Перевод подвижного состава железнодорожного транспорта на буксы с роликовыми подшипниками способствует увеличению провозной и пропускной способности железных дорог благодаря возможности удлинения участков безостановочного движения поездов, увеличения их веса и скорости. Роликовые подшипники по сравнению с подшипниками скольжения уменьшают сопротивление подвижного состава при движении, снижает потребляемую силу трогания поезда с места 7 - 10 раз, дает возможность удлинить срок между периодическими осмотрами буксовых узлов и практически полностью прекратить отцепку вагонов от поездов по грению букс. Кроме того, их внедрение позволяет добиться экономии топлива и электрической энергии на 4 - 11 %, снижении расхода смазки, отказаться от использования подбивочных материалов и баббита, а также снизить эксплуатационные расходы на ремонт и содержания вагонов. Значительно сокращается обслуживающий персонал, а при полном переводе грузовых вагонов на роликовые подшипники исчезнет на транспорте и такая профессия, как смазчик. Применение роликовых подшипников в пригородных электропоездах относиться к 1929 г. В этом же году такими подшипникам были оборудованы отдельные пассажирские и служебные вагоны магистральных дорог. До 1932 г. На роликовые подшипники были переведены несколько составов курьерского поезда Негорелое - Владивосток, а с 1935 г. Они стали успешно эксплуатироваться в буксах вагонов метрополитена. Вагоны транссибирского направления в порядке эксперимента оборудовались главным образом подшипниками со сферическими роликами и частично подшипниками с цилиндрическими роликами.

Буксы на роликовых подшипниках.

Для массового оборудования пассажирских и грузовых вагонов в качестве типового принят буксовый узел с установкой двух цилиндрических роликовых подшипников с габаритными размерами 130 х 250 х 80 мм ( где 130 - диаметр шейки оси, 250 - наружный диаметр подшипника и 80 - ширина подшипника) на горячей посадке ( безвтулочной) посадке и расстояние между шпилитонами у букс пассажирских вагонов, равным 580 мм. Подшипник расположенный у галтелей шейки называют задней, а у торца - переднем.

Характерной особенностью принятого варианта буксового узла является установка подшипников в плотную друг к другу без промежуточных дистанционных колец. Уплотнение буксы состоит из лабиринтов, расположенных в лабиринтном кольце и корпусе буксы. У букс грузовых вагонов для обеспечения лучшего распределения нагрузки между роликами и вдоль образующей на потолке корпуса буксы введены ребра жесткости, расположенные по осям подшипников, а для устранения перегрузки концов роликов и внутренних колец длина опорной поверхности ребер ограничена размером 110 мм.

Для более равномерного распределения нагрузки между передним и задним подшипником корпуса букс грузовых вагонов имеют впрессованную лабиринтную часть. Установка подшипников в буксе без дистанционных колец дает возможность укоренить шейку оси и уменьшить в ней напряжение и вредное влияние ее изгиба на перераспределение нагрузки вдоль образующих роликов и колец . кроме того такая установка подшипников рационально для повышения прочности шейки оси и получения буксового меньшей массы. Торцовые крепление в буксовых узлах осуществлено гайкой. Часть гр . вагонов имеет крепление подшипников шайбой . для обеспечения герметичности букс радиальный зазор в лабиринте установки не более 0,8 мм., а для более плотной посадки наружных колец верхней предел допуска в отверстие в корпусе новой буксы 0,7 мм. В гр. Вагонах с роликовыми подшипниками рама тележки опирается непосредственно на буксу. Для этого последние по бокам имеют специальные приливы, что улучшает условия работа подшипников. Зазоры между направляющими букс и челюстями вдоль тележки равны от 1 до 8 мм.и поперек от 10 до 16мм.Кроме указанных буксовых узлов, в эксплуатации имеются еще два варианта размещения подшипников. По первому варианту в буксе установлено сферический и цилиндрический подшипники на втулочной посадке, а по второму два сферических подшипника на втулочной посадке. Подшипники обоих вариантов имеют габаритные размеры 135х280х93 мм. Применяемый в этих узлах сферический подшипник 73727 или ЦКБ -545 обычной конструкции имеет ролики с формой несимметричной бочки, а цилиндрический подшипник 72727 - беззаклепочный сепаратор. В буксе с двумя сферическими подшипниками на втулочной посадке по сравнению с буксой со сферическими и цилиндрическими подшипниками отсутствует дистанционное кольцо, а между ними наружным кольцом переднего подшипника и торцом крепительной крышки имеется зазор от 0,5 до 1 мм. Последний обеспечивает установкой набора прокладочных колец 1между фланцевой поверхностью с крепительной крышки и торцом корпуса буксы, а так же установкой малых регулировочных колец 2 между торцами закрепительной втулки заднего подшипника и внутренним кольцом переднего подшипника. Такой зазор более 1 мм. Может произойти заклинивание буксы в лабиринте, так как действующие осевые усилия могут переместить корпус буксы в осевом направлении на величину этого зазора.

