Буксы вагонов

Лишайники одними из первых заселяют каменистый грунт, голые скалы. Они участвуют в разрушении горных пород, рас­творяя каменистый субстрат своими особыми кислотами. Отмирающие части лишайников участвуют в образовании почвы, служат питани­ем обитателям почвы.

Некоторые виды, живущие на поверхности деревьев, защищают их от проникновения гри­бов — древесных разрушителей.

В тундре и лесотундре ягель является основным кормом для оленей.

Из некоторых видов лишайников получаюткраску и особое вещество — лакмус — для химической промышленности.

Лишайники чрезвычайно чувствительны к чистоте воз­духа, они не выносят малейших примесей сернистых газов, поэтому лишайники отсутствуют в крупных промышлен­ных городах.

Встречается съедобный лишайник в полупус­тынях и пустынях.

ü С4. Какие отношения устанавливаются между водорослью и грибом в слоевище лишайника? Ответ поясните.

1) оба организма приносят друг другу пользу; 2) водоросль обеспечивает гриб орг в-вом; 3) гриб обеспечивает водоросль минер в-вами и водой; 4) отношения гриба и водоросли могут быть основаны на паразитизме, особенно сильном со стороны гриба.

ü С3. Каково значение лишайников в природе?

Рис.6

Крепительная крышка из стали или алюминиевого сплава прочно удерживает наружные кольца роликовых подшипников и в буксе, не позволяя им проворачиваться и перемещаться вдоль оси при вращении колёсной пары. Внутренние кольца подшипников закреплены на шейке оси с торца корончатой гайкой,стопорной планкой и болтами. Между корпусом бук­сы и крепительной крышкой установлено уплотнительное кольцо, обеспечивающее герметизацию буксового узла. Внутренняя полость бук­сы заполнена консистентной смазкой, обеспечивающей надёжную рабо­ту подшипников в сложных условиях их нагружения.

Рис.7

Рис.8

Корпус буксы грузовых вагонов может изготавливаться из стали или алюминиевого сплава. Стальной корпус буксы (рис. 9) пред­ставляет собой отливку из стали марок 20ФЛ, 20ГЛ. В пе­редней части под болты крепления крепительной крышки высверлива­ют отверстия с нарезкой резьбы М20. В задней части корпуса раста­чивают кольцевые канавки лабиринтного уплотнения. Масса сталь­ного корпуса составляет 45 кг.

В 1980г. испытан корпус буксы из алюминиевого сплава который почти в 3 раза легче стального. Благодаря меньшему (в 3 раза) модулю упругости снижается действие высокочастотных колебаний. В результате повышается долговечность подшипников, улуч­шается взаимодействие вагона и верхнего строения пути, снижается уро­вень шума. По своей конструкции алюминиевый корпус имеет большое сходство со стальным.

рис.9

Рис.10

Особенность конструкции буксы пассажирского вагона заключа­ется в том, что в нижней части корпуса (рис. 10) отлиты заодно с ним кронштейны 1с отверстиями 2для пропуска шпинтонов, укреп­лённых на раме тележки. Кронштейны предназначены для размеще­ния пружин буксового подвешивания. Свод корпуса буксы выполнен переменного сечения для рационального распределения нагрузок на ролики цилиндрических подшипников.

В потолке корпуса буксы имеется несквозное отверстие с резьбой, служащее для крепления термодатчика контроля за состоя­нием буксы при движении вагона. Задняя часть корпуса буксы выпол­нена за одно целое с лабиринтной частью.

Буксы вагонов скоростных поездов отличаются от обычных нали­чием упорного шарикового подшипника, воспринимающего повы­шенные осевые нагрузки, возникающие при высокой скорости движения,

до 200 км/ч и более.

Надёжность работы буксы во многом зависит от качества смазы­вания подшипников. С 1973 г. для буксовых узлов с роликовыми под­шипниками применяется консистентная смазка ЛЗ-ЦНИИ, обеспе­чивающая противоизносные, противокоррозионные и противозадирные явления в процессе интенсивного нагружения подшипников в эксп­луатации. Однако, при попадании в буксу воды до 5% её качество ухудшается, что снижает работоспособность подшипников, так как про­исходит схватывание торцов роликов с бортами колец, износ центриру­ющей поверхности сепаратора, а также наблюдаются коррозионные повреждения и др. В связи с этим испытаны новые смазки для ролико­вых подшипников со специальными химически активными присадками, обладающие более высокой стабильностью свойств в процессе работы буксового узла. Этим требованиям отвечает модифицированная универ­сальная смазка на литиевой основе под условным названием "Литол", разработанная во ВНИИЖТе. Чтобы повысить надёжность вагонных букс, с 1995 г. организован выпуск роликовых подшипников с сепаратором из полиамида, мас­са которого в 10 раз меньше латунного, что, наряду с заменой меди, обеспечивает снижение инерционных нагрузок, действующих на его узлы. В результате появилась возможность выполнить более тонкой перемычку сепаратора и разместить в подшипнике 15 роликов вместо14. Это позволяет увеличить его долговечность почти на 20%, а несущую радиальную и осевую грузоподъёмность на 9...10%. Применение по­лиамидных сепараторов в эксплуатации способствует повышению класса шероховатости поверхностей скольжения (торцов роликов) подшип­ников, что приводит к значительному росту несущей их способности при действии аксиальных нагрузок. Кроме того, повышается ресурс работы смазки благодаря уменьшению скорости её окисления в процессе эксплуатации.

