Введение
Переводподвижного состава железнодорожного транспорта на буксы с роликовымиподшипниками способствует увеличению провозной и пропускной способностижелезных дорог благодаря возможности удлинения участков безостановочного движенияпоездов, увеличения их веса и скорости. Роликовые подшипники по сравнению сподшипниками скольжения уменьшают сопротивление подвижного состава при движении,снижает потребляемую силу трогания поезда с места 7 – 10 раз, дает возможностьудлинить срок между периодическими осмотрами буксовых узлов и практическиполностью прекратить отцепку вагонов от поездов по грению букс. Кроме того, ихвнедрение позволяет добиться экономии топлива и электрической энергии на 4 – 11%, снижении расхода смазки, отказаться от использования подбивочных материалови баббита, а также снизить эксплуатационные расходы на ремонт и содержаниявагонов. Значительно сокращается обслуживающий персонал, а при полном переводегрузовых вагонов на роликовые подшипники исчезнет на транспорте и такаяпрофессия, как смазчик. Применение роликовых подшипников в пригородныхэлектропоездах относиться к 1929 г. В этом же году такими подшипникам былиоборудованы отдельные пассажирские и служебные вагоны магистральных дорог. До 1932 г. На роликовые подшипники были переведены несколько составов курьерского поезда Негорелое –Владивосток, а с 1935 г. Они стали успешно эксплуатироваться в буксах вагоновметрополитена. Вагоны транссибирского направления в порядке экспериментаоборудовались главным образом подшипниками со сферическими роликами и частичноподшипниками с цилиндрическими роликами.
Буксына роликовых подшипниках.
Длямассового оборудования пассажирских и грузовых вагонов в качестве типовогопринят буксовый узел с установкой двух цилиндрических роликовых подшипников сгабаритными размерами 130 х 250 х 80 мм ( где 130 – диаметр шейки оси, 250 –наружный диаметр подшипника и 80 – ширина подшипника) на горячей посадке (безвтулочной) посадке и расстояние между шпилитонами у букс пассажирскихвагонов, равным 580 мм. Подшипник расположенный у галтелей шейки называютзадней, а у торца – переднем.
Характернойособенностью принятого варианта буксового узла является установка подшипников вплотную друг к другу без промежуточных дистанционных колец. Уплотнение буксысостоит из лабиринтов, расположенных в лабиринтном кольце и корпусе буксы. Убукс грузовых вагонов для обеспечения лучшего распределения нагрузки междуроликами и вдоль образующей на потолке корпуса буксы введены ребра жесткости,расположенные по осям подшипников, а для устранения перегрузки концов роликов ивнутренних колец длина опорной поверхности ребер ограничена размером 110 мм.
Дляболее равномерного распределения нагрузки между передним и задним подшипникомкорпуса букс грузовых вагонов имеют впрессованную лабиринтную часть. Установкаподшипников в буксе без дистанционных колец дает возможность укоренить шейкуоси и уменьшить в ней напряжение и вредное влияние ее изгиба наперераспределение нагрузки вдоль образующих роликов и колец. кроме того такаяустановка подшипников рационально для повышения прочности шейки оси и получениябуксового меньшей массы. Торцовые крепление в буксовых узлах осуществленогайкой. Часть гр. вагонов имеет крепление подшипников шайбой. для обеспечениягерметичности букс радиальный зазор в лабиринте установки не более 0,8 мм., а для более плотной посадки наружных колец верхней предел допуска в отверстие в корпусеновой буксы 0,7 мм. В гр. Вагонах с роликовыми подшипниками рама тележкиопирается непосредственно на буксу. Для этого последние по бокам имеютспециальные приливы, что улучшает условия работа подшипников. Зазоры междунаправляющими букс и челюстями вдоль тележки равны от 1 до 8 мм.и поперек от 10 до 16мм.Кроме указанных буксовых узлов, в эксплуатации имеются еще два вариантаразмещения подшипников. По первому варианту в буксе установлено сферический ицилиндрический подшипники на втулочной посадке, а по второму два сферическихподшипника на втулочной посадке. Подшипники обоих вариантов имеют габаритныеразмеры 135х280х93 мм. Применяемый в этих узлах сферический подшипник 73727 илиЦКБ -545 обычной конструкции имеет ролики с формой несимметричной бочки, ацилиндрический подшипник 72727 – беззаклепочный сепаратор. В буксе с двумясферическими подшипниками на втулочной посадке по сравнению с буксой сосферическими и цилиндрическими подшипниками отсутствует дистанционное кольцо, амежду ними наружным кольцом переднего подшипника и торцом крепительной крышкиимеется зазор от 0,5 до 1 мм. Последний обеспечивает установкой наборапрокладочных колец 1между фланцевой поверхностью с крепительной крышки и торцомкорпуса буксы, а так же установкой малых регулировочных колец 2 между торцамизакрепительной втулки заднего подшипника и внутренним кольцом переднегоподшипника. Такой зазор более 1 мм. Может произойти заклинивание буксы влабиринте, так как действующие осевые усилия могут переместить корпус буксы восевом направлении на величину этого зазора.
