ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

1.Кузов вагона, состоящий из:

- рамы кузова;

- каркаса;

- наружной обшивки;

- пола;

- крыши;

- внутренней обшивки;

- внутри салонного оборудования (двери, окна, диваны, поручни)

- вентиляция вагона (естественная для всех типов вагонов, принудительная для вагонов 81-717,81-714 и их модификации).

2. Ходовая часть – тележка, состоящая из:

- рамы;

- колесных пар с редуктором и буксами;

- тяговых двигателей;

- центрального рессорного подвешивания;

- буксового рессорного подвешивания;

- рычажно-тормозной передачи;

- подвески редуктора;

- подвески тягового двигателя;

- карданной муфты;

- токоприемников;

3.Автосцепки.

4.Ручной тормоз (вагоны типа «Е» и их модификации).

5.Блок – тормоз

6.Привод авторежима.

7.Рельсозмазыватель.

КУЗОВ ВАГОНА

Кузов вагона предназначен для размещения пассажиров, а также размещения оборудования внутри кузова и под ним. Представляет собой цельнометаллическую конструкцию.

Рама выполнена сварной из швеллеро образных балок, является основанием кузова и служит его опорой на ходовой части. Состоит рама из двух продольных балок и двух торцевых, составляющих нижний пояс кузова, набора поперечных балок и четырех хребтовых балок, между которыми размещены гнезда соединения автосцепок с рамой кузова, и двух шкворневых балок. Поперечные балки, изготовленные из гнутого швеллера, имеют овальные отверстия, предназначенные для подвески подвагонного оборудования, монтажа трубопроводов и раскладки кондуитов. Шкворневая балка коробового сечения имеет в средней части отверстия, в которые вварена втулка под шкворень, соединяющий раму вагона с тележкой. На нижней плоскости шкворневой балки в центре крепится 4-мя болтами за фланец пятник, имеющий выпуклую сферическую форму. Рядом с втулкой под шкворень вварена втулка для заливки смазки в полость между пятником и подпятником. Шкворень представляет собой стержень диаметром 55мм длиной 550мм, из стали 35, и вставляется в пятник через лючок в полу и соединяет шкворневую балку с центральной балкой рамы тележки. Верхний конец шкворня имеет головку, опирающуюся на пружину, а нижний выступает из центральной балки и закрепляется чекой. Расстояние между осями шкворневых балок называется базой вагона и равно 12600 мм. пятниковые опоры являются главными опорами кузова на ходовые части. В качестве дополнительных, служат боковые скользуны, которые крепятся по краям нижнего листа шкворневой балки 4-мя болтами и опираются на ролики центральной балки тележки. Для регулирования зазора между скользунами и роликами центральной балки служит набор стальных прокладок.

КАРКАС КУЗОВА выполнен из элементов жесткости, представляющих из себя штампованные из листовой стали толщиной 2-5 мм профили, швелеобразной, Z-образной формы. Эти элементы жесткости образуют вертикальные стойки вдоль дверных и оконных проемов, горизонтальные подоконные и надоконные балки, и образуют верхний пояс кузова. Для крышных дуг используются Ώ-образные балки, которые связаны семью продольными балками-стрингерами и опираются на верхний пояс кузова.

ПОЛ. Поверх рамы кузова точечной сваркой приваривается настил из гофрированного стального профиля толщиной 1,4мм. На него укладывается два слоя асбеста суммарной толщиной 4мм. с противопожарной целью и фанера толщиной 10мм, которая крепится с помощью саморезов. Нижний слой фанеры покрывается противогнилостной пастой «антиперен». Сверху фанеры, на свободные от диванов поверхности наносится грунтовка и трудно горючий линолеум.

СТЕНЫ. Боковые стенки кузова обшиваются гофрированной листовой сталью толщиной 1,4 – 2 мм., а лобовые – штампованные толщиной 4 мм. По периметру устанавливается декоративный пояс.

КРЫША. На скатах крыши размещаются вентиляционные черпаки, направленные воздухозаборными отверстиями с левой стороны по ходу движения, а с правой в противоположную. Промежутки между вентиляционными черпаками закрыты гофрированной листовой сталью толщиной 1,4мм. В салоне, начиная от второй дуги вдоль продольной оси крыши, между дугами установлены элементы для подвески светильников освещения.

Для отделения кабины управления от салона в кузове вагона модели 81-717 установлена двойная перегородка, каркасы которой выполнены из стальных гнутых профилей и стальных листов толщиной 1,4 мм. для повышения пожарной безопасности обшивка перегородки выполнена сплошной от пола до крыши. На листах и стойках приварены кронштейны и скобы для крепления электроаппаратов и их монтажа.

ВНУТРИСАЛОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Внутреннее помещение кузова головных вагонов разделяется перегородкой на пассажирский салон и кабину управления. Двойные стенки перегородки образуют отсеки для размещения аппаратуры АРС и радиооборудоавания. Аппаратный отсек со стороны салона закрыт двумя створками люков, навешанных на петлях. Запоры створок выполнены скрытыми, с индивидуальным на каждую створку приводом.

Для доступа к механизмам подвешивания и блокировки раздвижных дверей в салоне над дверьми установлены откидные крышки люков, которые изготовлены из алюминиевого профиля, облицованного декоративным бумажно-слоистым пластиком толщиной 3мм. Крышки люков оборудованы замками, которые запираются трехгранным ключом; для удержания крышек в открытом положении имеется специальный упор.

Для обслуживания ламп бортовой сигнализации в листах облицовки боковых стен салона расположены два люка, которые закрыты листами бумажно-слоистого пластика толщиной 3мм и прикреплены винтами.

Двери, дверное подвешивание. Вагоны оборудованы двумя типами дверей: раздвижными в пассажирском помещении (по 4 с каждой стороны) и служебными створчатыми в концевой части вагона, в левой стенке кабины управления и в перегородке между кабиной и салоном. Створчатые двери: четыре на вагонах серии Е; Еж, 81-502, 81-501, три на вагонах серии 81-717; две на вагонах серии 81-714. Створчатые двери оборудованы замками под трехгранный ключ и ручками для открывания и закрывания.

Двери (за исключением двери в перегородке между кабиной и салоном на вагонах 81-717, которая сплошная стальная) изготавливаются из листов алюминиевого сплава и алюминиевых профилей и имеют стекла, закрепляемые резиновой армировкой.

Раздвижные двери крепятся к верхнему поясу кузова через специальные П-образные балки. Закрепление этих балок к верхнему поясу кузова производится шпильками со специальными гайками и контргайками, с помощью которых регулируется высота подвески створок и устраняется их перекос. Зазор между низом створки и желобом в полу 4 – 8 мм.

Каждый дверной проем имеет по две створки, которые посредством кронштейнов крепятся к специальной планке, на наружных поверхностях которой профрезированы две цилиндрические канавки. При открывании и закрывании створок эта планка перекатывается по двум рядам стальных шариков, расположенных в продольных желобах внутренних стенок наддверной П-образной балки. Шарики расположены равномерно по всей длине балки и удерживаются сепаратором. Для избежания выпадения сепаратора и шариков из пазов балки по краям ее предусмотрены резиновые упоры.

Одна из створок раздвижных дверей ведущая, к ней подведен пневматический прямодействующий цилиндр, который управляется ДВР. Другая створка ведомая, она связана с первой при помощи цепного механизма – втулочно-роликовой цепи, двух звездочек, установленных на подшипниках по концам балки, и натяжных винтов. Для синхронного открывания створок одна цепь соединяет заднюю сторону 1-й створки через звездочку с передней стороной 2-й створки, а другая цепь – переднюю сторону 1-ой створки с задней стороной 2-й створки. В нижней части дверного проема для улучшения хода створок имеются обрезиненные ролики, по которым перекатывается хромированные планки створок. Створки дверей в закрытом положении уплотнены резиновыми притворами.

В открытом положении створки входят в пазы простенков вагона. Для предохранения от попадания атмосферных осадков и влаги при мойке вагонов дверные пазы оборудованы резинотканевыми уплотнителями, прикрепленными к торцам дверей. При закрытом положении дверей уплотнители прижимаются к дверной стойке.

Окна в салоне и кабине управления застеклены плоским полированным закаленным стеклом толщиной 6мм. Стекла устанавливаются в оконные проемы через специальные резиновые прокладки и прижимаются к буртику наружной обшивки оконными раскладками.

Герметичность окон достигается путем правильной установки резиновой армировки, которая должна плотно, без складок и перекосов облегать стекло и буртик наружной обшивки оконного проема.

Диваны. Их конструкция представляет собой каркас, состоящий из боковин, продольных связей и щитков, закрывающих диванное пространство. На задней стенке спинок устанавливаются крючки, которыми спинка навешивается на боковую стенку кузова.

Подушки и спинки диванов полумягкие. На деревянную рамку подушек устанавливается фанера толщиной 8-10мм. и на нее наклеивается пластина из пенорезины толщиной 20мм. На деревянную раму спинки крепится лист дюралюминия толщиной 1,5мм. с последующей наклейкой на него пластины пенорезины толщиной 10мм. снаружи подушки и спинки обтягиваются винилискожей пониженной горючести.

