Тепловоз 2ТЭ116 | Рама тележки
Рама тележки предназначена для размещения колесно-мотор-ных блоков с рессорным подвешиванием, тормозного исполнительного оборудования, опорных устройств надтележечного строения и механизма передачи силы тяги на кузов тепловоза. При эксплуатации на раму тележки, кроме статических нагрузок от веса кузова с оборудованием, силы тяги (торможения) и реакций от тяговых двигателей, действуют большие динамические вертикальные и горизонтальные нагрузки. Поэтому основные конструктивные элементы рамы тележки должны иметь согласно принятой ВНИИЖТом методике расчета коэффициент запаса прочности не менее Ф и коэффициент по пределу текучести материала при проверке на возможное соударение с продольным ускорением до Зg не менее 1,2.
Рама тележки (рис. 81) имеет сварную конструкцию. Основу рамы образуют две боковины фи @ жестко связанные^поперечными балками® ©и @ переднее концевое крепление 6. и шкворневая балка 0Г Боковина в поперечном сечении представляет собой замкнутый профиль коробчатого сечения. Она сварена из боковых, верхнего и нижнего стальных листов толщиной соответственно СО^ 14 и 22 мм. Сверху на боковины установлены платики 0) опор, снизу приварены литые кронштейны (5)\\ сварно-штампованные фс трапециевидными пазами для крепления буксовых поводков и установки опор пружин. Для повышения усталостной прочности (снижения коэффициентов концентрации напряжений) к нижнему несущему листу боковины кронштейны приварены внахлестку фланцами, имеющими малую толщину и параболическую форму поперечных граней. Кроме того, после приварки кронштейнов зоны у основания сварных швов подвергают механическому упрочнению с помощью наклепа. Внутри боковин установлены диафрагмы, приваренные к боковым листам, для увеличения жесткости сечения в местах примыкания поперечных балок междурамного крепления. Снаружи к боковым листам боковин приварены вместе с подкладками корпуса 1 фрикционных гасителей колебаний и кронштейны 2 тормозных цилиндров. Сквозные овальные отверстия, усиленные полыми вставками 9, служат для прохода горизонтальных рычагов рычажной передачи тормоза.
Поперечные балки 8, 10 и 12 междурамного крепления сварной конструкции и также замкнутой коробчатой формы, выполняемые из стальных листов толщиной 14 мм, жестко связывают между собой боковины. Своими вертикальными ребрами поперечные балки приварены к внутренним частям боковых листов и специальным выступам нижних листов боковин. Сверху приварены проставоч-ные листы 13, которые связывают поперечные балки с верхними листами боковин, образуя замкнутое сварное междурамное крепление. К нижним листам поперечных балок приварены литые кронштейны 3 для опор электродвигателей.
На средние балки междурамного крепления сверху строго по продольной оси рамы установлена и закреплена с помощью электросварки продольная литая шкворневая балка 11. Шкворневая балка имеет массивное шкворневое гнездо в средней части и развитые горизонтальные полки по концам для повышения жесткости ее крепления, так как через нее и шкворень передается сила тяги на раму кузова. В шкворневом гнезде монтируется подвижной в поперечном направлении шкворневой узел тележки, а в боковых стен ках гнезда выполнены отверстия для установки пружинных комплектов упругих упоров шкворневого узла.
Переднее концевое крепление 6 коробчатого сечения выполнено сварным и изогнутым в средней части для удобства демонтажа фрикционного аппарата автосцепки. Торцы крепления с помощью электросварки сопрягаются с боковинами, связывая их для придания жесткости передней части рамы тележки. Крепление несет на себе кронштейны тормозной рычажной передачи тележки. Боковины, междурамные крепления, концевые балки изготовляют отдельно, подвергают термообработке (отжигу) для снятия напряжений от сварки и затем сваривают между собой. К сваренной из основных узлов раме приваривают шкворневую балку 11 (с последующей окончательной механической обработкой шкворневого узла), корпуса 1 фрикционных гасителей колебаний, кронштейны 2 тормозных цилиндров и подвесок рычажной передачи тормоза, плати-ки 15 для установки опор кузова. Затем производят механическую обработку кронштейнов 3 и 4 крепления буксовых поводков и опор пружин, протяжку трапециевидных пазов и обработку платиков 15 для установки опор кузова.
