Тележки вагона серии Е

Рамы тележек

    Рама соединяет две колесные пары в самостоятельную единицу - тележку. Рамы тележек сварные из полых, трубчатого (прямоугольного) сечения балок штампованных профилей стали 20. Такая форма сечения обеспечивает при минимальном весе необходимую прочность.
    Рамы тележки вагона Е по конструкции несущих балок и их соединению между собой такая же, как рама тележки вагона Д, но имеет некоторые отличия.
    Тележка бесчелюстная и поэтому рама не имеет буксовых лап. Снизу продольных балок в средней части приваривают стальные литые кронштейны с косыми зубьями, к которым прикрепляют упругие поводки, связывающие колесные пары с рамой тележки. По торцам продольных балок приваривают зубчатые накладки для крепления концувых изогнутых компенсирующих поводков. В продольные балки над буксами вваривают втулки под предохранительные штыри букс. В середине продольных балок к их боковой и нижней стенкам приварены ушки для крепления гидравлических амортизаторов.
    На вагонах первых выпусков для продольных и поперечных балок применяли листовую сталь 20 толщиной 8 мм. В процессе эксплуатации выявилась необходимость усиления штампованных листов рамы до толщины 10 мм. Кроме того, места заделки кронштейнов для крепления поводков и места в зонах приварки кронштейнов подвески тяговых двигателей и редукторов усилены дополнительными накладками.

Люлечное (центральное) подвешивание

    При помощи люлечного подвешивания осуществляют подрессоривание кузова относительно рамы тележки. Название "люлечное" было дано потому, что кузов, опирающийся через пятник и скользуны на верхнюю люлечную балку, вместе с ней, с рессорами и нижней подрессорной балкой может раскачиваться на подвесках, как "люлька", вдоль и поперек пути. В настоящее время вместе с изменением конструкции на вагонах Е принято название "центральное" подвешивание.
    Центральное подвешивание вагонов Е имеет ряд отличий от люлечного подвешивания вагонов А, Б, Г и Д.
    Вместо листовых эллиптических рессор применены цилиндрические винтовые пружины. У листовых рессор между листами возникает большая сила трения, которая, хотя и несколько гасит колебания, но препятствует нормальной работе рессор, особенно при возрастании срока службы, превращая их в почти жесткие элементы. Кроме того, у листовых рессор фактические величины просадки под нагрузкой отличаются от расчетных. У пружин же такого трения нет и они с большей чувствительностью воспринимают колебания надрессорных частей и обеспечивают соответствие величин просадки нагрузкам. Это улучшает амортизацию вагона и повышает точность работы авторежима.
    Вместо наклонных подвесок применены вертикальные. Наклонные подвески обеспечивают возврат люльки в среднее положение, однако, как показали исследования, они узудшают динамику и плавность движения вагона.
    Вместо цельных серег в нерегулируемом подвешивании вагонов Е применены составные подвески, которые в местах сочленения имеют шарниры с хорошей подвижностью в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
    Это обеспечивает переменную характеристику боковых отклонений кузова, что благоприятно влияет на динамику вагона при бооковых взаимодействиях колес с рельсами и исключает чрезмерный износ серег, цапф и валиков.
    С обеих сторон каждой тележки между центральной балкой и боковинами рамы установлены гидравлические (масляные) амортизаторы (гасители колебаний). Они предназначены для демпфирования вертикальных и боковых колебаний кузова и потому установлены под углом 35° к горизонту. При наличии пружин в центральном рессорном подвешивании применение амортизаторов необходимо, так как без них кузов вагона будет иметь значительные колебания при движении.

    Центральное подвешивание тележки Е состоит из подпятника 12, амортизатора 13, центральной балки 14 с роликовыми скользунами 15, четырех резиновых прокладок 17, четырех верхних опор 18 над пружинами, четырех комплектов двойных пружин 19 и 20, четырех нижних опор 21 под пружинами, двух поддново-балансиров 22, четырех валиков нижних шарниров 9, четырех шайб-опор 8, восьми рамочных подвесок 7, четырех валиков средних шарниров 6 с четырьмя шайбами-опорами 5, четырех двухшарнирных серег 4, четырех валиков центрального подвешивания 1, четырех резиновых упоров 3 (для ограничения раскачки серег), двух гидравлических амортизаторов 11 и четырех предохранительных скоб (на рисунке не показанных).
    Центральная балка 14 отличается от верхних люлечных балок других вагонов литыми коробками. приваренными по концам балки, и роликовыми скользунами. Концевая литая коробка имеет два гнезда-углубления для опоры на пружины центрального подвешивания, несет на себе валик роликового скользуна, служит местом приварки наличников, направляющих балку в центральном проеме, и имеет ушки для соединения с гидравлическим амортизатором. Ушки выступают по концам балки и потому при монтаже подвешивания ее опускают в центральный проем в наклонном положении одним концом вперед.
    Уширенная нижняя часть коробки с гнездами для размещения пружин не препятствует входу балки в центральный проем, так как она срезана по бокам.

