Пояснительная записка (1229017), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Бесчелюстные буксы. Эти буксы имеют связь с рамой тележки через буксовые поводки. Буксовые узлы выполняют двух типов: одноповодковые (тепловозы ЧМЭ2, ЧМЭЗ, ТЭМ21) и двухповодковые (тепловозы 2ТЭ10В, 2ТЭ10М, 2ТЭ116, ТЭП60, ТЭП70 и другие.). Поводки снабжены шарнирами с резинометаллическими элементами, допускающими упругие вертикальные и поперечные перемещения букс.

Различие между конструкцией бесчелюстных букс разных серий тепловозов отличают в основном друг от друга формой корпуса и посадочных гнезд для пружин.

2.2 Чертежи деталей буксового узла тепловоза 2ТЭ116

Данный узел состоит из:

• поводка буксы (рисунок 2.1);

Рисунок 2.1 – Чертеж поводка буксы

• Роликоподшипника (рисунок 2.2);

Рисунок 2.2– Чертеж роликоподшипника

• Корпуса буксового узла (рисунок 2.3);

а

б

в

Рисунок 2.3– Чертеж корпуса буксового узла: а– вид снизу; б– вид спереди; в– вид сверху

• задней крышки (рисунок 2.4);

Рисунок 2.4– Чертеж задней крышки

• Передней крышки (рисунок 2.5);

Рисунок 2.5 – Чертеж передней крышки

• Внутреннего и наружного дистанционного колец (рисунок 2.6).

а

б

Рисунок 2.6–Чертеж дистанционных колец: а– внутреннее кольцо; б– наружное кольцо

2.3 Конструкция буксового узла тепловоза 2ТЭ116

Конструкция буксового узла зависит от срока службы и сил действующих на него. Таким образом, к корпусам буксового узла предъявляются следующие требования: 1) Достаточная прочность, обеспечивающая надежную эксплуатацию в течение всего срока службы локомотива; 2) Низкая масса. Исходя из данных условий выбора буксового узла подбирают подходящий.

Буксовый узел тепловоза 2ТЭ116 является поводковой (бесчелюстной), такие буксы полностью исключают трение и скольжение в узле.

Конструкция буксового узла предоставленная на рисунке 2.7. Корпус буксы 9 двумя кососимметрично расположенными поводками 2 соединен с рамой тележки. Валики поводков крепятся к корпусу буксы и раме тележки посредством клиновых соединений и болтов 1. Литой корпус буксы имеет два боковых опорных кронштейна(крыла) для установки пружины рессорного подвешивания тележки. В цилиндрическую расточку корпуса буксы установлены по скользящей посадке до упора в заднюю крышку 6 два роликовых подшипника и между ними дистанционное кольцо 10. Кроме того, потолок корпуса буксы выполнен в виде свода переменного сечения с увеличенной толщиной в верхней части, что приводит не только к более равномерному распределению нагрузки между роликами, но и к увеличению числа роликов, находящихся в рабочей зоне.

Рисунок 2.7–Буксовый узел

На предподступичную часть оси до упора в галтель надето с натягом лабиринтное кольцо 3. Лабиринтное кольцо образует с задней крышкой 6 четырехкамерное лабиринтное уплотнения буксы. Внутренние кольца подшипников насаживают на шейку оси вместе с дистанционным кольцом 11. Для предотвращения сползания внутренних колец с шейки оси служит стопорное кольцо 12.

В передней крышке 17 монтируется осевой упор качения одностороннего действия, содержащий упорный шарикоподшипник, одно кольцо, которое установлено на торцевой проточки оси, а другое на упоре 19. В целях предотвращения раскрытия упорного подшипника он постоянно прижат к торцу оси колесной пары. Усилие создает пружина 18, действующая на подшипник через упор 19. При снятии крышки 17 осевой упор удерживается в ней стопорным кольцом 14. Между упором и крышкой установлен амортизатор 16, представляющий собой две металлические пластины толщиной 2 мм, с привулканизированным к ним резиновым элементом. К передней крышке приварен кронштейн 13 для присоединения гасителя колебаний.

2.4 Нагрузки буксового узла тепловоза 2ТЭ116

Буксами называют узлы ходовой части, предназначенные для передачи через подшипники 2 ( рисунок 2.8) вертикальной нагрузки Р ( от веса локомотива на вращающиеся оси колесных пар, а также для передачи продольно горизонтальных ( тяговых F или тормозных B) сил от буксовых шеек 1 колесных пар через раму движущемуся составу.

Рисунок 2.8– Силы действующие на шейку оси и подшипник буксы

Одновременно буксы воспринимают и передают на раму боковые усилия У, направляющие движение колесной пары в кривых участках пути.

