Подвеска обеспечивает необходимую упругость при передаче усилия от массы вагона на тележку, она служит и для гашения колебаний как вертикальных, так и горизонтальных, возвращает кузов вагона в нормальное положение после выхода из кривой.

На тележках применена двойная подвеска. Она состоит из двух ступеней, которые работают последовательно: буксовая подвеска, расположенная в буксовом узле, и центральная люлечная подвеска, установленная в центре тележки В качестве упругого элемента применены цилиндрические пружины, что потребовало установки гидравлических амортизаторов и фрикционных гасителей, так как пружины, обеспечивая плавный и бесшумный ход вагона, не имеют внутреннего трения, как рессоры, и не в состоянии самостоятельно гасить колебания кузова.

Когда вагон неподвижен, пружины подвески испытывают только статическую нагрузку от массы кузова. При движении по неровностям пути кузов совершает вертикальные колебания, поэтому нагрузка на пружины существенно изменяется. Величину, на которую она увеличивается или уменьшается, называют динамической нагрузкой. Суммируя статическую и динамическую нагрузки, рассчитывают прочность пружин, по разности этих нагрузок определяют минимальное давление колесной пары на путь, чтобы исключить возможность схода с рельсов, т.е. обеспечить безопасное качение колесной пары.

В буксовом узле расположена первая ступень подвески, которая смягчает удары, воспринимаемые колесной парой. Эта же ступень одновременно снижает нагрузки, передаваемые от кузова на колесную пару через центральную подвеску.

Надбуксовое подвешивание тележки моторною вагона

Рис. 6.8. Надбуксовое подвешивание тележки моторною вагона: 1 – фрикционный гаситель колебаний: 2 – рама тележки; 3 – поводок; 4 – букса; 5 – головка валика; 6 – поводок; 7 – наружная пружина: 8 – внутренняя пружина; 9 – опора; 10 – резинометаллический шарнир; 11 – рычаг; 12 – втулка; 13 – стакан; 14 – пружина; 15 – фрикционные диски

Надбуксовое подвешивание тележки прицепного вагона

Рис. 6.9. Надбуксовое подвешивание тележки прицепного вагона: 1 – шпинтон; 2 – наружная пружина; 3 – внутренняя пружина; 4, 9 – конические кольца; 5 – стальная прокладка; 6. 8 – резиновые гасители; 7 – подкладка нижнего гасителя; 10 – гайка; 11 – пружинная шайба; 12 -гильза; 13 – сухарь

Буксовая подвеска состоит из двух комплектов цилиндрических пружин 7 и 8 (рис. 6.8) (в комплекте по две пружины разного диаметра с противоположным направлением навивки, вставленные друг в друга). Крылья для установки пружин на буксу моторного вагона расположены для лучшей фиксации ее корпуса ступенчато (одно крыло выше, другое ниже). Два поводка 6, передающие тяговые и тормозные усилия от колесной пары на раму тележки 2, закреплены через резинометаллические шарниры 10 одним концом в кронштейне рамы, другим – в приливе корпуса буксы. Кронштейны и приливы имеют клиновидные пазы, в которые входят головки 5 валиков шарниров поводков, закрепленные в пазах болтами. Резинометаллические шарниры ограничивают разбег (перемещение) колесной пары в продольном направлении до 1 мм, в поперечном – до 7.5 мм. На опорных поверхностях крыльев буксы расположены резиновые амортизаторные прокладки, с арматурой в виде стальных стаканов. На верхние витки пружин опирается рама тележки, для чего на ней также имеются опорные стаканы 9, но без амортизаторных прокладок.

Корпус буксы 4 и рама тележки моторного вагона соединены фрикционным гасителем 1, поглощающим вертикальные колебания тележки. Его ось закреплена в основании, приваренном к раме тележки. На оси установлен поворотный рычаг 11, армированный с обеих сторон фрикционными дисками 15 из гетинакса. Рычаг 11 вместе с дисками 15 поджат на оси пружиной 14 (ее усилие регулируют гайкой) и шарнирно связан поводком 3 с крышкой буксы 4. В местах соединения поводка с крышкой буксы и рычагом установлены резиновые втулки, допускающие перекос поводка. Они гасят мелкие колебания, при больших амплитудах колебаний вступает в действие фрикционная часть гасителя. Гашение колебаний происходит за счет трения в паре “гетинакс-сталь”.

