Жесткие опоры и шкворневые узлы кузовов

На грузовых восьмиосных электровозах с несочлененными тележками, где нагрузка от массы кузова передается на тележки через люлечное подвешиаание, шкворневой узел выполняют так, как показано на рис. 22.

На электровозах ВЛ8, ВЛ23, В Л 22^м

нагрузка от массы кузова передается на тележки через жесткие опоры, последние должны позволять тележкам не только поворачиваться в горизонтальной плоскости, но перемещаться продольно относительно кузова при движении электровоза в кривых При движении электровоза по прямому участку пути расстояние между двумя точками на шкворневых балках рам 2 и 3 (рис. 47,а)

Рис. 47. Схемы, поясняющие изменение расстояния между опорами сочлененных тележек (а) и действия сил (б) при движении электровоза сочлененных тележек, расположенными на центральной продольной оси кузова 1 электровоза, равно АВ, в кривых это расстояние уменьшается до А’В’ Поэтому на таких электровозах применены плоские опоры, где одна из опор допускает поворот тележки и скольжение пятника, другая — только поворот тележки. Диаметр плоской опоры О определяется опрокидывающим моментом

Л1_опр, создаваемым центробежной силой Р_с, приложенной в центре тяжести кузова на высоте Н от опоры (рис. 47,6). Значение этой силы зависит от массы кузова т, приходящейся на опору, скорости движения V и радиуса кривой /?, т. е. Я_с — ту²/И. Для обеспечения безопасности движения нужно, чтобы восстанавливающий момент М„ = пі? 0/2 был в 2 + 2,5 раза больше момента

Рис. 48. Опоры секции кузова электровозов ВЛ8:

1- амортизатор дополнительной опоры; 2-стакан опоры, 3- опорная плита, 4 — рама тележки, 5 — рама секции кузова, б — заслонка предохранительная, 7 — пята второй (третьей) тележки, 8- подпятник; 9- пята первой (четвертой) тележки, 10 — болт предохранительный боковой опоры; 11 — еколь-зуи; 12 — боковая опора секции кузова, 13 — шайбы стальные, 14 — прокладки стальные, 15 — иаделка чугунная

Л4_0пр = ти²Н/Я. Тогда диаметр плоской опоры 0= (4ч-5)и²Я/(§Д).

Для примера на рис. 48 показана конструкция опор секции кузова электровоза ВЛ8. Каждая секция опирается на две рамы тележки двумя плоскими пятами 7 и 9 и двумя дополнительными, которые обеспечивают правильную развеску (см. § 24), увеличивают момент сил трения между тележкой и кузовом относительно вертикальной оси. Пята 9 допускает только поворот первой (четвертой) тележки, а пята 7 — поворот второй (третьей) тележки и скольжение Часть пят закреплена в раме секции кузова болтами, а часть установлена на прессовой посадке.

К нижней плоской опорной поверхности пяты и боковой цилиндрической поверхности приварены сменные стальные закаленные наличники. От попадания на опоры пыли и посторонних предметов они защищены заслонками 6 из тонколистовой стали. На пяту подается осевое масло из масленок, расположенных под рамой секции кузова.

Дополнительная опора состоит из стального стакана 2 с чугунной наделкой, скользящей по опорной плите 3 рамы тележки, и двух резиновых амортизаторов 1 толщиной 25 мм каждый, разделенных стальными шайбами 13 и прокладками 14. Изменяя число и толщину стальных прокладок, регулируют положение рамы тележки, силы, действующие на дополнительные опоры, и зазоры сочленений тележек.

На электровозах ВЛ60^К установлены центральные маятниковые и боковые опоры. Центральная опора служит для передачи вертикальных и продольных усилий. Продольные нарузки, силы тяги и торможения со шкворневого бруса 1 (рис 49,а) рамы тележки через стержень 2, резиновые конусы 3, обеспечивающие упругую передачу усилий, и опорные конусы 4 передаются на кронштейны 12, расположенные на раме 8 кузова. Для придания кузову устойчивости в поперечном направлении с обеих сторон стержня 2 установлены возвращающие устройства 6, соединенные шарнирами через резиновые втулки 5 с кронштейнами 7, укрепленными на раме 8 кузова. В местах соприкосновения стержня 2 и кронштейна 12 помещены специальные накладки 10 и упоры 11 из марганцовистой стали. На шкворневой балке 1 рамы тележки конус закрыт чехлом 9.

