что такое оси вагона
Вагонная ось (рис. 1) является составной частью колёсной пары и представляет собой стальной брус круглого, переменного по длине поперечного сечения. На подступичных частях 3 оси располагаются колёса, укреплённые жёстко или подвижно, а на шейках 1 размещаются подшипники. Вагонные оси различаются между собой размерами, определяемыми в зависимости от заданной нагрузки; формой шейки оси в соответствии с применяемым типом подшипника – для подшипников качения и подшипников скольжения; формой круглого поперечного сечения – сплошные или полые; способом торцового крепления подшипников качения на шейке оси – корончатой гайкой или шайбой.
Кроме того, оси классифицируются по материалу и технологии изготовления. Между шейками 1и подступичными частями 3 находятся предподступичные части 2, служащие для размещения деталей задних уплотняющих устройств букс, а также снижения концентрации напряжений в переходных сечениях от nодступичных частей к шейкам оси. В местах изменения диаметров для снижения концентрации напряжений имеются плавные сопряжения – галтели, выполненные определёнными радиусами: от шейки 1 – к предподступичной 2, от предnодступичной – к подступичной 3 и от средней 4 – к подступичной частям. Снижение концентрации напряжений, вызванных посадкой внутреннего кольца роликового подшипника, обеспечивается разгружающей канавкой, расположенной у начала задней галтели шейки оси (рис. 8, г). Оси для подшипников качения на концах шеек имеют нарезную часть К (рис.1, а) для навинчивания корончатой гайки, на торце имеется паз с двумя нарезными отверстиями для постановки и крепления двумя болтами стопорной планки.
В вагонных осях с креплением подшипников качения при помощи приставной шайбы в торцах шеек делают нарезные отверстия для болтов (рис. 1, б) в двух вариантах: при помощи трёх или четырёх болтов. На торцах всех типов осей предусмотрены центровые отверстия (рис. 1, д, е), служащие дляустановки и закрепления оси или колёсной пары в центрах при обработке на токарном станке. Форма и размеры центровых отверстий стандартизированы. Оси колёсных пар, оборудуемых дисковым тормозом, а также оси, на которых предусмотрена установка привода подвагонного генератора, имеют посадочные поверхности для установки тормозных дисков или деталей редуктора. Основные размеры и допускаемые нагрузки для стандартных типов осей вагонов широкой колеи, кроме вагонов электро- и дизель-поездов, приведены в табл. 2.
На шейки осей РУ1 и РУ1Ш устанавливают роликовые подшипники с наружным диаметром 250 мм.
У всех типов осей расстояния между центрами приложения нагрузки к шейкам одинаковы и составляют 2036 мм. Для грузовых вагонов с повышенными нагрузками от колесной пары на рельсы до 245 кН предусмотрена усиленная ось, имеющая увеличенные диаметры.
Таблица 2
Стандартные типы осей вагонов широкой колеи (ГОСТ Р50334-92)
Диаметр частей оси, мм
Общая длина оси, мм
Нагрузка от колесной пары вагонов на рельсы, кН (тс)
ОСЬ ВАГОННАЯ
имеет наружные шейки вследствие расположения колес между рамами вагонов или вагонных тележек. На сети дорог СССР находится в обращении до 15 типов О. в., отличающихся размерами отдельных частей. В настоящее время они сведены к 4 типам: С-1 весом в чистом виде 300 кг с шейками 110 х 170 мм для товарных вагонов с нагрузкой на ось не более 12,5 т; С-2 весом 347 кг с шейками 120 х 210 мм для товарных и пассаж. вагонов с нагрузкой на ось не более 17 т; С-3 весом 359 кг с шейками 140 х 254 мм для товарных и пассаж. вагонов с нагрузкой на ось не более 20,5 т; С-ЗУ (усиленная) с шейками 145 х 254 мм. Изготовление остальных типов О. в. прекращено. Ввиду их особенно ответственного значения для безопасности движения воспрещается ставить О. в. при наличии поперечных трещин в любой части оси, рисок на предподступичных частях и протертых мест в средней части оси на глубину 2,5 мм и более. Шейки оси каждой подкатываемой под вагон колесной пары должны проверяться дефектоскопом (ПТЭ, § 218).