На каждую окончательно готовую раму тележки составляют паспорт, где отражаются качество металла, сварных швов и их структура, монтажно-установочные размеры. Основные сварные соединения подвергают дефектоскопии (ультразвуковой, рентгеновской). Сварочные дефекты (трещины, непровары и включения с надрезом) не допускаются как весьма опасные для эксплуатации сварной конструкции рамы тележки, которая работает в условиях высокой динамической нагруженности и должна обеспечивать надежную работу тепловоза в течение всего срока службы.
Источник
Тепловоз 2ТЭ116 | Конструктивные особенности тележки
Конструктивные особенности тележки
Тягово-ходовая экипажная часть тепловоза — тележечная с осевой характеристикой 30-30. От конструкции тележек в значительной степени зависят передача и реализация силы тяги, плавность хода, взаимодействие экипажной части и пути и другие динамические характеристики тепловоза. На тепловозе применены унифицированные бесчелюстные тележки, разработанные и освоенные в серийном производстве ПО «Лугансктепловоз» для отечественных магистральных грузовых тепловозов 2ТЭ116, 2ТЭ116А, 2ТЭ10В, ТЭ10М, ТЭ130, 2М62, маневровых ТЭМЗ и экспортных грузо-пассажирских ТЭ109 (модификаций 130, 131, 132 и 142), ТЭ114, М62 мощностью 1470-2210 кВт в секции с конструкционной скоростью 100-140 км/ч для колеи 1520 или 1435 мм.
Конструкция унифицированной бесчелюстной тележки обеспечивает:
возможность изменения передаточного числа тягового редуктора от 4,41 (75:17) до 3,04 (70:23) при одном и том же тяговом электродвигателе, т. е. с обеспечением постоянства межцентрового расстояния тягового редуктора;
возможность работы на колее шириной от 1520 до 1435 мм с вписыванием в габарит 02-ВМ за счет изменения положения дисков колесных центров или их сдвижки на колесной паре;
установку тормозного оборудования двух систем тормозов: типа Матросова для грузовых тепловозов итипа Кнорр со ступенчатым нажатием для тепловозов с конструкционной скоростью 120 км/ч и выше;
тягово-прочностные качества тележки из расчета максимально допустимой нагрузки от колесной пары на рельсы 226 кН (23 тс).
Тележка в исполнении для тепловоза 2ТЭ116 (рис. 80) состоит из следующих основных частей: рамы тележки 1, трех колесно-мо-торных блоков 5, рессорного подвешивания 3, опорно-возвращающего устройства 6, рычажной передачи тормоза 4, тормозного воздухопровода 7, песочного трубопровода 2. Это унифицированная бесчелюстная трехосная тележка с индивидуальным приводом каждой колесной пары через односторонний и одноступенчатый тяговый редуктор от тягового электродвигателя постоянного тока ЭД-118А или ЭД-118Б с циркуляционной принудительной системой смазки моторно-осевых подшипников. Установка двигателей на тележке выполнена опорно-осевой с рядным их расположением. Такое расположение двигателей является одним из средств улучшения использования сцепной массы за счет одинакового распределения нагрузок по осям от тяги при движении тепловоза. Как показали испытания, сцепная масса тепловоза используется на 10-12 % лучше по сравнению с тепловозами ТЭЗ и 2ТЭ10Л со смешанной установкой двигателей.
Связь между рамой тележки и колесными парами осуществляется через поводковые бесчелюстные буксы с жесткими осевыми упорами качения одностороннего действия. Такая связь позволяет передавать от колесных пар на раму тележки упруго, без наличия трения скольжения силу тяги и торможения, поперечные силы при набегании на рельс, а также обеспечивать симметричность и параллельность осей колесных пар в раме тележки при колебательных ее перемещениях. Кроме того, для уменьшения воздействия тепловоза на путь увеличена поперечная подвижность средней колесной пары за счет установки ее в буксах со свободным осевым разбегом +14 мм.