Такимобразом, зазор в лабиринте должен компенсировать возможное осевое перемещениебуксы (с учетом зазора между подшипником и крышкой ). Вследствие того что вбуксе с двумя сферическими подшипниками наружные кольца не закреплены, онимогут проворачиваться и проскальзывать, вызывая коррозию и износ посадочныхмест корпуса буксы. При установке в буксы сферического ицилиндрическогоподшипников их наружные кольца, так же как в буксе с двумяцилиндрическими подшипниками на горячей посадке, закреплены в корпусекрепительной крышкой, поэтому под действием осевой нагрузки перемещение корпусабуксы относительно шейки оси будет только на величину осевого зазора сферическогоподшипника. При двух сферических подшипниках корпус буксы относительно шейкиоси перемещается на величину осевого зазора подшипника, а так же зазора междунаружным кольцом подшипника и крепительной крышкой. Установка дистанционногокольца при двух сферических подшипниках для закрепления наружных колец вкорпусе буксы может быть практически осуществлена. Но это усложняет монтажбукс, так как каждый ряд будет необходим подбирать и изготовлять дистанционныекольца по ширине в зависимости от выхода закрепительной втулки из под заднегоподшипника, величина которого может меняться в пределах до 6 мм. В зависимости от допусков и износов по сопрягаемым поверхностям втулки с шейкой оси ивнутренним кольцом подшипника. Преимущество конструкции буксового узла с однимсферическим и одним цилиндрическим подшипником по сравнению с буксой, имеющийдва сферических подшипника, заключается в том, что, как указывалось вышеподшипники закрепляются в осевом направлении и тем исключается поперечноепроскальзываниенаружных колец по корпусу буксы, наблюдающееся в буксе с двумя сферическимиподшипниками.
Крометого, букса со сферическими и целендрическими подшипниками более проста примонтаже и более экономична ( за счет меньшой стоимости цилиндрическогоподшипника).Необходимо также иметь в виду, что в этом случае применяемыйцилиндрический подшипник открытого вида используется по своему прямомуназначению только для восприятия радиальных нагрузок. Сферический подшипник втом случае должен, кроме радиальной нагрузки, воспринимать еще и осевое усилие.
1. ТИП БУКСОВОГО УЗЛА
Буксас двумя цилиндрическими подшипниками диаметром 250 мм.
Нагорячей посадке:
-цельнометаллическихпассажирских вагонов
-грузовыхвагонов
Буксас одним сферическим и одним цилиндрическим подшипниками диаметром 280 мм. На втулочной посадке -цельнометаллических пассажирских вагонов- грузовых вагонов
Буксас одним сферическим и одним целиндрическим подшипниками диаметром 300 мм. На втулочной посадке-цельнометалических пассажирских вагонов.- грузовых вагонов
Вэксплуатации находяться и вагоны поездов с Машиным охлаждением на подшипниках стакими же габаритными размерами с установкой в буксы двух сферическихподшипников ТОЯ 140х300 или 22328К, у которых ролики имеют форму симметричнойбочки.
Припринятии типа буксы для массового оборудования вагонов наряду с долговечностьюдолжны быть также обеспечены технологичность конструкции, т. е. простота илегкость монтажа, демонтажа, промывки и осмотра деталей буксового узла, а такжеэкономичность. Наиболее экономичны цилиндрические подшипники на горячей посадкеболее просты и удобны в технологическом отношении для массового производства, истоимоть их ниже сферических. Кроме того по сравнению со сферическими они имеютбольшую долговечность и при испытаниях их на стендах показывают меньший моменттрения на 20- 25 %.1.1 Устройство роликовых подшипников и их типы.В вагонныхбуксах применяются реальные подшипники: а) с короткими цилиндрическими роликамиоднорядные с однобортовым внутренним кольцом на глухой подшипниковой такназываемой горячей посадке; б) с короткими цилиндрическими роликамиоднорядные с безбортовым внутренним кольцом и плоским упорным кольцом ( рис. 1б) на глухой подшипниковой так называемой горячей посадке; в) с короткимицилиндрическими роликами однорядные на закрепительных втулках ( на рис.1, вусловно показан без втулки).((
Каждыйподшипник состоит из внутреннего 3 и наружного колец между последним находитсяролики 2, удерживаемые в сепараторе 4 на одинаковом расстоянии друг отдруга.Сепаратор может опираться на борта внутреннего или наружного кольца илина ролики. Поворачиваясь вместе с осью, внутренние кольцо увлекает за собойролики, каждый из которых вращается вокруг своей оси и перекатывается междунаружным и внутренним кольцом по дорожкам качения. Свободное перемещенияроликов обеспечивается радиальным и осевым зазорами, а так же осевымрубежом))(( Радиальный зазор измеряется в свободном от нагрузки подшипника иявляется суммой зазоров между дорожками качения колец и роликов, а осевой –между бортами наружных колец и роликов.))У роликовых подшипников в зависимостиот конструкции буксы нагрузку воспринимают 5-6 роликов, находящихся сверхупримерно на 1/3 длины окружности наружного кольца подшипника.Цилиндрическиеподшипники радиальными роликовыми подшипниками с короткими цилиндрическимироликами ( цилиндрические подшипники) называются такие, у которых отношениядлины ролика к его диаметру равно или меньше двух.