Таким образом, зазор в лабиринте должен компенсировать возможное осевое перемещение буксы (с учетом зазора между подшипником и крышкой ). Вследствие того что в буксе с двумя сферическими подшипниками наружные кольца не закреплены, они могут проворачиваться и проскальзывать, вызывая коррозию и износ посадочных мест корпуса буксы. При установке в буксы сферического и цилиндрическогоподшипников их наружные кольца,так же как в буксе с двумя цилиндрическими подшипниками на горячей посадке, закреплены в корпусе крепительной крышкой, поэтому под действием осевой нагрузки перемещение корпуса буксы относительно шейки оси будет только на величину осевого зазора сферического подшипника . При двух сферических подшипниках корпус буксы относительно шейки оси перемещается на величину осевого зазора подшипника, а так же зазора между наружным кольцом подшипника и крепительной крышкой. Установка дистанционного кольца при двух сферических подшипниках для закрепления наружных колец в корпусе буксы может быть практически осуществлена. Но это усложняет монтаж букс, так как каждый ряд будет необходим подбирать и изготовлять дистанционные кольца по ширине в зависимости от выхода закрепительной втулки из под заднего подшипника, величина которого может меняться в пределах до 6 мм. В зависимости от допусков и износов по сопрягаемым поверхностям втулки с шейкой оси и внутренним кольцом подшипника. Преимущество конструкции буксового узла с одним сферическим и одним цилиндрическим подшипником по сравнению с буксой, имеющий два сферических подшипника, заключается в том, что, как указывалось выше подшипники закрепляются в осевом направлении и тем исключается поперечноепроскальзывание наружных колец по корпусу буксы, наблюдающееся в буксе с двумя сферическими подшипниками.

Кроме того, букса со сферическими и целендрическими подшипниками более проста при монтаже и более экономична ( за счет меньшой стоимости цилиндрического подшипника) .Необходимо также иметь в виду, что в этом случае применяемый цилиндрический подшипник открытого вида используется по своему прямому назначению только для восприятия радиальных нагрузок. Сферический подшипник в том случае должен, кроме радиальной нагрузки, воспринимать еще и осевое усилие.

1. ТИП БУКСОВОГО УЗЛА

Букса с двумя цилиндрическими подшипниками диаметром 250 мм.

На горячей посадке:

-цельнометаллических пассажирских вагонов

-грузовых вагонов

Букса с одним сферическим и одним цилиндрическим подшипниками диаметром 280 мм. На втулочной посадке -цельнометаллических пассажирских вагонов- грузовых вагонов

Букса с одним сферическим и одним целиндрическим подшипниками диаметром 300 мм. На втулочной посадке-цельнометалических пассажирских вагонов.- грузовых вагонов

В эксплуатации находяться и вагоны поездов с Машиным охлаждением на подшипниках с такими же габаритными размерами с установкой в буксы двух сферических подшипников ТОЯ 140х300 или 22328К, у которых ролики имеют форму симметричной бочки.

При принятии типа буксы для массового оборудования вагонов наряду с долговечностью должны быть также обеспечены технологичность конструкции , т. е. простота и легкость монтажа, демонтажа, промывки и осмотра деталей буксового узла, а также экономичность. Наиболее экономичны цилиндрические подшипники на горячей посадке более просты и удобны в технологическом отношении для массового производства, и стоимоть их ниже сферических. Кроме того по сравнению со сферическими они имеют большую долговечность и при испытаниях их на стендах показывают меньший момент трения на 20- 25 %.1.1 Устройство роликовых подшипников и их типы.В вагонных буксах применяются реальные подшипники:а) с короткими цилиндрическими роликами однорядные с однобортовым внутренним кольцом на глухой подшипниковой так называемой горячей посадке; б) с короткими цилиндрическими роликами однорядные с безбортовым внутренним кольцом и плоским упорным кольцом ( рис. 1 б) на глухой подшипниковой так называемой горячей посадке; в) с короткими цилиндрическими роликами однорядные на закрепительных втулках ( на рис.1,в условно показан без втулки).((

Каждый подшипник состоит из внутреннего 3 и наружного колец между последним находится ролики 2, удерживаемые в сепараторе 4 на одинаковом расстоянии друг от друга.Сепаратор может опираться на борта внутреннего или наружного кольца или на ролики. Поворачиваясь вместе с осью, внутренние кольцо увлекает за собой ролики, каждый из которых вращается вокруг своей оси и перекатывается между наружным и внутренним кольцом по дорожкам качения. Свободное перемещения роликов обеспечивается радиальным и осевым зазорами, а так же осевым рубежом))(( Радиальный зазор измеряется в свободном от нагрузки подшипника и является суммой зазоров между дорожками качения колец и роликов, а осевой - между бортами наружных колец и роликов.))У роликовых подшипников в зависимости от конструкции буксы нагрузку воспринимают 5-6 роликов , находящихся сверху примерно на 1/3 длины окружности наружного кольца подшипника.Цилиндрические подшипники радиальными роликовыми подшипниками с короткими цилиндрическими роликами ( цилиндрические подшипники) называются такие, у которых отношения длины ролика к его диаметру равно или меньше двух.