Рис 49 Центральная (а) и дополнительная (б) опоры кузова электровоза ВЛ60^К

Рис 50. Боковая шаровая опора (а) и шкворневые узлы электровозов ЧС2, ЧС2* (б) и ЧС4 (в)

Зазоры между накладками 10 и упорами 11 в эксплуатации должны быть не более 0,8 мм.

Вертикальные нагрузки воспринимаются центральной и боковыми опорами. Боковые опоры вместе с возвращающими пружинами 13 (рис. 49,6) придают кузову поперечную устойчивость. Пружина 13 установлена в стакане 14 кронштейна, приваренного к балке 8 рамы кузова. Стержень 17 верхним концом через вкладыш 15 из марганцовистой стали и стакан 16 упирается в пружину 13. Нижний конец стержня 17 опирается на вкладыш 18, установленный в кронштейне 19 рамы тележки. Регулировку боковой опоры производят пробкой 20, ввинченной в кронштейн 19 Пружина 13 должна быть сжата не более чем на 47 мм на ровном участке пути.

На электровозе ЧС2 вертикальная нагрузка от кузова на каждую тележку передается через две боковые шаровые опоры, а продольные силы — через шкворневой узел. Боковая шаровая опора (рис. 50,а) верхним пальцем 6 укреплена во фланце 4, приваренном к боковине 5 рамы кузова, а нижней частью опирается на скользун 7, размещенный в ванне /. Ванна 1 укреплена на хомуте листовой рессоры люлечного подвешивания. Между скользуном 7 и дном ванны 1 расположена стальная закаленная плита 8, по которой перемещается скользун при повороте тележки относительно рамы кузова. К боковым стенкам ванны приварены накладки 2 из марганцовистой стали, о которые трется скользун 7. На шаровой поверхности опоры 6 имеются канавки, через которые масло, находящееся в ванне /, попадает на трущиеся поверхности. Между фланцем 4 и опорой 6 помешена дистанционная прокладка 3, изменяя толщину которой или добавляя к ней вторую прокладку, можно регулировать зазор между рамами тележек и кузова и поддерживать его в заданных размерах при просадке листовых рессор люлечного подвешивания.

Шкворневой узел (рис. 50,6) состоит из шкворня 9, верхняя часть которого запрессована усилием 250 кН во втулку 10, приваренную к раме 11 кузова. Шкворень изготовлен из стали путем ковки и последующей механической обработки. Нижняя цилиндрическая часть шкворня 9 проходит свободно через отверстие в стальном шаре 14. Шар 14 расположен в гнезде, состоящем из нижней 16 и верхней 13 половин, соединенных болтами. Гнездо находится в литой коробке 15 поперечной балки 20 рамы тележки. Между гнездом и коробкой в продольном направлении зазора нет, а в поперечном — предусмотрен зазор, позволяющий смещаться гнезду или тележке относительно продолной оси на 30 мм в обе стороны. Гнездо в коробку вводят снизу, после чего к поперечной балке рамы тележки болтами прикрепляют крышку 17.

К боковым граням гнезда болтами прикрепляют для уменьшения трения пластмассовые накладки, которые при перемещении тележки трутся о стенки коробки 15. По мере износа накладки заменяют. Коробку 15 заполняют маслом, наливаемым через трубку, конец которой выведен в кузов; уровень его в коробке определяют с помощью контрольной трубки, выведенной наружу балки и закрытой пробкой. Для лучшего доступа масла на шаре сделаны специальные канавки. Масло из коробки спускают через отверстие в нижней крышке 19, закрытое пробкой 18. Чтобы в коробку не попадала влага и посторонние предметы, на фланце шкворня 9 укреплен кожаный чехол 12. Шаровое устройство позволяет

кузову наклоняться и иметь вертикальное перемещение относительно рамы тележки.

