Листовая рессора.

Листовая рессора в самом простом виде представляет собой гибкую стальную пластину А Б (фиг. 77), неподвижно укреплённую в своей середине Б. Если к какому-нибудь концу этой пластины, например А, подвесить груз Р, то этот конец рессоры под действием груза прогнётся вниз и переместится в точку Д; величина прогиба рессоры, т. е. АД, называется стрелой прогиба рессоры. Стрела прогиба рессоры под действием груза на каждый её конец в 500 кг, т. е. 1 000 кг (1 т) на всю рессору, выраженная в миллиметрах, называется гибкостью рессоры, а нагрузка в килограммах, которой рессора прогибается на 1 мм, носит название жёсткости рессоры. При увеличении длины пластины рессоры в2 раза
гибкость увеличивается в 8 раз; при увеличении толщины пластины в 2 раза гибкость уменьшается в 8 раз; при увеличении ширины пластины в 2 раза гибкость уменьшается в 2 раза. Если же сложить две одинаковые пластины, то гибкость такой рессоры уменьшится не в 8 раз, а только в 2 раза.
Для того чтобы изображённая на фиг. 77 пластина прогибалась равномерно по всей своей длине (т. е. по дуге круга), её следовало бы сделать равной по толщине, но придать ей площадь не прямоугольную, а вида, изображённого.
Стальные пластины или листы такого вида вполне удовлетворяли бы требованиям, предъявляемым к рессорам электровоза, если бы ширина их не представляла неудобства к их постановке. Это неудобство, однако, легко устранить, разрезав такой лист по ширине на несколько частей. В самом деле, если разрезать рессорный лист, изображённый на фиг. 78, продольными разрезами, например на пять пластин, из которых пусть средняя пластина будет в 2 раза шире остальных, сложить затем вместе пластины 2 и 4, 1 и 5 (фиг. 78,//) и после этого наложить сложенные таким образом пластины одну на другую так, чтобы пластина 3 была вверху, под ней были сложенные пластины 2 и 4 и далее / и 5, то получится рессора (фиг. 78,), гибкость которой будет такая же, как и у неразрезанного листа. Та же гибкость у рессоры остаётся и в том случае, если листы, составленные из двух половинок 2J и 4 и Рессоры электровозов собраны из нескольких постепенно укорачивающихся и наложенных друг на друга стальных пластин или листов, связанных в одно целое хомутом 17, который надевается на них в горячем состоянии. Верхние листы, идущие вдоль всей рессоры, называются коренными. На концах коренных листов укрепляются цементированные накладки 15. Хомуты изготовляются из полосовой стали. Низ хомута делается обычно цилиндрическим с тем, чтобы рессора могла качаться в продольной плоскости. Чтобы листы рессоры не имели продольного сдвига, в каждом листе прострагивается паз глубиной 2—3 мм; в этот паз в горячем состоянии входит хомут одной стороной до упора; со стороны, противоположной пазу, между листами рессоры и хомутом загоняется клин Рессорные листы делаются обычно загнутыми вверх и при нагрузке распрямляются.
Для листовых рессор применяется желобчатая и гладкая полосовая сталь. Рессоры, собранные из желобчатой стали, лучше сопротивляются боковым сдвигам отдельных листов. Рессоры из гладкой полосовой стали установлены только на электровозах серии С.
Для того чтобы листовые рессоры были чувствительны к изменениям нагрузки, верхние торцовые кромки листов закругляются и поверхности листов смазываются невысыхающей смазкой. В качестве смазки может быть применена смесь сала с графитом или графита с цилиндровым маслом.
Листовые рессоры перед постановкой подвергаются испытанию на изгиб.
Рессоры с заранее измеренной стрелой прогиба нагружаются грузом, равным максимальной статической нагрузке; после снятия этой нагрузки рессора не должна давать остающегося прогиба. Отклонение действительной величины прогиба каждой рессоры под максимальной статической нагрузкой от расчётной допускается не должны иметь сдвига листов в поперечном направлении. Несимметричность осей опорных поверхностей коренных листов (центров отверстий накладок), а также несимметричность концов листов ступенчатой части рессоры по отношению к оси хомута не должна превышать 3 мм. В эксплуатации эта величина должна быть не более 5 мм.