Цилиндрический подшипник представляет собой разъемную конструкцию, у которой одно из колец ( внутреннее или наружное ), сепаратор и ролики соединены в один неразъемный блок. Такие подшипники , имеющие один ряд роликов, бывают открытые, закрытые и полузакрытые. Подшипники двух последних видов, кроме радиальной нагрузки, могут воспринимать и осевую.

Подшипники открытого вида на одном из колец бортов не имеют, вследствие чего у них не ограничивается взаимное перемещение наружного и внутреннего колец , а также шейки оси и корпуса буксы. Подшипники закрытого вида имеют борта на внутреннем и наружном кольцах (один борт приставной) , чем ограничивается их взаимное перемещение и соответственно перемещение шейки оси и корпуса буксы в пределах осевого разбега. Подшипник полузакрытого вида, имея только один борт на одном из колец или плоское упорное кольцо, воспринимая осевые нагрузки, действующие только в одном направлении .

Применение беззаклепачных сепараторов в цилиндрических подшипниках повышает работоспасобность в условиях высоких динамических нагрузок и улучшает условия смазывания рабочих поверхностей роликов и колец.

Сферические подшипники. Радиальные роликовые сферические двухрядные подшипники ( сферические подшипники) представляют собой конструкцию, в которой внутреннее и наружнее кольца , а также ролики соединены между собой при помощи сепаратора в один блок. Такие подшипники, обладая большой грузоподъемностью, предназначены для восприятия радиальных и значительных осевых нагрузок. При действии осевой нагрузки ограничиваются взаимное перемещения колец , а также шейки оси и менее чувствительны к ударным нагрузкам. Сферические подшипники имеют 2 ряда роликов , размещенных в отдельных сепараторах. Каждый ряд работает самостоятельно . Поверхность качения роликов сферическая, очерченная одним радиусом. Поверхность качения бывает в виде несимметричной (конусной) и симметричной бочек. Ролики с формой несимметричной бочки сужены в сторону от среднего борта внутреннего кольца ( внешняя сторона подшипника).

Диаметр торца , обращенный к среднему борту ( базовый торец) , больше диаметра торца противоположной стороны ролика-----------.При выполнении этого условия уменьшается проскальзывание роликов во время работы. Наибольший диаметр ролика смещен от середины в сторону базового торца и расположен от него на расстоянии . Контакт сферического ролика с дорожной качения наружного кольца происходит по условному диаметру контакта , который расположен от базового торца ролика на расстоянии , где - длина ролика .Ролики с формой симметричной бочки имеют одинаковые диаметры по торцам .У таких роликов наибольший диаметр расположен в среднем сечении. На внутреннем кольце имеются две дорожки качения, между которыми расположен средний направляющий борт, выполненный за одно целое с кольцом.Вследствие того радиус кривизны поверхности дорожек качения наружного кольца у подшипников с формой роликов несимметричной бочки превышает радиус продольной кривизны ролика и благодаря сферической форме поверхности роликов обеспечиваются самоустанавливаемость подшипника и нормальные условия. Металл роликовых подшипников должен обладать высоким пределом упругости и сопротивлением усталости, т.к. подшипники работают в условиях многократного переменного напряжения сжатия. Подшипниковая сталь должна иметь однородную структуру, обладать хорошей обрабатываемостью резанием и не быть хрупкой. Для роликовых подшипников сталь изготовляется в электропечах или мартеновских. Отожженная горячокатанная и холоднотянутая сталь в состоянии поставки должна иметь твердость в пределах 170-207 единиц по Бринеллю (диаметр отпечатка 4,2-4,6мм)Сепараторы сферических подшипников изготовляются на отечественных заводах из латуни марок ЛС59-1, Л62 Пт (ГОСТ931-70) и модифицированного чугуна, а цилиндрических - из латуни марок ЛС59-1, из стали марок 08, 10, 30 (ГОСТ 1050-60), модифицированного чугуна или специального литья.Имеются в эксплуатации беззаклепочные сепараторы из стали марок 08 и 10 ( ГОСТ1050-60), ковкого чугуна , из сплава алюминия и металлопластмасс.

2. СПОСОБЫ ПОСАДОК РОЛИКОВЫХ ПОДШИПНИКОВ НА ШЕЙКУ ОСИ

На подвижном составе ж\д обычно внутренние кольца подшипников закрепляются на шейках оси натягом по классу тугой подшипниковой ( Тп) и глухой подшипниковой (Гп) посадок.

Для обеспечения длительного сохранения натяга буксовых подшипников целесообразно применить посадку Гп с ограничением путем подбора нижнего и верхнего распределения нагрузки при перекосах до 4 градусов. Характер распределения радиальной нагрузки по образующей ролика с формой несимметричной бочки показан на рис.8,а,а с симметрической на рис. 8б.

