Нагруженность элементов буксовых узлов железнодорожного подвижного состава и ее влияние на надежность буксового подшипника

• Автор: Невмержицкая, Галина Владимировна
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 199 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
Глава 1. Обзор расчетноэкспериментальных исследований буксовых узлов железнодорожного подвижного состава.

Постановка цели и задач, принятые ограничения.

1.1. Буксовые узлы железнодорожного подвижного состава .

1.1.1. Буксовые узлы с плоскими направляющими.

1.1.2. Буксовые узлы с цилиндрическими направляющими

1.1.3. Шарнирноповодковые буксовые узлы.

1.1.4. Буксовые узлы с рычажным механизмом

1.2. Обзор расчетноэкспериментальных исследований буксовых узлов

1.3. Постановка цели и задач исследования, принятые ограничения

Глава 2. Исследование законов распределения нагрузок на ролики
буксового подшипника с использованием плоских расчетных схем.
2.1. Основные соотношения, используемые в итерационной процедуре МКЭ.
2.2. Исследование распределения нагрузки на ролики подшипника при передаче вертикальной нагрузки на кронштейны буксы, располо женные на одном уровне.
2.3. Исследование распределения нагрузки на ролики подшипника при комбинированном способе передачи вертикальной нагрузки
на буксу.
Глава 3. Исследование напряженнодеформированного состояния
буксовых узлов и законов распределения нагрузок на ролики подшипника с использованием трехмерных расчетных схем.
3.1. Основные соотношения, используемые в итерационной процедуре
3.1.1. Зависимости для определения перемещений узлов, лежащих
на контактных поверхностях.
3.1.2. Определение перемещений для узлов с наложенными
связями
3.2. Расчетные схемы буксовых узлов
3.3. Нагрузки и краевые условия
3.4. Распределение нагрузок натела качения подшипника буксы пассажирского вагона, напряженное состояние деталей буксы
3.4.1. Расчетная схема с учетом зазоров в корпусе и подшипнике буксы
3.4.2. Расчетная схема буксового узла при отсутствии зазоров в нем
3.5. Распределение нагрузок на тела качения подшипника буксы грузового вагона, напряженное состояние деталей буксы
Глава 4. Исследование законов распределения нагрузок на ролики
подшипника поляризационнооптическим методом.
4.1. Исследование распределения нагрузки на ролики подшипника при разных схемах ее передачи на буксу на плоских моделях.
4.2. Распределение нагрузки на ролики при передаче ее на кронштейны буксы, расположенные в разных уровнях, на объемных
моделях.
4.3. Распределение нагрузки на ролики при передаче ее через нижнюю проушину буксы на объемных моделях
4.4. Распределение нагрузки на ролики при комбинированном способе ее передачи на буксу на объемных моделях.
Глава 5. Исследование влияния на нагруженность элементов буксового подшипника и его надежность закона распределения нагрузки по телам качения.
5.1. Эксплуатационные дефекты и отказы буксовых подшипников.
5.2. Учет кинематики буксового подшипника при моделировании нагруженности его элементов.
5.3. Моделирование нагруженности буксового подшипника и построение блоков нагружения его элементов.
5.4. Анализ методов расчета усталостной долговечности подшипников качения
5.5. Расчетная оценка надежности подшипника буксы вагона по критерию усталостного выкрашивания.
Заключение. Основные результаты работы, выводы и рекомендации
Список литературы


Буксы с плоскими направляющими применяются также на магистральных тепловозах ТЭ7, ТЭ, ТГ2, ТГ и др. ТЭМ1, ТГМ4, ТГМ6 электровозах ВЛ, ВЛ дизель поездах Д1. Грузовые вагоны оснащены челюстными тележками типа ЦНИИХЗ0, МТ, УВЗ9М и др. Тележка пассажирских вагонов типа Комэнуэлс США челюстная. В вагонах многих стран Европы применяется французская челюстная тележка типа УС. Типовая букса грузового вагона представлена на рис. Корпус 1 буксы может изготавливаться из стали или алюминиевого сплава. Стальной корпус представляет собой отливку из стали марок ФЛ или ГЛ. Для соединения буксы с боковой рамой тележки по бокам корпуса выполнены приливы , а в его верхней части ребра для передачи нагрузки от буксового подвешивания на верхний свод корпуса. Для более равномерного распределения нагрузки между роликами подшипников последние связаны между собой ребрами жесткости . Внутренняя поверхность корпуса растачивается под размер 0ХММ для обеспечения посадки наружных колец подшипников. Л1М передний 2 и 6ЛМ задний 3. На шейку оси внутренние кольца подшипников устанавливаются по горячей посадке. Наружные кольца подшипников устанавливаются с зазором и прочно удерживаются от проворота с помощью крепительной крышки 8. Несмотря на широкое применение челюстных букс им свойственен ряд недостатков, изза чего сфера их применения непрерывно сужается. Среди них наличие трения скольжения в буксовых направляющих, необходимость их постоянного смазывания и, тем не менее, быстрый износ трущихся поверхностей, рост продольных и поперечных зазоров, что приводит к повышенному вилянию колесных пар относительно рамы. Рис. Рис. Рис. Совершенствование узла идет в двух направлениях стремятся полностью исключить поверхностное трение и применять в трушихся парах синтетические антифрикционные, не требующие смазки материалы. Примером конструкции, в которой поверхности буксы и челюстей разделены плоскими резиномегаллическими блоками 1 типа сэндвич рис. Токио, Рметрополитен г. НьюЙорка. Здесь резинометаллические блоки 1 принимают на себя часть вертикальной нагрузки, работает параллельно с основным упругим элементом пружиной 2. На рис. Рис. Рис. Недостатком такого подвешивания является зависимость упругих и механических характеристик блока от температуры окружающей среды так при отрицательных температурах . С, жесткость подвешивания увеличивается в 2 3 раза. Буксовые узлы с использованием поступательной пары с цилиндрическими направляющими позволили преодолеть некоторые недостатки, присущие челюстным буксовым узлам. Кинематическая пара в данном узле представляет собой две вертикальные цилиндрические направляющие шпинтоны и две скользящие по ним втулки стаканы. Как правило, шпинтоны цапфы закреплены в раме тележки, а стаканы на буксе. Стакан является одновременно скользящей втулкой и резервуаром жидкой смазки для трущейся пары. Для герметизации трущейся пары стакан соединен пыленепроницаемой резиновой гармошкой с буртом шпинтона. Все это резко улучшило условия работы буксового узла, сократило износ рабочих поверхностей, чему способствует также выполнение стаканов из антифрикционной бронзы. Низкий коэффициент трения способствует снижению эффекта загрубления гибкости вертикальной связи колесной пары с рамой тележки при реализации сил тяги и торможения. Скользящая посадка шпинтона и стакана и, как следствие, ведение колесной пары с минимальными зазорами, способствует высокой устойчивости движения тележки. А установка стаканов буксовых кронштейнов на резиновых втулках обеспечивает некоторую гибкость продольной и поперечной связей колесной пары с рамой тележки. К недостаткам этой конструкции можно отнести необходимость применения дефицитной бронзы и периодического добавления смазки. Последнее допустимо на локомотиве, но в условиях моторвагонного подвижного состава изза большого числа букс практически нецелесообразно. Буксовые узлы с цилиндрическими направляющими применяют на электровозах ЧС1, ЧС2, ЧСЗ, ЧС6, ЧС7, ЧС8, ЧС0. В буксовом узле электровоза ЧС2 рис. Шпинтоны 2 запрессованы в цилиндрические посадочные места литого основания и крепятся гайками . Рис. Рис.