Центральное подвешивание тележки моторного вагона

Рис. 6.10. Центральное подвешивание тележки моторного вагона: 1 – рама тележки; 2 – надрессорный брус; 3 – скользун; 4 – амортизатор, ограничивающий поперечные перемещения; 5 – колпачок; 6 – подвеска; 7 – гаситель колебаний; 8 – внутренняя пружина; 9 наружная пружина; 10 – поддон; 11 – предохранительный трос; 12 – серьга.

Буксовая подвеска прицепных вагонов несколько отличается от подвески моторных. К опорным плитам на концах продольных балок рамы прикреплены болтами стальные литые шпинтоны 1 (рис. 6.9), которые служат направляющими для буксовых пружин 2 и 3. На верхние витки пружин опирается рама тележки, нижние витки установлены в чашках крыльев буксы на резиновых амортизаторах 6 и 8 через стальные прокладки 5 и 7, предохраняющие резину амортизаторов от износа.

Нижние концы шпинтонов 1 проходят через отверстия в крыльях буксы и оканчиваются резьбой, на которую навертывается корончатая гайка 10. Под гайкой установлена тарельчатая пружина 11, упирающаяся в торец втулки 12, напрессованной на шпинтон. При движении пружина смягчает удары гайки шпинтона о крыло буксы. Буксовая подвеска снабжена фрикционным амортизатором клинового типа – его конструкция довольно проста, и он не требует ухода в эксплуатации. Трение в амортизаторе создают шесть сухарей 13, расположенных по окружности втулки шпинтона. Сухари находятся между двумя стальными коническими кольцами 4 и 9. Верхнее кольцо постоянно прижимается сверху пружиной 3, которая упирается в утолщенную часть шпинтона 1. Нижнее кольцо опирается на резиновый амортизатор 8 в чашке пружины. Благодаря двойному конусу сухарей и колец пружина создает усилие, прижимающее сухари 13 к втулке 12. При взаимном перемещении сухарей и втулки, с усилием прижатых друг к другу, возникают силы трения, уменьшающие колебания в буксовом узле.

Центральная подвеска моторных (рис. 6.10) и прицепных (рис. 6.11) вагонов одинакова по конструкции и принципу действия. Подвеска представляет собой шарнирную систему (люльку), состоящую из поддона 10, который при помощи серег 12 и тяг связан с продольной балкой тележки. Через комплект пружин 8 и 9 на поддон 10 опирается верхний люлечный брус 2. На его верхней части установлены шкворневое устройство и скользуны 3, воспринимающие вес кузова вагона.

Центральное подвешивание тележки прицепного вагона

Рис. 6.11. Центральное подвешивание тележки прицепного вагона: 1 – рама тележки; 2 – надрессорный брус; 3 – сколь-зун; 4 – амортизатор, ограничивающий поперечные перемещения; 5 – подвеска; 6 – вкладыш; 7 – гаситель колебаний; 8 – наружная пружина; 9 – внутренняя пружина; 10 – поддон; 11 – предохранительная скоба: 12 – серьга; 13 – втулка; 14 – поводок

Таким образом, поддоны связаны с продольными балками рамы тележки двойной шарнирной системой – длинными тягами и короткими серьгами. При наклоне кузова во время движения вагона по кривой тяги отклоняются на определенный угол. При этом на поддон действует сила, которая стремится возвратить тяги в нормальное исходное положение. Она передается через поддон на раму тележки, и чем больше угол наклона тяг, тем больше возвращающая сила. При больших наклонах кузова тяги упираются в упоры. После этого относительно тяг начинают отклоняться серьги, дополнительно увеличивая восстанавливающее усилие.

Таким образом, нагрузка от веса кузова передается через верхний люлечный брус 2, комплекты пружин 8 и 9, поддон 10, серьги 12 и тяги на тележки и затем через буксовую подвеску – на ось колесной пары и рельсы. Кузов опирается на скользуны 3 верхнего люлечного бруса. Скользуны изготовлены из древесного пластика и установлены в гнездах литых опор, приваренных по концам бруса 2. Под скользунами имеются резиновые прокладки толщиной 15 мм. Дополнительный момент трения между скользунами кузова и тележки уменьшает боковое раскачивание вагона на неровностях пути и виляние тележки, т.е. придает вагону плавный ход.

