Колесные пары

Для того чтобы обеспечить безопасность движения поездов и минимизировать износ (прокат) бандажей колесных пар, к материалу бандажей предъявляются довольно противоречивые требования. С одной стороны, материал бандажей должен быть достаточно вязким, чтобы не разрушаться при ударах, с другой — обладать высокими износостойкостью и твердостью (по Бринелю НВ 269), чтобы сопротивляться смятию.

Бандажи колесных пар изготавливают (прокатывают) из раскисленной мартеновской стали 60 марки 2, так называемой бандажной стали, с содержанием углерода не выше 0,65 %. В состав бандажной стали также входят следующие легирующие добавки, собственно обеспечивающие выполнение вышеперечисленных требований к материалу бандажей, а именно: марганец 0,6 — 0,9 %; медь не более 0,3 %; кремний 0,2 — 0,42 %; никель 0,25 %; хром не более 0,2; ванадий не более 0,1 %. После изготовления бандажи подвергают закалке с последующим отпуском.

Профиль бандажа колесных пар тепловозов имеет специальную конфигурацию и состоит из гребня а (реборды), двух конических поверхностей — основной с конусностью 1:10 (уклон 1:20) и боковой конусностью 1:3,5 (уклон 1:7), а также торцовой фаски под углом 45°.

Профиль бандажа колесных пар тепловоза

На рис. показаны основные размеры профиля бандажа тепловозов. Так, толщина нового бандажа составляет 75 мм, без учета размеров гребня. Гребень бандажа а фактически задает направление движения локомотива и предохраняет колесную пару от схода с рельсов.

При движении колесной пары в рельсовой колее между гребнями колес и внутренними гранями головок рельсов обязательно должны быть зазоры, чтобы предупредить возможное заклинивание колесной пары в колее и уменьшить силы трения. Величина минимального суммарного зазора δ при движении по прямому горизонтальному пути составляет δ = (1520 - 4) – 1440 - 2 × 33 = 10 мм. Здесь: (1520 - 4) — наименьшая ширина рельсовой колеи; 1440 —наибольшее расстояние между внутренними гранями бандажей; 33 — толщина гребня нового бандажа.

Движение двухосной тележки по прямому (а) участку пути и в кривой радиусом R(б)

Несложно подсчитать и максимальную величину δ, которая при новых бандажах составит δ = 23 мм. Главное назначение конической формы поверхности бандажа — обеспечивать синусоидальную траекторию перемещения колесной пары (в плане) в пределах путевых зазоров без длительного прижатия гребней колесных пар к одному из рельсов. Такую же извилистую траекторию движения по прямому пути, похожую на синусоиду, имеет двухосная тележка.

Несколько иная картина наблюдается при движении двухосной тележки по кривой радиусом R. В этом случае на тележку дополнительно действуют центробежные силы, которые не только прижимают гребни колес к внутренней части наружного рельса, но и создают некоторый поперечный перекос экипажа. Для избежания заклинивания гребней бандажей внутри рельсовой колеи при перекосе экипажа кривые участки делают с уширением на величину Δ. При радиусе кривой от349 до 300 м Δ =10 мм, при R = 300 м — Δ = 15 мм.

Из рис. следует, что путь, проходимый одним колесом колесной пары по внешнему рельсу кривой, больше, чем другим колесом по внутреннему рельсу. Следовательно, при цилиндрической форме бандажа при движении в кривой неизбежно проскальзывание колеса, движущегося по внешнему рельсу, что привело бы к значительной потере мощности тепловоза на преодоление сил трения скольжения колес по рельсам и их повышенному износу. Итак, второе назначение конусности 1:10 рабочей поверхности бандажа — облегчение прохождения тепловозом кривых участков пути.

Популярное на сайте:

Передовые методы производства автомобилестроения
Одним из передовых методов автомобилестроения является TRANSLINE – концепция SIEMENS для систем управления гибким крупносерийным производством. Идеология TRANSLINE для всех систем управления. На заводе находится около 200 систем управления фирмы SIEMENS. Все станки связаны в информационную сеть и к ...

Взаимодействие шины с дорогой и факторы, определяющие ресурс шин
Процессы в пятне контакта. На шину при движении действуют нормальная нагрузка G и касательная сила Q. Они вызывают в пятне контакта шины с дорогой площадью F удельное давление q =G/F и касательное напряжение t = Q/F. Отношение t к q характеризует напряженность элемента шины в контакта =t/ q. Если о ...

Проверка обмотки. Проверка вентилей генератора
Проверка обмотки возбуждения ротора. Исправность обмотки и надежность прилегания щеток к контактным кольцам можно проверить на стенде без разборки генератора, измерив сопротивление между штекером и корпусом генератора. Если обмотка не имеет коротко-замкнутых витков и щетки хорошо притерты к контакт ...