Буксовый узел пассажирского вагона реферат

Обновлено: 04.07.2024

Колесные пары локомотивов и вагонов имеют одну и ту же общую часть – ось. На оси с обоих сторон имеются специальные шейки, на которые и устанавливаются буксы. Буксы, надеваемые на шейки колесной пары, в принципе одинаковы для локомотивов и вагонов, но, конечно, несколько отличаются конструктивно.

Так что такое буксы?

Итак, буксы представляют собой стальные корпуса, в которых размещаются подшипниковые вкладыши, смазочные и подбивочные материалы (на иллюстрации букса раскрашена красным цветом). Через буксы на колесные пары передается вертикальная нагрузка от веса локомотива, а от колесных пар на рамы тележек – усилия тяги, торможения и боковые горизонтальные силы, на вагонах буксы обеспечивают передачу нагрузки от кузова и находящегося в нем груза через подшипники на шейки оси колесной пары. Букса ограничивает перемещение рамы тележки локомотива или вагона относительно колесной пары, предотвращает попадание посторонних предметов в буксовые подшипники, ну и естественно обеспечивает соединение колесных пар с рамой тележки.

Буксы различают по типу осей, применяемых подшипников, а также по конструкции, размерам корпуса и по виду смазочных и подбивочных материалов. По типу применяемых подшипников буксы могут быть с подшипниками скольжения и с подшипниками качения (роликовыми).

Буксы с подшипниками скольжения

Букса с подшипниками скольжения (на рисунке выше) представляет из себя литой корпус в котором размещается подшипник скольжения, вкладыш и польстер, уплотняющая шайба, вся это закрывается крышкой. Подшипники скольжения изготавливаются, как правило, из антифрикционного сплава – баббита. В этих буксах с подшипниками скольжения для подачи масла к шейкам оси применяют польстеры и подбивочные валики. Польстер состоит из металлического каркаса и прикрепленной к нему подушки с шерстяными фитилями. Каркас имеет верхнюю пластину, подпружиненную снизу спиральными пружинами. Такие буксы требуют постоянной заправки маслом, чтобы фитили или валики постоянно были погружены в него и шейка оси постоянно смазывалась в движении.

Буксы с подшипниками скольжения уже практически не эксплуатируются на подвижном составе, их работа требовала постоянного контроля за уровнем смазки, ее доливки, что существенно снижало пропускную способность железных дорог, вес поезда, и очень сильно увеличивало сопротивление подвижного состава. Приходилось часто производить технические стоянки поездов для обслуживания букс. Данные буксы применялись не только на вагонах, но и на паровозных тендерах, электровозах (ВЛ19, 22 и 23), тепловозах (ТЭ1 и ТЭ2).

Назначение крышки подшипника
и устройство буксового узла

В настоящее время все локомотивы и вагоны оборудованы буксами с подшипниками качения, т.е. роликовыми. Роликовые подшипники резко сокращают сопротивление подвижного состава при движении, что позволяет увеличить его скорость и полезную массу. При роликовых подшипниках сокращается расход энергии локомотива на 4 – 11%, снижается расход осевого масла, не требуются подбивочные материалы и баббит. Значительно увеличиваются межремонтные сроки буксового узла и также не требуется такая профессия как смазчик, что существенно снижает расходы на обслуживающий персонал.

В роликовых буксах локомотивов и вагонов (на иллюстрации выше) применяются однорядные и двухрядные подшипники, а ролики изготавливают цилиндрической и сферической формы. Для исключения набегания роликов друг на друга они помещаются в беззаклепочые сепараторы. Основными узлами роликовой буксы являются корпус и роликовые подшипники. Корпус закрывается двумя крышками, задняя непосредственно соприкасается с вращающей осью, поэтому имеет специальное лабиринтное уплотнение (для исключения выдавливания смазки). Подшипники на шейке оси закрепляются гайкой, имеющей стопорную шайбу, а расстояние между подшипниками устанавливается двумя дистанционными кольцами. Радиальные подшипники не должны воспринимать осевые усилия, для устранения которых в передней крышке буксы локомотивов установлен осевой упор. Торцовая поверхность упора имеет бронзовую наплавку и смазывается маслом, которое подается фитилем из масляной ванны корпуса буксы. На некоторых тепловозах буксы оборудованы упругими осевыми упорами с пружинами (на фотографии ниже корпус упора буксы отмечен желтым цветом).