Положение рамы тележки относительно колесных пар определяется пружинными комплектами индивидуального буксового рессорного подвешивания. Рессорное подвешивание имеет статический прогиб 126 мм и обеспечивает зазор 40-50 мм между корпусом буксы и боковиной рамы тележки, необходимый для предотвращения ударов при колебаниях надрессорного строения, возникающих при движении тепловоза и зависящих от состояния пути. Каждый пружинный комплект устанавливается с прокладками, которые служат для регулирования распределения нагрузок по осям тепловоза.
Параллельно индивидуальному буксовому рессорному подвешиванию включены фрикционные гасители колебаний сухого трения, которые способны одновременно гасить все три вида колебаний: подпрыгивание, галопирование и поперечную качку. Демпфирование колебаний регулируется изменением силы трения. Коэффициент демпфирования, представляющий собой отношение работы сил трения фрикционных гасителей к работе упругих сил системы рессорного подвешивания при изменении прогиба от нуля до статического, равен 4-5. Ведутся работы по внедрению гидравлических гасителей колебаний.
В конструкции тележки применен пневматический, индивидуальный (для каждого колеса) колодочный тормоз с двусторонним нажатием чугунных гребневых тормозных колодок на колеса тепловоза. Каждое колесо имеет свой тормозной цилиндр. Рычажная передача между цилиндром и колодками обладает повышенной жесткостью в поперечной плоскости благодаря установке между тормозными колодками поперечных триангелей для более надежного удержания колодок от сползания с бандажей и возможности применения безгребневых секционных тормозных колодок. Установочный выход штока тормозного цилиндра составляет 55 мм при зазоре 7 мм между колодкой и бандажом. Эксплуатационный выход штока должен быть в пределах 55-120 мм. Для его регулировки на продольных тягах рычажной передачи установлены регуляторы выхода штока тормозного цилиндра типа «винт-гайка». Проводятся опытно-конструкторские работы по внедрению тормозных цилиндров ТЦР-10″ со встроенными регуляторами выхода штока, позволяющими без ручных регулировок поддерживать постоянный бандажный зазор до полного предельного износа тормозных колодок.
Нагрузка от надтележечного строения тепловоза передается на четыре комбинированные роликовые опоры, которые размещены на боковинах рамы тележки. Каждая опора по отношению к центру поворота тележки установлена так, что ее роликовая часть обеспечивает поворот тележки и возвращающий момент, а поперечное перемещение кузова (относ) достигается за счет поперечного сдвига комплекта из семи резинометаллических элементов, установленных на верхней плите роликовой опоры. Возвращающий момент и момент упругих сил опор обеспечивает без дополнительных демпферов гашение относительных колебаний кузова и тележек в горизонтальной плоскости при движении тепловоза со скоростью до 120 км/ч. При таком опорно-возвращающем устройстве возможен устойчивый максимальный поворот тележки (с учетом относа) относительно кузова до 5°, а упругое опирание кузова позволяет получить дополнительный прогиб до 20 мм в рессорном подвешивании тепловоза.
Сила тяги от рамы тележки на кузов передается шкворневым узлом, обеспечивающим поперечную свободноупругую подвижность шкворня кузова +40 мм. Шкворень также является осью поворота тележки в горизонтальной плоскости. Вследствие малого расстояния между колесными парами тележки (1850 мм) и рядного расположения двигателей шкворневой узел размещен на продольной балке, расположенной над боковинами рамы тележки. Хотя такое расположение устройства передачи силы тяги и снижает ее реализацию, но благодаря рядному расположению двигателей, сосредоточению основного прогиба рессорного подвешивания в первой ступени, поводковым бесчелюстным буксам и упругому опиранию кузова на раму тележки теоретический коэффициент использования сцепной массы тепловоза составляет 0,89, что значительно выше по сравнению с тепловозами 2ТЭ10Л, ТЭЗ и 2М62.
Тележка тепловоза прошла всесторонние динамико-прочно-стные испытания и испытания по воздействию на путь при участии ведущих научно-исследовательских институтов.