В кабине управления установлено кресло машиниста, имеющее регулировку по высоте, а также откидывающееся сиденье для инструктора.

Поручни. По всей длине вагона между дверными проемами над диванами на высоте 1830мм. от уровня пола имеются поручни на кронштейнах, которые прикреплены к потолку вагона.

На торцевых стенках салона по обеим сторонам дверей расположены вертикальные поручни. На двери перегородки между салоном и кабиной также находится один вертикальный поручень.

ВЕНТИЛЯЦИЯ

Все типы вагонов метрополитена оборудованы естественной вентиляцией. При движении вагона воздух через вентиляционные черпаки на скатах крыши вагона, вентиляционные каналы, расположенные между крышей вагона и потолком, и вентиляционные решетки подается в салон.

Вагоны 81-717, 81-714 оборудованы дополнительно системой принудительной вентиляции. Система вентиляции салона состоит из шести спаренных и одного одинарного для вагона 81-717 или двух одинарных для вагона 81-714 вентиляционного агрегатов, расположенных под диванами. Предназначена для вентиляции салона при аварийных остановках состава. Вентиляционный агрегат состоит из электродвигателя, двух вентиляторов (спаренных) или одного (одинарный), фильтра, заборного и раздаточного воздуховодов. Забор воздуха осуществляется через решетки, расположенные на боковых стенках кузова вагона, а также фильтрующие элементы и заборные воздуховоды. Подается воздух в салон через нагнетательные воздуховоды и прорези в алюминиевых оконных раскладках.

На вагонах 81-717 предусмотрена механическая вентиляция кабины управления. Она предназначена для подачи в кабину свежего воздуха, как во время движения поезда, так и во время остановок. Вентиляционная установка состоит из заборного устройства с фильтром, вентиляционного агрегата и раздаточного воздуховода. Управление вентиляцией осуществляется переключателем, расположенным рядом с распределителем воздуха. Вентиляция кабины управления обеспечивает 20-кратный обмен воздуха в кабине за 1 час.

ТЕЛЕЖКА

Тележки служат для направления движения вагона по рельсовому пути, распределения и передачи всех нагрузок от кузова на путь, а также восприятия тяговых и тормозных сил и обеспечения движения вагона с минимальным сопротивления и необходимой плавностью хода.

Каждый вагон имеет две моторные двухосные тележки. Тележки с индивидуальным приводом колесных пор имеют опорно-рамное подвешивание тяговых двигателей и осевую подвеску редуктора, буксовое и центральное рессорное подвешивание.

По своей конструкции тележки различаются на шпинтонные и поводковые. Различия заключаются в конструкции буксового подвешивания.

РАМА ТЕЛЕЖКИ

Рама тележки предназначена для передачи и распределения вертикальной нагрузки между колесными парами, восприятия и передачи на раму кузова тягового усилия, тормозной силы. Она является несущим элементом всех узлов тележки. Рама представляет собой цельносварную Н-конструкцию, состоящую из двух продольных и двух поперечных балок. Балки имеют коробовое сечение, получаемое сваркой из двух штампованных профилей корытообразного сечения, изготовленных из листовой стали 20 толщиной 10мм.

Поперечные и продольные балки соединены встык, с перекрытием места соединения, косынками из листовой стали толщиной 6мм. На продольных балках поводковой тележки расположены кронштейны: по 4 для рычагов РТП, по два по торцам для тормозных цилиндров и крайних поводков буксового подвешивания, по два поводковых кронштейнах (тумбы), по две втулки под предохранительные штыри букс, по кронштейну гидроамортизатора, по четыре направляющих кольца верхних направляющих опор буксового подвешивания. На поперечных балках: кронштейны подвески тягового двигателей, кронштейны предохранительного устройства подвески редуктора, наличники центрального проема, кронштейны предохранительной скобы центрального подвешивания, а также по концам балок снизу имеются армированные прямоугольные отверстия под серьгу центрального подвешивания и горизонтально вваренные втулки под валик крепления этой серьги.

Особое внимание при эксплуатации обращать на узлы соединения поперечных балок с продольными, буксовые кронштейны, кронштейны подвески тяговых двигателей и редукторов, а особенно на концы поперечных балок, которые ослаблены наличием отверстия в двух плоскостях.

ЦЕНТРАЛЬНОЕ РЕССОРНОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ

Центральное рессорное подвешивание служит для передачи нагрузки от веса кузова на раму тележки, тяговых и тормозных усилий от тележки на кузов вагона, а также для подрессоривания кузова относительно тележек.