Детали центральной подвески оборудованы предохранительными устройствами. Так. поддон от падения на путь при обрыве тяг или серег предохраняют стальные тросы 11, концы которых закреплены на продольных балках тележки и в проушинах поддона (на прицепных вагонах эту функцию выполняют скобы 11 (см. рис. 6.11), из стального прутка, подведенные под специальные крюки поддона). Предохранительные устройства имеет и верхний люлечный брус.

Горизонтальные поводки 14 с резинометаллическими шарнирами (амортизаторами) не только фиксируют верхний брус относительно поперечных балок тележки, но и вместе со шкворневым узлом передают на кузов вагона усилия тяги и торможения. Один конец каждого поводка прикреплен к кронштейну продольной балки тележки, другой – к кронштейну верхнего бруса. Резинометаллические шарниры установлены в узлах крепления между гайками и кронштейнами. Величина относительного перемещения верхнего бруса вдоль оси кузова вагона определяется величиной деформации амортизаторов поводков на 2-4 мм при передаче продольных усилий.

Шкворневой узел

Шкворневой узел тележки моторного вагона

Рис. 6.12. Шкворневой узел тележки моторного вагона: 1 – шплинт; 2 – контргайка; 3 – гайка; 4 – шкворень; 5 – пятник: 6 – металлическая шайба: 7 – резиновая втулка; 8 – упорная шайба; 9 – надрессорный брус; 10 – шкворневая балка

В шкворневую балку рамы 10 (рис. 6.12) кузова вварен пятник 5. Снизу в него запрессовывают шкворень так, чтобы между верхней кромкой буртика шкворня и нижней частью пятника был зазор 4 мм. На шкворень надевают резиновую втулку 7, армированную проволокой, и металлическую шайбу 6. Подсобранный узел пропускают через цилиндрическое отверстие в верхнем люлечпом брусе 9 , в кот орое вварен отрезок трубы.

В положении, когда вагон полностью опирается на скользуны, на хвостовик шкворня 4 надевают упорную шайбу В и навинчивают гайку 3, которую затем затягивают до упора. При этом резиновая втулка 7 деформируется, ее размер в радиальном направлении увеличивается, и она зажимается в отверстии верхнего люлечного бруса 9. Сверху и снизу на гайки 3 навертывают контргайки 2, которые контрят шплинтами 1. Кроме обеспечения шарнирного соединения вагона с тележкой, шкворень дополнительно гасит колебания вагона, не поглощенные центральной подвеской.

На прицепных вагонах конструкция шкворневого узла выполнена иначе. Пятниковый узел полностью металлический (такая конструкция применялась и на моторных вагонах ранних выпусков). Пятниковое устройство состоит из плоского верхнего пятника, закрепленного на шкворневой балке кузова вагона, и нижнего подпятника, установленного на верхнем люлечном брусе. Кузов пятником опирается на подпятник и в этом положении удерживается шкворнем. Шкворень состоит из трех частей: двух полушкворней с буртиками и клина, который раздвигает и тем самым закрепляет полуш-кворни. Буртики полушкворней не позволяют им выпасть из шкворневого гнезда. Плоские пятники проще в изготовлении, чем пятники с резиновой вставкой, имеют большую площадь опоры и меньшее внутреннее трение при повороте тележки относительно кузова, но требуют регулярного смазывания и тщательного ухода.

В центральной подвеске установлен гидравлический гаситель колебаний, конструкция которого отличается от конструкции ранее используемых. Новые и старые гидрогасители колебаний в сборе взаимозаменяемы. Ниже рассмотрена конструкция новых гидрогасителей.

