Работа буксы в осевом направлении.

При вписывании КП в кривые участки пути поперечные усилия от колес и оси передаются на корпус буксы передаются следующим образом. При движении оси в сторону буксы: ось, внутреннее кольцо заднего подшипника, ролики заднего подшипника, наружное кольцо заднего подшипника, большое дистанционное кольцо, наружное кольцо переднего подшипника, большое дистанционное кольцо, наружное кольцо заднего подшипника и корпус буксы.

РЕДУКТОР (ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА)

Зубчатая передача предназначена для передачи вращающего момента с вала якоря ТД на КП.

Зубчатая передача вагонов метрополитена одноступенчатая цилиндрическая косозубая. Применение косозубой передачи имеет следующие преимущества: в зацеплении одновременно участвуют не менее двух зубьев, тем самым уменьшается нагрузка на них; передача работает без ударов – понижен уровень шума. Зубчатое колесо напрессовывается на удлиненную ступицу колесного центра (на цельнометаллических и подрезиненных колесах) либо на специальную втулку (на цельнокатаных колесах). Число зубьев зубчатого колеса равно 80. шестерня изготавливается заодно с валом и размещается на подшипниках в верхней половине редуктора. Число зубьев шестерни равно 15.

Зубчатая передача характеризуется передаточным числом, это отношение числа зубьев колеса к числу зубьев шестерни и составляет 5,33. оно пропорционально соотношению вращающих моментов на зубчатое колесо и на валу двигателя, и обратно пропорционально скорости вращения колеса и вала двигателя.

Для изготовления зубчатой пары применяются высоколегированные стали. Технологический процесс изготовления достаточно сложный. Зубчатое колесо выполняется из хромоникельмолибденовой стали марки 38НХ3МФА методом горячей штамповки. После штамповки заготовку нормализуют путем нагрева до 850С с медленным охлаждением на воздухе. При этом снижаются побочные напряжения, улучшается возможность механической обработки. Затем зубчатое колесо подвергается вторичной термообработке – улучшению.

Шестерни изготавливают из хромоникелевой стали 20Х3А. технологический процесс достаточно сложен (нормализация, зубонарезание, цементация, закалка, низкий отпуск, зубошлифование).

Зубчатые передачи КП заключены в корпуса редукторов и работают на подшипниках качения. В связи с наличием косых зубьев при работе возникают аксиальные (вдоль оси) усилия. Поэтому с одной стороны редуктора применены шариковые подшипники, а с другой роликовые. Корпус редуктора является резервуаром для смазки, служит опорой для вала шестерни и воспринимает усилие от зубчатой передачи, которое передается им на раму тележки через подвески и на ось КП через подшипники. Корпус редуктора представляет собой массивную коробку, состоящую из двух половин – верхней и нижней. Обе половины по привалочной плоскости разъема имеют фланцы, которыми соединяются друг с другом при помощи болтов. Корпус изготовляется методом литья из алюминиевого сплава (силумин) с последующей механической обработкой. Резьбовые отверстия под болты крепления крышек редуктора к корпусу выполнены в стальных бонках, поставленных на эпоксидном клее в отверстиях фланцев большой и малой горловин под подшипники.

Редукторы имеют раздельную систему смазки. Она заключается в том, что полости подшипников заполняются консистентной смазкой ЛЗ ЦНИИ, а в полость редуктора заливается гипоидное масло ТАП-15 для зубчатой передачи. Полости редуктора друг от друга отделены лабиринтными кольцами раздельной смазки. В процессе эксплуатации смазку ЛЗ ЦНИИ добавляют через пресс-масленки, установленные в крышках редукторов.

Верхняя половина корпуса снаружи имеет приливы в виде двух ребер с коническими отверстиями для соединения с подвеской. Точка расположения подвески редуктора выбрана таким образом, чтобы при просадке рессор тележки было обеспечено минимальное отклонение вала шестерни от вала двигателя. В верхней половине расположен лючок для осмотра зубьев передачи и заливки смазки. На боковой стенке имеются отверстия с резьбой для установки сапуна и пальца крепления заземляющего устройства (ЗУМа). Сапун сообщает внутреннюю полость редуктора с атмосферой для предотвращения повышения давления внутри в связи с нагревом при работе зубчатой передачи, что может привести к выбросу смазки из редуктора.