Ось вращения сферического ролика расположена под углом к оси вращения подшипника, что обеспечивает восприятия значительных осевых нагрузок. Это является большим преимуществом сферических подшипников. ПРИ восприятии радиальных нагрузок вследствие бочкообразной формы роликов и их расположения под углом к оси вращения подшипника возникает горизонтальная составляющая от внешней нагрузки, которая постоянна прижимает ролики к среднему борту внутреннего кольца, вызывая при этом силу трения скольжения. С одной стороны, это является недостатком сферического подшипника , а с другой- преимуществом, так как обеспечивается устойчивое направление движение роликов. У сферических подшипников осевой разбег не проверяется, так как возможность взаимного смещения колец обусловлена конструкцией . Величина осевого разбега зависит от радиального зазора и угла наклона роликов к оси подшипника: с увеличением радиального зазора увеличивается так же и осевой.

Металл, термическая обработка роликовых подшипников . Отечественные и зарубежные подшипники изготовляются из хромистых и хромомарганцевых высокоуглеродистых сталей марок ШХ15 и ШХ15 СГ со сквозной закалкой колец и роликов, а так же из сталей, подвергаемых цементацией, закалке и низкому отпуску. Подшипники из высокоуглеродистой твердокалящейся стали имеют повышенную склонность к хрупкому излому вследствие внутренних напряжений которые могут привести к внезапным разрывам колец и сколом бортов внутренних колец по трещинам усталостного происхождения. Подшипники с цементовонном кольцами имеют пониженную чувствительность к концентрации напряжений стабильность размеров и большую прочность. Однако такая обработка колец связана с большой трудоемкостью и повышенной стоимостью производства .

Торцовое крепление с упругим элементом позволяет выравнивать и упруго передавать осевые нагрузки между роликами амортизировать действие осевых сил равномерно распределять по плоскому упорному кольцу усилие затяжки гайки и тем самым предотвращать излом кольца включать в работу больше количество роликов при действии осевых нагрузок. Надежность крепления подшипников в осевом направлении может быть достигнута применением гайки с кольцевой проточкой или выточкой. Кольцевая выточка на диаметре 152 мм. Ступенчатая на глубину 2 мм. С переходом на 172 мм. Или прямая на глубину 6 мм. Предотвращает изломы плоских упорных колец. С 1974 г. Новые гайки изготавливается с выточками радиусом 6- 8 мм.( рис.30, а ) .У гаек , находящихся в эксплуатации, ступенчатая или прямая вытачка производства при полной ревизии букс.

Торцевые шайбы ( рис. 32), как и торцевые гайки , служат для закрепления подшипников на шейке оси. Шайбы имеют по три отверстия диаметром 22 мм. для болтов, прикрепляющих их к торцу шейки. Центральное отверстие предназначено для прохода центра станка при обточке колес без монтажа подшипников. Материал шайбы - сталь марки Ст. 3. Болты для крепления стопорной планки , стопорного кольца смотровой крышки , крепительной крышки и торцевой шайбы изготовляются по размерам указанным на рис. 33 , или по ГОСТ 7798 - 70.

Прокладка и кольцо. Для уплотнения буксы со стороны крышек между крепительной и смотровой крышками устанавливается прокладка ( рис. 34 а ), а между корпусом буксы и фланцевой поверхностью крепительной крышки - кольцо ( рис. 34 б) . Они изготовляются изрезины группы ХХ1марки 98 - 1 по техническим условиям 1269 - 55 р и должны обеспечивать работу при температуре + ,- 55% С. Прокладки могут быть изготовлены из поронита ( ГОСТ 481 - 71 ), а кольца - из пеньки. Бирка ( рис. 35 ) прилепляется болтами крепительной крышки к буксе правой шейки оси и предназначается для нанесения надписей о времени и месте производства формирования , полного освидетельствования способы посадки подшипников на шейки оси . При горячей посадке гайка непосредственно упирается в упорное кольцо подшипника, поэтому ее высота равная 51 мм. для подшипников с наружным диаметром 250 мм . больше , чем гаек высотой 46 мм . , применяемых при подшипников на втулочной посадке , где гайка упирается в выступающую часть закрепительной втулки. Шестигранная гайка имеет на наружной стороны 11 пазов для установки в них хвостовика стопорной планки. Последняя размещается в пазу торца оси и укрепляется двумя болтами диаметром 12 мм . Круглая гайка ( рис 30 б ) имеет два отверстия с резьбой М 12 для крепления стопорного кольца , которое своими хвостовиками входит в пазторца оси. Торцевые гайки , стопорные планки и кольца изготовляют из стали марки Ст 5. Гайки допускаются делать из стали марки Ос. В ( ГОСТ 4728 -72 ) , планку - из стали марки 40 ( ГОСТ 1050 - 60 ) . Применяются также гайки планки , изготовленные методом точного литья из стали марки 40 Л 1 ( ГОСТ 977 - 65 ) . Неперпендикулярность привалочной плоскости к оси резьбы гайки допускается не более 0.2 мм. Заусенцы не допускаются острые кромки притупляются до р»0,5 мм . Резьба на гайке , проверяемая при изготовлении калибрами, должна иметь предельные отклонение диаметров резьбы с полем допуска 5Н6Н по ГОСТ 16093 - 70 вместо класса точности 2а у осей , изготовленных до 1974 г. Для повышения надежности крепления подшипников в осевом направлении с целью предотвращения ослабления торцевых гаек в последних применяются упругие резиновые кольца. В настоящее время существуют два варианта таких гаек. В варианте №1 ( рис. 30 в ) используется типовая торцевая гайка. Для размещения упругого элемента кольца 1 и шайбы 2 на торце гайке 3 со стороны плоского упорного кольца выполняется паз. Кольцо диаметром 128 мм. изготавливается из круглой резины диаметром 20 мм. марки Н - 2616 в по МРТУ 38 -5 -204 - 65 , а шайбу - из стали марки Ст3 . В варианте №2 применяется специальная гайка ( рис. 30 г ). Гайка 6 имеет специальный паз для размещения резиновой прокладки 4 и шайбы 5