Гидравлический гаситель колебаний (демпфер)

Гидравлический гаситель колебаний

Рис. 6.13. Гидравлический гаситель колебаний: 1 – резиновая втулка; 2 – распорная втулка; 3 – поршневое кольцо; 4 – цилиндр; 5 – шток; 6 – обойма; 7 – гайка; 8 – кожух; 9 – сальник; 10 – верхняя головка; 11 – стопорный винт; 12 – болт; 13 – стопорная планка; 14 – винт; 15 – кольцо: 16 – шайба; 17 – уплотнительное кольцо; 18 – букса; 19 – резервуар; 20 – цилиндр; 21 – дроссельный клапан; 22 – нижняя головка; 23 – перепускной клапан; А – рекуперативная камера; Б – надпоршневая полость; В – подпоршневая полость

При использовании пружин в качестве упругих элементов подвески наличие гасителя колебаний (демпфера) является обязательным условием, так как пружины, в отличие от рессор, не имеют внутреннего трения и не могут поглощать колебания кузова. Демпферы, ограничивая колебания тележек вагона, снижают воздействие массы вагона на путь, уменьшают износ деталей вагона и тележек, снижают напряжения в несущих узлах конструкции тележки, придают вагону плавный ход.

Продольный разрез демпфера показан на рис. 6.13. Гаситель состоит из резервуара 19, к нижней части которого приварена головка 22. В резервуаре размещен цилиндр 20 с установленными в него клапанами: дроссельным 21 и перепускным 23. Клапаны ввернуты в нижнюю часть цилиндра и застопорены пружинным стопорным кольцом. Сверху на цилиндр надета букса 18. В обойме 6 установлены два сальника 9, препятствующие вытеканию масла из гасителя колебаний. Обойма 6 удерживается в резервуаре 19 гайкой 7, которая законтрена стопорной планкой 13, закрепленной винтом 14 на гайке 7. Масло, просочившееся между буксой 18 и штоком 5, сливается в резервуар демпфера (полость А).

Шток 5 ввернут в верхнюю головку 10 и законтрен от выворачивания винтом 11. В свою очередь головка 10 ввернута в кожух 8 и застопорена болтом 12. Поршень штока 5 уплотнен в цилиндре 20 металлическим кольцом 3. В нижней части поршня установлены два таких же клапана, как и в цилиндре.

Дроссельный клапан 21 состоит из штампованной металлической тарелки, пружины и корпуса, в котором имеется несколько отверстий. Кроме того, между тарелкой и корпусом выполнены калиброванные отверстия а. Перепускной клапан 23 состоит из шарика, пружины и пробки. Клапан установлен в корпусе дроссельного клапана.

Верхняя 10 и нижняя 22 головки служат для установки гасителя колебаний на тележке. В верхнюю и нижнюю головки крепления демпфера вставлены резиновые втулки 1, в которые запрессованы металлические распорные втулки 2.

Технические характеристики гидравлического гасителя колебаний

Диаметр поршня, мм ........................ 70
Диаметр штока, мм.......................... 30
Наружный диаметр, мм ...................... 124
Длина, мм.................................. 170
Ход поршня, мм ............................ 190
Объем масла, л ............................ 1,2
Рабочая жидкость........................... Трансформаторное масло
Масса, кг.................................. 15

Демпфер работает следующим образом. При небольшой скорости перемещения штока 5 вверх (ход растяжения) масло, находящееся над поршнем (полость Б), вытесняется через дроссельное отверстие а клапана в поршне в полость В. При резком ходе штока 5 вверх масло не успевает перетечь через дроссельное отверстие а и давление над поршнем возрастает, шарик перепускного клапана открывает отверстие, сжимая пружину 8, позволяя маслу перетекать в полость под поршнем. Таким образом, перпускные клапаны ограничивают рост усилий при ходе поршня и позволяют демпферу сохранять демпфирующие свойства. Одновременно масло из полости А резервуара, воздействуя на тарелку клапана в цилиндре, заполняет освободившийся объем под поршнем.

При медленном перемещении поршня вниз (ход сжатия) часть масла из-под поршня вытесняется в надпоршневую полость Б через отверстия 31 клапана в поршне. Другая часть масла из надпор-шневой полости через дроссельное отверстие а клапана цилиндра вытесняется в резервуар (полость А). При резких перемещениях поршня давление под ним увеличивается. Перепускной клапан цилиндра открывается, обеспечивая дополнительное перетекание масла и ограничивая этим усилия сжатия.