В нижней половине корпуса имеется лючок треугольной формы для слива смазки, в крышке которого имеется резьбовая пробка для контроля уровня смазки и добавления смазки.

Уход за смазкой в процессе эксплуатации:

- при ТО-3 осуществляется контроль уровня смазки в полости редуктора (должен быть по нижнему срезу отверстия под пробку) и добавления смазки;

- при ТР-1 осуществляется слив смазки и проверка ее состояния (при наличии металлических примесей – КП выкатывается из под вагона, при наличии металлической пыли производится промывка редуктора веретенным маслом заливка нового). Также осуществляется допрессовка смазки в подшипники.

- при ТР-2 осуществляется слив смазки, проверка ее состояния (при наличии металлических примесей – КП выкатывается из-под вагона) и заливка нового масла. Также осуществляется допрессовка смазки в подшипники, разборка и промывка сапуна.

ПОДВЕШИВАНИЕ РЕДУКТОРА

Для обеспечения соосности вала тягового двигателя и вала-шестерни корпус редуктора КП фиксируется в определенном положении при помощи деталей подвешивания редуктора. Подвеска осуществляется к специальному кронштейну, вваренному в поперечную балку рамы тележки, и состоит из болта и серьги, шарнирно соединенной с болтом и корпусом редуктора. Двух шарнирная подвеска с резинометаллическими амортизаторами позволяет смягчать удары и толчки, возникающие во время движения вагона.

Болт подвески закрепляется в кронштейне рамы тележки при помощи двух резинометаллических амортизаторов и двух корончатых гаек, верхних с резьбой М48 и нижней с резьбой М52. наличие двух гаек позволяет производить регулировку соосности вала двигателя и вала шестерни редуктора КП по высоте. Норма 2 – 4 мм под тарой вагона, но при этом вал двигателя выше вала шестерни.

Болт подвески изготавливают методом штамповки из стали 35 с последующей механической обработкой. Цилиндрическая часть болта имеет две резьбы М52 2 и М48 2, а его головка – отверстие О60мм. с двумя канавками для стопорных колец. В отверстие головки болта устанавливается шарнирный подшипник со сферическими внутренними поверхностями качения типа ШС-40 и фиксируется с двух сторон пружинными стопорными кольцами.

Резинометаллические амортизаторы представляют собой круглую резиновую шайбу, армированную с двух сторон металлическими накладками. С одной стороны амортизатор имеет выступ, который при сборке подвески входит в отверстие кронштейна. Высота амортизаторов после сборки и затяжки гаек должна быть 94мм. (на усиленных кронштейнах 102мм), что свидетельствует о правильности монтажа узла.

Серьга подвески выполняется методом штамповки из стали 35 с последующей механической обработкой. В верхней части она имеет две проушины с конусными отверстиями конусностью 1:5, в нижней – отверстие О60 мм под шарнирный подшипник ШС-40, которое также имеет две канавки для стопорных колец. При монтаже подвески между проушинами серьги устанавливается головка болта с подшипником ШС-40 и двумя дистанционными кольцами. В конусные проушины серьги и во внутреннее кольцо подшипника вставляется валик. Валик с одного конца имеет конусную головку, а с другой – резьбу М27 с продольной канавкой для выступа стопорной шайбы. Конусной частью валик упирается в конусную поверхность отверстия проушины серьги. Средняя цилиндрическая часть 040мм. находится во внутреннем кольце подшипника ШС-40, а на цилиндрическую часть валика 035 мм надевается конусная цанговая втулка, которая конусной поверхностью упирается в такую же поверхность отверстия второй проушины серьги. Фиксацию валика и втулки производят гайкой М27, стопорной шайбой и контргайкой М27. края стопорной шайбы разводят на грани гайки и контргайки. Валик имеет осевое смазочное отверстие. Смазка подается в зазор между валиком и внутренним кольцом подшипника ШС-40 и между кольцами подшипника при помощи пресс-масленки, ввернутой в конусную резьбу К ¼˝ смазочного отверстия. Конусная цанговая втулка имеет технологическую резьбу М52. при демонтаже узла крепления подвески редуктора втулку снимают с валика при помощи специальной оправки, навертываемой на технологическую резьбу. Соединение подвески с проушинами корпуса редуктора осуществляется аналогично.