Цилиндрическийподшипник представляет собой разъемную конструкцию, у которой одно из колец (внутреннее или наружное ), сепаратор и ролики соединены в один неразъемныйблок. Такие подшипники, имеющие один ряд роликов, бывают открытые, закрытые иполузакрытые. Подшипники двух последних видов, кроме радиальной нагрузки, могутвоспринимать и осевую.
Подшипникиоткрытого вида на одном из колец бортов не имеют, вследствие чего у них неограничивается взаимное перемещение наружного и внутреннего колец, а такжешейки оси и корпуса буксы. Подшипники закрытого вида имеют борта на внутреннеми наружном кольцах (один борт приставной), чем ограничивается их взаимноеперемещение и соответственно перемещение шейки оси и корпуса буксы в пределахосевого разбега. Подшипник полузакрытого вида, имея только один борт на одномиз колец или плоское упорное кольцо, воспринимая осевые нагрузки, действующиетолько в одном направлении.
Применениебеззаклепачных сепараторов в цилиндрических подшипниках повышаетработоспасобность в условиях высоких динамических нагрузок и улучшает условиясмазывания рабочих поверхностей роликов и колец.
Сферическиеподшипники. Радиальные роликовые сферические двухрядные подшипники (сферические подшипники) представляют собой конструкцию, в которой внутреннее инаружнее кольца, а также ролики соединены между собой при помощи сепаратора водин блок. Такие подшипники, обладая большой грузоподъемностью, предназначеныдля восприятия радиальных и значительных осевых нагрузок. При действии осевойнагрузки ограничиваются взаимное перемещения колец, а также шейки оси и менеечувствительны к ударным нагрузкам. Сферические подшипники имеют 2 ряда роликов, размещенных в отдельных сепараторах. Каждый ряд работает самостоятельно.Поверхность качения роликов сферическая, очерченная одним радиусом. Поверхностькачения бывает в виде несимметричной (конусной) и симметричной бочек. Ролики сформой несимметричной бочки сужены в сторону от среднего борта внутреннегокольца ( внешняя сторона подшипника).
Диаметрторца, обращенный к среднему борту ( базовый торец), больше диаметра торцапротивоположной стороны ролика-----------.При выполнении этого условияуменьшается проскальзывание роликов во время работы. Наибольший диаметр ролика смещенот середины в сторону базового торца и расположен от него на расстоянии.Контакт сферического ролика с дорожной качения наружного кольца происходит поусловному диаметру контакта, который расположен от базового торца ролика нарасстоянии, где — длина ролика.Ролики с формой симметричной бочки имеютодинаковые диаметры по торцам.У таких роликов наибольший диаметр расположен всреднем сечении. На внутреннем кольце имеются две дорожки качения, междукоторыми расположен средний направляющий борт, выполненный за одно целое скольцом.Вследствие того радиус кривизны поверхности дорожек качения наружногокольца у подшипников с формой роликов несимметричной бочки превышает радиуспродольной кривизны ролика и благодаря сферической форме поверхности роликовобеспечиваются самоустанавливаемость подшипника и нормальные условия. Металлроликовых подшипников должен обладать высоким пределом упругости исопротивлением усталости, т.к. подшипники работают в условиях многократногопеременного напряжения сжатия. Подшипниковая сталь должна иметь однороднуюструктуру, обладать хорошей обрабатываемостью резанием и не быть хрупкой. Дляроликовых подшипников сталь изготовляется в электропечах или мартеновских.Отожженная горячокатанная и холоднотянутая сталь в состоянии поставки должнаиметь твердость в пределах 170-207 единиц по Бринеллю (диаметр отпечатка4,2-4,6мм)Сепараторы сферических подшипников изготовляются на отечественныхзаводах из латуни марок ЛС59-1, Л62 Пт (ГОСТ931-70) и модифицированного чугуна,а цилиндрических – из латуни марок ЛС59-1, из стали марок 08, 10, 30 (ГОСТ1050-60), модифицированного чугуна или специального литья.Имеются вэксплуатации беззаклепочные сепараторы из стали марок 08 и 10 ( ГОСТ1050-60),ковкого чугуна, из сплава алюминия и металлопластмасс.
2. СПОСОБЫ ПОСАДОК РОЛИКОВЫХ ПОДШИПНИКОВ НА ШЕЙКУОСИ
Наподвижном составе ж\д обычно внутренние кольца подшипников закрепляются нашейках оси натягом по классу тугой подшипниковой ( Тп) и глухой подшипниковой(Гп) посадок.