3. НАЗНАЧЕНИЕ И ТЕХ. УСЛОВИЯ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ БУКС

Корпуса букс ограничивает перемещение вдоль и поперек вагона , защищают шейки осей и подшипники от грязи и атмосферных воздействий , а также является резервуаром для смазки. Корпуса букс пасс. Гр. Вагонов могут быть цельными , с впрессованной лабиринтной частью или отъемной задней крышкой . Буксы пасс. и гр. Вагонов с внутренним диаметром 280 и 300 мм. , а также пасс. Вагонов с внутренним диаметром 250 мм. имеют цельный корпус , за исключением группы вагонов постройки 1958 г. , в которых корпус сделан с объемной задней крышкой. Буксы гр. Вагонов ( рис 23 ) с внутренним диаметром 250 мм., принятые в настоящее время для серийного оборудования имеют цельный корпус ( рис 23 а ) и корпус с впрессованной лабиринтной частью ( рис 23б ). Передняя часть буксы имеет отъемные крышки - крепительную и смотровую - или может иметь одну только крепительную. Для крепления крепительной крышки корпус буксы имеет отверстия диаметром 22 мм. у букс гр.

Вагонов - 4 , а у пасс. - 8. Для крепления промежуточной части редукторно - карданного привода от торца шейки оси корпуса пасс. Буксы может иметь шпильки , которые устанавливаются в отверстии , предназначенные для болтов крепительной крышки. В этом случае крепительная крышка располагается на этих шпильках с постановкой корончатой гайки с упругой шайбой. Внутренняя часть корпуса буксы под посадку буксы под посадку подшипников имеет цилиндрическую шлифованную или точенную поверхность. Уплотнения буксы состоит из лабиринтов расположенных в лабиринтном кольце и корпусе буксы. Лабиринтная часть корпуса буксы имеет очертание лабиринтного кольца , паз для ранее применявшегося фетрового кольца или глубокие канавки , благодаря чему образуется уплотнения , препятствующее вытеканию смазки и попаданию грязи извне в буксу. Корпус буксы цельнометаллических пасс. вагонов ( рис. 24 ) работает с бесъемостной тележке . Он имеет в нижней части кронштейны для пружин ; через отверстия кронштейна проходят шпинтоны рамы тележки. В потолке корпуса буксы имеется несквозное отверстия с нарезкой М16 х1,5 мм. для установки термодатчиков. Лабиринтная часть корпуса буксы ( узел 1 на рис. 23 а и 24 а ) без паза под фетровое кольцо имеет три жировые канавки и четыре удлинение камеры , а с уплотнением ( см. узел 11 на рис. 23 в и 24 б ) - паз для ранее применявшегося фетрового кольца , а также по две удлиненные камеры и две жировые канавки. Эксплуатация показала , что корпус буксы без фетрового уплотнения более надежен , так как фетр обеспечивает герметичность только на первых километрах пробега , после чего изнашивается ( истирается ) и не создает надежного уплотнения. Поэтому корпуса букс диаметром 250 и 280 мм. с 1960 г.

Поставляются без фетрового уплотнения. Часть букс пасс. Вагонов без паза под фетровое уплотнение имеет по две удлиненные и укороченные камеры. Корпуса букс отливают из мартеновской стали ( или электростали ) марок 15 Л1, 20 Л1. 25 Л1 ( ГОСТ 977 - 65 ) , из стали 1 группы ГОСТ 88 - 55, предназначенный для изготовления автосцепок, или алюминия марки АМг6 ( ГОСТ 4784 - 65 ). При отливке из стали марки 25 Л1 содержания углерода не должно превышать 0,25%. Все отливки корпусов термически обрабатывают для получения мелкозернистой структуры и устранения внутренних напряжении, после чего их приводят в состояние, отвечающее техническим условиям.

Лабиринтное кольцо и лабиринтная часть буксы препятствуют вытеканию смазки из корпусы буксы и попадания в нее грязи. Лабиринтное кольцо ( рис.25 ) фиксирует положение корпуса буксы на шейке оси и расстояние между буксами , упираясь во внутреннее кольцо подшипника и торцевую поверхность предподступичной части оси. В буксах имеющих лабиринтную часть без паза под фетровое уплотнение с четырьмя удлиненными камерами , применяется лабиринтное кольцо, указанное на рис 25а , с двумя одинаковыми удлиненными выступами, а буксы с пазом под фетровое уплотнение и без паза это уплотнение корпуса буксы четырьмя болтами ( рис27а ).Крепительную крышку ( рис27б ), прикрепляемую к корпусу четырьмя болтами диаметром 20мм., имеют буксы гр. И опытная партия пасс. Вагонов с внутренним диаметром 250мм. Смотровой крышки на буксах пасс. И гр. Вагонов нет. Основная часть грузовых вагонов имеет крепительную крышку с четырьмя болтами и отдельно смотровую , которая прикрепляется четырьмя болтами с резьбой М12х1,75. Смотровая крышка ( рис.28 ) предназначена в основном для обеспечения возможности производства промежуточной ревизии букс, а также обточки колес без демонтажа подшипников.

