что такое парные колеса
Как устроены колесные пары локомотивов и вагонов?
Опубликовано 03.08.2019 · Обновлено 02.11.2021
А как устроены колесные пары локомотивов и вагонов? Колесные пары направляют движение локомотива и вагона по рельсовому пути.
Колесные пары с шестерней от электровоза
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/Q1-7-300×225.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/Q1-7-1024×768.jpg» width=»1024″ height=»768″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/Q1-7-1024×768.jpg» alt=»колесные пары с зубчатой шестерней от электровоза | Движение24″class=»wp-image-1504″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/Q1-7-300×225.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/Q1-7-768×576.jpg 768w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» /title=»колесные пары с зубчатой шестерней от электровоза | Движение24 » /> Колесные пары с шестерней от электровоза
Колесная пара локомотива состоит из оси, насаженных на нее колесных центров, зубчатых колес тяговой передачи, на ободы колесных центров надеты бандажи — на локомотивах они сменные, а на вагонах, как правило, колеса цельнокатаные.
Бандаж на колесной паре
Поверхности бандажей на всех колесных парах имеют коническую форму, с уменьшением диаметра во внешнюю сторону, с внутренней стороны находятся гребни – они расположены внутри колеи и предохраняют колесную пару от схода с рельсов. По центру проходит, так называемый, круг катания – эта часть бандажа непосредственно контактирует с головкой рельса.
Но вот вопрос — а почему профиль колеса конический и его диаметр уменьшается во внешнюю сторону?
Это чисто физический вопрос. Вот колесная пара вошла в кривую на участке пути, радиус кривой с одной стороны будет меньше, а с другой больше, в зависимости от того в какую сторону кривая. Колесо со стороны меньшего радиуса будет упираться своим гребнем на внутреннюю грань рельса и пройдет меньший путь, а вот колесу со стороны большего радиуса надо пройти путь больше. Для этого ему надо увеличить скорость, чтобы «догнать» колесо с другой стороны, но оно этого сделать не сможет и все – колесная пара застопорится, то есть, пойдет юзом. Этого допустить нельзя! Но можно и не отставать от колеса, проходящего меньший радиус кривой, а как это сделать – конечно, надо уменьшить диаметр колеса и оно спокойно будет догонять своего «внутреннего собрата». Поэтому бандаж колеса и имеет коническую форму – чем ближе к внешней стороне, тем меньше его диаметр. Все просто!
Бандаж
На вагонах по мере износа бандажей меняется все колесо, на локомотивах они меняются непосредственно. Как это происходит? Бандаж изготовляется из углеродистой стали. Технология проста: его надевают на обод колесного центра в горячем состоянии, для предотвращения сползания с колесного центра он стопорится специальным кольцом. Все, в итоге бандаж остывает и накрепко «прикипает» к колесному центру. На колесном центре ставится керном полоска, а еще на нем, как раз под этой меткой, также керном наносятся четыре точки. Потом сам бандаж с внешней стороны красится белой краской, а на месте кернения наносится полоска красной краской. Все это сделано для того, чтобы локомотивная бригада постоянно их контролировала на предмет «проворота» — это когда они начинает смещаться вследствие неплотного прилегания, что очень опасно и может привести к крушению! Также белая краска при нагреве приобретает «кофейный» цвет. Существует много причин образования этой нехорошей и очень опасной неисправности, например, сильное и длительное зажатие бандажа тормозными колодками при торможении, это приводит к его сильному нагреву и сдвигу.
Существует ряд параметров, по которым контролируется толщина бандажей и допуски на их сдвиг, но, если сдвиг большой – дело серьезное, требуется замена, а это простой локомотива.
Колесная пара
В крутых кривых колёсная пара направляется силами, возникающими в контакте внутренней боковой поверхности рельса и гребнем наружного колеса. Силы, действующие в контакте колеса и рельса и направляющие движение подвижного состава, называются силами крипа (от англ. creep — ползти). Они обусловлены тем, что материалы колеса и рельса не есть абсолютно твёрдые тела, а являются упруго-пластическими телами. В контакте наблюдаются микродеформации рельса и колеса, это определяет постепенное нарастание силы крипа с ростом относительного проскальзывания колеса по рельсу. Для поддержания профиля ж.д. колёс, обеспечивающих нормальное движение, применяется обточка колёс, а в случае бандажных колёс — и смена бандажей. Основной параметр колёсной пары — это расстояние между внутренними поверхностями гребней колёс колёсной пары. Для наших дорог (колеи 1520 и 1524 мм) это расстояние равно 1440 мм с допусками (+)(-)3 мм.
Ввиду высоких требований по прочности и надёжности, предъявляемых к колёсным парам, разработаны и существуют правила формирования и ремонта колёсных пар строго нормирующие весь технологический процесс: токарную и фрезерную обработку заготовок (в частности даже радиусы галтелей, класс чистоты обработанной поверхности), температурные режимы при формировании колёсных пар, допуски, посадки и т. д.
Содержание
Вагонная колёсная пара
Цельнокатаное вагонное колесо состоит из ступицы, диска и обода. У обода обращённого внутрь колеи имеется выступ, называемый гребнем или ребо́рдой. Гребень предохраняет колёсную пару от выхода из пределов колеи.
Некоторые типы вагонов используют дисковые тормоза. Колёсные пары таких вагонов оборудованы тормозными дисками. На ось между колёсами напрессовываются два (четыре поверхности трения) или три (шесть поверхностей трения) тормозных диска.
Локомотивная колёсная пара
Колёсные пары локомотивов как правило выполняются с бандажом. При износе профиля колеса по кругу катания и по выкружке гребня производится обточка колеса на токарном или токарно-фрезерном станке. После проведения нескольких обточек (от 3 до 5) бандаж колеса достигает минимальной величины, нормируемой по условиям прочности. Бандаж срезается и заменяется новым. Тем самым продляется срок службы колёсной пары.
Колёсная пара моторвагонного подвижного состава
На моторвагонном подвижном составе (электросекции, электропоезда, дизель-поезда, автомотрисы) колёсные пары прицепных вагонов имеют необмоторенные оси — по конструкции они аналогичны вагонной колёсной паре; обмоторенные оси имеют колёсные пары аналогичные по конструкции локомотивным.
Некоторые типы вагонов используют дисковые тормоза. Колёсные пары таких вагонов оборудованы тормозными дисками. У обмоторенных колёсных пар тормзные диски не напрессовываются на ось между колёсами (поскольку место между колёсами как правило занимает двигатель или другие части ходовой системы), диски прикрепляются болтами на колёса со внешней и внутренней сторон (таким образом получается четыре тормозные поверхности). У необмоторенных пар тормозные диски напрессовываются на ось, как на колёсных парах несамоходных вагонов.
Колёсная пара специального самоходного подвижного состава
Различают ведущие и бегунковые колёсные пары. Ведущие по конструкции подобны локомотивным, бегунковые — вагонным. Отличаются от них размерами и конструкцией осевых редукторов.
Колёсная пара трамвая
На старых типах трамваях применялись колесные пары с жесткими колесами, наружными буксами и опорно-осевым подвешиванием тягового двигателя. Конструкция таких колесных пар аналогична локомотивным, но размер их меньше. На совеременных трамвайных вагонах применяют колесные пары с подрезиненными колесами и внутренними буксами.
Колёсная пара
Колёсная пара — основной элемент ходовой части транспортного средства. Термин применяется, как правило, по отношению к рельсовому транспорту. Колёсные пары в подавляющем большинстве являются глухими, то есть оба колеса жёстко насажены на цельную ось.
Вагонная колесная пара
Колёсная пара вагонной тележки воспринимает нагрузку от вагона и служит для направления движения вагона по рельсам. Колёсная пара состоит из цельнокатаных колёс, напрессованных на ось. На наружные концы оси через буксы и рессоры опирается рама тележки.
Элементы вагонной колесной пары: ось, цельнокатаное колесо.
Локомотивная колесная пара
Локомотивная колёсная пара кроме функций выполняемых колёсной парой вагона должна обеспечивать реализацию силы тяги локомотива. Для этого колёсная пара имеет зубчатое колесо, через которое передаётся крутящий момент от тягового электродвигателя или гидропередачи. Колёсные пары локомотивов как правило выполняются с бандажом.
Элементы локомотивной колесной пары: ось, колесной центр, бандаж, зубчатое колесо.
Колесная пара моторовагонного подвижного состава
На моторвагонном подвижном составе (электросекции, электропоезда, дизель-поезда, автомотрисы) колёсные пары прицепных вагонов имеют необмоторенные оси — по конструкции они аналогичны вагонной колёсной паре; обмоторенные оси имеют колёсные пары аналогичные по конструкции локомотивным. Некоторые типы вагонов используют дисковые тормоза.
Колесная пара специального самоходного подвижного состава
Различают ведущие и бегунковые колёсные пары. Ведущие по конструкции подобны локомотивным, бегунковые — вагонным. Отличаются от них размерами и конструкцией осевых редукторов.
Колесная пара трамвая
На современных трамвайных вагонах применяют колёсные пары с подрезиненными колёсами и внутренними буксами.
Добавлено 24.05.2010; просмотров: 2791
Новые обзоры и публикации раздела Промышленная продукция
Колесная пара
Колесная пара — основной элемент ходовых частей подвижного состава. Колесная пара вагонной тележки воспринимает нагрузку от вагона и служит для направления движения его по рельсовому пути (см. рис.). Состоит из двух цельнокатаных колёс, напрессованных в холодном состоянии на ось. На наружные концы оси через рессоры и буксы опирается рама тележки. Вагонное колесо состоит из ступицы, диска и обода.
У одного края обода, обращённого внутрь колесной пары, имеется гребень, предохраняющий её от схода с рельсов. Поверхности катания колеса придаётся коничность для устранения неравномерного проката по ширине поверхности катания и для облегчения движения по рельсам.
Вагонная ось состоит из шеек с подшипниками качения или скольжения, а также подступичных частей, на которые напрессовываются колёса. Для смягчения перехода от подступичных частей к шейкам служат предподступичные части. Переходы между частями выполняются в виде галтелей.
Колесные пары локомотивов входят в колёсно-моторный блок.
Рис. 2. Колесная пара с роликовыми буксовыми узлами
Видно, что на цилиндрический стержень (ось) неподвижно установлены (напрессованы) на определенном расстоянии два колеса, а на концевых частях оси (шейках) смонтированы буксовые узлы.
Масса колесной пары составляет 1250 кг.
Колесная пара является наиболее ответственной частью вагона, так как передает все нагрузки от кузова на железнодорожный путь и обеспечивает безопасное движение по нему с заданной скоростью.
1 — расстояние между внутренними гранями колес; 2 — диаметр колеса по кругу катания;
3 — диаметр шейки оси; 4— диаметр предподступичной части оси; 5 — диаметр средней части оси;
6 — размеры элементов
Конструктивно элементы колесной пары выполняются следующим образом (рис. 3).
Рис. 4. Элементы колесной пары
Ось колесной пары представляет собой цилиндрический стержень, имеющий разные диаметры частей по длине в зависимости от их назначения и воспринимаемых нагрузок (рис. 4).
На оси выделяются следующие части: шейки, предподступичные части, подступичные части и средняя часть оси.
Шейки служат для размещения и закрепления на них буксовых узлов. Для этого на торцах шеек предусматривается резьба или отверстия для болтов.
На подступичные части оси под большим давлением напрессовываются колеса. Эти части являются наиболее утолщенными по всей оси.
Для смягчения перехода от подступичных частей к шейкам служат предподступичные части. Кроме того, на предподступичной части размещается задний затвор буксы. Переходы от одной части оси к другой выполняются в виде галтелей (плавных переходов) соответствующего радиуса, за исключением перехода к средней части оси. Галтели резко снижают концентрацию напряжений при переходе от одного диаметра оси к другому и тем самым повышают надежность работы оси.
Колесо (рис. 5) имеет обод, диск и ступицу. Ширина обода — 130 мм. Переход от ступицы к ободу выполнен в форме диска, расположенного под некоторым углом к этим частям, что придает колесу упругость и снижает воздействия динамических сил. Диск слегка конусный: у ступицы его толщина больше, чем у обода. Такая форма распределения металла наиболее рациональна, так как обеспечивает равнопрочность колеса относительно поперечных толчков.
Рис. 6. Профиль поверхности катания колеса
У одного края обода колеса, обращенного внутрь колесной пары, имеется гребень, предохраняющий колесную пару от схода с рельсов. Гребень у вагонных колес имеет высоту 28 мм, толщина же его, измеренная на расстоянии 18 мм от вершины равна 33 мм.
Поверхности катания колеса придается коничность для выравнивания неравномерного проката по ширине поверхности катания, а также для облегчения прохождения кривых участков пути (рис. 6).
Профиль поверхности катания колес выбирается в соответствии с профилем головок рельсов и с учетом подуклонки рельсов, которая обеспечивается конусными подкладками под основание рельсов (рис. 7, 8).
Рис. 7. Схема взаимодействия колеса и рельса
Рис. 8. Схема укрепления рельса на шпале
У современных конструкций пути головке рельсов придается выпуклая форма, чтобы колесо катилось по ее середине. Рельсы устанавливаются с уклоном внутрь колеи, равным коничности поверхности катания колеса 1/20, благодаря чему давление от колеса на подошву рельса передается по вертикальной оси рельса, проходящей через его центр тяжести.
Начиная от гребня (рис. 6) после небольшой площадки, поверхность катания обода колеса имеет уклон 1/20, а затем 1/7, который оканчивается фаской 6×6 мм. Двойная коничность делается потому, что в обычных условиях колесо работает на коничности 1/20, а при проходе кривых участков включается конусность 1/7 и обеспечивается движение колесной пары с меньшим проскальзыванием колес. Кроме того, наличие конусности 1/7 и фаски 6×6 мм поднимает наружную грань колеса над головкой рельса, что обеспечивает беспрепятственный проход стрелочных переводов, даже при наличии нормированного проката поверхности катания колес.
Так как при конической форме поверхности катания колесо в разных местах имеет различные диаметры, то под диаметром колеса принято понимать диаметр круга, расположенного от внутренней (гребневой) грани колеса на расстоянии 70 мм. Этот круг называют кругом катания колеса. В его плоскости измеряется толщина обода колеса.
Для обеспечения безопасного движения колесной пары в рельсовой колее строго регламентируется расстояние между внутренними гранями колес. Для современных колес это расстояние установлено равным 1440 мм с допуском ±3,0 мм, причем оба колеса должны находиться на одинаковом расстоянии от середины оси.
При изготовлении всех элементов колесных пар предусмотрено их клеймение, указывающее место и время изготовления, номера элементов, плавки и т. д.
В вагонах устанавливаются только такие колесные пары, которые удовлетворяют требованиям специальной инструкции по освидетельствованию, формированию и ремонту вагонных колесных пар.
Обратите внимание
Колесо при качении по рельсу взаимодействует с ним на достаточно небольшой площадке (пятне), где реализуются чрезвычайно большие давления и напряжения. Это приводит к износам и даже отколам поверхности катания колес и рельсов.
Износы (прокат) и другие неисправности колесных пар вызывают увеличенные динамические силы, воздействующие как на вагон, так и на железнодорожный путь, угрожая безопасности движения поездов.
Основные возможные неисправности колесных пар приведены на рис. 9-12.
Рекомендуется подробно проанализировать и запомнить эти неисправности колесных пар, так как наличие таких неисправностей угрожает безопасности движения поездов.
Рис. 9. Основные неисправности колесных пар
Ползун (плоское место) глубиной более допускаемой
«Навар» (смещение металла на поверхности обода колеса высотой более допускаемой)
Выщербины (выкрошившиеся участки поверхности качания более допускаемых размеров или с наличием в них трещин или расслоений, идущих вглубь металла):
Колесная пара: устройство, вес, типы и виды неисправностей
Колесная пара — состоит из оси, соединенной с колесным центром и зубчатыми колесами тяговой передачи, которые вращаются как единое целое. На колесные центры закреплены бандажи, которые на локомотивах сменные, а на вагонах, как правило колеса цельнолитые. Такая конструкция позволяет выдерживать пробег в несколько сотен тысяч километров при условии своевременной замены бандажей, профилактике зубчатой тяги и нужного типа рельс.
Меню страницы:
Прохождение кривых большого радиуса (порядка 500 м или более) выполняется из-за разницы диаметров колес вдоль окружностей колеса, которая возникает, когда колесная пара смещается по всей траектории. Это различие характеризуется тем, что плоскость колес (профиль колеса) является не цилиндрической, а конической формы: диаметр обода колеса снаружи меньше, чем изнутри, что с учетом профиля поверхности рельса позволяет колесной паре смещаться от центра рельса к внешней стороне поворота. Это позволяет переключаясь на разные колеса во время движения поезда. Движение колесной пары по на стрелочных переводах, где радиус дуги гораздо меньше, осуществляется за счет наличия гребней на колесах. Поверхность рельса и гребня внешнего колеса контролируется силами, возникающими в результате движения колесной пары и контакта внутренней боковой поверхности рельса. При движении состава по прямой гребни колёс выполняют стабилизирующую функцию для поддержки прямолинейного направления движения.
Во время движения поезда между колесом и рельсом наблюдаются микродеформации, за счет того что металл не является сверх плотным. Это создает постоянное нарастание силы скрепления колеса и рельса, во время увеличения скорости и увеличения сил трения. Существуют системы из пары колёс, позволяющих вращаться с разными относительными скоростями. Такие колеса не являются колесными парами и применяются исключительно в мало скоростных подвижных составах.