструкцию буксовых узлов грузового и пассажирского вагонов
3. Привести схемы буксовых узлов грузового и пассажирского вагонов, а также основные сведения по их конструкции, монтажу и эксплуатации.
4. Составить отчет
5. Ответить на контрольные вопросы
Пояснения к работе:
Буксовые узлы вагонов обеспечивают передачу нагрузки от кузова вагона на шейки осей колесной пары и ограничивают продольные и поперечные перемещения колесной пары относительно тележки. Вместе с колесной парой они являются наиболее ответственными элементами ходовых частей вагона.
Буксовые узлы с подшипниками качения классифицируются по типу роликовых подшипников, способу посадки их на шейку оси и конструкции корпуса буксы. Буксовый узел тележки грузового вагона показан на рис. 1
Рисунок 1 - Буксовый узел тележки грузового вагона
Типовая букса грузового вагона содержит два цилиндрических роликовых подшипника: передний 1 (тип 232726 Л1М) с безбортовым внутренним кольцом и задний 2 (тип 42726 ЛМ) с однобортовым внутренним кольцом 3. Осевая нагрузка воспринимается передним подшипником через ролики на приставное упорное кольцо 4. Кольцевая поверхность 5 шириной 20 мм на торце оси после ее резьбовой части позволяет осуществлять ультразвуковой контроль шейки без снятия внутренних колец подшипников.
Для грузовых вагонов с нагрузкой от колесной пары на рельсы 245 кН (тележки типа 18-755) применяются цилиндрические роликовые подшипники с увеличенными размерами (140х260х80 мм) следующих типов: 232728 ЛМ (передний) и 42728 ЛМ (задний).
Посадка внутренних колец подшипников на шейку оси осуществляется горячим способом с помощью индукционных нагревателей, разогревающих кольца до температуры 100...120 0С.
Оптимальный натяг для новых внутренних колец составляет 40...65 мкм, для колец, бывших в эксплуатации, допускается натяг 30...70 мкм.
Торцовое крепление внутренних колец подшипников осуществляется с помощью торцовой гайки с резьбой М110.
Для защиты внутренней полости буксы от загрязнения и обводнения на предподступичную часть оси насаживается горячим способом при температуре 125...150 0С лабиринтное кольцо. После остывания кольцо приобретает натяг 80...150 мкм.
Ответная лабиринтная часть корпуса буксы (другим вариантом является запрессованная в корпус буксы лабиринтная вставка) составляет с лабиринтным кольцом четырехкамерное лабиринтное уплотнение с радиальным зазором до 0,8 мм.
Рациональное распределение нагрузки между роликами подшипников осуществляется применением в корпусе буксы поперечных ребер жесткости 7 и нагружающих продольных ребер 6.
Буксовый узел тележки пассажирского вагона показан на рис. 2. Типовой буксовый узел пассажирского вагона с креплением подшипников шайбой имеет корпус буксы с опорными кронштейнами 1, передний 2 и задний 3 цилиндрические роликовые подшипники на горячей посадке, лабиринтное 4 и уплотнительное 5 кольца, крепительную 6 и смотровую 7 крышки, четыре болта (М12) 8 для крепления крышки 7, торцовую шайбу 9, стопорную шайбу 10, три (М22) или четыре (М20) болта 11 для закрепления шайбы 9 и четыре (по другому варианту восемь) болта М20 для закрепления крышки 6.
Корпус буксы может иметь сплошную или впрессованную лабиринтную часть. Рациональное распределение нагрузки между роликами обеспечивается приданием своду корпуса переменного сечения.
Лабиринтное четырехкамерное уплотнение обеспечивает минимальный радиальный зазор 0,7...0,8 мм и осевой зазор до 2 мм при осевом разбеге подшипников 1,38 мм.