Смотреть что такое «ОСЬ ВАГОННАЯ» в других словарях:
ОСЬ — ОСЬ, оси, мн. осей, жен. 1. Деревянный или металлический стержень, на концах которого помещаются колеса. Тележная ось. Вагонная ось. Автомобильная ось. Задняя ось. 2. Прямая линия, проходящая внутри какого нибудь тела и обладающая особыми… … Толковый словарь Ушакова
чистовая ось — чистовая ось: Ось, окончательно механически обработанная, подвергнутая по всей длине упрочнению накатыванием роликами и прошедшая ультразвуковой и магнитный контроль. Источник: ГОСТ 30272 96: Оси черновые (заготовки профильные) для … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Колёсная пара — Стандартная вагонная колесная пара Колёсная пара основной элемент ходовой части транспортного средства. Термин применяется, как правило, по отношению к рельсовому транспорту … Википедия
Колесная пара — Колёсная пара основной элемент ходовых частей подвижного состава рельсового транспорта[1]. Колёсные пары в подавляющем большинстве являются глухими, то есть оба колеса жёстко насажены на цельную ось. Такая конструкция фактически из одной детали… … Википедия
Компоновка легкового автомобиля — Компоновка легкового автомобиля общая схема расположения главных агрегатов на раме легкового автомобиля. Содержание … Википедия
Классическая компоновка — Компоновка легкового автомобиля общая схема расположения главных агрегатов. Содержание 1 Число и расположение колёс 2 Расположение управл … Википедия
Компоновка автомобиля — Компоновка легкового автомобиля общая схема расположения главных агрегатов. Содержание 1 Число и расположение колёс 2 Расположение управл … Википедия
Компоновка легковых автомобилей — Компоновка легкового автомобиля общая схема расположения главных агрегатов. Содержание 1 Число и расположение колёс 2 Расположение управл … Википедия
Электропоезд ЭР2 — ЭР2 ЭР2 1290 «Карелия» на станции Невская Дубровка Основные данные … Википедия
Колёсная пара — один из основных узлов ходовой части вагона или экипажной части локомотива. Представляет собой ось с двумя насаженными на неё колёсами, которые служат для направления движения вагонов и локомотивов по рельсам. К. п. воспринимают и… … Большая советская энциклопедия
НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО КОЛЕСНОЙ ПАРЫ
В данную страницу сайта мы внесли значительные изменения по замечаниям Алексея Николаевича Дывыдова. Они связаны, прежде всего с ГОСТ 4835-2006, который устанавливает новые типы и размеры колесных пар. Обращаем внимание читателей, что согласно этому ГОСТу оси РУ1 (с резьбой и корончатой гайкой) больше не выпускаются, а диаметр колеса по кругу катания не 950 мм, как было раньше, а 957 мм.
Колёсные пары относятся к ходовым частям и являются одним из ответственных элементов вагона. Они предназначены для направления движения вагона по рельсовому пути и восприятия всех нагрузок, передающихся от вагона на рельсы при их вращении. Работая в сложных условиях нагружения, колёсные пары должны обеспечивать высокую надёжность, так как от них во многом зависит безопасность движения поездов. Поэтому к ним предъявляют особые, повышенные требования Госстандарта, Правила технической эксплуатации железных дорог, Инструкция по освидетельствованию, ремонту и формированию вагонных колёсных пар, а также другие нормативные документы при проектировании, изготовлении и содержании. Конструкция и техническое состояние колёсных пар оказывают влияние на плавность хода, величину сил, возникающих при взаимодействии вагона и пути, и сопротивление движению.
