Тележками называются устройства, которые обеспечивают безопасное движение вагона по рельсовому пути, с минимальным сопротивлением и необходимой плавностью хода.
Подавляющее большинство грузовых вагонов парка РФ, стран СНГ и Балтии, а также предприятий- собственников подвижного состава эксплуатируются на двухосных тележках модели 18-100. До 1972 г. эта тележка имела наименование — ЦНИИ-Х3, т. е. разработчиком ее был Центральный научно-исследовательский институт МПС, изобретатель — инженер Ханин, а цифра 3 — третий вариант.
Общий вид и схема тележки 18-100 приведены на рис. 1.
Тележка включает: две колесные пары с буксовыми узлами; две литые боковые рамы; два рессорных комплекта; литую надрессорную балку с подпятником, шкворнем и скользунами; навесную рычажную тормозную передачу. По отдельности общие виды составных частей тележки модели 18-100 без колесных пар с буксовыми узлами приведены на рис. 2.
Рекомендуется подробно рассмотреть общие виды составных частей тележки 18-100.
Рамой тележки называется базовая часть, включающая боковые рамы или другие несущие элементы, которая объединяет в единую систему колесные пары с буксовыми узлами, рессорное подвешивание, надрессорную балку и навесное тормозное оборудование.
Боковая рама тележки 18-100 представлена на рис. 3.
Рис. 1. Тележка модели 18-100:
1 — колесная пара; 2 — боковая рама; 3 — фрикционный клин (гаситель колебаний); 4 — надрессорная балка; 5 — буксовый узел; 6 — тормозная передача; 7 — подпятник; 8 — скользун
Рис. 2. Составные части тележки модели 18-100 (ЦНИИ-Х3) без колесных пар с буксовыми узлами: а) общий вид тележки в сборе; б) боковая рама; в) надрессорная балка; г) рессорный комплект; д) тормозная передача
Рис. 3. Общий вид (а) и схема (б) боковой рамы тележки модели 18-100 разных лет выпуска
Конструкция боковой рамы образована верхним и нижним поясом, объединенными наклонными поясами и колонками, образующими в её средней части проем для размещения комплекта центрального рессорного подвешивания. По концам боковой рамы расположены буксовые проемы.
Особенностью конфигурации рамы является выпуклость верхнего пояса вверх.
Сечения наклонных поясов, верхнего пояса и колонок имеют корытообразную форму с некоторым загибом вовнутрь концов полок. Горизонтальный участок нижнего пояса имеет замкнутое коробчатое сечение. В зоне буксовых проемов концевые части боковой рамы имеют коробчатое сечение.
По бокам центрального проема в верхней части боковой рамы расположены направляющие, к которым прикреплены фрикционные планки, взаимодействующие с фрикционными клиньями при их вертикальных и поперечных перемещениях. Поперечные перемещения клиньев ограничены упорами. Поверхности фрикционных планок также воспринимают продольные нагрузки при соударении вагонов и проходе горочных замедлителей.
В нижней части проема расположена опорная поверхность для установки комплекта из семи двухрядных пружин с буртами и бонками для ограничения их перемещений. Нижняя часть опорной плиты усилена косынками, а в зоне нижних углов расположены полки, являющиеся опорами для наконечников триангелей в случае обрыва их подвесок, кронштейны которых расположены в верхней части боковой рамы.
Буксовые проемы боковой рамы имеют в верхней части приливы, через которые боковая рама взаимодействует с опорными поверхностями букс. Буксовые челюсти снабжены вертикальными направляющими приливами, для взаимодействия с приливами на корпусах букс.
Букса может свободно устанавливаться в буксовом проеме боковой рамы в пределах допускаемых зазоров.
Надрессорной балкой (рис. 4) называется не сущий элемент тележки, выполненный в виде пу стотелой балки, опирающийся на рессорные комплекты, и снабженная подпятником и скользунами что обеспечивает перераспределение нагрузок на рессорные комплекты.
Обратите внимание на общий вид надрессорной балки (рис. 4).
Надрессорная балка представляет собой достаточно сложную пустотелую с отверстиями литую конструкцию, в которой выделяются следующие элементы: подпятник; скользуны; опорные поверхности для рессорных комплектов; упоры, ограничивающие горизонтальные смещения балки относительно рессорных комплектов, и технологические отверстия.
Рис. 4. Общий вид надрессорной балки тележки 18-100
Схема надрессорной балки приведена на рис. 5.
Рис. 5. Надрессорная балка и скользун тележки модели 18-100:
а) надрессорная балка; б) скользун:
1 — подпятник; 2 — кронштейн; 3 — корпус скользуна; 4 — упор; 5 — прилив; 6 — наклонные поверхности; 7 — полка; 8 — колпак; 9 — прокладка; 10 — болт; 11— опора для шкворня
Подпятник имеет плоскую рабочую поверхность для опоры и вращения в нем пятника рамы вагона. Через центр подпятника проходит стальной стержень — шкворень, предохраняющий саморазборку соединения пятник—подпятник.
Скользун состоит из опоры (корпуса) и съемного колпака. Между ними помещается прокладка, для регулирования зазора между скользунами на раме вагона и надрессорной балке тележки.
Рессорным подвешиванием (комплектом) называется устройство, состоящее из упругих элементов (например, пружин или других типов), гасителей колебаний (демпферов) и ограничителей перемещений, обеспечивающих необходимую плавность хода вагона (рис. 6).
В тележке 18-100 рессорное подвешивание состоит из двух комплектов, размещенных в рессорных проемах левой и правой боковых рам. В каждый комплект входит семь двухрядных цилиндрических пружин и два клиновых фрикционных гасителя колебаний.
Каждая двухрядная пружина состоит из наружной и внутренней пружин, имеющих разную навивку — правую и левую соответственно, чтобы пружины не сцеплялись между собой.
Рис. 6. Общий вид рессорного комплекта тележки 18-100
Главной характеристикой цилиндрической пружины, кроме габаритных размеров, является ее жесткость (податливость), которая определяется следующим образом.
При действии на пружину нагрузки (силы) она упруго прогибается, т. е. ее вертикальная высота уменьшается на определенную величину.
Причем, чем больше жесткость пружины, тем меньше она прогибается под действием одной и той же нагрузки. Следовательно жесткость пружинного комплекта можно определить путем деления величины нагрузки, действующей на комплект (или пружину), на величину прогиба, под действием этой нагрузки. Например, если при действии на рессорное подвешивание тележки 18-100 нагрузки от кузова вагона в 40 т, пружины прогнулись на 50 мм (5,0 см), то это значит, что жесткость рессорного подвешивания тележки равна с=
— =8 т/см, а одного рессорного комплекта 8 т/см: 2 = 4 т/см.
Иногда параметр рессорного комплекта характеризуется гибкостью, т. е. величиной обратной жесткости. В этом случае гибкость рессорного комплекта тележки 18-100 будет равна
=0,25 см/т; т. е.
рессорный комплект прогнется на 0,25 см под действием нагрузки в одну тонну.