Для снижения сил трения, вредно сказывающихся на надрессорном строении при передаче жестких ударов, в центральном подвешивании применяются двухрядные цилиндрические пружины. Такое подвешивание более чем в 1,5 раза легче рессорного подвешивания с эллиптическими рессорами, на имеет недостаток – большое время успокоения. Для гашения колебаний применяется гидроамортизатор.

Центральное подвешивание состоит из:

- центральной балки с подпятником, резиновым армированным амортизатором и роликами боковых скользунов.

- четырех комплектов двухрядных цилиндрических пружин с верхними и нижними опорами и резиновыми прокладками.

- двух поддонов, в гнездах которых устанавливают комплекты пружин

- четырех двух шарнирных серег, закрепленных в поперечных балках рамы четырьмя валиками центральными подвешивания.

При помощи восьми валиков средних и нижних шарниров с шайбами – опорами и 16 рамок – подвесок поддоны шарнирно соединены с серьгами. Центральная балка шарнирно связана с рамой тележки двумя гидроамортизаторами. Для предохранения от падения на путь во время движения, в случае обрыва элементов подвешивания, на специальных кронштейнах поперечных балок рамы закреплены предохранительные скобы.

Центральная балка сварной конструкции имеет коробовое сечение, изготавливается из стального листа и литых деталей. По концам верхней полки балки приварены литые опоры для обрезиненных роликовых скользунов, а к нижней полке – две опоры с круглыми гнездами. Балка этими гнездами опирается через резиновые прокладки и опоры на комплекты пружин.

На торцах к нижним опорам балки приварены кронштейны крепления гидроамортиза-торов. На боковых полках с двух сторон приварены четыре наличника боковых скользунов, которые ориентируют балку в центральном проеме рамы служат для передачи тяговых и тормозных усилий от рамы тележки на раму кузова. В центре верхняя и нижняя полки имеют сквозное отверстие диаметром 85мм., в которое входит шкворень, закрепленный в шкворневой балке вагона. При помощи шкворня осуществляют связь кузова с тележкой.

На верхней полке в центре приварена центрирующая накладка с круглым гнездом, в которое устанавливается резинометаллический амортизатор и подпятник с вогнутой сферической поверхностью. Пятник, закрепленный на шкворневой балке рамы вагона, выпуклой сферической поверхностью входит в подпятник. В центре пятник и подпятник имеют отверстие для шкворня, а на опорных сферических поверхностях – радиальные и кольцевые смазочные канавки. Перед монтажом на вагон пятник и подпятник проверяют на площадь соприкосновения опорных поверхностей, которая должна быть не менее 75%. Роликовые скользуны устанавливают в верхних опорах центральной балки на валиках.

Серьги центрального подвешивания изготавливают методом штамповки из стали 35 с последующей механической обработкой проушин, расположенных по концах серьги во взаимно-перпендикулярных плоскостях. Верхняя проушина имеет фигурное отверстие, выполненное по двум диаметрам со смещением центров по оси серьги. В это отверстие вставляется валик седлообразной формы и закрепляет серьгу в поперечной балке рамы тележки.

Валики средних и нижних шарниров изготавливаются из стали 40Х методом штамповки с последующей механической обработкой. Головка валика имеет прямоугольную форму с одной закругленной гранью. На прямой грани находится полукруглая выемка, в которую при монтаже входит горизонтальная полка рамки. Цилиндрическая часть валика на конце имеет резьбу. Длина цилиндрической части без резьбы на 28мм. больше толщины проушины серьги (поддона). На свободную часть валика надевается опора, которая повторяет форму головки валика. Валики с опорами в серьгах и поддонах закрепляются корончатыми гайками М36 и фиксируются шплинтами. Для подачи смазки к трущимся поверхностям шарниров в торцах валиков со стороны головок имеются осевые смазочные отверстия для пресс-масленок.

Валики с опорами монтируются в отверстиях приливов нижних поддонов центрального подвешивания. Соединение среднего и нижнего шарниров выполняют при помощи рамочных подвесок. Подвески изготовляют из стали 35 методом штамповки с последующей механической обработкой опорных поверхностей.

При установке предохранительных скоб проверяется зазор между предохранительной скобой и поддоном, который должен быть в пределах 10 – 30мм. Учитывая, что центральное подвешивание не регулируется по высоте, зазор обеспечивается подбором скоб или постановкой деревянных прокладок на предохранительные скобы.