Работая в современных режимах эксплуатации железных дорог и экстремальных условиях окружающей среды, колёсная пара вагона должна удовлетворять следующим основным требованиям: обладать достаточной прочностью, имея при этом минимальную необрессоренную массу с целью снижения тары подвижного состава и уменьшения непосредственного воздействия на рельсовый путь и элементы вагона при прохождении неровностей рельсовой колеи; обладать некоторой упругостью, обеспечивающей снижение уровня шума и смягчение толчков, возникающих при движении вагона по рельсовому пути; совместно с буксовыми узлами обеспечивать, возможно, меньшее сопротивление при движении вагона и возможно большее сопротивление износу элементов, подвергающихся изнашиванию в эксплуатации.
КЛАССИФИКАЦИЯ КОЛЕСНЫХ ПАР. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИХ КОНСТРУКЦИЙ
Колёсная пара (рис. 1) состоит из оси 1 и двух укрепленных на ней колёс 2. Типы, основные размеры и технические условия на изготовление вагонных колёсных пар определены Государственными стандартами, а содержание и ремонт «Правилами технической эксплуатации железных дорог» (ПТЭ) и «Инструкция по осмотру, освидетельствованию, ремонту и формированию вагонных колесных пар ЦВ/3429», а также другими нормативными документами при проектировании, изготовлении и содержании. Конструкция и техническое состояние колёсных пар оказывают влияние на плавность хода, величину сил, возникающих при взаимодействии вагона и пути, и сопротивление движению.
Тип колёсной пары определяется типом оси и диаметром колес (табл. 1).Согласно ГОСТ 4835-2006 устанавливают пять типов колесных пар с осями типов РУ1Ш и РВ2Ш и колесами диаметром по кругу катания 957 мм в зависимости от типа вагона и максимальной расчетной статической нагрузки от колесной пары на рельсы (таблица 1).
Таблица 1
Типы колесных пар вагонов
Конструкционная скорость вагона, км/час
Мксимальная расчетная статистическая нагрузка от колесной пары на рельсы, кН (тс)
Пример условного обозначения колесной пары для грузового вагона с осью типа РУ1Ш и колесами диаметром 957 мм с буксовыми узлами:
Колесная пара РУ1Ш-957-Г ГОСТ 4835-2006
То же, без буксовых узлов:
Колесная пара РУ1Ш-957 без буксовых узлов ГОСТ 4835-2006
В настоящее время из ГОСТ 4835-2006 исключены оси РУ1 с торцевым креплением гайкой М110 и большинство заводов прекратило выпуск осей данного типа. Колесные пары РУ1-950 и РУ1Ш-950 еще можно встретить в эксплуатации.
Диаметры шеек 3, (рис. 1), подступичной 5 и средней 6 частей оси определяют исходя из расчётной нагрузки. Предподступичная часть 4 является ступенью перехода от шейки к подступичной части оси и служит для установки уплотняющих устройств корпуса буксы. На nодступичных частях 5 прочно закрепляются колёса 2. На шейках 3 размещаются подшипники.
Колёсные пары с осями, предназначенными для эксплуатации с роликовыми подшипниками, различают между собой конструкцией торцового крепления внутренних колец роликовых подшипников на шейке:
Большое внимание прочности и надёжности колёсных пар уделялось при создании первых вагонов. Нормальная ось до 1892 г. выпуска имела диаметры шеек, подступичных и средней частей соответственно 100, 135 и 126 мм. В связи с увеличением грузоподъёмности и тары вагонов, а также скорости движения поездов возрастали нагрузки, действующие на колёсные пары, что требовало усиления их элементов. В результате возрастали диаметры осей, совершенствовались конструкции колёс и повышалась прочность посадки их на ось.
В дореволюционной России колёсные пары оснащали составными (бандажными) колёсами, состоящими из колёсного центра, бандажа и укрепляющих его элементов. До 1892 г. применяли колёса, центры которых были деревянными (рис. 2) (колеса Мензеля). Их изготовляли из дерева твёрдых пород. В колёсном центре помещали деревянный диск 2, состоявший из 16 секторов тикового дерева. Он находился между бандажом 1 и ступицей 3, был скреплён с ними при помощи колец 4 и 5, стянутых болтами 6.