Корпус упора буксы пассажирского вагона (отмечен желтым)

В буксах вагонов торцевой упор отсутствует, вся конструкция закреплена торцевой гайкой. Теперь буксы в сборе надеты на шейки оси, и мы подошли вплотную к буксовому узлу, именно он передает все усилия от колесной пары к раме тележки, а также боковые усилия, возникающие при вписывании экипажа в кривую и ударные нагрузки во время движения по неровностям пути, ну и конечно вес локомотива и вагона. На локомотивах применяют буксовые узлы двух типов: с буксовыми направляющими, расположенными на раме тележки (челюстные) и с резинометаллическими поводками (бесчелюстные).

Устройство буксового узла

На буксовых узлах челюстного типа передача всех усилий осуществляется непосредственно от корпуса буксы на направляющую рамы тележки (челюсти), поэтому к корпусу такой буксы приварены с боков наличники, которые смазываются маслом из ванн, с помощью фитилей. Поэтому локомотивная бригада всегда контролирует уровень масла в ваннах, и добавляет его из ручной масленки во время технического обслуживания локомотива. Ванны с фитилями закрываются сверху крышками на пружине, чтобы ее можно было легко поднять. В буксовом узле бесчелюстного типа передача всех усилий осуществляется через резинометаллические поводки, состоящие из стального корпуса и валиков. Перемещения буксы относительно рамы возможны вследствие упругой деформации резины, а передача тягового и тормозного усилий от корпуса буксы на раму тележки происходит через эти самые поводки, которые одним шарниром крепят к приливам корпуса буксы, а другим – к кронштейну рамы тележки. Литой корпус буксы имеет два боковых опорных кронштейна (крыла) для установки пружин рессорного подвешивания тележки и восприятия вертикальной нагрузки. Бесчелюстной буксовый узел во время эксплуатации не требуется смазывать, поэтому современные тепловозы и электровозы имеют только бесчелюстные буксы.

На пассажирских вагонах устанавливаются, так называемые, крыльчатые буксы (на первой иллюстрации выделены красным цветов), конструкция которых схожа с конструкцией бесчелюстных букс локомотива, только поводков на них конечно нет, ведь передавать тяговые усилия вагону не нужно, а все нагрузки передаются на буксу через пружины. В грузовых вагонах буксы находятся и перемещаются в направляющих рамы тележки (на иллюстрации выше буксовый узел окрашен красным, белым и желтым цветами), практически также, как на локомотивах с челюстными буксами, только смазки и наличников в буксах вагонов не требуется.

Типовой буксовый узел пассажирского вагона с креплением подшипников гайкой М 110 имеет корпус буксы, передний и задний подшипники на горячей посадке, лабиринтное и уплотнительное кольца, крепительную и смотровую крышки, стопорную планку, торцевую гайку, болты, уплотнительное кольцо и пружинную шайбу (рис. 2.3).

Рисунок 2.3 – Букса пассажирского вагона с двумя цилиндрическими подшипниками с торцевым креплением гайкой

1 – корпус буксы; 2 – лабиринтное кольцо; 3 – задний подшипник; 4 – передний подшипник; 5 – крепительная крышка; 6 – смотровая крышка; 7 – торцевая гайка; 8 – стопорная планка; 9 – болт М12 стопорной планки с пружинной шайбой; 10 – проволока; 11 – болт М12 смотровой крышки; 12 – пружинная шайба; 13 – прокладка; 14 – кольцо уплотнительное.