Дляобеспечения длительного сохранения натяга буксовых подшипников целесообразноприменить посадку Гп с ограничением путем подбора нижнего и верхнегораспределения нагрузки при перекосах до 4 градусов. Характер распределениярадиальной нагрузки по образующей ролика с формой несимметричной бочки показанна рис.8, а, а с симметрической на рис. 8б.
Осьвращения сферического ролика расположена под углом к оси вращения подшипника,что обеспечивает восприятия значительных осевых нагрузок. Это является большимпреимуществом сферических подшипников. ПРИ восприятии радиальных нагрузоквследствие бочкообразной формы роликов и их расположения под углом к осивращения подшипника возникает горизонтальная составляющая от внешней нагрузки,которая постоянна прижимает ролики к среднему борту внутреннего кольца, вызываяпри этом силу трения скольжения. С одной стороны, это является недостаткомсферического подшипника, а с другой- преимуществом, так как обеспечиваетсяустойчивое направление движение роликов. У сферических подшипников осевойразбег не проверяется, так как возможность взаимного смещения колец обусловленаконструкцией. Величина осевого разбега зависит от радиального зазора и угланаклона роликов к оси подшипника: с увеличением радиального зазораувеличивается так же и осевой.
Металл,термическая обработка роликовых подшипников. Отечественные и зарубежныеподшипники изготовляются из хромистых и хромомарганцевых высокоуглеродистыхсталей марок ШХ15 и ШХ15 СГ со сквозной закалкой колец и роликов, а так же изсталей, подвергаемых цементацией, закалке и низкому отпуску. Подшипники извысокоуглеродистой твердокалящейся стали имеют повышенную склонность к хрупкомуизлому вследствие внутренних напряжений которые могут привести к внезапнымразрывам колец и сколом бортов внутренних колец по трещинам усталостногопроисхождения. Подшипники с цементовонном кольцами имеют пониженнуючувствительность к концентрации напряжений стабильность размеров и большуюпрочность. Однако такая обработка колец связана с большой трудоемкостью иповышенной стоимостью производства .
Торцовоекрепление с упругим элементом позволяет выравнивать и упруго передавать осевыенагрузки между роликами амортизировать действие осевых сил равномернораспределять по плоскому упорному кольцу усилие затяжки гайки и тем самымпредотвращать излом кольца включать в работу больше количество роликов придействии осевых нагрузок. Надежность крепления подшипников в осевом направленииможет быть достигнута применением гайки с кольцевой проточкой или выточкой.Кольцевая выточка на диаметре 152 мм. Ступенчатая на глубину 2 мм. С переходом на 172 мм. Или прямая на глубину 6 мм. Предотвращает изломы плоских упорных колец.С 1974 г. Новые гайки изготавливается с выточками радиусом 6- 8 мм.( рис.30, а ).У гаек, находящихся в эксплуатации, ступенчатая или прямая вытачка производствапри полной ревизии букс.
Торцевыешайбы ( рис. 32), как и торцевые гайки, служат для закрепления подшипников нашейке оси. Шайбы имеют по три отверстия диаметром 22 мм. для болтов, прикрепляющих их к торцу шейки. Центральное отверстие предназначено для проходацентра станка при обточке колес без монтажа подшипников. Материал шайбы – стальмарки Ст. 3. Болты для крепления стопорной планки, стопорного кольца смотровойкрышки, крепительной крышки и торцевой шайбы изготовляются по размерамуказанным на рис. 33, или по ГОСТ 7798 – 70.
