Опоры качения в тяжелых режимах эксплуатации - Комиссар А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
4. БУКСЫ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Специфика работы подшипниковых узлов колесных пар подвижного состава определяется следующими факторами: высокими статическими и динамическими нагрузками; кратковременными перекосами колесных пар относительно рам тележек; колебаниями температуры окружающей среды (—50-І-+50 °С); загрязненностью окружающей среды пылью, снегом, водой. В особо сложных условиях с учетом влияния перечисленных факторов находятся опоры рельсового транспорта горно-рудных, горно-обогатительных, металлургических и других предприятий.
Кроме указанных факторов, при проектировании, изготовлении и эксплуатации букс следует учитывать, что от колесной пары в первую очередь зависит безопасность движения, поэтому выдвигается требование повышенной вероятности безотказной работы подшипникового узла, который в основном определяет надежность колес-
282
Тяоюелонагруженные и быстроходные опоры качения
ной пары. Важнейшим требованием является также ремонтопригодность буксы. Срок службы подвижного состава исчисляется десятками лет; за этот период производится большое количество контрольных, смазочных и ремонтных операций. Необходимо обеспечить выполнение этих операций с минимальными затратами. Наконец, огромное количество букс определяет требование повышенного ресурса во избежание материальных затрат, связанных с заменой подшипников.
От сопротивления вращению колесной пары зависят потери на трение, сопротивление движению и энергозатраты подвижного состава. Для букс вагонов величина коэффициента трения, определяемая конструкцией узлов и эксплуатационными режимами (нагрузка, скорость, температура), не должна превышать 0,004.
Вертикальная (радиальная по отношению к подшипникам) статическая нагрузка Q на буксу грузового вагона достигает 97,5 кН, пассажирского 85 кН. В связи с колебаниями вагона нагрузки на буксу в течение коротких промежутков времени меняются в пределах (0,16—1,7) Q для грузовых вагонов [характерные значения, охватывающие 80—95 % спектра нагрузок (0,63—1,16) Q] и (0,67—1,4) Q для пассажирских [характерные значения (0,92—1,08) Q]. Вертикальные ускорения букс вагонов обычно составляют 5—8g, но иногда достигают 40—50g".
Горизонтальная (радиальная) нагрузка возникает при торможении вагонов, действует кратковременно и не превышает 0,3Q для грузовых вагонов и 0,15Q для пассажирских. В локомотивах буксы испытывают также горизонтальную нагрузку от силы тяги, которая может достигать 40—50 кН. Нагрузка от силы тяги носит пульсирующий характер; при высоких скоростях частота пульсации превышает 1,5—2,0 Гц.
Горизонтальная (осевая по отношению к подшипникам) сила, действующая на буксу, составляет 2—18 кН. Иногда в грузовых вагонах эта сила достигает большей величины. Характерными значениями являются 2—7 кН для грузовых и 2—4 кН для пассажирских вагонов.
Расчетная (номинальная) долговечность подшипников букс вагонов и локомотивов определяется в километрах
пробега по формуле
L =
Буксы подвижного состава
283
где D1 — диаметр колеса; т — 10/3 — для роликоподшипников, т = 3 — для шарикоподшипников; C9 P — соответственно динамическая грузоподъемность и эквивалентная нагрузка на один подшипник.
Как правило, выбирают подшипники исходя из требования L > 1,4•1O6 км, что составляет 4—5 лет работы между заводскими ремонтами.
Предельная частота вращения подшипников железнодорожных букс обычно составляет 1000—1200 об/мин, что соответствует скорости движения до 200 км/ч. Температура на корпусе буксы на максимальной скорости не должна превышать 80—85 °С; при этом внутреннее кольцо на 5—10 °С теплее наружного. Оптимальное значение начального радиального зазора подшипников находится в пределах 0,12—0,25 мм. Посадка внутренних колец на ось пб—рб] чаще применяют горячий способ напрес-совки. Посадка наружного кольца в корпус буксы #7.
В качестве уплотнений в устаревших конструкциях используются войлочные сальники, в более современных — лабиринтные уплотнения сложной формы. В грузовых вагонах и вагонетках, эксплуатируемых в карьерах, шахтах, целесообразно использовать комбинированные уплотнительные устройства.
Для смазывания подшипников железнодорожных букс применяются как жидкие масла (масляная ванна), так и пластичные смазочные материалы (закладной способ). В новых конструкциях букс почти исключительно применяются пластичные смазочные материалы. В железнодорожном транспорте принято использовать смазочный материал 1-ЛЗ. Повышается работоспособность букс при использовании литиевых смазочных материалов.
Примеры конструктивного исполнения подшипниковых узлов в буксах рельсового транспорта приведены в табл. 69.
В буксах используются роликоподшипники с цилиндрическими роликами, а также сферические и конические роликоподшипники. Первые являются наиболее перспективными, поскольку имеют большую быстроходность. Конические подшипники требуют регулировки, что затруднительно при массовых сборке и ремонте. Наиболее уязвимое место роликоподшипника с цилиндрическими роликами — направляющие бурты колец и торцы
69. Подшипники качения в буксах вагонов, вагонеток, рельсовых тележек