Особенность конструкции буксы пассажирского вагона заключается в том, что в нижней части корпуса отлиты заодно с ним кронштейны с отверстиями для пропуска шпинтонов, укреплённых на раме тележки. Кронштейны предназначены для размещения пружин буксового подвешивания. Свод корпуса буксы выполнен переменного сечения для рационального распределения нагрузок на ролики цилиндрических подшипников. Передняя часть корпуса позволяет устанавливать редукторно-карданный привод подвагонного генератора. В потолке корпуса буксы имеется несквозное отверстие с резьбой, служащее для крепления термодатчика контроля за состоянием буксы при движении вагона. Задняя часть корпуса буксы выполнена за одно целое с лабиринтной частью.

Лабиринтное кольцо прочно одевают на предпоступичную часть оси. Вместе с лабиринтной частью корпуса буксы оно обеспечивает необходимую герметичность заднего её затвора. Крепительная крышка предназначена для фиксации наружных колец подшипников и совместно с уплотнительным кольцом герметизируют передний затвор буксы. В зависимости от типа буксы крепительные крышки могут иметь четыре или восемь отверстий для болтов. Смотровая крышка позволяет производить промежуточную ревизию буксы и обточку колёсной пары без демонтажа букс. Крышки изготовляться из стали.

3. Характеристика условий эксплуатации корпуса буксы

Буксовые узлы используются в сложных условиях эксплуатации: различных температурных режимах (от -50 0 С до +60 0 С); различных режимах атмосферного давления и влажности; различной интенсивностью использования и простоя вагона. Использование происходит в различных климатических зонах.

4. Существующая технология ремонта детали

В эксплуатации буксы воспринимают все основные статические и динамические нагрузки от рамы тележки и передают их к вращающимся осям вагона. Вследствие чего, при промежуточной и полной ревизии буксовых узлов слесарями обнаруживаются дефекты в виде трещин, забоин, заусенец, повреждение резьбы и т.д.

В процессе эксплуатации со стороны вагона через боковую раму на корпус буксы действуют продольные усилия F₂, F₄, F₅ и поперечные F₃, F₆, F₇, возникающие при торможении и в кривых участках пути; сказывается трение скольжения (рис. 2.4). Подобные воздействия приводят к износу трущихся поверхностей корпуса буксы, при ремонте устраняются наплавкой и фрезеровкой.

Рисунок 4 – Силы, действующие на корпус пассажирской буксы

На кронштейны корпуса опираются пружины буксового подвешивания, которые также взаимодействуют с рамой тележки и подвергаются нагрузке F₁. Между отверстиями под шпинтоны в кронштейнах и фрикционными гасителями колебаний возникают крутящие моменты М₃ и М₄, в результате механического изнашивания фрикционных клиньев, обеспечивающих устойчивое положение гасителей (см. рис. 2.4). Выше перечисленные моменты и сила приводят к сквозным трещинам на корпусе буксы, мелким надрывам на необработанной поверхности и к конусности внутреннего диаметра отверстия для шпинтонов, что опасно выпрыгиванием пружины и изломом кронштейнов. Эти виды дефектов устраняются наплавкой и фрезеровкой.

Недостаточное или чрезмерное усилие F₉ при креплении крепительной крышки, приводит к возникновению крутящих моментов М₅, М₆, вследствие чего повреждается резьба М20 (износ, срыв резьбы) или происходит срыв болтов (см. рис. 2.4). Допускается срыв до 3 ниток резьбы, 3 – 6 – ремонтируется, более 6 – бракуется. Износ резьбы устраняется сверлением, с последующей наплавкой, зенкерованием и восстановлением.

Внутренняя посадочная поверхность корпуса буксы подвергается химическому воздействию внешней среды, в результате чего возникает коррозия, на посадочной цилиндрической поверхности выявляются продольные задиры и риски, а также местная выработка – за счёт крутящих моментов М₁ и М₂, возникающих вследствие осевого разбега подшипников, попадании в корпус жидкости и грязи. Износ поверхности устраняется наплавкой и последующей фрезеровкой, коррозия – шлифовальной шкуркой №6 пропитанной трансформаторным или индустриальным маслом, далее протирается ветошью, смоченной керосином, а затем сухой. Не допускается зачистка поверхности до металлического блеска.