Прокладкаи кольцо. Для уплотнения буксы со стороны крышек между крепительной и смотровойкрышками устанавливается прокладка ( рис. 34 а ), а между корпусом буксы ифланцевой поверхностью крепительной крышки – кольцо ( рис. 34 б). Ониизготовляются изрезины группы ХХ1марки 98 – 1 по техническим условиям 1269 – 55р и должны обеспечивать работу при температуре + ,- 55% С. Прокладки могут бытьизготовлены из поронита ( ГОСТ 481 – 71 ), а кольца – из пеньки. Бирка ( рис.35 ) прилепляется болтами крепительной крышки к буксе правой шейки оси ипредназначается для нанесения надписей о времени и месте производстваформирования, полного освидетельствования способы посадки подшипников на шейкиоси. При горячей посадке гайка непосредственно упирается в упорное кольцоподшипника, поэтому ее высота равная 51 мм. для подшипников с наружным диаметром 250 мм. больше, чем гаек высотой 46 мм., применяемых при подшипников на втулочной посадке, где гайка упирается в выступающую часть закрепительнойвтулки. Шестигранная гайка имеет на наружной стороны 11 пазов для установки вних хвостовика стопорной планки. Последняя размещается в пазу торца оси иукрепляется двумя болтами диаметром 12 мм. Круглая гайка ( рис 30 б ) имеет два отверстия с резьбой М 12 для крепления стопорного кольца, которое своимихвостовиками входит в пазторца оси. Торцевые гайки, стопорные планки и кольцаизготовляют из стали марки Ст 5. Гайки допускаются делать из стали марки Ос. В( ГОСТ 4728 -72 ), планку – из стали марки 40 ( ГОСТ 1050 – 60 ). Применяютсятакже гайки планки, изготовленные методом точного литья из стали марки 40 Л 1 ( ГОСТ 977 – 65 ). Неперпендикулярность привалочной плоскости к оси резьбы гайки допускаетсяне более 0.2 мм. Заусенцы не допускаются острые кромки притупляются до р»0,5 мм. Резьба на гайке, проверяемая при изготовлении калибрами, должна иметьпредельные отклонение диаметров резьбы с полем допуска 5Н6Н по ГОСТ 16093 – 70вместо класса точности 2а у осей, изготовленных до 1974 г. Для повышения надежности крепления подшипников в осевом направлении с целью предотвращенияослабления торцевых гаек в последних применяются упругие резиновые кольца. Внастоящее время существуют два варианта таких гаек. В варианте №1 ( рис. 30 в )используется типовая торцевая гайка. Для размещения упругого элемента кольца 1и шайбы 2 на торце гайке 3 со стороны плоского упорного кольца выполняется паз.Кольцо диаметром 128 мм. изготавливается из круглой резины диаметром 20 мм. марки Н – 2616 в по МРТУ 38 -5 -204 – 65, а шайбу – из стали марки Ст3. В варианте №2применяется специальная гайка ( рис. 30 г ). Гайка 6 имеет специальный паз для размещения резиновой прокладки 4 и шайбы 5
3. НАЗНАЧЕНИЕ И ТЕХ. УСЛОВИЯ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙБУКС
Корпусабукс ограничивает перемещение вдоль и поперек вагона, защищают шейки осей иподшипники от грязи и атмосферных воздействий, а также является резервуаромдля смазки. Корпуса букс пасс. Гр. Вагонов могут быть цельными, свпрессованной лабиринтной частью или отъемной задней крышкой. Буксы пасс. игр. Вагонов с внутренним диаметром 280 и 300 мм., а также пасс. Вагонов с внутренним диаметром 250 мм. имеют цельный корпус, за исключением группы вагоновпостройки 1958 г., в которых корпус сделан с объемной задней крышкой. Буксыгр. Вагонов ( рис 23 ) с внутренним диаметром 250 мм., принятые в настоящее время для серийного оборудования имеют цельный корпус ( рис 23 а ) икорпус с впрессованной лабиринтной частью ( рис 23б ). Передняя часть буксыимеет отъемные крышки – крепительную и смотровую – или может иметь одну толькокрепительную. Для крепления крепительной крышки корпус буксы имеет отверстиядиаметром 22 мм. у букс гр.
Вагонов– 4, а у пасс. – 8. Для крепления промежуточной части редукторно – карданногопривода от торца шейки оси корпуса пасс. Буксы может иметь шпильки, которыеустанавливаются в отверстии, предназначенные для болтов крепительной крышки. Вэтом случае крепительная крышка располагается на этих шпильках с постановкойкорончатой гайки с упругой шайбой. Внутренняя часть корпуса буксы под посадкубуксы под посадку подшипников имеет цилиндрическую шлифованную или точеннуюповерхность. Уплотнения буксы состоит из лабиринтов расположенных в лабиринтномкольце и корпусе буксы. Лабиринтная часть корпуса буксы имеет очертаниелабиринтного кольца, паз для ранее применявшегося фетрового кольца или глубокиеканавки, благодаря чему образуется уплотнения, препятствующее вытеканиюсмазки и попаданию грязи извне в буксу. Корпус буксы цельнометаллических пасс.вагонов ( рис. 24 ) работает с бесъемостной тележке. Он имеет в нижней частикронштейны для пружин; через отверстия кронштейна проходят шпинтоны рамытележки. В потолке корпуса буксы имеется несквозное отверстия с нарезкой М16х1,5 мм. для установки термодатчиков. Лабиринтная часть корпуса буксы ( узел 1на рис. 23 а и 24 а ) без паза под фетровое кольцо имеет три жировые канавки ичетыре удлинение камеры, а с уплотнением ( см. узел 11 на рис. 23 в и 24 б ) –паз для ранее применявшегося фетрового кольца, а также по две удлиненныекамеры и две жировые канавки. Эксплуатация показала, что корпус буксы безфетрового уплотнения более надежен, так как фетр обеспечивает герметичностьтолько на первых километрах пробега, после чего изнашивается ( истирается ) ине создает надежного уплотнения. Поэтому корпуса букс диаметром 250 и 280 мм. с 1960 г.