Вертикальная нагрузка на буксы обычно передается через упругие элементы 1 (пружины). Буксы могут соединяться с рамой локомотива или тележки различными путями. В последнее время применяются на тепловозах поводковые (бесчелюстные) буксы, которые связаны с рамой шарнирными поводками 2( рисунок 2.9) и могут перемещаться не только по вертикали но и несколько поворачиваться относительно своей оси за счет упругих шарниров. При этом из соединения буксы с рамой устраняются трущиеся поверхности и необходимость их смазки.

Условия работы букс и их подшипников на современных тепловозах весьма сложны. Буксы передают большие статические нагрузки от верхнего строения тепловоза. Эти нагрузки при движении локомотива возрастают на 30-50% из-за колебаний, центробежных сил в кривых и ударов на стыках рельсов.

На буксовый узел тепловоза 2ТЭ116 действует вертикальная статическая нагрузка в размере 95 кН, которая может увеличиваться при движении в 1.3 раза. Так же на буксу действует динамическая нагрузка (так называемая "рамное усилие") 67 кН.

Рисунок 2.9– Схемы соединения букс с рамой

2.5 Прочность и жесткость корпусов поводковых букс

На корпуса букс действует вертикальные статические нагрузки от массы тепловоза и динамические нагрузки от колебаний над рессорного строения. Часть вертикальной динамической нагрузки передается поводками букс. Кроме того, поводки в продольном направлении передают на корпуса букс тяговые и тормозные усилия, а в поперечном направлении - рамные усилия. Анализ характера перечисленных сил и создаваемых ими напряжений показывает, что прочность корпусов определяется главным образом вертикальными статическими нагрузками, а усталостная прочность прежде всего вертикальными динамическими нагрузками.

Такие выводы были сделаны во ВНИТИ при проведении исследований напряженного и деформационного состояния и усталостной прочности корпусов букс тепловозов четырёх серий, одни из них 2ТЭ116.

Исследования напряженного состояния проводились на двух корпусах с помощью тензорезисторов и соответствующей аппаратуры при нагружении корпусов статическими усилиями, равными нагрузке на буксу и в 1.5 раза больше. Напряжение измерялись цифровым тензометрическим мостом ЦТМ-3. при этом на первом корпусе тензорезисторы располагались во всех местах, где могли ожидаться повышенные напряжения или их концентрация, а также в местах, характеризующих общую напряженность элементов корпусов. На втором корпусе тензодатчики ставили только в зонах, где при испытаниях первого корпуса были обнаружены повышенные напряжения. В связи с относительной плавностью форм корпусов для измерения напряжений использовались тензорезисторы с базой 10 мм.

В процессе усталостных испытаний нагрузки, действующие на корпуса, определялись как по силоизмерительным приборам машины ГРМ-1, так и с помощью тензоаппаратуры, постоянно подключенной к испытываемому объекту. База испытаний принималась равной 10⁷ циклов нагрузки. Корпуса букс нагружали одновременно статическими и динамическими нагрузками. статические усилия при таких испытаниях желательно принимать равным их значению на тепловозе.

На рисунке 2.10 показано место максимального напряжения от нагрузок, это свод между корпусом буксы и плечом, обозначенный I.

Благодаря данному исследованию удалось снизить массу буксового узла тепловоза 2ТЭ116 на 6%.

При стендовых испытаниях разрушение корпуса букс начиналось от дефектов металла: засоров, шлаковых включений, пористости, а также от зон, заплавленных электросваркой при обрубке литых заготовок. Перечисленные дефекты снижали предел усталости корпусов приблизительно на 10%, но при неблагоприятном расположении дефектов это снижение может оказаться большим. Поэтому в высоконагруженных зонах корпусов, отмеченных на рисунках римской цифрой I, нельзя допускать наличия литейных дефектов металла или исправления их электросваркой.

Рисунок 2.10– Напряжение на своде между корпусом и плечом буксы

2.6 Материал буксового узла тепловоза 2ТЭ116

Буксовый узел работает в неблагоприятных атмосферных условиях, его окружает: запыленная в сухую погоду и заснеженная или влажная( при осадках) среда, с большим диапазоном перепадов температуры окружающего воздуха. Условия работы предъявляют высокие требования к буксовым узлам тепловозов. Они должны быть надежными в эксплуатации, экономичными в изготовлении, текущем обслуживание и ремонту.

В таблице 2.1 представлены используемы материалы для изготовления буксового узла.

Таблица 2.1 Материалы используемые для изготовления буксового узла

Для произведения расчетанеобходимы коэффициенты и различные модули данных материалов такие как: модуль упругости, коэффициент Пуассона, модуль сдвига, массовая плотность, предел текучести.

Таблица 2.2 Параметры материалов

Характеристики

Список файлов ВКР