Колесные пары, буксы и подшипники

Колесная пара состоит из оси, двух колес и одного или двух зубчатых колес.

На ось колесной пары напрессовывают с помощью гидравлического пресса колесные центры. Колесные центры электровозов ВЛ60, ВЛ80, ВЛ8 изготовляют в виде дисков (рис. 121). У электровозов ранних выпусков обод колесного центра соединен со ступицей несколькими спицами.

Рис. 121. Колесная пара с дисковым центром

На колесные центры в горячем состоянии надевают бандажи, поверхность катания которых потом обрабатывают, придавая ей коническую форму - конический профиль. С внутренней стороны бандажи имеют выступающий гребень, препятствующий сходу локомотива с рельсов. Коническая форма бандажей необходима прежде всего для спокойного прохождения электровоза по кривым. В кривых длина наружного рельса больше, чем внутреннего, и колеса, посаженные на одну ось, должны пройти разные расстояния. При глухой посадке оба колеса вращаются с одной и той же частотой, и если их диаметры равны, то колесо, катящееся по наружному рельсу, вынуждено проскальзывать, что вызывает быстрый износ бандажа. Однако во время движения по кривой локомотив вместе с колесными парами под действием центробежной силы смещается в сторону внешнего рельса. При этом внешнее колесо катится по большему кругу катания, а внутреннее - по меньшему. В результате колеса проходят без проскальзывания разные пути при одной и той же частоте вращения.

В процессе эксплуатации электровоза вследствие износа профиль бандажей меняется. Поэтому после определенного пробега локомотива профиль бандажей восстанавливают путем повторных обточек. Когда износ бандажей достигнет предельного, бандажи спрессовывают с колесных центров и заменяют новыми.

Зубчатые колеса напрессовывают в горячем или холодном состоянии на удлиненные ступицы колесных центров или непосредственно на ось.

Буксы и подшипники передают на шейки оси колесной пары вес рамы тележки и кузова электровоза. На электровозах серий ВЛ19, ВЛ22 и большей части ВЛ22^М в буксах установлены подшипники трения скольжения. В таких подшипниках теряется много энергии на преодоление трения и значительно увеличивается сопротивление движению в момент трогания поезда с места, особенно в зимнее время, когда смазка густеет. На изготовление таких подшипников расходуется большое количество дефицитных цветных металлов.

Первые вагоны на шариковых подшипниках появились в Швеции в 1922 г. Для их эксплуатационной проверки был сформирован специальный состав из 50 вагонов-рудовозов. После всесторонних испытаний установили, что сопротивление вагонов при трогании резко падает, а во время следования снижается на 38% по сравнению с сопротивлением при подшипниках скольжения.

С 1957 г. на электровозах устанавливают только буксы с подшипниками качения (см. рис. 121). Между внутренним кольцом подшипника, насаженным на шейку оси, и внешним кольцом, которое находится в корпусе буксы, расположены ролики. Ролики удерживаются на одинаковом расстоянии друг от друга специальным устройством - сепаратором.

Подшипники снабжены бронзовыми вкладышами с баббитовой заливкой. Одну сплошную половину вкладыша устанавливают в основание подшипника, отлитое как одно целое с остовом двигателя, а другую, с окном, - в шапку подшипника.

Возможность вертикальных колебаний рамы тележки относительно колесных пар, сохранение параллельности их осей, передача горизонтальных сил обеспечиваются буксовыми направляющими (челюстями).

На современных восьмиосных электровозах ВЛ80^Т, ВЛ10, ВЛ11 применяют бесчелюстные (поводковые) буксы. Здесь букса (рис. 122) соединена с кронштейнами рамы двумя поводками. В соединениях поводков с корпусом буксы и кронштейнами использованы резинометаллические втулки и шайбы. Этим обеспечивается возможность относительных перемещений без трения и износа деталей поводков за счет деформации резины втулок и шайб.

Рис. 122. Поводковая букса