Лабиринтная часть, которая препятствует вытеканию смазки из буксы и попаданию в неё механических примесей при ослаблении, оказывает усилия на корпус, возникающие при этом крутящие моменты М₇, М₈, приводят к появлению на поверхности ржавчины, заусенец, забоин на лабиринтных проточках, что опасно разгерметизацией буксового узла. Корпус от коррозии зачищается шлифовальной шкуркой №6 пропитанной трансформаторным или индустриальным маслом, далее протирается ветошью, смоченной керосином, а затем сухой. Износ поверхности устраняется наплавкой и фрезеровкой. Заусенцы, забоины, задиры на лабиринтных проточках устраняются зачисткой с последующей наплавкой и фрезеровкой.

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.

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.

Буксовым узлом называется устройство с подшипниками, обеспечивающее трансформацию вращательного движения колесной пары в поступательное перемещение вагона, с минимальным сопротивлением (рис. 1).

Рис. 1. Общий вид колесной пары с буксовым узлом

Буксовый узел (рис. 1) 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.

Рис. 2. Буксовый узел с цилиндрическими подшипниками и крепительной шайбой
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.
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.
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. 3.
Общий вид роликовых подшипников приведен на рис. 4.
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.

Рис. 3. 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 без бортовым внутреннем кольцом и плоским упорным кольцом
на горячей (прессовой) посадке.
1 — наружное кольцо; 2 — ролики; 3 — внутреннее кольцо; 4 — сепаратор; 5 — упорное кольцо

Рис. 4. Общий вид роликовых цилиндрических подшипников
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.
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. 4).

Рис. 4. 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 (РУ 1-950) дополнительное крепление внутренних колец подшипников осуществляется с помощью корончатых торцевых гаек, стопорных планок и болтов М12 для крепления планок (рис. 6).
Корончатые гайки обычно изготавливают шестигранными с одиннадцатью пазами для постановки стопорной планки. Планку укрепляют в пазу торца оси двумя болтами, скрепляемыми вязальной проволокой.

Рис. 6. Буксовый узел с цилиндрическими подшипниками и крепительной гайкой Ml 10x4:
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

В современных колесных парах типа РУ1 Ш-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. 5). 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. 7 приведен алгоритм (последовательность) монтажа буксового узла с роликовыми подшипниками при прессовой посадке.

Рис. 7. Алгоритм монтажа буксового узла с роликовыми подшипниками
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.
Так в 2005 году ФГУП Уралвагонзавод направил в опытную эксплуатацию партию тележек с кассетными буксовыми узлами (рис. 8).
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.
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. 8).
Кассетный подшипниковый узел представляет собой готовую к установке конструкцию, отрегулированную на заводе-изготовителе, заправленную смазкой и снабженную внутренними уплотнениями.

Рис. 8. 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

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).
Обратите внимание
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.

Цель работы: ознакомиться с устройство буксовых узлов вагонов на примере наиболее типовых конструкций.

Краткие сведения из теории

Буксовый узел – элемент колёсной пары, предназначенный для передачи нагрузки от тележки и состоящий из корпуса или адаптера, подшипника или подшипников, элементов торцевого крепления, уплотнений и смазки.

В мировой практике для вагонов используются три основных типа роликовых подшипников: с цилиндрическими роликами (отношение длины к диаметру меньше или равно 2,5), со сферическими роликами (сферические самоустанавливающиеся двухрядные) и с коническими роликами (конические одно- и двухрядные). Наиболее распространены подшипники с цилиндрическими роликами.

Буксовый узел с подшипниками роликовыми цилиндрическими, приведенный на рисунке 27 применяется – в тележках грузовых вагонов.

Рис. 27 – Буксовый узел с двумя цилиндрическими подшипниками:

а – узел соединения букса-шейка оси; б – конструкция буксы;

1 – передний подшипник; 2 – задний подшипник; 3 – корпус буксы;

4 – лабиринтное кольцо; 5 – отъемный лабиринт корпуса буксы; 6 – кольцо

уплотнительное; 7 – крепительная крышка; 8 – прокладка; 9 – торцевая шайба;

10 – смотровая крышка; 11 – болт М20 для крепления торцевой шайбы;

12 – стопорная шайба; 13 – болт М 12 с пружинной шайбой

для крепления смотровой крышки.