Хомут должен сидеть на рессоре плотно и щуп толщиной 0,1 мм не должен проходить между хомутом и верхним листом рессоры как в свободном, так и в нагруженном её состоянии на глубину более 15 мм; зазор между хомутом и нижним листом допускается не более 0,3 мм, глубиной до 15 мм. Зазоры между хомутом и боковыми гранями листов не допускаются.
Прилегание отдельных листов друг к другу как в свободном, так и в нагруженном состоянии должно быть плотным.
Листовые рессоры окрашиваются чёрной масляной краской или битумным лаком.
Для того чтобы подобрать на электровозе более равномерные по эластичности рессоры, стрелы прогиба отдельных рессор не должны отличаться между собой более чем на 15 мм.
Рессоры с лопнувшими листами или трещинами заменяются новыми.
Основные данные листовых рессор электровозов приведены в приложении .
Цилиндрические пружины. Вследствие значительного внутреннего трения между отдельными листами листовых рессор последние недостаточно сглаживают мелкие удары, что вредно отражается на электрическом оборудовании электровоза. Поэтому, помимо листовых рессор, на электровозах ставятся цилиндрические винтовые пружины, не имеющие трения между своими частями.
Цилиндрические пружины изготовляются из стального прута навиванием его на цилиндр диаметром, равным внутреннему размеру пружины. Прут имеет круглый или квадратный профиль. Материалом для пружин служит горячекатанная сталь 55С2 или 66С2. Для придания пружине необходимой упругости она, как и листовая рессора, подвергается закалке. Концы
цилиндрической пружины стачиваются по плоскости, перпендикулярной геометрической оси рессоры. После закалки пружина подвергается испытанию, при котором она сжимается под прессом до полного соприкасания всех витков без какого-либо просвета между ними. Отжатая пружина не должна иметь остаточных деформаций, т. е. высота её в свободном состоянии должна полностью восстанавливаться и конечные её поверхности должны быть перпендикулярны геометрической её оси. Готовые пружины очищаются от ржавчины, окалины и грязи и их поверхность покрывается битумным лаком.
Цилиндрические винтовые пружины электровозов представляют собой комплект двух пружин: внешней и внутренней (фиг. 81), причём направление внешних и внутренних витков делается противоположным. Гибкость цилиндрической пружины тем больше, чем больше число витков пружины, и тем меньше, чем больше сечение прута, из которого она намотана. Основные данные цилиндрических пружин электровозов приведены в приложении 2.
Балансиры. Вследствие неровностей пути электровоз при своём движении всё время колеблется и покачивается, а поэтому при устройстве отдельных рессор над каждой буксой одни из них во время хода электровоза перегружаются, а другие, наоборот, разгружаются. Кроме того, упругость отдельных рессор с течением времени уменьшается.
Уменьшение упругости вызывает уменьшение нагрузки на их буксы. За счёт этого перегружаются соседние рессоры и их буксы. Перегрузка рессор и букс может вызвать вредные последствия в виде излома рессоры и нагревания буксовых подшипников; разгрузка букс — преждевременную буксовку разгруженных колёсных пар.
Чтобы избежать вредных последствий перегрузки отдельных рессор и в то же время иметь возможность ставить на электровоз более гибкие рессоры, электровозные рессоры подвешиваются не отдельно, а соединяются между собой при помощи балансиров; такие рессоры называются сопряжёнными. Балансиры, соединяющие две рессоры рядом расположенных букс, называются продольными (балансир 4 на фиг. 82). Балансиры, соединяющие обе рессоры одной и той же оси, расположенные на разных сторонах рамы, называются поперечными (балансир 5 на фиг. 82).
Балансиры представляют, собой или брусок, откованный из стали,- как это сделано у всех грузовых электровозов, кроме электровозов серии ВЛ19, или обычную листовую рессору, как это сделано у электровозов серии ВЛ19. 58
Листовая рессора в качестве балансира применяется для увеличения общей гибкости рессорного подвешивания.