На электровозах ЧС4 и ЧС4^Т горизонтальные силы передаются шкворнями 9. Для улучшения горизонтальной динамики в поперечном направлении в шкворневом узле предусмотрены линейные перемещения (рис. 50 в). Шкворень 9 на электровозе ЧС4 запрессован по конусу 1:15 в гнездо (коробку) 10, вваренное в шкворневую балку 11 кузова (на электровозе ЧС4^Г шкворень запрессован в гнездо по двум цилиндрическим поверхностям). Дополнительно затягивают шкворень гайкой 21 со стопорной планкой 22. С рамой тележки шкворень 9, как и на электровозе ЧС2, связан через шкворневую коробку.

Перемещению скользуна в поперечном направлении противодействует упругая сила пружинных комплектов. Каждый комплект состоит из наружной 23 и внутренней 24 пружин, установленных горизонтально в свободном пространстве шкворневой коробки между скользуном и упорными прокладками 25, закрываемыми крышкой 26.

Упругая поперечная связь кузова с тележками оказывает большое влияние на плавность хода электровоза, особенно при движении в прямых участках пути, и поэтому ее параметры не могут выбираться произвольно.

Желательно, чтобы начальная жесткость упругого соединения была как можно меньше; однако она должна быть достаточной для возвращения кузова в соосное с тележками положение. Для ограничения перемещений и исключения жестких ударов кузова о раму тележки при исчерпании зазоров с некоторого момента жесткость упругой системы должна резко возрастать На электровозах ЧС4 и ЧС4^Т для выполнения этих требований осуществлены специальные конструктивные решения: выбор оптимальных параметров пружин, зазоров, установка на боковины рамы кузова резиновых упоров и др.

На электропоездах шкворневое устройство, предназначенное для соединения кузова с рамой тележки моторного вагона, выполнено так, как показано на рис. 51,а. Шкворень 1 запрессован в от верстие пятника 4 усилием 117,6-147 кН и затянут в шкворневой балке 5 кузова специальной гайкой с усилием 294- 393 Н. При этом зазор между торцом пятника 4 и буртом шкворня 1 должен быть не менее 8 мм. Упругий элемент 3, через который проходит нижняя часть шкворня, состоящая из пружины, завул-канизированной в резиновой массе, закреплен во втулке поперечной балки 2 рамы тележки нажимной шайбой 6 и гайкой; между торцами шайбы и втулки имеется зазор не менее 3 мм. Шкворень с резиновой втулкой способствует гашению оставшихся колебаний после второй ступени рессорного подвешивания. Верхний скользун состоит из стальных закаленных пластин, прикрепленных к шкворневой балке кузова, и резиновой прокладки, размещенной между балкой 5 и пластинами, расположенными на балке 2.

Нижний скользун изготовлен из специального древесно-слоистого пластика ДСП-Г и размещен в литой опорной коробке поперечной балки 2 на резиновых прокладках. Для обеспечения постоянства момента трения при вписывании тележки в кривые и уменьшения бокового давления гребней колес на головки рельсов скользуны смазывают универсальными густыми смазками

На прицепных и головных вагонах шкворневое устройство выполнено в виде плоских пятников (рис. 51,6). Верхний пятник 7 прикреплен к шкворневой балке 8 рамы кузова болтами и входит в нижний пятник 9, укрепленный на над-рессорной балке 10 рамы тележки вагона, таким образом, что их плоскости не соприкасаются (имеется контролируемый зазор а) и кузов лежит на сколь-зунах тележки.

25. Шкворневая опора кузова на вл-80 и вл-80

(по 2 шт. на каждой
секции)

Ш.О. служит для
передачи тяговых и тормозных усилий с
рамы тележки на раму кузова.

Шкворневая опора
состоит из шкворня и шаровой опоры для
шкворня (с двумя противоотносными
устройствами только на ВЛ-80 )

Шкворень откован
из стали ( 155 мм в нижней части),
впрессовывается снизу во втулку,
приваренную снизу к шкворневому брусу
рамы кузова, и крепится сверху гайкой.