Подшипник – опора или направляющая, которая определяет положение движущихся частей по отношению к другим частям механизма. В буксах вагонов применяют глухую подшипниковую посадку, при которой внутренне кольцо подшипника непосредственно устанавливают на шейку оси.

В буксах грузовых и пассажирских вагонов устанавливают два цилиндрических подшипника вплотную друг к другу, при этом подшипник, расположенный у галтели шейки оси, называют задним, а у ее торца – передним. Размер каждого из подшипников 130х250х80 мм. Подшипник состоит из внутреннего и наружного кольца, сепаратора и роликов. Для обеспечения нормальной работы – подшипник имеет осевой и радиальный зазор.

Радиальный зазор ненагруженного подшипника – среднее арифметическое значение расстояний по радиусу, на которое одно из колец может быть смещено относительно другого из одного эксцентричного крайнего положения в диаметрально противоположное крайнее положение, при различных угловых направлениях и с приложением внешней нагрузки, не вызывающей деформацию.

Осевой внутренний зазор ненагруженного подшипника – среднее арифметическое значение смещений вдоль оси подшипника одного из колец относительно другого при различных угловых положениях колец и тел качения с приложением внешней нагрузки, не вызывающей деформацию.

Корпус буксы – деталь, предназначенная для размещения подшипника или подшипников, элементов торцевого крепления, уплотнений и смазки. В настоящее время в типовом корпусе буксы применяется и конический двухрядный подшипник в габарите 130х250х160 мм. Принципиальное отличие корпуса буксы грузового вагона от буксы пассажирского вагона заключается в отсутствии кронштейнов для установки фрикционных гасителей колебаний. Корпус буксы тележки (люлечной) пассажирского вагона приведен на рисунке 28.

Рис. 28 – Корпус букс тележки пассажирского вагона

Кольцо лабиринтное – элемент уплотнения буксового узла, размещаемый на предподступичной части оси колёсной пары и предотвращающий проникновение в корпус буксы, воды, пыли и грязи.

Лабиринтная часть корпуса – элемент уплотнения буксового узла, размещаемый в задней торцевой части корпуса буксы и предотвращающий проникновение в корпус буксы воды, пыли и грязи. Выполняется в двух вариантах – единое целое с корпусом буксы или отдельная (отъемная) деталь, впрессованная в корпус буксы.

Прокладка и кольцо уплотнительное – элементы буксового узла, устанавливаемые между крепительной и смотровой крышками, а также между крепительной крышкой и корпусом буксы для предотвращения проникновения в корпус буксы воды, пыли и грязи.

Торцевая шайба – элемент торцевого крепления подшипников на шейки оси для передачи усилия затяжки болтов на внутренние кольца подшипников.Типовая букса с двумя цилиндрическими роликовыми подшипниками может иметь крепление подшипника и корончатой гайкой.

Крышка смотровая – элемент буксового узла, устанавливаемый в торцевую часть крепительной крышки и закрепляемый болтами М12 для предотвращения проникновения в корпус буксы воды, пыли и грязи ификсации плоского резинового уплотнения.

Подшипник сдвоенный устанавливается в корпус буксы вместе с корпусом буксы и кольцом лабиринтным запрессовывается на ось колесной пары. Крепление подшипника сдвоенного на шейки оси колёсной пары типа РУ1Ш-957-Г осуществляется при помощи шайбы тарельчатой и четырех (или трех) болтов М20. Корпус буксы закрывается крышками крепительной и смотровой.

Рис. 29 – Буксовый узел с подшипником сдвоенного типа:

1 –корпус буксы; 2 –лабиринт отъёмный; 3 – кольцо лабиринтное;

4 – подшипник; 5 – кольцо крепежное; 6 – шайба защитная; 7 – шайба тарельчатая; 8 – крышка смотровая; 9 – болт М20; 10 – болт М12; 11–крышка крепительная

В настоящее время нас сети железных дорог широко эксплуатируются и буксовые узлы кассетного типа с двухрядными подшипниками конического типа разработки Brenco (США) и SKF (Швеция). Такие буксовые узлы обладают улучшенными эксплуатационными характеристиками, могут применяться в пассажирских (со скоростью движения до 200 км/ч) и грузовых вагонах (с осевой нагрузкой до 27 тс). Буксовые узлы с подшипниками марки Brenco и SKF исполнены в двух вариантах: подшипник кассетного типа устанавливается в серийный корпус буксы; с адаптером. Так как конструкции букс этих фирм схожи, далее вкратце рассмотрим устройство такого узла на примере буксы кассетного типа фирмы Brenco.