Рис.2 Колесо с деревянным центром
Как отмечалось, в те времена такие колёса обладали бесшумным и сравнительно спокойным ходом, смягчали вертикальные толчки. Однако вследствие усушки дерева в процессе эксплуатации болты ослабевали, что нарушало безопасность движения поездов и приводило к необходимости постоянного наблюдения за состоянием крепления.
Поэтому колёса с деревянными центрами (колёса Мензеля) изъяли из эксплуатации. До 1900 г. распространение получили кованые центры, затем литые спицевые, дисковые стальные и чугунные. В 1948 г. изготовление чугунных центров было прекращено вследствие большой массы, малой прочности и частых повреждений при формировании колёсных пар. Прекратилось также изготовление спицевых центров из-за неравномерной жёсткости обода и ослабления соединения с бандажом, завихрения воздуха. Завихрение воздуха вызывало попадание песка на трущиеся поверхности ходовых частей и повышенный износ и задиры металла.
В 1931 г. был совершен переход от бандажных колёс к более совершенным безбандажным, который завершился в 70-х годах. В 1953 г. было также прекращено производство чугунных колёс, поскольку на них часто появлялись выщербины, раковины и отколы, угрожавшие безопасности движения поездов и сокращавшие срок их службы. Более надёжными в эксплуатации зарекомендовали себя стальные литые. С 1935 г. было организовано производство цельнокатаных колёс, обладающих существенными преимуществами перед литыми. С годами цельнокатаные колёса совершенствовались, и они получили широкое распространение.
Для безопасного движения вагона по рельсовому пути на ось 1 прочно закрепляются колёса 2 (рис. 3) с соблюдением строго определённых размеров. Расстояние между внутренними гранями колёс 2s составляет: для новых колёсных пар, предназначенных для вагонов, обращающихся со скоростями до 120 км/ч – (1440±3), свыше 120, но не более 160 км/ч – (1440
) мм. Номинальное расстояние между кругами катания колес 2l равно 1580 мм, а между серединами шеек 2b – 2036 мм.
Рис.3. Основные размеры колесной пары
Рис.4 Колесная пара с тормозными дисками (3)
Колёсная пара моторного вагона электропоезда (рис. 5) состоит из оси 5 и двух бандажных колёс 6 с литыми спицевыми колесными центрами 2 и бандажами 1. Один колёсный центр имеет удлинённый фланец 7, к которому прецизионными болтами крепится фланец зубчатого колеса 3 редуктора. Редуктор устанавливается на подшипнико-редукторном узле 4. Колёсные пары вагонов промышленного транспорта, предназначенные для эксплуатации с повышенными нагрузками, имеют увеличенные диаметры, в частности, диаметр шеек составляет 180 мм.
Колёсные пары с раздвижными колёсами на оси имеют более сложную конструкцию. На Брянском машиностроительном заводе в 1957 г. была создана колёсная пара с раздвижными на оси колёсами (рис. 6). Передвижение колёс из одного положения в другое происходит автоматически при движении вагона по специальному переводному стенду, соединённому одним концом с колеёй 1520 мм, а вторым – с колеёй 1435 мм. Раздвижная колёсная пара состоит из оси 2, вдоль которой могут перемещаться колёса 1 при переходе вагона с колеи одной ширины на колею другой ширины.
КОЛЕСНЫЕ ПАРЫ ВАГОНОВ
Назначение и устройство колесных пар
Колесные пары предназначены для направления движения вагона по рельсовому пути и восприятия всех нагрузок, передающихся от вагона на рельсы и обратно. Они должны удовлетворять определенным требованиям: обладать достаточной прочностью, износостойкостью, иметь небольшую массу для снижения тары вагона и уменьшения динамического воздействия на верхнее строение пути, а также обладать некоторой упругостью для смягчения динамических сил, возникающих при движении вагона. За состоянием колесных пар установлено особо тщательное наблюдение на ремонтных предприятиях вагонного хозяйства (заводы, депо) и в эксплуатации.