Валики и втулки нижнего шарнирного соединения имеют большую длину опорных конусных поверхностей. При сборке узлов крепления подвески с корпусом редуктора и серьги с болтом осевое перемещение валиков не допускается. Корончатые гайки, крепящие болт подвески к кронштейну рамы, выполнены с дополнительными хвостовиками в виде втулок. При затяжке гаек они упираются друг в друга гайки работают вместе, как гайка и контргайка, при любом направлении действий усилий.

Для предотвращения поворота корпуса редуктора вниз на рельсовый путь в случае обрыва деталей подвешивания или излома кронштейна подвешивания редуктора, вваренного в поперечного балку рамы, каждый редуктор имеет предохранительное устройство, которое называется комплексным. Оно выполнено следующим образом: к поперечной балке приварен специальный кронштейн, который имеет гребенчатую накладку и овальные отверстия в вертикальном направлении. На гребенке кронштейна болтами М16 крепится вилка, которая также имеет гребенку и овальные отверстия в горизонтальном направлении. Последние позволяют регулировать установку вилки в необходимое положение, а гребенка фиксирует положение вилки, и предотвращает болты от среза. При монтаже тележки выступ крышки редуктора с зазором входит в зев вилки, и предотвращает болты от среза. При монтаже тележки выступ крышки редуктора с зазором входит в зев вилки. По нормам перекрытие вилки выступом по толщине должно быть не менее 17мм, а зазор между выступом и зевом вилки в вертикальной плоскости 22-25мм, в горизонтальной плоскости 6-18мм. Кроме комплексного предохранения, вилка через отверстие соединена с выступом крышки подшипника тросом. Проведена модернизация по монтажу дополнительного предохранительного устройства, которое заключается в установке на фланцах корпуса редуктора со стороны колеса предохранительные планки. В случаи обрыва деталей подвески и в отказе комплексного предохранительного устройства, редуктор ляжет этой предохранительной планкой на внутреннюю параллельную тягу РТП.

При осмотре обращать особое внимание на состояние и крепление деталей подвески, наличие шплинтов и стопорных шайб, затяжку гаек, целостность проушин серьги и корпуса редуктора, соответствие нормам допусков. Суммарный люфт в шарнирных узлах не допускается более 2 мм. Наличие следов касания выступа крышки о верхнюю часть вилки указывает на повышенный люфт.

ПОДВЕШИВАНИЕ ТД на вагонах Е и их модификациях

Подвешивание ТД опорно-рамное. На остове двигателя имеются два верхних и один нижний (совковый) приливы, которыми он навешивается на кронштейны поперечной балки рамы тележки. Конструктивно верхние приливы остова и кронштейны рамы выполнены таким образом, что плоскости их прилегания совпадают и фиксируют двигатель на раме. Крепление двигателя осуществляется посредством трех болтов и гаек (гайки шплинтуются). Если в приливах остова цилиндрические отверстия, то в кронштейнах овальные, для возможности перемещения двигателя вдоль оси КП (для регулировки разбега карданной муфты – 4-7 мм). Для перемещения двигателя в боковых стенках нижнего кронштейна имеются резьбовые отверстия под регулировочные болты с контргайками. В качестве предохранительного устройства при изломе верхних кронштейнов на остове двигателя имеются два прилива в виде ребер, которыми двигатель упадет на ось КП. Зазор между осью и этими приливами должен быть по вертикали под тарой вагона не менее 62 мм, по горизонтали между остовом и осью не менее 8 мм.

Достоинство данной конструкции – простота, минимальное количество деталей, незначительные затраты времени на смену двигателя. Недостаток – жесткая консольная подвеска, при работе двигателя нагрузка от вращающегося момента на валу складывается с нагрузкой от веса двигателя, что приводит к образованию трещин, как по верхним, так и в нижних кронштейнах. При осмотре особое внимание уделять состояние кронштейнов.

ПОДВЕШИВАНИЕ ТД на вагонах серии 81-717 и 81-714

Подвешивание ТД выполнено с применением реактивной тяги, которая соединяют нижнюю точку остова двигателя с кронштейном смежной поперечной балки рамы тележки. Такая конструкция значительно более сложная, на имеет существенное преимущество: нагрузки на балки от вращающих моментов ТД благодаря реактивных тягам взаимно компенсируется. Также данная подвеска благодаря наличию резиновых деталей не такая жесткая.