Результаты испытаний показали:
прочнбетные качества корпусов букс, рамы тележки обеспечивают коэффициенты запаса прочности не менее 2;
показатели надежности и долговечности зубчатой передачи с модулем 10 мм и упругим зубчатым колесом достигли 1,2- 1,8 млн. км пробега;
показатели вертикальной и горизонтальной динамики тепловоза, имеющего комбинированные роликовые с резинометаллически-ми элементами опоры кузова, обеспечивают без ограничения по ходовой части экипажа прохождение прямых, крутых кривых участков пути и стрелочных переводов.
Техническая характеристика тележки
- Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН (тс) . 226 (23)
Поперечный разбег шкворня кузова, м:
Обе тележки (передняя и задняя) тепловоза практически одинаковы по своей конструкции. Отличие заключается в наличии у передней тележки рычажной передачи ручного тормоза, подножек для входа в тепловоз и привода скоростемера.
Источник
Тема. Тележка тепловоза 2ТЭ116.
Бесчелюстная тележка с индивидуальным рессорным подвешиванием (рис.16). Характерными отличительными признаками этих тележек являются отсутствие челюстной связи букс с рамой тележки и применение индивидуального рессорного подвешивания. У этих тележек челюстная связь букс с рамой заменена поводковой. Поводки 7 имеют резинометаллические амортизаторы, через которые они соединены с буксой 4 и рамой тележки 5. Взаимные перемещения колесной пары и рамы тележки происходят за счет деформации резиновых элементов. Это позволяет исключить из конструкции тележки быстро изнашивающиеся наличники рамы и букс.
Нагрузка на каждую колесную пару передается через четыре пружинных комплекта 6, установленных на опорных кронштейнах букс. Каждый комплект состоит из двух или трех пружин, вставленных друг в друга. Схема подвешивания максимально упростила конструкцию тележки и уменьшила эксплуатационные расходы на ее обслуживание и ремонт, так как в ней исключены все шарнирные соединения. Во избежание резонансных явлений в тележках применены фрикционные гасители колебаний (демпферы) 3, устанавливаемые между буксами и рамой тележки. Сила трения между трущимися накладками подвижного штока и корпуса демпфера регулируется затяжкой пружины.
Достоинством бесчелюстных тележек является упругая связь с кузовом, обеспечиваемая подвижным шкворневым устройством 14 с горизонтальными пружинами и четырьмя резино-роликовыми опорами, через которые кузов опирается на тележку. Упругое соединение позволяет перемещаться в поперечном направлении относительно тележки за счет сдвига резины опор и сжатия пружины шкворневого устройства. Упругое соединение тележек с кузовом улучшает горизонтальную динамику тепловоза. Тяговые электродвигатели имеют опорно-осевое подвешивание и в тележке располагаются носиками в одну сторону («гуськом»).
Рис.16. Общий вид бесчелюстной тележки тепловозов 2ТЭ116:
1 — тормозной цилиндр; 2 — воздухопровод; 3 — демпфер; 4 — букса; 5 — рама; 6 — пружина; 7 — поводок; 8 — рычаг подвески тормозных колодок; 9 — песко-подающая труба; 10 — колесная пара; 11 — электродвигатель; 12 — опора; 13 — масленка; 14 — шкворневое устройство; 15 — кожух тягового редуктора; а, б — кронштейны крепления буксовых поводков; в, ж — концевые балки; г — боковина; д — средние поперечные балки; е — шкворневая балка; з — кронштейн подвески двигателя.
Вместо жестких зубчатых колес в тяговом приводе применены упругие самоустанавливающиеся зубчатые колеса с резинометаллическими элементами, позволяющие снизить уровень динамических нагрузок в приводе и улучшить распределение нагрузки по длине зубьев. Моторно-осевые подшипники имеют усовершенствованный уширенный польстер для смазывания оси. В буксах вместо бронзовых осевых упоров скольжения применены небольшие по размерам и надежные упорные шарикоподшипники, что позволило исключить жидкую смазку в буксах и лабиринтные уплотнения, сократить расходы на ремонт и эксплуатацию.
Тормозное оборудование тележки включает шесть тормозных цилиндров, индивидуальную рычажную передачу с двусторонним нажатием колодок, чугунные тормозные колодки. Ручной тормоз действует на два колеса каждой тележки.
Опорно-возвращающие устройства. Служат для передачи массы кузова с оборудованием на тележки и возвращения их в первоначальное положение при выходе тепловоза из кривых участков пути.