Таким образом, энергия колебаний подвески затрачивается на перекачивание масла через дроссельные отверстия внутри демпфера и за счет этого колебания гасятся.

Буксовый узел

Буксы служат для соединения колесных пар с тележками и передачи нагрузки от веса вагона на шейки осей колесных пар. Буксы также воспринимают тяговые и тормозные усилия от колесных пар и передают их на раму тележки. Кроме того, корпус буксы защищает шейку оси и подшипники от влаги и грязи. Он заполнен смазкой ЖРО, необходимой для нормальной работы подшипников.

Букса моторного вагона

Рис. 6.14. Букса моторного вагона: 1, 11- пробки; 2 – подшипник; 3 – большое дистанционное кольцо; 4 – малое дистанционное кольцо; 5 – ось колесной пары; 6 – уплотнительное кольцо; 7 – крышка; 8 – смотровая крышка; 9 – стопорная планка; 10 – торцовая гайка; 12 – корпус буксы; 13 – задняя крышка; 14 – лабиринтное кольцо

В буксовом узле расположена первая ступень подвески, смягчающая удары колесной пары на неровностях пути. Букса состоит из стального литого корпуса 12 (рис. 6.14), крышек 7 и 13, лабиринтных колец 14, подшипников 2 и деталей, связывающих буксу с рамой тележки. Во внутренней полости корпуса выполнено цилиндрическое отверстие для установки подшипников.

Подшипники состоят из внутренних и наружных колец, между которыми в сепараторе находятся ролики. Внутренние кольца подшипников устанавливают на шейку оси 5 с натягом в горячем состоянии, наружные – в корпус 12 буксы свободно. Диаметр шейки оси и размеры подшипников подобраны по величине максимально возможной нагрузки и допустимой частоте вращения (диаметр шейки оси 130 мм, длина ролика 80 мм).

При сборке буксы на ступичную шейку оси колесной пары напрессовывают в горячем состоянии лабиринтное кольцо 14 (воротник) и внутреннее кольцо подшипника с упорным задним буртиком. Затем на шейку оси надевают внутреннее дистанционное кольцо 4 и внутреннее кольцо подшипника. После этого устанавливают корпус 12 буксы с заранее вставленными в него наружными кольцами, сепараторами с роликами.

Детали, напрессованные на ось колесной пары, стягивают большой торцовой гайкой 10, которую фиксируют стопорной планкой 9. Планку 9 крепят на торце оси 5 двумя болтами. Снаружи букса закрыта смотровой крышкой 8, имеющей кронштейн для присоединения поводка фрикционного амортизатора (гасителя). Со стороны колеса букса уплотнена лабиринтами, расположенными в кольце 14 и в задней крышке 13 буксы. Профиль глубоких канавок лабиринтной части корпуса буксы аналогичен профилю нарезки лабиринтного кольца, благодаря чему при сборке создается лабиринтное уплотнение, не позволяющее смазке вытекать из буксы. На задней стенке корпуса буксы, как и на передней, имеется крышка.

Заземляющее устройство буксы моторного вагона

Рис. 6.15. Заземляющее устройство буксы моторного вагона: 1 – корпус; 2 – щеткодержатель; 3 – рычажное устройство; 4 – щетка; 5 – пружина; 6 – токосъемная крышка; 7 – букса; 8 – лабиринтная крышка

Таким образом, наружные кольца подшипников зафиксированы в корпусе буксы крышками 7 и 13, внутренние кольца – на шейке оси колесной пары торцовой гайкой 10 и лабиринтным кольцом 14. В верхней части стенки корпуса буксы имеется отверстие для заправки буксы консистентной смазкой, а в дистанционном кольце 3 – кольцевая канавка и восемь радиальных отверстий, через которые смазка подается к подшипникам. Отработанную смазку удаляют через два отверстия в нижней части корпуса. Отверстия в корпусе буксы заглушены резьбовыми пробками 1.

Для соединения силовой цепи тяговых двигателей и высоковольтной схемы вспомогательных машин с “землей” служат заземляющие устройства. Они смонтированы на всех четырех крышках букс моторного вагона и электрически параллельно соединены между собой. Эти устройства создают цепи для протекания тяговых токов в рельсы через колеса и оси колесных пар, минуя буксовые подшипники, чем защищают подшипники от электроэрозии.