Буксы вагонов

Буксы являются важнейшими элементами ходовых частей вагона, от их надёжности во многом зависит безопасность движения поездов. Буксы располагаются на шейках оси и преобразуют вращательное движение колёсных пар, обеспечивая движение вагона с необходи­мыми скоростями. Они воспринимают и передают колёсным парам силы тяжести гружёного кузова, а также динамические нагрузки, возникаю­щие при движении вагона по кривым участкам и стрелочным переводам, неровностям пути и стыкам рельсов, при торможении и наезде колеса на башмак во время роспуска вагонов с горки, при наличии неравно­мерного проката и ползуна на поверхности катания колёс и др. Буксы предохраняют шейки оси от загрязнения и повреждения, являясь резервуаром для смазки и местом размещения подшипников. Они огра­ничивают продольные и поперечные перемещения колёсных пар от­носительно рамы тележки.

Работая в таких сложных условиях нагружения и изменяющихся температурных и погодных условий окружающей среды, буксы должны обеспечивать минимальное сопротивление вращению колёсных пар, высокую надёжность и безопасность движения вагона. Поэтому к их конструкции и расчётам при проектировании предъявляют высокие требования с учётом повышенных скоростей движения поездов и роста осевых нагрузок.

В практике вагоностроения получило распространение большое число типов и конструкций букс, которые можно объединить в отдель­ные группы. В зависимости от типа вагонаих подразделяют на буксы грузовых и пассажирских вагонов, предназначенных для обычных, ско­ростных и высокоскоростных поездов. По типу подшипникових подразделяют на буксы с подшипниками качения и подшипниками скольже­ния. По способупосадкивнутреннего кольца роликового подшипника на шейку оси применяют буксы на горячей и на втулочной посадках. По типуторцового креплениявнутреннего кольца подшипника на шейке оси — с креплением гайкой или шайбой, некоторые из них оснащались упругими элементами. По числу роликовых подшипниковна шейке применяют буксы с одним или двумя роликовыми, а для скоростных и высокоскоростных вагонов — с дополнительным упорным шариковым подшипниками. Существуют буксы с корпусоми бескорпусные,испытывали также буксы с упругимиэлементами, смягчающими удары и поглощающими шумовые колебания.

Буксы с подшипниками скольжения подразделяли в зависимости от типа подшипника — с двух- и трёхслойным подшипником, по типу смазывающих устройств — на подбивочные, польстерные и с механичес­кими устройствами, имеющими нижнюю или верхнюю систему подачи смазки к шейке оси. По конструкции корпуса буксы применяли с цельным и разъёмным корпусом, а по типу крышки — с откидывающейся на шарнире или глухой крышкой, прикрепленной к корпусу на болтах. Одной из первых была букса с подшипником скольжения (рис. 1), чугунный корпус которой состоял из верхней 1и нижней 2частей,

Рис. 1. Букса с разъёмным корпусом

соединённых болтами 3. Для осмотра шейки 4оси, подшипника 6,сме­ны или осмотра смазочного устройства нижнюю часть корпуса опуска­ли вниз, а смазку заливали через маслёнку 5,отлитую вместе с верхней частью. Смазка из маслёнки поступала по одному из двух каналов к подшипнику, по другому — к подбивке. В кольцевом пазу 7 корпуса размещалась уплотняющая шайба, войлочным кольцом которой охваты­валась предподступичная часть шейки оси, удерживая смазку от вытекания.

Недостатками разъёмных букс было то, что болты часто ослаблялись, и подбивка переставала смазывать шейку. Кроме того, вследствие неплотного прилегания частей корпуса смазка загрязнялась и вытекала, в корпусе возникали трещины и отколы. В результате в пути следования буксы перегревались, что приводило к тяжёлым последствиям. Поэтому разъёмные корпуса букс в 30-х годах были вытеснены более надёжными цельнолитыми, спроектированными для различных типов вагонов с учё­том применения более совершенных смазочных устройств.