Для шаровой опоры
шкворня в середине шкворневого бруса
рамы тележки, отлито гнездо в виде
отверстия, к нему снизу приварен цилиндр
(3), отлитый из стали с двумя кронштейнами
(4) с боков – для подвески двух ТД. Внутрь
цилиндра устанавливается корпус Ш.О.
(6) с двумя упорами (5) с верхним и нижним
буртами. Эти два упора крепятся к гнезду
Ш.О. болтом ( 30 мм).Корпус Ш.О. может
перемещаться по буртам упоров поперек
пути до 30 мм в каждую сторону.

Во внутрь корпуса
Ш.О. впрессована втулка (7) с внутренней
сферической поверхностью. Внутрь этой
втулки (7) свободно заводится втулка (8)
с наружной шаровой поверхностью, с
отверстием, в которое впрессована
латунная втулка (9).(Шар заводится в шар
боком через спец.боковые прорезы и
разворачивается на 90- как сферических
подшипниках скольжения).

При опускании
кузова на домкратах шкворень (1) кузова
155 мм свободно входит внутрь латунной
втулки (9) шара (8) шаровой опоры. Затем
снизу к гнезду Ш.О. крепится болтами
крышка (19) с уплотнительной прокладкой.

Затем внутрь
гнезда Ш.О. через масленку (21) сбоку
шкворневого бруса рамы тележки заливается
смазка – осевое масло, 28 кг – на ВЛ-80 ,
30 кг-на ВЛ-80 .

За счет шаровых
втулок Ш. О. во время движения допускаются
любые наклоны кузова на тележках без
работы шкворня на изгиб и излом.

Противоотносное
устройство (2 шт. на каждой Ш.О.) на ВЛ-80
служат для плавного поворота кузова
при вписывании электровоза в кривые.

Состоит из корпуса
в виде стакана (10), в него вставляются:
регулир, шайба (11), внутренняя и наружные
пружины (12,13), диск (14). Затем на прессе
обе пружины сжимаются рабочим усилием
2200 кг и фиксируются в этом положении
гайкой (15) в виде кольца с наружной
резьбой – заподлицо со стаканом (10).

Затем в отверстие
диска (14) вставляется упор (16) и
противоотносные устройства крепятся
к гнезду Ш.О. 4-мя болтами. При этом оба
упора (16) через отверстия входят во
внутрь гнезда Ш.О. на 30 мм и упираются с
двух сторон в корпус Ш.О.(6).

При вписывании
электровоза в кривую через упор (16) и
диск (14) обе пружины одного противоотносного
устройства сжимаются до 30 мм и их сила
увеличивается до 5500 кг. Тогда Эти обе
пружины разжимаются и плавно сдвигают
всю шаровую опору со шкворнем кузова в
сторону кривой.

Служит для сцепления
локомотива с вагонами.

Автосцепка состоит
из: корпуса, замка, замкодержателя,
предохранителя, подъемника замка, валика
подъемника, стопорного болта.

Все детали
автосцепки выполнены литьем из стали
без механической обработки (вес СА-3 –
197,5 кг)

1. Корпус автосцепки
   (вес 171,5 кг) имеет пустотелые головку и
   хвостовик с вертикальным овальным
   отверстием под клин. Голова имеет
   большой и малый зубья, между которыми
   расположен зев. Внутри головы сверху
   вниз отлиты: полочка, шип, отверстия,
   прилив – для механизма автосцепки.

2. Замок служит для
   запирания сцепленных автосцепок. Замок
   имеет переднюю рабочую часть, сзади
   сверху вниз имеет: шип для навешивания
   предохранителя, боковой прилив, красный
   сигнальный отросток, овальное отверстие
   для прохода валика, радиальную поверхность
   с зубом для опоры на корпус автосцепки.

3. Замкодержатель
   вместе с предохранителем служит для
   предотвращения саморасцепа сцепленных
   автосцепок.