Заземляющее устройство представляет собой алюминиевый корпус 1 (рис. 6.15), внутри которого находится пластмассовый щеткодержатель 2. Корпус 1 соединен с крышкой буксы шестью болтами, щетки 4 прижаты пружинами 5 к токосъемному диску 6, закрепленному в I фоточке j габиринтпого кольца 8 четырьмя болтами. Лабиринтное кольцо 8 прикреплено к оси двумя болтами. Лабиринтное уплотнение, образованное кольцевыми канавками кольца и корпусом буксы, защищает щетки от проникновения смазки из полости буксы. Крышка заземляющего устройства плотно прижата к корпусу двумя откидными болтами через резиновую прокладку, предохраняющую механизм от пыли и грязи.

К заземляющему болту подсоединены две щетки и наконечник токоведущего провода. Для исключения возможности прохождения силового тока через корпус буксы и подшипники все токоведущие части изолированы прокладками, а болты, крепящие щеткодержатель, – по-лихлорвиниловыми трубками.

Букса прицепного вагона

Рис. 6.16. Букса прицепного вагона: 1 – смотровая крышка; 2 – торцовая гайка; 3, 5 – болт; 4 – стопорная пластина; 6 – крышка; 7 – корпус буксы; 8 – подшипник; 9 – лабиринтное кольцо; 10 – ось колесной пары

Букса колесной пары прицепного вагона внутри устроена принципиально так же, как и букса колесной пары моторного вагона. Основное их отличие состоит в конструкции корпуса буксы. Корпус 7 (рис. 6.16) буксы прицепного вагона выполнен тонкостенным и имеет чашки для установки буксовых пружин. В чашках имеются отверстия для прохода через них шпинтонов тележки. Диаметр отверстий на 20 мм больше, чем диаметр втулок, установленных на хвостовики шпинтонов. Благодаря этому букса может свободно, без ударов перемещаться относительно рамы, а также самоуста-навливаться за счет поперечной упругости буксовых пружин. На наружной стороне буксы имеются две крышки – смотровая 1 и крепежная 6. Между корпусом 7 буксы и крышкой 6 установлено уплотнительное резиновое кольцо. На правой буксе передней колесной пары головного вагона дополнительно смонтирован привод скоростемера.

Механическое оборудование

  1. Кузова вагонов (вентиляция и отопление кабины машиниста, электрообогрев стекол лобовых окон, вентиляция и отопление пассажирских помещений, система охлаждения тяговых двигателей и преобразователей)
  2. Тележки (общие особенности конструкции тележек моторных и прицепных вагонов, рамы тележек)
  3. Подвеска (шкворневой узел, гидравлический гаситель колебаний, буксовый узел)
  4. Колесные пары
  5. Подвеска тягового двигателя и тяговая передача
  6. Автосцепка и поглощающий аппарат

Основная публикация: Электропоезда постоянного тока ЭД2Т, ЭР2Т, ЭТ2(М)

Информационные разделы

Пояснения и комментарии

© 2009-2018 Машинист электропоезда. Интернет сайт создан и поддерживается обществом с ограниченной ответственностью "Керби дизайн" (ИНН: 7733695081, 125200, г. Москва, ул. Митинская, д. 19, оф. 97). Контактный телефон: +7 (495) 015-09-35.  Все права защищены.

Принципиальные оговорки

Названия торговых марок, зарегистрированных товарных знаков, знаков обслуживания (как графические, так и словесные) являются собственностью их владельцев и указываются на данном интернет-сайте исключительно с целью информационного освещения, на некоммерческой основе, на основании публичных разрешений владельцев или на основании заключённых партнерских соглашений.

Ограниченная ответственность

Редакция интернет-сайта Машинист электропоезда оставляет за собой право не вступать в переписку с читателями и посетителями сайта.

Рукописи и иллюстрации, не заказанные редакцией, не рецензируются и не возвращаются. Редакция не несёт ответственности за рекомендации, данные аналитиками, а также за мнения лиц, давших интервью. Ответственность за содержание интервью несёт лицо, давшее интервью.