Буксовый узел с подшипником кассетного типа разработки Brenco (рис. 30)

Рис. 30 – Буксовый узел с подшипником кассетного типа:

1 –корпус буксы; 2 –лабиринт отъёмный; 3 – кольцо лабиринтное;

4 – кольцо компенсационное; 5 – уплотнение; 6 – подшипник; 7 – крышка передняя; 8 – крышка крепительная; 9 – крышка смотровая; 10 – болт М20;

11–болт М12; 12 – уплотнения резиновые

Кассетный подшипник – самостоятельная сборочная единица, изделие, базирующаяся на двухрядных конических роликовых подшипниках с заложенной смазкой, с отрегулированным осевым зазором, встроенными уплотнениями и деталями торцевого крепления. Подшипник кассетного типа в габаритах 130х250х160 мм устанавливается в серийный корпус буксы и вместе с корпусом буксы и лабиринтом запрессовывается на шейку оси колёсной пары (см. рис. 30). Крепление подшипника на оси осуществляется при помощи крышки передней и четырех болтов М20. Корпус буксы закрывается крышками крепительной и смотровой.

Другим вариантом буксы с подшипником кассетного типа фирмы Brenco, является бескорпусная конструкция узла с адаптером (рис. 31). Кассетный буксовый 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 в 2 раза меньшее количество смазки на заправку узла.

Рис. 31 – Кассетный буксовый узел с адаптером:

а – общий вид буксы; б – конструкция буксы; 1–адаптер; 2 –кольцо упорное заднее;

3 – кольцо компенсационное; 4 – уплотнение; 5–подшипник; 6 – крышка передняя;

7 – пробка; 8 – болт М24; 9 – шайба стопорная

Буксовый узел состоит из двухрядного подшипника, включающего два ряда внутренних колец, двух комплектов конических роликов, двух сепараторов и единого наружного кольца, выполняющего роль корпуса буксы. Положение подшипника на шейке оси фиксируется передней и задней крепительными крышками.

Задняя крепительная крышка за счет натяга имеет тугую посадку на шейке оси, а передняя крепится к торцу оси тремя болтами, которые фиксируются от самопроизвольного отворачивания стопорной шайбой. Герметизация подшипника от проникновения пыли и влаги обеспечивается уплотнительными кожухами с упругими сальниками.

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.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с основными типами буксовых узлов эксплуатируемых на сети железных дорог и особенностями их конструкции.

2. Ответить на контрольные вопросы.

3. Оформить отчёт о проделанной работе.

Содержание отчета

1. По результатам проведенной работы составляется отчет в письменной форме (допускается и в печатной). Отчёт должен содержать: цель и дату работы; таблицу 13

с выполненными заданиями по предложенной ниже форме.

2. Ответы на контрольные вопросы.

Буксовый узел с цилиндрическими роликовыми подшипниками
Эскиз элементов буксового узла
№ поз.	Назначение	№ поз.	Назначение
Торцевое крепление подшипника
№ поз.	Деталь	Эскиз

Продолжение таблицы 13

№ поз.	Деталь	Эскиз
Кассетный буксовый узел с адаптером фирмы Вrenco
№ поз.	Деталь	Эскиз

Контрольные вопросы

1. Что понимается под осевым зазором подшипника?

2. Из каких элементов состоит сдвоенный подшипник буксового узла?

3. Назовите достоинства буксовых узлов с кассетными подшипниками?

4. Перечислите конструкционные варианты кассетных подшипников эксплуатируемых на сети железных дорог.

5. Поясните назначение адаптера в буксовом узле с кассетным подшипником.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №8

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.