Поставляютсябез фетрового уплотнения. Часть букс пасс. Вагонов без паза под фетровоеуплотнение имеет по две удлиненные и укороченные камеры. Корпуса букс отливаютиз мартеновской стали ( или электростали ) марок 15 Л1, 20 Л1. 25 Л1 ( ГОСТ 977– 65 ), из стали 1 группы ГОСТ 88 – 55, предназначенный для изготовленияавтосцепок, или алюминия марки АМг6 ( ГОСТ 4784 – 65 ). При отливке из сталимарки 25 Л1 содержания углерода не должно превышать 0,25%. Все отливки корпусовтермически обрабатывают для получения мелкозернистой структуры и устранениявнутренних напряжении, после чего их приводят в состояние, отвечающеетехническим условиям.
Лабиринтноекольцо и лабиринтная часть буксы препятствуют вытеканию смазки из корпусы буксыи попадания в нее грязи. Лабиринтное кольцо ( рис.25 ) фиксирует положениекорпуса буксы на шейке оси и расстояние между буксами, упираясь во внутреннеекольцо подшипника и торцевую поверхность предподступичной части оси. В буксах имеющихлабиринтную часть без паза под фетровое уплотнение с четырьмя удлиненнымикамерами, применяется лабиринтное кольцо, указанное на рис 25а, с двумяодинаковыми удлиненными выступами, а буксы с пазом под фетровое уплотнение ибез паза это уплотнение корпуса буксы четырьмя болтами ( рис27а ).Крепительнуюкрышку ( рис27б ), прикрепляемую к корпусу четырьмя болтами диаметром 20мм.,имеют буксы гр. И опытная партия пасс. Вагонов с внутренним диаметром 250мм.Смотровой крышки на буксах пасс. И гр. Вагонов нет. Основная часть грузовыхвагонов имеет крепительную крышку с четырьмя болтами и отдельно смотровую,которая прикрепляется четырьмя болтами с резьбой М12х1,75. Смотровая крышка (рис.28 ) предназначена в основном для обеспечения возможности производствапромежуточной ревизии букс, а также обточки колес без демонтажа подшипников.
Смотроваякрышка может быть изготовлена штамповкой из стали марки 10кг ( ГОСТ 1050 – 60 )или из алюминия марки АЛ9 ( ГОСТ 2685 _ 63 ). Прикрепляется смотровая крышка ккрепительной четырьмя болтами диаметром 12мм… Дистанционное кольцо фиксируетположение колец подшипников в корпусе буксы на определенном расстоянии друг отдруга. Дистанционные кольца размещаемые между наружными кольцами подшипниковназываются большими ( рис.29а ), а между внутренними ( при горячей посадке ) –малыми ( рис.29б ). Некоторые кольца на торцевой стороне для удобства демонтажаимеют два паза.
Материалколец – сталь марки Ст5 или 25. Внешняя и внутренняя поверхности дистанционныхколец цилиндрических. Непараллельность торцевых поверхностей допускается несвыше 0,06мм… Кольца разрешается сваривать на стыковом сварочном аппарате.Острые края притупляются, а заусенцы зачищаются. Размеры колец даны в таблице12… Торцевые гайки ( рис30 ), а также стопорная планка (рис31а ) и стопорноекольцо ( рис31б ) служат для закрепления подшипников с торцевой стороны шейкиоси и предотвращения их сдвига в осевом направлении. При двух двухцилиндрических подшипниках торцевая гайка воспринимает также и осевые нагрузки.Высота серийных шестигранных торцевых гаек ( рис30а ) зависит от
Сдвумя удлиненными и укороченными камерами комплектуются с лабиринтными кольцами( рис 25б ) имеющими один удлиненный и один укороченный выступы. Лабиринтныекольца, имеющие два выступа длиной 25мм., должны перетачиваться до размера20+0,84мм. (табл.11 ).
Изготовляютсякольца из стали марок Ст5 и Ос. В
(ГОСТ4728 – 72 ). Упорные поверхности кольца и оси должны быть параллельны.Отклонение допускается не более 0,1мм. Биение лабиринтных проточек относительнопосадочного диаметра Д допускается не более 0,3мм.Переход от диаметра кповерхностям А и К может быть выполнен по варианту №1 или 2
Неперпендекулярностьповерхностей для упора внутреннего кольца подшипника Б и предподступичной частиоси А относительно посадочной поверхности у лабиринтных колец в буксах сгорячей посадкой должна быть не более 0,03мм.
Крепительнаякрышка, фиксирующая наружные кольца в буксе, отливается из мартеновской стали (или электростали ) марок 15Л1, 20Л1, 25Л1 ( ГОСТ 977 – 65 ), из стали 11 группы( ГОСТ 88 – 55 ), предназначенной для изготовления автосцепок, или из алюминиямарки АМг – 6. Все отливки подвергаются и очищаются от песка и окалины, азаусенцы зачищаются.
Торцеваяповерхность, входящая в цилиндрическую часть буксы, и фланцевая часть должныбыть параллельны между собой и перпендикуляр на оси крышки. Непараллельностьповерхностей допускается до 0,2мм и неперпендикулярность – 0,1мм.Необработанные места покрываются краской.