Смотровая крышка может быть изготовлена штамповкой из стали марки 10кг ( ГОСТ 1050 - 60 ) или из алюминия марки АЛ9 ( ГОСТ 2685 _ 63 ). Прикрепляется смотровая крышка к крепительной четырьмя болтами диаметром 12мм.. Дистанционное кольцо фиксирует положение колец подшипников в корпусе буксы на определенном расстоянии друг от друга . Дистанционные кольца размещаемые между наружными кольцами подшипников называются большими ( рис.29а ), а между внутренними ( при горячей посадке ) - малыми ( рис.29б ). Некоторые кольца на торцевой стороне для удобства демонтажа имеют два паза.

Материал колец - сталь марки Ст5 или 25. Внешняя и внутренняя поверхности дистанционных колец цилиндрических. Непараллельность торцевых поверхностей допускается не свыше 0,06мм.. Кольца разрешается сваривать на стыковом сварочном аппарате. Острые края притупляются, а заусенцы зачищаются. Размеры колец даны в таблице 12..Торцевые гайки ( рис30 ), а также стопорная планка (рис31а ) и стопорное кольцо ( рис31б ) служат для закрепления подшипников с торцевой стороны шейки оси и предотвращения их сдвига в осевом направлении. При двух двух цилиндрических подшипниках торцевая гайка воспринимает также и осевые нагрузки. Высота серийных шестигранных торцевых гаек ( рис30а ) зависит от

С двумя удлиненными и укороченными камерами комплектуются с лабиринтными кольцами ( рис 25б ) имеющими один удлиненный и один укороченный выступы. Лабиринтные кольца, имеющие два выступа длиной 25мм., должны перетачиваться до размера 20+0,84мм. (табл.11 ).

Изготовляются кольца из стали марок Ст5 и Ос. В

( ГОСТ4728 - 72 ). Упорные поверхности кольца и оси должны быть параллельны. Отклонение допускается не более 0,1мм. Биение лабиринтных проточек относительно посадочного диаметра Д допускается не более 0,3мм .Переход от диаметра к поверхностям А и К может быть выполнен по варианту №1 или 2

Неперпендекулярность поверхностей для упора внутреннего кольца подшипника Б и предподступичной части оси А относительно посадочной поверхности у лабиринтных колец в буксах с горячей посадкой должна быть не более 0,03мм.

Крепительная крышка, фиксирующая наружные кольца в буксе, отливается из мартеновской стали ( или электростали ) марок 15Л1, 20Л1, 25Л1 ( ГОСТ 977 - 65 ), из стали 11 группы ( ГОСТ 88 - 55 ), предназначенной для изготовления автосцепок, или из алюминия марки АМг - 6. Все отливки подвергаются и очищаются от песка и окалины , а заусенцы зачищаются.

Торцевая поверхность, входящая в цилиндрическую часть буксы, и фланцевая часть должны быть параллельны между собой и перпендикуляр на оси крышки . Непараллельность поверхностей допускается до 0,2мм и неперпендикулярность - 0,1мм. Необработанные места покрываются краской.

Крепительную крышку (рис. 26 ). Прикрепляемую к корпусу буксы восемью болтами диаметром 20мм через отверстия диаметром 22мм, имеют буксы пасс. И гр. Вагонов с внутренним диаметром 250мм, за исключением группы вагонов постройки 1958г и не большой партии постройки 1963г. Последние имеют крепительную крышку, прикрепляемую к