В дальнейшем чугунные корпуса букс были заменены стальны­ми, обладающими повышенной прочностью и меньшей массой. Крыш­ка, закрывающая переднюю часть буксы, прикреплённая к корпусу болтами или шарнирно, обеспечивала доступ для осмотра, замены и ремонта смазывающего устройства и подшипника скольжения.

Первые подшипники были медными. Впоследствии стали применять трёхслойные подшипники (рис.2)

рис.2

С чугунным, а затем стальным корпусами. К корпусу 1 прикреплялась латунная армировка 2, к кото­рой крепился антифрикционный слой — баббитовая заливка 3. С 1978 г. применяли двухслойные подшипники без латунной армировки лучше от­водящие тепло, выделяющееся при движении вагона. К корпусу из стали или алюминиевого сплава (опытный), изготовленному путём протяжки, припрессовывался антифрикционный баббитовый слой. При­меняли подшипники с увеличенным 146° углом обхвата шейки, которые затем изъяли из эксплуатации из-за недостатков. Недостатки букс с подшипниками скольжения, приводящие к массо­вым задержкам поездов из-за перегрева букс, повышению затрат технического обслуживания и ремонта вагонов, нарушению безопаснос­ти движения поездов послужили причинами перевода пассажирских и грузовых вагонов на буксы с подшипниками качения. С 1960 г. все пассажирские, а с 1983 г. — все грузовые вагоны выпускают только на роликовых подшипниках. Оснащение вагонов буксами с подшипниками качения обеспечивает важные преимущества по сравнению с буксами, оборудованными подшипниками скольжения, основными из которых являются: снижение отказов примерно в 10 раз в связи с резким снижением случаев перегрева букс, в результате чего увеличиваются скорости движения и ускоряется оборот вагонов; уменьшается сопротивление движению на 20% при скоростях 60...70 км/ч, а при трогании с места — в 7—10 раз; сопротивление движению не зависит от времени стоянки поезда и низкой температуры окружающей среды; сокращается на 10% расход топлива и электроэнергии локомотивами, расход смазки уменьшается примерно в 5 раз; исключается расход подбивочных материалов и баббита; отпа­дает необходимость в штате станционных смазчиков и в сезонных перезаправках букс, сокращаются штаты слесарей и осмотрщиков, а также число пунктов технического обслуживания вагонов; ликвиди­руется буксосмазочное хозяйство и обслуживающий его персонал и др. Важным преимуществом перевода вагонов на роликовые подшипники является улучшение экологии и социальных условий работников ва­гонного хозяйства.

В настоящее время более 95% грузового вагонного парка и все пассажирские вагоны оборудованы буксами с подшипниками качения. Основными требованиями их проектирования являются: безот­казность и долговечность работы в экстремальных условиях эксплуата­ции в течение установленного срока службы; минимально возможная собственная масса при высокой надёжности работы; простота монтажа и демонтажа буксовых узлов при ремонте; надёжная герметизация буксового узла от попадания пыли и влаги; обеспечение взаимозаме­няемости и унификации деталей. Буксы проектируются так, чтобы равнодействующая нагрузка проходила через середину шейки оси. Типовая букса с глухой посадкой внутренних колец цилиндрических роликовых подшипников на шейку оси применяется в современных грузовых и пассажирских вагонах. При горячей посадке внутреннее кольцо, имея определенный натяг, нагревается и свободно надевается на шейку оси, а после остывания прочно охватывает ее. При втулочной посадке коническая втулка запрес­совывалась с помощью специального пресса между шейкой и внут­ренним кольцом, имею­щим такую же коничес­кую поверхность. В бук­сах современных ваго­нов применяют радиаль­ные роликовые подшип­ники с короткими ци­линдрическими ролика­ми двух типов: одноряд­ные с цилиндрическими роликами и однобортовым внутренним коль­цом (рис. 3);одно­рядные с безбортовым внутренним кольцом и плоским упорным приставным кольцом. Подшипники состоят из наружного и внутреннего колец, роликов и сепараторов. Кольца и ролики изготавливаются из сталей марок ШХ4, ШХ15, ШХ15СГ. Сталь марки ШХ4 регламентируемой прокаливаемости обладает более высокой твердостью поверхностного слоя и достаточной вязкостью внутренних волокон, что обеспечивает более высокую устойчивость хрупкому разрушению по сравнению со сталями марок ШХ15 и ШХ15СГ.

Рис.3

Цилиндрические подшипники просты в изготовлении, стоимость их ниже стоимости других типов, но по сравнению со сферическими они требуют большей точности сборки и тщательной подборки по радиальным зазорам. Радиальная нагрузка, приходящаяся на цилиндрический ролик, распределяется равномерно по всей его рабочей длине (рис.4), а у сферических подшипников – неравномерно, что вызывает повышенные контактные напряжения в месте соприкосновения роликов и дорожек качения колец.

рис.4