Колесная пара вагона состоит из оси (2) с напрессованными на нее двумя колесами (3).
Ось колесной пары имеет:
Колеса вагонов бывают двух диаметров: 950 и 1050 мм. Последние предназначены только для замены неисправных колес в колесных парах, применяемых в некоторых вагонах старой постройки.
Наружная поверхность колеса, соприкасающаяся с рельсом, называется поверхностью катания. Профиль поверхности катания имеет определенную форму и размеры. Поверхность катания нового колеса в поперечном профиле имеет коническую форму. Конусность основной рабочей части поверхности катания шириной 60 мм у вагонов и 70 мм у локомотивов составляет 1:20. Наличие конусности повышает устойчивость колесной пары за счет снижения ее «виляния» при движении по прямой, способствует выравниванию расстояний, пройденных внутренними и внешними колесами, при движении в кривых, обеспечивает равномерный износ поверхностей катания. На расстоянии 30 мм от боковой грани колеса конусность увеличивается до 1:7, а затем переходит в фаску размером 6 мм, расположенную под углом 45° к горизонтали. Увеличенная конусность и фаска облегчают прохождение колесной парой стрелочных переводов и способствуют свободному перекатыванию колеса с одного элемента стрелочного перевода на другой.
Профиль поверхностей катания колес скоростных вагонов характеризуется наличием конусностей 1:50, 1:10 и 1:3,5.
Вагоны и локомотивы, имеющие толщину гребня, не соответствующую указанным нормам, к эксплуатации не допускаются.
Тип колесной пары определяется типом оси и диаметром колес. Основным типом колесных пар являются конструкции с цельнокатаными стальными колесами с диаметром по кругу катания 950 мм.
Размеры оси устанавливают в зависимости от величины расчетной нагрузки, воспринимаемой при эксплуатации вагона.
Кроме колесных пар, изготавливаемых в соответствии с ГОСТ 4835-80, поставляют также конструкции, выполненные по специальным чертежам и техническим условиям, для вагонов промышленного транспорта, вагонов электропоездов и дизель-поездов, а также с раздвижными на оси колесами для эксплуатации на дорогах с различной шириной колеи и др.
В вагонах, оснащенных дисковыми тормозами, на оси, кроме двух колес, прочно укреплены тормозные диски.
Требования к содержанию колесных пар вагонов
Для безопасного движения вагона по рельсовому пути на ось 1 прочно насаживаются колеса 2 с соблюдением строго определенных размеров. Согласно п.13 Приложения № 5 к ПТЭ расстояние между внутренними гранями колес L у ненагруженной колесной пары должно быть:
Во избежание неравномерной передачи нагрузки на колеса и рельсы разность размеров от торца оси до внутренней грани обода l допускается для колесной пары не более 3 мм. Колеса, укрепленные на одной оси, не должны иметь разность диаметров D более 1 мм, что предотвращает односторонний износ гребней и не допускает повышения сопротивления движению.
Согласно п.12 Приложения № 5 к ПТЭ каждая колесная пара должна удовлетворять требованиям, установленным правилами и нормами и иметь на оси четко поставленные знаки о времени и месте формирования и полного освидетельствования колесной пары, а также клейма о приемке ее при формировании.
С целью обеспечения безопасности движения поездов ПТЭ установлены нормы допусков, износов и повреждений элементов колесных пар, при которых не допускается эксплуатация вагонов.
Обыкновенное освидетельствование колесных пар выполняется при каждой подкатке их под вагон, если перед этим они не подвергались полному освидетельствованию. До очистки колесной пары производится предварительный осмотр. После обмывки и очистки доступные части оси проверяют магнитным дефектоскопом. Затем производят внешний осмотр колесной пары и проверку соответствия всех размеров и износов установленным нормам. Колесные пары с роликовыми подшипниками подвергаются также промежуточной ревизии букс.