Нагрузка от веса кузова на раму тележки передается через следующие детали центрального подвешивания: шкворневая балка, пятник, подпятник, резинометаллический амортизатор, центральная балка (частично через ролики боковых скользунов), резиновые прокладки, верхние опоры, комплекты пружин, нижние опоры, поддон, нижние валики, подвески, средние валики, серьги, верхние валики и поперечная балка рамы тележки.

Тяговые и тормозные усилия от рамы тележки на раму кузова передаются следующим образом: через наличники центрального проема на центральную балку, далее подпятник, пятник и шкворневая балка кузова. Шкворень в передаче нагрузок не участвует. Суммарный зазор по наличникам должен быть 0,4 – 5 мм.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ

Гидравлический гаситель колебаний устанавливается на тележках под углом 35 к горизонтальной плоскости. Такая установка позволяет гасить как вертикальные, так и горизонтальные колебания подвижного состава. Гаситель крепится одним концом к кронштейну центральной балки, а другим к кронштейну на продольной балке рамы тележки.

Принцип действия гидроамортизатора основан на поступательном перемещении вязкой жидкости из одной полости в другую через калиброванные отверстия.

В гидроамортизаторе размещены три полости: подпоршневая (нижняя), надпоршневая (верхняя) и дополнительная.

Важным требованием к гасителю является обеспечение плотности соединений резьбовых соединений седел клапанов, посадки кольцевых пластин на седлах; дисков на верхних дроссельных пластинах, торцевых соединений цилиндра, ограничения зазора между штоком и направляющей.

Работа гасителя колебаний заключается в следующем: при уменьшении нагрузки от пассажиров и сжатии, поршень перемещается вниз и жидкость через клапан поршня перетекает из нижней полости вверх, в надпоршневую камеру. Так как объем надпоршневой камеры меньше, чем объем подпоршневой, избыток жидкости с большим усилием будет продавливаться через нижний клапан в дополнительную полость. При увеличении нагрузки от пассажиров и растяжении, поршень будет перемещаться вверх, а жидкость через верхний клапан продавливаться в подпоршневую камеру. В нижней полости из-за недостатка перетекающего масла создается разряжение, которое пополняется за счет жидкости из дополнительной полости через нижний клапан.

БУКСОВОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ ПОВОДКОВОЙ

ТЕЛЕЖКИ

Буксовое подвешивание предназначено для передачи нагрузки от рамы тележки на колесные пары, передачи тяговых и тормозных усилий от колесных пар на раму тележки, а также для подрессоривания оборудования тележки по отношению колесных пар.

Опирание рамы тележки на приливы (крылья) корпусов букс колесных пар осуществляется посредством резиновых прокладок, верхних направляющих опор, комплектом двухрядных пружин (внутренняя и наружная, имеющая разную навивку для предотвращения попадания витков внутренней пружины между витками наружной) и нижних направляющих опор. Связь кронштейнов рамы с приливами корпуса буксы осуществляется посредством поводков, которые присоединяются с помощью четырех болтов и гребенчатых накладок, служащих для предотвращения среза болтов. Всего на тележке установлено восемь прямых поводков и четыре изогнутых. Поводки ведут и удерживают колесную пару в положении перпендикулярном оси пути. Наличие изогнутых поводков позволяет колесной паре смещаться в поперечном и продольном направлениях относительно рамы тележки, что обеспечивает плавное вписывание подвижного состава в кривые участки пути.

Во время движения поводки подвергаются одновременному действию различных нагрузок. Они изгибаются в вертикальной плоскости при просадке рамы тележки, упруго деформируются в поперечном направлении при прохождении тележками кривых участков пути, растягиваются и сжимаются при тяговых и тормозных нагрузках.

Поводки изготавливаются из полосовой рессорной стали марки 60С2А. На концах имеются гребенки с 4-мя отверстиями под болты.

Для предотвращения потери связи колесной пары с рамой тележки в случае излома поводков служит предохранительный штырь, приваренный к корпусу буксы и входящий в специальные втулки продольных балок рамы тележки. Касание штыря буксы втулки не допускается (зазоры в направлении оси колесной пары не менее 2мм, вдоль оси не менее 3мм.).

Вертикальные нагрузки от рамы тележки передаются на колесную пары через резиновые прокладки, верхние направляющие опоры, комплекты пружин и нижние направляющие опоры. Тяговые и тормозные усилия передаются от колесных пар через поводки на кронштейны рамы тележки.

БУКСОВОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ ШПИНТОННОЙ

ТЕЛЕЖКИ

С 1988г начат выпуск вагонов со шпинтонным буксовым подвешиванием, в котором функцию поводков выполняет шпинтонный узел. Это подвешивание состоит из двух однорядных цилиндрических пружин, установленных через резиновые кольцевые прокладки и нижние опоры на крыльях буксы. На них через резиновые прокладки и верхние опоры опираются продольные балки тележки.