Крепительнуюкрышку (рис. 26 ). Прикрепляемую к корпусу буксы восемью болтами диаметром 20ммчерез отверстия диаметром 22мм, имеют буксы пасс. И гр. Вагонов с внутреннимдиаметром 250мм, за исключением группы вагонов постройки 1958г и не большойпартии постройки 1963г. Последние имеют крепительную крышку, прикрепляемую к
Пределовнатяга. Такая посадка с пределами натягов от 40 до 65мкм применена в буксовыхузлах вагонов с подшипниками наружным диаметром 250мм на горячей посадке. Вкорпус подшипники монтируются обычно по классу Сп (скользящая подшипниковая )или Дп (движения подшипниковая ) При этих посадках наружные кольца в корпусенатяга не имеют, монтируют с нулевым натягом или зазором. В буксовых узлахвагонов наружные кольца в корпусе устанавливает с зазором не менее 0,02мм.Однако величина посадочного зазора между наружным кольцом подшипника и корпусомдолжна быть строго регламентирована, так как при больших зазорах поверхностисопряжения корпусов букс и наружных колец подшипников обильно повреждаютсяфетинг – коррозией. Этот вид коррозии возникает на сопрягаемых поверхностях принагрузках и является результатом трения поверхностей при взаимном перемещении.Интенсивность таких повреждений тем сильнее, чем больше зазор между корпусомбуксы и наружным кольцом подшипника и чем выше нагрузка на буксовый узел, таккак параллельно с ростом зазоров и нагрузок пропорционально увеличиваетсятрения между сопрягаемыми поверхностями. Наличие фетинг – коррозии наповерхностях сопряжения корпусов букс и наружных колец подшипников затрудняетвыемку демонтируемых подшипников из корпусов букс, кроме того, продукты фетинг– коррозии загрязняют смазку, ухудшают ее качество и снижают срок службы.Эффективным средством по предотвращению фетинг – коррозии является снижениепосадочных зазоров между корпусом буксы и наружным кольцом подшипника, а такжеприменение более стойких к выдавливанию смазочных материалов. Увеличениепосадочного зазора между корпусом буксы и наружным кольцом подшипника такжеведет к снижению долговечности подшипника из-за ухудшения распределениянагрузки между роликами.Выбор посадок колец подшипников на шейку оси и вкорпус букс зависит от типа и размера подшипника, способа его установки в узел,условий эксплуатации, частоты вращения, величины направления и характерадействующих на подшипник нагрузок, а также от условий монтажа и от того,вращается вал или корпус. Если вращается вал, то плотная посадка подшипниковосуществляется на вал, а если вращается корпус, то в корпус колесной пары иревизии букс. Бирка изготавливается из листовой стали марки Ст3 толщиной неменее 1мм. Пружинные шайбы диаметром 20 и 12 мм ( ГОСТ 6402 – 70 ), устанавливается под болты крепительной и смотровой крышек, изготавливаютсяиз стали марки 65Г. Прокладочное кольцо ( рис.36 ) располагается междуфланцевой поверхностью крепительной крышки и корпусом буксы при установке двухсферических подшипников. Оно предназначается для регулировки зазора междукрышкой и наружным кольцом переднего подшипника. Кольцо набирается изоцинкованных стальных листов толщиной 0,5 и 0,8мм. Регулировочное кольцо ( рис37 ) ставится между закрепительной втулкой заднего подшипника и внутреннимкольцом переднего подшипника при установке в буксе двух сферическихподшипников. Оно предназначено для обеспечения зазора между крепительнойкрышкой и наружным кольцом переднего подшипника. Изготовляется кольцо изкалиброванной листовой стали.
Существуетдва способа посадок роликовых подшипников на шейке осей:
а)без втулочная ( тугая ), или горячая;
б)посадка и втулочная посадка на закрепительной втулке;
Горячаяпосадке обеспечивается за счет натяга, который получается от разности диаметровшейки оси и внутреннего кольца подшипника. Диаметр цилиндрического отверстиявнутреннего кольца до нагрева должен быть меньше диаметра шейки оси на величинунатяга. При нагреве кольцо расширяется и без усилия надевается на шейку. Послеостывания оно плотно обхватывают шейку оси. Возникающие при этом силыповерхностного сцепления удерживают кольцо от проворачивания на шейке оси вовремя эксплуатации. Горячая посадка получила широкое распространение. К ееположительным сторонам следует отнести резкое ( в 5 раз ) сокращение количестватехнологических операций при монтаже и демонтаже буксы, в результате чегоуменьшается трудоемкость и стоимость этих работ в 2,5 раза. Кроме того притакой посадке снижается стоимость изготовления подшипников, а также уменьшаетсяего размеры и масса (вес ). Недостатком такой посадки является то, что впроцессе эксплуатации размеры внутренних колец могут увеличится, в результатечего уменьшится величина натяга; увеличивается стоимость изготовления осей, таккак необходимы более жесткие допуски на обработку шеек, а также возникаетнеобходимость индивидуального подбора подшипников по шейке оси для обеспечениятребуемого натяга. Втулочная посадка подшипника на шейку оси обеспечивается спомощью конусной разрезной закрепительной втулки, которая являясь детальюподшипника, запрессовывается между шейкой оси внутренним кольцом. Втулкаизготовляется из стали марок 20 и 30 ( ГОСТ 1050 – 60 ). Внутренняя поверхностьвтулки цилиндрическая, а наружная имеет конус 1:12.