При подкатке колесных пар должна проводиться их регистрация в соответствующих журналах или паспортах.
Неисправности колесных пар вагонов
Нормальная работа вагонов и безопасность движения поезда во многом зависят от исправности колесных пар. Чаще всего изнашиваются и повреждаются поверхности катания и гребни колесных пар. Для проверки состояния колесных пар осмотрщики вагонов в пунктах формирования и оборота поездов используют специальный контрольно-измерительный инструмент, в том числе:
Основные требования, касающиеся норм содержания и ремонта колесных пар, а также неисправности, при наличии которых запрещается их эксплуатация, отражены в Приложении № 5 к ПТЭ, п.п. 13-14).
Запрещается выпускать в эксплуатацию подвижной состав с трещиной в любой части оси колесной пары, кольцевыми протертостями глубиной более 2,5 мм, а также следами электродугового ожега, что может привести к излому оси.
Не допускаются трещины в колесах, местные уширения обода величиной более 5 мм, а также износы и повреждения колесных пар, нарушающие нормальное взаимодействие пути и подвижного состава.
Толщина обода колеса уменьшается из-за износа в процессе эксплуатации и при обточках. Не разрешается эксплуатировать вагоны, толщина обода колеса которых по кругу катания менее:
Прокатом колес называют естественный износ поверхности их катания вследствие трения о рельсы. При достаточно большом прокате гребень колеса может касаться болтов рельсовых скреплений, что представляет прямую угрозу безопасности движения. Поэтому к эксплуатации не допускаются вагоны, у которых колесные пары имеют предельный прокат, измеренный на расстоянии 70 мм от внутренней грани колеса:
Глубину ползуна определяют абсолютным шаблоном, либо толщиномером (аналогично определению проката) по разности промеров в середине выбоины (наиболее глубокой ее части) и в месте нормального проката колеса. Также, чтобы определить глубину ползуна, можно измерить его длину, после чего найти значение по специальной таблице. Так, ползун длиной 60 мм на колесе диаметром 950 мм имеет глубину 1 мм.
Колесные пары, имеющие ползун глубиной более 1 мм, к эксплуатации не допускаются. При выявлении ползуна в пути следовнания возможность и условия дальнейшего движения определяются исходя из величины выявленного ползуна и категории подвижного состава:
Для уменьшения износа гребней и головок рельсов применяются автоматические рельсозмазыватели, устанавливаемые в кривых и распыляющие смазку (лубрикант) на наружный рельс при проходе колесных пар. Также применяются вагоны-рельсосмазыватели, курсирующие в составах пассажирских поездов, и рельсосмазывающие установки на грузовых локомотивах.
Выщербиной называют небольшое местное углубление на поверхности катания обода колеса, появляющееся вследствие наличия ползуна. Выщербины могут также появиться из-за скрытых дефектов металла. К эксплуатации не допускаются колесные пары, имеющие на поверхности катания колес выщербину глубиной более 10 мм или длиной более 50 мм у грузовых вагонов и длиной более 25 мм у пассажирских.
В связи с повышением скоростей движения поездов и применением композиционных колодок участились повреждения поверхности катания колес в виде так называемых наваров, т.е. смещений металла, образующих возвышение на поверхности катания. Недопустима высота навара более 0,5 мм для колесных пар пассажирских вагонов и более 1 мм для грузовых.
Также недопустимо наличие кольцевых выработок на поверхности катания глубиной более 1 мм и шириной более 15 мм.
Запрещается выпускать в эксплуатацию колесные пары, имеющие задиры шеек или предподступичных частей осей колесных пар, с ослаблением ступицы на подступичной части оси, что может привести к сдвигу ступицы колеса, колесные пары с шириной обода колеса менее 126 мм, а также отколом наружной грани обода колеса глубиной более 10 мм.
При включении грузовых вагонов в пассажирские поезда нормы содержания колесных пар должны удовлетворять нормам, установленным для пассажирских поездов.