Конструктивно подвеска выполнена следующим образом. На поперечной балке имеются два верхних кронштейнах, имеющих полуцилиндрические углубления. На остове двигателя имеются три прилива в виде ребер, в отверстия которых вставлен стальной стержень 045 мм, концы его развальцовываются. Этим стержнем двигатель навешивается на кронштейны и накрывается сверху двумя крышками, также имеющими полуцилиндрические углубления. Между стержнем и кронштейнами, а также между стержнем и крышками устанавливаются резинометаллические прокладки. В крышках имеются пять сквозных отверстий 013 мм под крепежные болты, соединения с кронштейном, и штифт прокладки. Сверху в отверстия вставляются четыре крепежных болта М12, которые, проходя через отверстия в кронштейнах, ввинчиваются в специальные сухари, соединенные попарно осями.

В боковых ребрах остова двигателя имеются резьбовые отверстия для регулировочных болтов М16 2, которыми производится регулировка разбега карданной муфты (4-7 мм). Для предотвращения их само откручивания устанавливаются контргайки.

На остове ТД внизу выполнен прилив в виде двух ребер с углублением между ними, в котором имеется глухое резьбовое отверстие М12 для крепежного болта реактивной тяги. В ребрах имеются трапециевидные вырезы. Кронштейны на нижних полках поперечных балок рамы выполнены аналогично приливам остова, для крепления второго конца реактивной тяги.

Реактивная тяга состоит из двух болтов, один из которых имеет правую, а другую левую резьбу М42 и трубы, концы которой по наружному диаметру выполнены в виде конусов с продольными цанговыми разрезами. В головках болтов расточены отверстия 085 мм, в которые запрессованы резинометталические шарниры. Сердечники шарниров цилиндрической формы имеют на основаниях трапециевидные выступы с отверстиями 013 мм под крепительные болты. На болты навинчиваются гайки, одеваются шплинтовочные шайбы и втулки с конусными отверстиями. После ввинчивания болтов в трубу на конусные части трубы надеваются втулки. При заворачивании гаек, втулки надвигаются на трубу и зажимают резьбу, фиксируя длину реактивной тяги. Шплинтовочные шайбы, установленные между гайками и втулками, предохраняют трубу от самопроизвольного откручивания. Такая конструкция тяги позволяет легко при закрепленных концах регулировать ее длину, для этого требуется ослабить гайки и гаечным ключом вращать трубу. Регулировка длины реактивной тяги выполняется для обеспечения соосности вала двигателя и вала-шестерни редуктора по горизонтали – несоосность допускается не более 3 мм.

Соединение ТД с рамой тележки через реактивную осуществляется следующим образом: трапециевидные выступы резинометаллических шарниров вставляются в вырезы приливы на остове двигателя и кронштейна на соседней поперечной балки и крепятся через отверстия болтами М12 с пружинными шайбами. Наличие резинометаллических вкладышей компенсирует перекос реактивной тяги при перемещении двигателя вдоль оси КП при регулировке разбега карданной муфты.

Для обеспечения безопасности движения в случае аварийных ситуаций подвешивание ТД имеет предохранение от падения на путь. Наиболее слабым звеном подвешивания является ребра верхнего кронштейна на остове ТД. В случае их излома стержень остается в опорных выемках кронштейнов рамы тележки. От падения на путь двигатель будет удерживаться тросом, соединяющим стержень с нижним кронштейном остова. При этом предохранительными ребрами двигатель будет опираться на ось КП.

Зазор между осью и этими должен быть по вертикали под тарой вагона не менее 75мм. реактивная тяга также имеет предохранительный трос, который соединяет ее с поперечной балкой рамы тележки.

КАРДАННАЯ МУФТА

Связь ТД с редуктором КП при опорно-рамном подвешинии двигателя осуществляют с помощью карданной муфты, которая передает вращающий момент, и позволяет компенсировать взаимные перемещения вала двигателя и вала-шестерни редуктора.

Перемещения валов, возникающие при движении, могут происходить одновременно в горизонтальной и вертикальной плоскостях: в горизонтальной плоскости – в результате разбега КП, т.е возможности ее движения относительно рамы тележки, как в продольном, так и поперечном направлениях; в вертикальной – при просадке пружин буксового подвешивания, компенсирующего неровности рельсового пути и нагрузку от веса пассажиров. Карданная муфта допускает: параллельное смещение валов до 8 мм; угловое до 2,5˚; смещение осей до 10 мм.