1.КОНСТРУКЦИИ БУКСОВЫХ УЗЛОВ С РОЛИКОВЫМИ ПОДШИПНИКАМИ
1.Роликовые подшипники
1.1В буксах пассажирских и грузовых вагонов применяются роликовые подшипники:
а)с короткими цилиндрическими роликами однорядные с однобортовым внутреннимкольцом (рис.1 а);
б)с короткими цилиндрическими роликами однорядные с безбортовым внутреннимкольцом и плоским упорным кольцом (рис.1 б);
г)сферические двухрядные на втулках;
Примечание.В дальнейшем роликовые подшипники с короткими цилиндрическими роликами будутназываться «цилиндрическими подшипниками». Посадка внутренних колец на шейкуоси осуществляется методом прессования, заключающегося в нагреве внутреннихколец (при этом происходит их объемное расширение), их постановке на шейку оси,остывании, после которого обеспечивается необходимая прочность прессовогосоединения колец с осью.
Формыроликов цилиндрических подшипников приведены на рис.2.
Роликицилиндрических подшипников ранее изготовлялись со скосами (рис. 2 а, б), с 1965 г. ролики подшипников 42726 и 232726 изготавливаются с рациональным контактом — (рис. 2 в). У цилиндрических подшипников, имеющих массивные беззаклепочныелатунные сепараторы, ролики удерживаются в гнездах расчеканкой перемычек, а уполиамидных сепараторов — на перемычках имеются специальные утолщения.
Основныетипы роликовых подшипников, применяемые в буксах пассажирских и грузовыхвагонов широкой колеи, их размеры и массы представлены в табл.1.
1.2.Цилиндрические роликовые подшипники с различными индексами и цифрами (Л, Л1,ЕМ, Е2М, Л4М и др.), стоящими после условного обозначения, отличаются друг отдруга применяемым материалом сепараторов (Л-латунь, Е-полиамид и др.).
1.3Подшипники (кольца и ролики) изготавливают из хромистой стали (табл. 2)марок ШХ15 и ШХ15СГ, стали электрошлакового переплава марки ШХ15СГШ, а также изстали регламентированной прокаливаемости марки ШХ4 по ТУ 14-1-92374 и могутбыть изготовлены из других марок стали по согласованию с заказчиком. Подшипники42726 с внутренними кольцами из стали регламентированной прокаливаемости маркиШХ4 имеют увеличенную фаску на борту внутреннего кольца с наружной сторонывысотой 3 мм и шириной 5 мм или на наружном диаметре борта внутреннего кольцаимеется проточка радиусом 2,5 мм.
Внутренниекольца подшипников 232726 из стали регламентированной прокаливаемости марки ШХ4имеют проточку на скосе глубиной 0,5 мм и шириной 2 мм. Внутренние кольца подшипников из стали регламентированной прокаливаемости марки ШХ4 имеютмаркировку 42726Л4М и 232726Л4М или 42726Е2М и 232726Е2М.
1.4.На вагонные роликовые подшипники наносят маркировку в соответствии с ГОСТ520-92 и ТУ 37.006.048-73.
Приизготовлении на торцы наружного и внутреннего колец цилиндрических подшипниковнаносят товарный знак завода-изготовителя (16ГПЗ, 8ГПЗ-ХАРП, 5ГПЗ, ЗГПЗ-СПЗ и 1ГПЗ-МПЗ) и указывают время изготовления месяц и год. Месяц указывают условнобуквой, располагаемой рядом с порядковым номером подшипника. У роликовыхподшипников, изготовленных на 16, 8, 3 и 1 ГПЗ, с апреля 1998 г. обозначение месяца выпуска соответствует цифрам с 1 по 12 соответственно: 1-январь, 2-февральи т.д. Маркировку на кольцах подшипников наносят только с одной стороны.
Буквенныеобозначения месяца выпуска подшипника различными подшипниковыми заводамипредставлены в табл. 3. (до 01.01.98 г.) Год изготовления подшипниковобозначают условно заглавной буквой русского алфавита, а начиная с августа1997г. — двумя последними цифрами года — 97, 98 и т.д. Знак , стоящийпосле маркировки года изготовления подшипника, указывает, что подшипникизготовлен из стали электрошлакового переплава.
Кромеуказанной маркировки, на подшипники наносят порядковый номер и условноеобозначение подшипника, состоящее из цифр и букв.