Пределов натяга. Такая посадка с пределами натягов от 40 до 65мкм применена в буксовых узлах вагонов с подшипниками наружным диаметром 250мм на горячей посадке. В корпус подшипники монтируются обычно по классу Сп (скользящая подшипниковая ) или Дп (движения подшипниковая ) При этих посадках наружные кольца в корпусе натяга не имеют , монтируют с нулевым натягом или зазором. В буксовых узлах вагонов наружные кольца в корпусе устанавливает с зазором не менее 0,02мм. Однако величина посадочного зазора между наружным кольцом подшипника и корпусом должна быть строго регламентирована , так как при больших зазорах поверхности сопряжения корпусов букс и наружных колец подшипников обильно повреждаются фетинг - коррозией. Этот вид коррозии возникает на сопрягаемых поверхностях при нагрузках и является результатом трения поверхностей при взаимном перемещении. Интенсивность таких повреждений тем сильнее, чем больше зазор между корпусом буксы и наружным кольцом подшипника и чем выше нагрузка на буксовый узел, так как параллельно с ростом зазоров и нагрузок пропорционально увеличивается трения между сопрягаемыми поверхностями. Наличие фетинг - коррозии на поверхностях сопряжения корпусов букс и наружных колец подшипников затрудняет выемку демонтируемых подшипников из корпусов букс, кроме того, продукты фетинг - коррозии загрязняют смазку, ухудшают ее качество и снижают срок службы. Эффективным средством по предотвращению фетинг - коррозии является снижение посадочных зазоров между корпусом буксы и наружным кольцом подшипника, а также применение более стойких к выдавливанию смазочных материалов. Увеличение посадочного зазора между корпусом буксы и наружным кольцом подшипника также ведет к снижению долговечности подшипника из-за ухудшения распределения нагрузки между роликами .Выбор посадок колец подшипников на шейку оси и в корпус букс зависит от типа и размера подшипника, способа его установки в узел, условий эксплуатации, частоты вращения, величины направления и характера действующих на подшипник нагрузок, а также от условий монтажа и от того, вращается вал или корпус. Если вращается вал , то плотная посадка подшипников осуществляется на вал, а если вращается корпус, то в корпус колесной пары и ревизии букс. Бирка изготавливается из листовой стали марки Ст3 толщиной не менее 1мм . Пружинные шайбы диаметром 20 и 12 мм ( ГОСТ 6402 - 70 ), устанавливается под болты крепительной и смотровой крышек, изготавливаются из стали марки 65Г. Прокладочное кольцо ( рис.36 ) располагается между фланцевой поверхностью крепительной крышки и корпусом буксы при установке двух сферических подшипников. Оно предназначается для регулировки зазора между крышкой и наружным кольцом переднего подшипника. Кольцо набирается из оцинкованных стальных листов толщиной 0,5 и 0,8мм. Регулировочное кольцо ( рис 37 ) ставится между закрепительной втулкой заднего подшипника и внутренним кольцом переднего подшипника при установке в буксе двух сферических подшипников. Оно предназначено для обеспечения зазора между крепительной крышкой и наружным кольцом переднего подшипника. Изготовляется кольцо из калиброванной листовой стали.

Существует два способа посадок роликовых подшипников на шейке осей:

а) без втулочная ( тугая ), или горячая;

б) посадка и втулочная посадка на закрепительной втулке;

Горячая посадке обеспечивается за счет натяга, который получается от разности диаметров шейки оси и внутреннего кольца подшипника. Диаметр цилиндрического отверстия внутреннего кольца до нагрева должен быть меньше диаметра шейки оси на величину натяга. При нагреве кольцо расширяется и без усилия надевается на шейку. После остывания оно плотно обхватывают шейку оси. Возникающие при этом силы поверхностного сцепления удерживают кольцо от проворачивания на шейке оси во время эксплуатации. Горячая посадка получила широкое распространение. К ее положительным сторонам следует отнести резкое ( в 5 раз ) сокращение количества технологических операций при монтаже и демонтаже буксы, в результате чего уменьшается трудоемкость и стоимость этих работ в 2,5 раза. Кроме того при такой посадке снижается стоимость изготовления подшипников, а также уменьшается его размеры и масса (вес ). Недостатком такой посадки является то, что в процессе эксплуатации размеры внутренних колец могут увеличится, в результате чего уменьшится величина натяга; увеличивается стоимость изготовления осей, так как необходимы более жесткие допуски на обработку шеек, а также возникает необходимость индивидуального подбора подшипников по шейке оси для обеспечения требуемого натяга. Втулочная посадка подшипника на шейку оси обеспечивается с помощью конусной разрезной закрепительной втулки, которая являясь деталью подшипника, запрессовывается между шейкой оси внутренним кольцом. Втулка изготовляется из стали марок 20 и 30 ( ГОСТ 1050 - 60 ). Внутренняя поверхность втулки цилиндрическая, а наружная имеет конус 1:12.

1. КОНСТРУКЦИИ БУКСОВЫХ УЗЛОВ С РОЛИКОВЫМИ ПОДШИПНИКАМИ

1. Роликовые подшипники

1.1 В буксах пассажирских и грузовых вагонов применяются роликовые подшипники:

а) с короткими цилиндрическими роликами однорядные с однобортовым внутренним кольцом (рис.1 а);

б) с короткими цилиндрическими роликами однорядные с безбортовым внутренним кольцом и плоским упорным кольцом (рис.1 б);

г) сферические двухрядные на втулках;

Примечание. В дальнейшем роликовые подшипники с короткими цилиндрическими роликами будут называться «цилиндрическими подшипниками». Посадка внутренних колец на шейку оси осуществляется методом прессования, заключающегося в нагреве внутренних колец (при этом происходит их объемное расширение), их постановке на шейку оси, остывании, после которого обеспечивается необходимая прочность прессового соединения колец с осью.

Формы роликов цилиндрических подшипников приведены на рис.2.