На тепловозах применяются различные конструкции опор и возвращающих устройств: роликовые опоры (рис.17), скользящие ТЭМ2 (рис.18), с упругим шкворневым устройством (рис.19) 2ТЭ116, пружинные, работающие на вертикальную и горизонтальную нагрузки (рис. 20). ТЭП70, опоры на маятниковых подвесках ТЭМ7, ЧМЭЗ.
Скользящая опора кузова тепловозов ТЭМ2. В стальном корпусе 4, имеется опорная плита 5, зафиксированная штифтом 7, и сферическое гнездо 2. Опорная поверхность гнезда залита сплавом, закрепленным с помощью спиральных канавок. На опорной поверхности плиты 5 также проточены канавки. Ее трущаяся поверхность цементирована и закалена. Корпус опоры заполнен маслом и закрыт крышкой 1, дополнительно корпус защищен брезентовым чехлом.
Применение упругой связи кузова с тележками значительно снижает боковые усилия на рельс. В корпусе 6 резино-роликовой опоры (рис.21) размещен роликовый механизм. Рабочие поверхности нижней и верхней опорных плит имеют наклон в 2°, а сопряжение этих поверхностей произведено радиусом 65мм. Ролики, объединенные обоймами, накатываются на наклонные поверхности опорных плит при угловых перемещениях тележки относительно кузова. На опорную плиту установлена резиновая опора, состоящая из семи резинометаллических элементов 2, нижней промежуточной плиты 1, верхнего опорного диска и регулировочных пластин 4. Резина толщиной 30мм привулканизирована к металлическим пластинам толщиной 2 мм, имеющим кольцевые штампованные углубления, которыми обеспечивается центрирование элементов по отношению друг к другу. Резиновая опора входит в углубления опорных стаканов 3 кузова. Внутренняя полость корпуса резино-роликовой опоры заполнена осевым маслом до уровня верхней пробки. От попадания пыли и грязи опора защищена чехлом 5 из брезента, прикрепляемым к корпусу опоры и к обечайке рамы кузова хомутами.
Рис.17. Роликовые опоры кузова: Рис.18.
1 — крышка; 2 — кольцо; 3 — верхняя плита; 4 — обойма; 5 — ролик; 6 — нижняя плита; 7 — шаровая опора; 8 — щуп; 9 – корпус.
Рис.18. Скользящая опора тепловоза ТЭМ2:
1 — крышка; 2 — гнездо армированное; 3 — прокладка; 4 — корпус; 5 — плита опорная; 6 — пробка: 7 — штифт.
Резино-роликовые опоры с пружинным возвращающим устройством. На современных тепловозах тележки дополнительно могут смещаться относительно оси кузова. Это смещение возможно благодаря упругому шкворневому устройству.
Рис.19. Резинороликовая опора: Рис.20.
1 — опорная плита; 2 — резинометаллический элемент; 3 — стакан; 4 — регулировочная пластина; 5 — чехол; 6 — роликовая опора
Рис.20.Упругое шкворневое устройство:
1- стакан; 2 — пружина; 3 — упор; 4 — ползун; 5 — шкворень; 6 — сменные накладки; 7 — балка
Шкворневое устройство (рис.20) состоит из прямоугольного ползуна 4, перемещающегося в направляющих шкворневой балки, двух стаканов с возвращающими пружинами 2 и упорами 3. В цилиндрическую расточку ползуна вварена сменная втулка, внутри которой перемещается шкворень 5 кузова. Гнездо шкворня заполнено осевым маслом. Для пополнения масла в процессе эксплуатации к гнезду подведена трубка с масленкой.
Опорно-возвращающее устройство работает следующим образом. При входе в кривую тележка вынуждена поворачиваться вокруг шкворня относительно продольной оси кузова, при этом ролики опор набегают на наклонные поверхности опорных плит. Максимальный угол поворота тележки ограничен. Смещение происходит за счет сдвига резинометаллических элементов блоков. Пружинные опоры, воспринимающие вертикальную и горизонтальную нагрузки, с упругим шкворневым устройством.
Дата добавления: 2015-02-13 ; просмотров: 6218 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник