Лабораторная работа№5 " Буксовый узел локомотивов" по предмету "Устройство, техническое обслуживание и ремонт узлов локомотива"

лабораторнАЯ работА № 5.

 «БУКСОВЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРОВОЗА С ПОДШИПНИКАМИ КАЧЕНИЯ»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучить назначение, устройство буксового узла электровоза ВЛ 80 с подшипниками качения.

 ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ: буксовый узел электровоза ВЛ80с подшипниками качения.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Назначение буксовых узлов

Буксы предназначены для обеспечения связи колесных пар с рамой тележки, для передачи статических и динамических нагрузок в вертикальном, горизонтальном и поперечном направлениях.

Вертикальные нагрузки направлены перпендикулярно оси вращения шейки. Эти нагрузки называются радиальными, к ним относятся статическая нагрузка от веса электровоза, а также вертикальные динамические нагрузки, возникающие при прохождении стыков и неровностей пути.

Горизонтальные нагрузки направлены вдоль оси вращения шейки. Эти нагрузки называются аксиальными; к ним относятся динамические нагрузки, возникающие при прохождении электровозом кривых участков пути, стрелочных переводов и других горизонтальных поперечных усилий, действующих вдоль оси вращения подшипников.

В соответствии со своим назначением буксовый узел включает в себя следующие основные элементы:

1.  Подшипниковый узел, обеспечивающий механическую связь невращающихся конструкций экипажа с вращающейся колесной парой. В него входят сами подшипники и несущий корпус буксы с крышками и уплотняющими устройствами, служащий как для передачи сил на подшипники, так и для предотвращения попадания в них различных загрязнений. На корпусе буксы предусматривают посадочные места и крепления для элементов, через которые будет осуществляться силовая связь колесной пары с рамой экипажа;

2.  Упругий элемент вертикальной связи, через который экипаж опирается на буксу (так называемая буксовая ступень рессорного подвешивания). В качестве упругого элемента могут применяться витые и торсионные пружины, листовые рессоры, резинометаллические или пневматические упругие элементы;

3.  Устройства продольного и поперечного соединений буксы с рамой экипажа. Можно выделить три основные группы буксовых устройств, в основу которых положены следующие механизмы: с поступательной кинематической парой, рычажный и шарнирно-поводковый.

Рис.1 Букса электровоза ВЛ80: 1 – кронштейн с отверстиями для крепления нижней рессоры;   2 - роликовые подшипники; 3 - заднее (внутреннее) кольцо; 4 - лабиринтное кольцо; 5 -  сальник; 6 – прокладка; 7 - передняя крышка; 8 - проволочная обвязка; 9 – болты; 10 - замочная пластина; 11 – гайка;

 Буксовый узел электровоза

Рассмотрим буксу грузового электровоза ВЛ 80 (рис.1).

Такая букса имеет роликовые подшипники 2, вмонтированные в её литой стальной корпус. Заднее (внутреннее) кольцо 3 плотно насажено на шейку и укреплено болтами к корпусу буксы. Лабиринтное кольцо 4, насаженное на предподступичную часть с сальником 5, препятствует выходу смазки. Спереди подшипники прижаты гайкой 11 с замочной пластинкой 10, закрепленной двумя болтами 9 с обвязкой проволокой 8. Внутренние кольца подшипников монтируют на шейке оси. Передняя крышка 7 прикреплена к корпусу буксы восемью болтами. Под крышку ставят прокладку 6 в виде крученого льно–пенькового шнура. Внизу у корпуса буксы имеются щеки 1 с отверстиями для крепления нижней рессоры.

Боковые силы в буксе передаются через торцы роликов, бурты колец и съемное упорное кольцо.

Рис.2 Поводковая букса

Наибольшее распространение получил буксовый узел, фирмы Alsthom с поводками, расположенными в разных уровнях (рис.2). В пределах относительных перемещений колесной пары и рамы тележки, возникающих в эксплуатации (±20 мм), механизм обеспечивает практически прямолинейное поступательное движение корпуса буксы. Поводки, соединяющие буксу  с рамой тележки, имеют по два резинометаллических шарнира, в которые входят цилиндрические сайлен-блоки, передающие продольные силы, и торцовые резинометаллические шайбы–амортизаторы, воспринимающие поперечные усилия. Оси шарниров по концам обрабатывают под клин для беззазорной посадки в соответствующие пазы кронштейнов рамы.

Подбором размеров резиновых деталей и материала резины получают различные значения жесткости связи буксы с рамой по разным координатам. К недостатку узла относят значительную приведенную вертикальную жесткость связи, обусловленную скручиванием сайлен-блоков.

 Роликовые подшипники.

Рассмотрим цилиндрический роликовый подшипник (рис. 2). Подшипник рассчитан на восприятие осевых нагрузок Н, что особенно важно при работе любого подвижного состава.                                                                

Конструктивно роликовые подшипники состоят из внутреннего и наружного колец, роликов и сепараторов, служащих для удержания роликов на одинаковом расстоянии друг от друга. Как правило, внутреннее кольцо подшипника закрепляют на шейке оси, а наружное в корпусе буксы. Свободное перекатывание роликов обеспечивается радиальным зазором между ними и кольцами.

Подшипники воспринимают осевые усилия буртами, имеющимися на внутренних и наружных кольцах. Это ограничивает перемещение шейки оси по отношению к корпусу буксы в пределах осевого зазора в обе стороны (по длине шейки оси).

Так как ролики имеют форму цилиндра, образующая их поверхности качения является прямой и перпендикулярна действующей радиальной нагрузке. Приходящаяся на ролик радиальная нагрузка равномерно по всей длине ролика полностью воспринимается его поверхностью качения. При действии радиальных нагрузок в таких подшипниках отсутствуют горизонтальные усилия. Это является преимуществом цилиндрических подшипников.

Рис.3 Цилиндрический роликовый подшипник

Если на подшипник, кроме радиальной Р, действует еще и осевая нагрузка Н, то она воспринимается торцами роликов; при этом между торцами роликов и буртами колец возникают силы трения скольжения, которые нарушают нормальную работу подшипника, приводят к перераспределению вертикальной нагрузки Р на ролик и возникновению перенапряжений по концам.

Наружные и внутренние кольца, а также ролики изготовляют из хромистой стали, кольца сепараторов – из стали, бронзы, латуни или специального литья.

 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1) Изучить конструкцию буксового узла, используя наглядное пособие и данные методические указания;

2) Изучить конструкцию поводков буксового узла;

3) Изучить конструкцию подшипника качения;

4) Ответить на контрольные вопросы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1)    Назначение буксового узла;

2)    Рисунок буксового узла с обозначением всех конструктивных элементов;

3)    Рисунок подшипника качения с указанием всех его элементов;

4)    Вывод по лабораторной работе.

  

                              Контрольные вопросы

1.    Каково назначение буксовых узлов?

2.    Аксиальные и радиальные нагрузки. Какова природа их возникновения?

3.    Какие основные детали входят в буксовый узел?

4.      Из каких элементов состоит подшипник буксового узла? Какие тела качения в них используются?

5 Особенности подшипников с цилиндрическими роликами (преимущества и недостатки).

6. Каким элементом подшипник воспринимает осевые (аксиальные) усилия?

   7.      Буксовый узел с резинометаллическими шарнирам

 8.    Что такое сайлен-блоки?