Вертикальную нагрузку от рамы крылья буксы воспринимают через пружины, деформации которых практически не препятствует пара трения шпинтон – полимерная втулка. Таким образом, вертикальную жесткость буксового подвешивания определяют пружины и резиновые кольца, установленные под нижней и над верхней опорами.

Шпинтоны запрессованы в раму с натягом 0,013 – 0,062мм. Верхний конец шпинтона имеет наружную резьбу, на которую навинчивают круглую гайку. Стопорение гайки осуществляется с помощью стопорной планки и фиксирующего болта с пружинной шайбой. Это является дополнительным предохранительным крепление шпинтона. В нижнюю направляющую опору устанавливается: резиновая втулка, стальной стакан, полиамидная втулка, в которой помещается шпинтон. Полиамидная втулка зафиксирована в стакане круглой гайкой.

Для исключения загрязнения рабочих поверхностей пары трения шпинтонный узел снабжен резиновыми гофрированными чехлами и колпачками. Чехлы от сползания закреплены проволокой, а колпачки – хомутиками.

Тяговые и тормозные усилия, возникающие при движении вагона по рельсовой колее, передаются от колесной пары к раме последовательно через крылья, нижние опоры, резиновые втулки, стаканы, полиамидные втулки, шпинтоны и на продольные балки рамы тележки.

КОЛЕСНЫЕ ПАРЫ

Колесные пары служат для передвижения вагона и направления его по рельсовому пути. В процессе эксплуатации колесные пары воспринимают сложные знакопеременными нагрузки. На значение и характер этих нагрузок влияют масса вагона и его загрузка, скорость и направление движения, наличие неровностей рельсового пути и др.

На вагонах метрополитена колесные пары трех типов: с цельнометаллическими, подрезиненными и цельнокатаными колесами диаметром по кругу катания 785мм. Колесные пары состоят из оси, первого колеса, второго колеса, редуктора и букс. Цельнокатаные колеса безбандажные, поверхность обода расточена в соответствии с профилем катания колеса. Цельнометаллические колеса состоят из колесного центра, центрального диска с бандажом и нажимной шайбы. Передача усилий от колесного центра на центральный диск осуществляется посредством резинометаллических вкладышей, что снижает ударные нагрузки на рельс и оборудование тележки. Недостаток этих колес – большое количество элементов, крепежных деталей; сложны в изготовлении, ремонте, при обслуживании и осмотре; высокие требования к качеству резины. Наиболее надежными в эксплуатации являются цельнокатаные колеса, более простые в изготовлении, ремонте и обслуживании.

ОСЬ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ

Ось колесной пары представляет собой брус цилиндрической формы переменного сечения. Переходы между частями оси разных диаметров выполнены плавными, т.н. галтели для снижения концентрации напряжений. Ось состоит из следующих частей: средняя (межпредподступичная), свободная от элементов; предподступичные для посадки в горячем состоянии лабиринтных колец букс; подступичные для напрессовки колесных центров; шейки оси для посадки в горячем состоянии внутренних колец подшипников букс и резьбовые для осевой корончатой гайки. В торцевых частях оси в специально выполненных пазах устанавливают стопорные планки. В глубине паза под стопорную планку имеются два резьбовых отверстия под болты крепления планки. В глубине паза под стопорную планку имеются два резьбовых отверстия под болты крепления планки и центральное отверстие, используемое для установки при оси на станке при ее обработке.

Оси изготавливаются из углеродистой стали, заготовка которых может быть осуществлена методом ковки или прокаткой на прокатном стане. После ковки заготовку оси подвергают термообработке – нормализации с целью снятия внутренних напряжений. В результате этого металл заготовки должен соответствовать по механическим свойствам установленным характеристикам. Заготовку обрабатывают на токарных станках с удлиненной станиной. Середина оси обозначается сферическим керном, при этом разница размеров от упорных торцов предпоступичных частей до керна не должна превышать 1мм. Шейки оси, подступичные и средние части с их галтелями упрочняют методом накатки, которую производят на специальном накатном или токарном станках, оборудованных накатными устройствами. Методом накатки осей получают необходимую шероховатость поверхности, а также повышают усталостную прочность и увеличивают поверхностную твердость металла на 20-30%. При этом глубина упрочненного слоя составляет 4 -5мм.

