Корпус буксы и подшипник

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Букса с подшипником скольжения

До недавнего времени в колёсных парах паровозных и тендерных осей применялись исключительно подшипники скользящего трения.

3. Корпус буксы и подшипник

Фиг. 116» Букса с подшипником скольжения в разрезе

Теперь на железнодорожном транспорте" начато оборудование подвижного состава роликовыми подшипниками, имеющими несомненные преимущества перед подшипниками скольжения. Чтобы оценить их, рассмотрим сначала устройство буксы с обычным подшипником скольжения. Такой подшипник виден на фиг. 116, где показана букса в разрезе. .<

Подшипник внутренней поверхностью обхватывает шейку оси; при движении паровоза шейка оси скользит по этой поверхности.

Поэтому такой подшипник и называют подшипником скольжения. Чтобы уменьшить трение, к трущимся поверхностям подводится смазка (см. главу X). Благодаря смазке облегчается движение и трогание поезда с места. При движении поезда вращающаяся ось увлекает смазку из подшипника и между осью и подшипником может не оказаться масляной плёнки; трение будет сухим. В этих случаях мельчайшие неровности подшипника начнут цепляться за поверхность шейки. При смятии и срезе неровностей создаётся большое сопротивление движению, на преодоление которого расходуется часть силы тяги паровоза. При сухом трении на шейке образуются риски (задиры), которые приводят к нагреванию подшипника и даже поломке оси. Учитывая это, конструкторы отделили подшипник от шейки оси не только масляной плёнкой, но ещё и тонким слоем мягкого сплава — баббита (баббитовой заливкой, см. фиг. 116).

Подшипник запрессовывается в корпус буксы. ■

Корпус буксы представляет собой стальную отливку П-образ-ной формы, достаточно жёсткой и прочной конструкции. Букса должна выдерживать большие по величине и разнообразные по направлениям нагрузки: давление от веса надрессорного строения паровоза; поперечные усилия при прохождении паровоза по кривым участкам пути; толчки от неровностей пути, а также все усилия, действующие на раму от паровой машины и при торможении.

Чтобы воспринять воздействие указанных сил и обеспечить подвижную связь рамы с колёсными парами, буксы должны не только плотно устанавливаться в буксовых вырезах, но вместе с тем иметь возможность перемещаться относительно рамы.

Для этого в корпусе буксы с боков прострагиваются пазы (фиг. 116). Букса вставляется в буксовый вырез рамы снизу так, что её пазы обхватывают боковые поверхности (грани) буксового выреза.

Для уменьшения трения при вертикальных перемещениях буксы в её пазах укрепляются бронзовые пластины с буртами, называемые наличниками, или между рамой и буксой ставятся чугунные буксовые прокладки.

Положение буксы в буксовом вырезе регулируется клином. Клин, помещаемый между наличником и стенкой буксового выреза, позволяет точно расположить буксу в раме по отношению к оси колеса и в то же время обеспечивает свободное перемещение буксы вверх и вниз.

В настоящее время на паровозах применяются так называемые самоустанавливающиеся клинья, которые автоматически «подтягиваются» пружиной, «выбирая» зазоры, образующиеся от износа наличников букс и направляющих. Самоустанавливающиеся клинья освобождают машиниста от необходимости выполнять трудоёмкую работу по регулировке и подтяжке клиньев, способствуя увеличению пробегов паровозов без обточки, благодаря своевременной и правильной регулировке буксовых клиньев.

Прибор для автоматической подтяжки клина укрепляется снизу к буксовой струнке.

В нижнюю часть буксы вставляется подбуксовая коробка, внутри которой помещается так называемая «подбивка» из войлока, пропитанного маслом. Она смазывает нижнюю часть шейки оси колёсной пары и предохраняет её от загрязнения.

Мы рассмотрели буксу с подшипником скольжения.

Букса с роликовым подшипником

Основным достоинством подшипников качения является то, что в них трение скольжения заменено трением качения; в результате сопротивление в буксе уменьшается в несколько раз; подшипники качения для своей работы требуют значительно меньше смазки, чем подшипники скольжения. Из-за уменьшения трения облегчается трогание подвижного состава с места и уход за ним в эксплуатации.