Рисунок 2 - Буксовый узел тележки пассажирского вагона
В вагонах старой постройки (грузовых и пассажирских) применялись буксы с передним цилиндрическим и задним сферическим или двумя сферическими подшипниками на втулочной посадке (на конической закрепительной втулке). Сферические подшипники хорошо воспринимают осевые нагрузки, что особенно важно для пассажирских вагонов, но они в 6...8 раз менее долговечны, чем цилиндрические роликовые подшипники при равных габаритах, и обладают более высоким коэффициентом трения.
Длительный опыт эксплуатации цилиндрических роликовых подшипников показал, что при выполнении ряда требований они способны надежно воспринимать осевые силы, возникающие при движении вагонов со скоростями до 55 м/с.
Эти требования заключаются в следующем:
- разность длин роликов в одном подшипнике и торцевое биение роликов не должны превышать 8 мкм;
- неперпендикулярность торцов бортов к образующей дорожки качения допускается только в сторону "развала" (угол больше 900) и не должна превышать 20 мкм на длине ролика;
- придание торцам роликов специальной формы (скос торцов на глубину 15...25 мкм на длине 5...7 мм; скос "бомбиной" на глубину 4...14 мкм с радиусом кривизны 20000 мм).
В вагонах, предназначенных для движения со скоростями до 55 м/с (200 км/ч) и выше, наряду с типовыми буксами, имеющими два цилиндрических роликовых подшипника, испытывались буксы с тремя подшипниками: двумя роликовыми цилиндрическими с безбортовыми внутренними кольцами для восприятия только радиальных нагрузок и шариковым радиально-упорным, предназначенным для восприятия осевых сил.
Существуют два основных типа посадки роликовых подшипников на шейку оси: на конической закрепительной втулке (втулочная посадка) и безвтулочная или так называемая горячая посадка.
Втулочная посадка позволяет расширить поле допусков на монтажные размеры шейки оси (80 мкм против 27 мкм при горячей посадке) и отверстия внутреннего кольца роликового подшипника. Диаметр шейки оси может быть меньше номинального на 0,2 мм (втулка лишь глубже входит между шейкой и подшипником), что позволяет обрабатывать поверхность шейки при возникновении на ней задиров. Втулочная посадка не требует индивидуального подбора подшипников к шейке оси по оптимальному натягу. Для неразъемных подшипников (шариковых, сферических) втулочная посадка наиболее технологична.
Недостатки втулочной посадки следующие:
- внутреннее кольцо подшипника должно выполняться с той же конусностью, что и у закрепительной втулки; при этом поперечное сечение внутреннего кольца оказывается переменным, поэтому становятся неравномерными по длине прочностные, механические и теплотехнические свойства подшипника;
- наличие промежуточной детали между подшипником и осью вызывает необходимость более тугой посадки, что приводит к повышенным напряжениям в кольце подшипника и шейке оси.
В результате длительных комплексных исследований и испытаний для массового оборудования вагонов грузового и пассажирского парков приняты цилиндрические роликовые подшипники с горячей посадкой внутренних колец на шейку оси. Габаритные размеры подшипников 130 х 250 х 80 мм. Исключение составляют подшипники буксовых узлов тележки 18-755, размеры которых 140 х 260 х 80. Для роликовых подшипников применяется консистентная смазка с противозадирной присадкой ЛЗ-ЦНИИ.
В корпусах пассажирских букс установлены термодатчики, подающие сигнал на пульт проводника вагона при нагревании буксы свыше 93 0С.
Содержание отчета:
1. Титульный лист в соответствии с СТП 1.2-2005
2. Цель работы
3. Оснащение
4. Задание
5. Выполненная лабораторная работа в соответствии с заданием
6. Ответы на контрольные вопросы
Контрольные вопросы:
1. Укажите назначение буксового узла.
2. Назовите отличия в буксовых узлах пассажирского и грузового вагонов
3. Укажите преимущества и недостатки горячей и втулочной посадок внутренних колец подшипников на колесную ось
4. Укажите порядок демонтажа буксового узла
5. Опишите конструкцию роликового подшипника