На вагонах, которые эксплуатируются на метрополитене, применяется два типа осей: оси вагонов Е и усиленные для вагонов 81-717 и 81-714, которые имеют больший диаметр средней и подступичных частей и большую длину подступичной части под первое колесо.

ЦЕЛЬНОКАТАННОЕ КОЛЕСО

Цельнокатаные колеса эксплуатируются с 1985г. Это безбандажное колесо, которые изготавливаются методом прокатки.

Колесо состоит из ступицы, дисковой части и обода, поверхность которого расточена согласно поверхности катания колеса. Первое колесо выполнено, как и второе с нормальной ступицей, а детали редуктора смонтированы на специальной втулке, которая напрессовывается на подступичную часть оси первого колеса. Такая конструкция колеса имеет ряд преимуществ перед подрезиненной: меньшая трудоемкость при изготовлении и ремонте, более высокая надежность в эксплуатации.

ЦЕЛЬНОМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ КОЛЕСО

Цельнометаллическое колесо состоит из колесного центра, бандажа и запорного кольца. Колесный центр имеет ступицу (нормальную для второго колеса и удлиненную для первого, предназначенную для размещения элементов редуктора), бандаж и запорное кольцо. Бандаж представляет собой стальное кольцо, наружная поверхность которого расточена согласно поверхности катания колеса, а внутренняя для посадки в горячем состоянии на колесный центр и имеет упорный буртик, наклонную выточку под запорное кольцо, прижимной буртик.

Монтаж бандажа осуществляется следующим образом:

· бандаж горизонтально, упорным буртиком вниз, устанавливаются в индукционный нагреватель и нагревается до температуры 320С, но не выше, чтобы не произошел отпуск закалки бандажа;

· в бандаж опускается колесный цент до упора в буртик

· после остывания бандажа до температуры 200С, в его выточку заводится запорное кольцо и концы его зачеканиваются

· на завальцовочном станке роликами производится прижатие буртика и запорного кольца к колесному центру.

Для контроля за сдвигом бандажа относительно колесного центра на наружных гранях колеса наносятся контрольные метки в двух диаметрально противоположных местах. На бандаже в виде 4…5 кернов глубиной 1,0…1,5 мм. На ободе колесного центра или центрального диска (для подрезиненного колеса) в виде рисок глубиной 1,0…1,5 мм зубилом с закругленными кромками. На это место наносится красной краской полоса шириной 20…25 мм.

Для снятия бандажа на токарном станке срезается выступающая часть запорного кольца, колесо нагревается в индукционном нагревателе до снятия с него бандажа.

ПОДРЕЗИНЕННОЕ КОЛЕСО

Подрезиненное колесо состоит из колесного центра с удлиненной или нормальной ступицей, центрального диска, бандажа, запорного кольца, нажимной шайбы, 16 резинометалических вкладышей, крепежных деталей (8 шпилек, 16 гаек, 8 штифтов, 8 болтов, лепестковая шайба, 8 дугообразных лепестковых шайб) и медного шунта.

Колесный центр с удлиненной ступицей изготавливается методом литья в формы с последующей механиче-ской обработкой. Второй колесный центр выполняют штамповкой с последующей механической обработкой. Первый и второй колесные центры состоят из ступицы и диска. На удлиненной части ступицы первого центра монтируют детали редукторного узла. Внутренняя часть ступицы служит для посадки центра на ось. На диске колесного центра по окружности просверлены 8 отверстий для установки шпилек и высверлены 8 углублений под выступы вкладышей; на наружном уступе ступицы по окружности выполнены 8 углублений под штифты и 8 резьбовых отверстий под болты.

Центральный диск изготовляют методом штамповки с последующей механической обработкой. Он имеет на дисковой части восемь отверстий для выступов вкладышей и 8 отверстий для свободного прохода шпилек.

Нажимная шайба по окружностям имеет 8 отверстий под штифты, 8 под болты, 8 под выступы вкладышей и 8 под шпильки.

Бандаж насаживают на обод центрального диска горячей посадкой с натягом 0,9-1,2мм и фиксируют установкой запорного кольца. Вкладыш резинометаллический представляет собой резиновую пластину шестигранной формы, армированную с двух сторон штампованной стальной пластиной, толщиной 3мм.

Конструктивно подрезиненной колесо выполнено таким образом, что колесные центры соединены с центральным диском посредством двух рядов резинометаллических вкладышей, которые благодаря сильному сжатию передают нагрузку от центра на диск в основном за счет усилия сдвига. Эти усилия постоянно меняют свое направления. При вращении колеса каждое волокно вкладыша совершает сложные движения с постоянно меняющимися значениями деформации и периодичностью. Слои резины, непосредственно соприкасающиеся или удаленные, постоянно перемещаются относительно друг друга, что приводит к нагреву резины, допускаемый нагрев вкладыша 70С, после чего резина стареет и теряет эластичность. Применение резинометллических вкладышей рассчитано на снижение уровня шума при движении, уменьшения ударных нагрузок на путь и оборудования вагона.