3. Корпус буксы и подшипник

Фиг. 117. Упрощённая схема буксы с подшипником качения (роликовая букса)

Идея устройства буксы с роликовым подшипником очень проста (фиг. 117 и 118). На шейке оси колёсной пары укреплено кольцо (внутреннее), которое вращается вместе с осью. Другое кольцо (наружное), большего диаметра, остаётся неподвижным в корпусе буксы. Между двумя кольцами помещаются ролики. Чтобы удержать ролики на равном расстоянии друг от друга, применяется сепаратор — латунное или стальное кольцо с гнёздами для роликов. Когда паровоз трогается с места, внутреннее кольцо начинает вращаться и увлекает ролики, которые перекатываются между кольцами, образующими дорожки качения для роликов.

Для того чтобы ещё больше уменьшить трение и отвести тепло выделяемое при трении, в корпус буксы закладывается смазка, которая в свою очередь предохраняет кольца и сепаратор от коррозии.

На первый взгляд кажется, что нагрузка Р (фиг. 117, с) на буксу воспринимается одновременно всеми роликами. Однако это не. так.

Дело в том, что изготовить детали подшипников (кольца и ролики) абсолютно правильной формы почти невозможно. А если бы даже это и удалось, то всё равно при износе роликов и колец появятся радиальные зазоры, хотя и очень малой величины.

Из-за радиальных зазоров (фиг. 117, б) часть роликов, находящихся в нижней части подшипника, не испытывает никакой нагрузки; удерживаемые сепаратором они в этой части подшипника продвигаются «безучастно». В верхней части подшипника зазора нет, поэтому вся нагрузка Р на буксу воспринимается перекатываемыми здесь роликами, главным образом, двумя-тремя роликами.

Разумеется, что сопротивление качения роликов в десятки раз меньше сопротивления, возникающего в обычных подшипниках скольжения. Этим и объясняется тот факт, что трогание с места поезда на роликовых подшипниках значительно облегчается по сравнению с поездом на подшипниках скольжения.

В том, что роликовые подшипники намного уменьшают трение в буксах, можно убедиться, рассматривая фиг. 119. Здесь показана величина удельной (т. е. приходящейся на 1 т веса поезда) работы, которую необходимо затратить на разгон поезда, вагоны которого оборудованы в одном случае подшипниками скольжения, а в другом роликовыми подшипниками. Чтобы развить, например, скорость в 70 км/час, необходимо произвести работу, равную примерно 30000 кгм/т, если состав оборудован роликовыми подшипниками, и почти в 2 раза больше (свыше 50 000 кгм/т), если состав оборудован подшипниками скольжения.

График, приведённый на фиг. 119, составлен на основании опытных поездок с поездом, проведённых на экспериментальном кольце Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта.

; Важное преимущество роликоподшипников состоит также В' том, что менять смазку в буксах нужно только два раза в год^ тогда как в обычные буксы приходится добавлять смазку ежедневно.

3. Корпус буксы и подшипник

На подвижном составе железных дорог применяются ролики различной формы: цилиндрические, конические, бочкообразные (сферические). Каждый из них имеет достоинства и недостатки.

Так, цилиндрический ролик прекрасно выдерживает радиальную (вертикальную) нагрузку, в том числе и кратковременную ударную нагрузку, например при проходе рельсовых стыков.

3. Корпус буксы и подшипник

Фиг. 119. Удельная работа на разгон поездов (по опытам ЦНИИ)

Конические и сферические ролики хорошо воспринимают осевые (горизонтальные) нагрузки и стремятся сохранить своё положение в случае изменения направления нагрузки.

Движущие колёса паровоза, как правило, оборудованы коническими роликами, а тендерные и поддерживающие оси паровозов — цилиндрическими и сферическими роликами.

⇐ | 2. Размещение рессор на паровозе | | Как устроен и работает паровоз | | 4. Вписывание паровоза в кривые участки пути. Тележки паровоза | ⇒