Если при движении электровоза одна из сопряжённых рессор перегрузится, то эта перегрузка передаётся балансиру, а последний передаёт часть
излишнего груза другой (соседней) рессоре и нагрузка между ними выравнивается. Так как при этом каждой рессоре приходится воспринимать только часть ударов от толчков колеса, то они могут делаться более тонкими и потому более гибкими.
Рессорные стойки и подвески. Листовые рессоры грузовых шестиосных электровозов опираются на буксы через стойки 6 (фиг. 82 и 83), обхватывающие боковины рам тележек и входящие в гнёзда на теле букс. Рессорные стойки отлиты из стали марки 25ЛКГ У электровозов серии Н8 листовая рессора опирается на цилиндрическую, которая в свою очередь опирается на буксу.
Концы листовых рессор соединены с рамой рессорными подвесками и цилиндрическими пружинами 2 или балансирами 4, 5. Рессорные подвески состоят либо из одного звена, как например, подвеска 3 поперечного балансира (фиг. 82 и 84), либо из двух звеньев — верхней подвески 8 продольного балансира и нижних концевых подвесок 7 или верхней подвески 9 и нижней концевой подвески 10 под цилиндрические пружины 2. Цилиндрические пружины 2 помещены в гнёзда // (фиг. 82, 84 и 85), одно из которых лежит на подвеске 10, а другое упирается в боковину рамы. Гнёзда для установки цилиндрических пружин выполнены из стального литья.
Для уменьшения трения в местах вращения балансиров и их соединений с рессорными подвесками соединения эти обычно выполняются при помощи валиков 12 (см. фиг. 82 и 84), закреплённых чеками 13.
Шарнирные соединения рессорного подвешивания большинства электровозов для предохранения подвесок от износа имеют сменяемые впрессованные втулки, в которых свободно вращаются валики. Втулки и валики изготовляются из стали Ст. 2 с последующей цементацией и закалкой или из стали Ст. 5 с последующей закалкой. Рабочие поверхности валиков и втулок шлифуются. Зазор между валиком и втулкой рессорного подвешивания для валиков, имеющих диаметр 40 мм, допускается до 2,5 мм; имеющих диаметр 45 мм — до 4 мм и диаметр 65 мм — до 5 мм.
Концы листовых рессор обрабатываются в зависимости от способа их подвешивания. Для того чтобы не ослаблять сечение рессоры, подвески устраиваются часто в виде хомута. Такие подвески применены на электровозах всех серий, кроме серии С; у последних листовые рессоры имеют по концам отверстия, через которые пропущены рессорные подвески.
Между хомутом и коренным листом рессоры, в который входит накладка, помещена фасонная прокладка 14 (см. фиг. 79 и 82). Поверхность накладки и фасонной прокладки 15 (см. фиг. 79) для уменьшения износа цементируется.
На части электровозов серии ВЛ22М подвески, соединяющие концы листовых рессор с балансирами, выполнены цельными, а связь между подвесками, рессорами и балансирами и боковинами рам—в виде призм (фиг. 86).
При сбалансировании отдельных рессор необходимо, чтобы вся система рессор и балансиров могла качаться в продольном направлении с наименьшим трением. Для этой цели следует обеспечить хорошую смазку балансирных и рессорных валиков, а хомуты листовых рессор должны иметь цилиндрическую опору, что позволяет рессорам легко поворачиваться.
При правильно собранном рессорном подвешивании верхний зазор между буксой и рамой для электровозов серий ВЛ22М, ВЛ22, ВЛ19, СК и Сс должен быть в пределах 45—55 мм. В эксплуатации этот зазор должен быть не менее 25 мм; при меньшем зазоре возможны удары буксы о раму тележки.
При установке рессорного подвешивания необходимо следить, чтобы были выдержаны зазоры между рамой тележки и подвесками во избежание износа последних. Проверку зазоров рессорной системы следует производить на выровненном участке пути, не имеющем местных просадок рельсов.