Ролики цилиндрических подшипников ранее изготовлялись со скосами (рис. 2 а, б), с 1965 г. ролики подшипников 42726 и 232726 изготавливаются с рациональным контактом - < бомбиной > (рис. 2 в). У цилиндрических подшипников, имеющих массивные беззаклепочные латунные сепараторы, ролики удерживаются в гнездах расчеканкой перемычек, а у полиамидных сепараторов - на перемычках имеются специальные утолщения.

Основные типы роликовых подшипников, применяемые в буксах пассажирских и грузовых вагонов широкой колеи, их размеры и массы представлены в табл.1.

1.2. Цилиндрические роликовые подшипники с различными индексами и цифрами (Л, Л1, ЕМ, Е2М, Л4М и др.), стоящими после условного обозначения, отличаются друг от друга применяемым материалом сепараторов (Л-латунь, Е-полиамид и др.).

1.3 Подшипники (кольца и ролики) изготавливают из хромистой стали (табл. 2) марок ШХ15 и ШХ15СГ, стали электрошлакового переплава марки ШХ15СГШ, а также из стали регламентированной прокаливаемости марки ШХ4 по ТУ 14-1-92374 и могут быть изготовлены из других марок стали по согласованию с заказчиком. Подшипники 42726 с внутренними кольцами из стали регламентированной прокаливаемости марки ШХ4 имеют увеличенную фаску на борту внутреннего кольца с наружной стороны высотой 3 мм и шириной 5 мм или на наружном диаметре борта внутреннего кольца имеется проточка радиусом 2,5 мм.

Внутренние кольца подшипников 232726 из стали регламентированной прокаливаемости марки ШХ4 имеют проточку на скосе глубиной 0,5 мм и шириной 2 мм. Внутренние кольца подшипников из стали регламентированной прокаливаемости марки ШХ4 имеют маркировку 42726Л4М и 232726Л4М или 42726Е2М и 232726Е2М.

1.4. На вагонные роликовые подшипники наносят маркировку в соответствии с ГОСТ 520-92 и ТУ 37.006.048-73.

При изготовлении на торцы наружного и внутреннего колец цилиндрических подшипников наносят товарный знак завода-изготовителя (16ГПЗ, 8ГПЗ-ХАРП, 5ГПЗ, ЗГПЗ-СПЗ и 1 ГПЗ-МПЗ) и указывают время изготовления месяц и год. Месяц указывают условно буквой, располагаемой рядом с порядковым номером подшипника. У роликовых подшипников, изготовленных на 16, 8, 3 и 1 ГПЗ, с апреля 1998 г. обозначение месяца выпуска соответствует цифрам с 1 по 12 соответственно: 1-январь, 2-февраль и т.д. Маркировку на кольцах подшипников наносят только с одной стороны.

Буквенные обозначения месяца выпуска подшипника различными подшипниковыми заводами представлены в табл. 3. (до 01.01.98 г.) Год изготовления подшипников обозначают условно заглавной буквой русского алфавита, а начиная с августа 1997г. - двумя последними цифрами года - 97, 98 и т.д. Знак <Л>, стоящий после маркировки года изготовления подшипника, указывает, что подшипник изготовлен из стали электрошлакового переплава.

Кроме указанной маркировки, на подшипники наносят порядковый номер и условное обозначение подшипника, состоящее из цифр и букв.

Для серийных подшипников (42726, 232726 или 2726) условное обозначение характеризует тип, серию, конструкцию и другие особенности.

Внутренние кольца однотипных подшипников взаимозаменяемы, поэтому на наружных кольцах наносят обозначения основного типа (2726) или на них могут быть нанесены полные обозначения (30-42726Л или 30-232726Л1), а также два условных обозначения подшипников (переднего и заднего) при расположении маркировки на торцах колец через 90° в следующем порядке, например, 30-232726Л1, ЗГПЗ, 30-42726Л, порядковый номер, месяц и год изготовления.

На внутренних кольцах наносят обозначения одного типа подшипника, завод-изготовитель, месяц и год выпуска. На одном из торцов сепаратора у подшипников, начиная с марта 1974 г., наносили букву <Ж>, а с 1979 г. вместо буквы <Ж> наносят товарный знак завода - изготовителя (ЗГПЗ, 16ГПЗ или цифру 3, 16 и т.д.) и букву условного обозначения или две последние цифры года выпуска (М, К или 97, 98 и т.п.). Кроме того, на сепараторах, изготавливаемых из более прочной латуни марки ЛЦ40МцЗЖ, наносят цифры 55.

Цифра и буква (30, 36 или ЗН), стоящие перед условным обозначением подшипника, указывают номер ряда, характеризующего величину радиального зазора и класс точности. Например, 30 указывает, что подшипник изготовлен по классу точности 0 с радиальным зазором по группе 3. Подшипники выпускало 1971г. имели соответственно обозначения ЗН, 2Н и 1 Н, а с 1971 г. - 30, 36. Буква <М>, стоящая после условного обозначения подшипника, указывает, что подшипник имеет ролики с модифицированным контактом - <бомбиной>; буква <У> - подшипник подвергался суперфинишу; цифра и буква <Л4М> и <Е2М> - внутренние кольца подшипников изготовлены из стали регламентированной прокаливаемости марки ШХ4.

Страницы: 1, 2