Объект исследования и постановка задачи
Обзор исследований по теме
Конструкция тележки 18-100
Наибольшее распространение в грузовых вагонах получили двухосные тележки, поскольку эксплуатация вагонов с трехосными тележками затрудняется сложностью вписывания в кривые участки пути, торможения, а также при техническом обслуживании. В настоящее время грузовые вагоны железных дорог строят c тележками типа 18-100 (рис. 2.3), которые имеют клиновые (фрикционные, клин ханина) гасители колебаний. Конструкция этих тележек довольно простая, однако невысокое качество сборки этих тележек, а также определенные конструктивные недостатки, такие, например, как склонность к самовозбуждению колебаний виляния, несовершенная фрикционная система демпфирования, устаревший профиль обода колеса и др., привели к тому, что в эксплуатации тележки 18-100 стали слишком «дорогими» [6].
Рис. 2.1. Надрессорная балка тележки 18-100
Надрессорная балка этой тележки делается стальной цельнолитой с подпятником 1, полкой 7 для крепления кронштейна мертвой точки рычажной передачи тормоза, опорами 3 для скользуна, выемками 6 для размещения фрикционных клиньев, буртами 5, ограничивающими смещение внутренних пружин рессорного комплекта, и выступами 4, удерживающими наружные пружины от смещения при движении тележки. Надрессорная балка выполнена в форме бруса равного сопротивления изгибу (в соответствии с эпюрой изгибающих моментов) замкнутого коробчатого сечения.
Посередине внутри надрессорной балки под подпятником 1 имеются ребра жесткости 12 и поддон 2, служащий опорой для шкворня. В нижней и верхней стенках балки имеются окна, облегчающие ее и используемые для закрепления стержня в литейной форме при отливке балки.
Подпятник имеет плоскую рабочую поверхность строго определенных размеров для пятника (рис. 2.2), прикрепленного к шкворневой балке рамы вагона.
Рис. 2.2. Пятник
Через центр пятника и подпятника проходит металлический шкворень, который служит осью вращения тележки относительно кузова, а также передает возникающие между ними горизонтальные силы. Кроме подпятника, являющегося центральной опорой кузова, на надрессорной балке установлены еще два боковых опорных скользуна. Каждый скользун состоит из опоры 11, которая отливается вместе с надрессорной балкой, колпака 10, надеваемого на эту опору, прокладок 9, применяемых для регулирования зазоров между скользунами рамы вагона и тележки, болта 8, предохраняющего колпак от падения при разгрузке вагона на вагоноопрокидывателе. Преимущество скользуна этой тележки перед скользунами других тележек грузовых вагонов с вкладышами, расположенными в коробках, прикрепленных к надрессорным балкам, заключается в том, что в него не попадают грязь и снег и сохраняется зазор между скользунами.
Отличительной особенностью тележки 18-100 является отсутствие в рессорном подвешивании эллиптической рессоры. Для гашения колебаний имеются фрикционные амортизаторы в виде клиньев 2 (см. рис. 2.3.), которые размещены в гнездах по концам надрессорной балки и своими вертикальными гранями соприкасаются с фрикционными планками 3, закрепленными на колонках боковин. Угол наклона рабочей поверхности клиньев, сопряженной с надрессорной балкой, составляет 45 градусов.
Рессорный комплект тележки (рис. 2.3.) состоит из нескольких двухрядных (параллельно работающих) цилиндрических пружин 3 и 2 и двух клиньев 1 фрикционного гасителя колебаний. Внутренние пружины рессорного комплекта устанавливают на постели боковины и фиксируются цилиндрическими выступами; положение наружных пружин определяется буртами. Количество пружин в комплекте разное. Например, в крытых платформах и полувагонах грузоподъемностью 62-64 т имеется семь пружин в комплекте, в цистернах емкостью 50 куб.м. – шесть, в тележках изотермических вагонов – пять. На крайних пружинах, находящихся у стоек боковины тележки, размещаются клинья гасителя колебаний. Тележка ЦНИИ-Х3-О имеет гибкость рессорного подвешивания 1.3 – 2.32 мм/т и статический прогиб 46-50 мм.
Рис. 2.3. Тележка 18-100
Надрессорная балка тележки 18-100 может перемещаться по отношению к боковинам в поперечном направлении. Боковые перемещения ее амортизируются за счет поперечной упругости пружинных комплектов и сил трения, возникающих в клиновых гасителях колебаний. Величина этих перемещений ограничивается приливами на боковинах.
По простоте конструкции и эксплуатационным качествам тележка типа 18-100 превосходит все известные тележки грузовых вагонов, в связи с чем ей присвоен государственный Знак качества.