Возможные неисправности на поверхности катания колеса

Движение колесной пары по рельсовому пути происходит в сложных условиях, поэтому большое значение имеет профиль катания колеса, которые обеспечивает прохождение прямых и кривых участков пути. На профиле катания колеса возможны дефекты:

· прокат равномерный – появление равномерного углубления (канавки) по всей окружности, вызываемого износом и деформацией металла, что может сопровождаться наплывами в районе наружной фаски;

· неравномерный прокат более опасен, т.к. приводит к овальности колеса;

· выбоины и смещение металла, которые возникают при заклинивании КП во время движения, в результате неправильного формирования КП, разных диаметров бандажей (измеряется специальным шаблоном)

· выкрашивание: выпадание кусочков металла в результате сильного нагрева при длительном торможении от колодок с последующим охлаждением на рельсах.

Требования, предъявляемые к КП в эксплуатации.

Запрещается выпускать в эксплуатацию и допускать к следованию в поездах вагонов с колесными парами, имеющими хотя бы одну из следующих неисправностей:

1. равномерный прокат колеса по кругу катания более 5 мм. для цельнокатаных и цельнометаллических колес, более 3 мм. для подрезиненных колес и у первой КП со срывным клапаном, а также с разницей проката колес у одной КП пары более 2 мм.

2. неравномерный прокат колес по кругу катания у первой КП пары со срывным клапаном более 0,5 мм, для остальных – более 0,7мм;

3. толщина гребня бандажа менее 25мм, более 33мм, измеренная на расстоянии 18 от вершины гребня;

4. вертикальный подрез гребня высотой более 18 мм, измеряемый специальным шаблоном, а также остроконечный накат;

5. ползун (выбоина) на поверхности катания глубиной более 0,3мм или смещение металла высотой более 0,3 мм;

6 трещина или расслоение в любом элементе, откол или раковина в бандаже, а также сетка трещин на поверхности катания выше установленных норм;

7 ослабление посадки бандажа или его запорного кольца, сдвиг ступицы или зубчатого колеса;

8 ширина бандажа более 136 мм или менее 126 мм;

9 толщина бандажа менее 32,5 мм;

10 расстояние между внутренними гранями бандажей более 1443 мм или менее 1435 мм;

11 отдельные выкрашивания на поверхности катания колеса суммарной площадью более 200 мм, глубиной более 1 мм;

12 разница диаметров колес по кругу катания: одной КП более 2 мм, одной тележки более 10 мм, тележек одного вагона более 20 мм;

13 диаметр колеса по кругу катания менее 725 мм;

14 следы контакта с электродом или электросварочным проводом в любой части оси, а также поперечные, косые или продольные трещины задиры, забоины или потертые места на открытых участках оси;

15 ослабление крепления под резинного колеса: ослабление болтов, гаек на шпильках, ослабление посадки 2-х штифтов, излом 2-х лепестков у стопорной или лепестковой шайбы. Разрешается подтягивать в колесе не более 3-х гаек или 3-х болтов при условии плотной посадки штифтов. После подтяжки болты и гайки покрасить белой краской. Повторная подтяжка запрещается;

16 ослабление и сдвиг 3-х вкладышей в колесной паре или сдвиг одного вкладыша, если угол арматуры его выступает за нажимную шайбу или колесный центр;

17 отслоение от арматуры или расслоение резины у 2-х вкладышей, расположенных в колесе по диаметру или рядом, или подобное у 3-х вкладышей;

18 крошение резины хотя бы на одном вкладыше в колесе

19 наличие следов касания колесным центром обода центрального диска, расстояние между ободом и колесным центром или нажимной шайбой в нижней точке менее 4 мм;

20 обрыв проволок шунта более 10 %;

21 стук колеса при движении, вызывающий вибрацию тележки;

22 нагрев подшипников КП по отношению к окружающей среде более 35 С⁰, а также разница нагрева букс одного вагона более 11 С⁰.

Примечание: допускается эксплуатация КП, если на поверхности катания бандажа имеются выбоины в пределах нормы, располагающиеся на расстоянии не ближе 100 мм одна к другой, и не более 3 шт. При большем количестве выбоин КП будет вибрировать и к эксплуатации не допускается.