Надбуксовое подвешивание

    Надбуксовое подвешивание вагонов Е отличается от подвешивания вагонов Д лишь размерами. Пружины навиты из прутков стали диаметрами 27 мм у наружной 4 и 17 мм у внутренней 9 пружины, а толщина резиновой прокладки 7 увеличена до 33 мм. Гибкость пружин надьуксового подвешивания составляет около 1.6 мм/Т на вагон.
    Особенностью вагонов Е является применение конструкции бесчелюстной тележки. Преимущества такой конструкции - отстуствие буксовых лап и наличников на буксовых лапах и на буксах, получение лучших динамических показателей и улучшение хода вагона, особенно при движении с большими скоростями, улучшение условий работы карданных муфт.
    В бесчелюстной тележке вагонов Е метрополитена колесные пары 14 не свободны от рамы 8 тележки, а связаны с ней через буксы специальными упругими поводками, изготовленными из листовой рессорной стали. К продольным балкам рамы тележки снизу приварены кронштейны 10 с трапециевидными косыми зубьями и четырьмя отверстиями для вставки болтов 11. Точно также выполнены и крылья букс, где зубья нарезаны на нижней плоскости крыла, на которое опираются пружины. Такие же зубья и у торцов продольных балок рамы тележки.
    К продольным балкам рамы тележки снизу приварены кронштейны 10 с тапециевидными косыми зубьями и четырьмя отверстиями для вставки болтов 11. Точно также выполнены и крылья букс, где зубья нарезаны на нижней плоскости крыла, на которое опираются пружины. Такие же зубья и у торцов продольных балок рамы тележки.
    Каждая букса 15 колесной пары соединена с рамой тележки тремя поводками - двумя прямыми 12 и 16 и одним изогнутым 2. Со стороны середины тележки букса связана с рамой через поводок 12 более жестко, а в направлении к концу рамы более мягко через горизонтальный 16 и вертикальный изогнутый 2 поводки, скрепленные друг с другом четырьмя болтами 1. Буксу нельзя с обеи сторон присоединить жестко к кронштейнам рамы, поскольку рама тележки будет опускаться под нагрузкой, натягивая поводки. В этом случае вертикальный изогнутый поводок 2 является компенсирующим.
    Прямые поводки 12 и 16 имеют вид полосы шириной 90 мм и толщиной в середине 7 мм, а по концам 14 мм, где нарезаны трапециевидные косые зубья высотой 6 мм и просверлены по четыре отверстия под болты 1, 11 и 13. Изогнутый поводок имеет такое же сечение. Всего на вагон требуется 24 поводка - восемь прямых 12 с правой нарезкой зубьев, восемь прямых 16 с левой нарезкой зубьев, четыре изогнутых 2 с правой нарезкой и четыре изогнутых 2 с левой нарезкой зубьев. Трапециевидная форма зубьев обеспечивает плотное и прочное соединение поводков с кронштейнами рамы и с буксами при помощи болтов 1, 11 и 13. Косое направление зубьям придано в целях смягчения резкого перехода сечения от прямой полосы к зубьям.
    Поводки работают в крайне тяжелых и сложных условиях, подвергаясь одновременному действию различных нагрузок - растяжению, продольному сжатию, изгибу в вертикальной и упругой деформации в горизонтальной плоскостях. Так, при тяге или торможении одни поводки растягиваются, а другие работают на продольное сжатие с изгибом и наоборот, при просадке рамы тележки они изгибаются в вертикальной плоскости, а при вписывании тележки в кривые - в поперечном направлении, упруго деформируясь на ребро до 2 мм, причем зачастую несколько из этих нагрузок действуют одновременно. Наиболее нагруженным в этих условиях оказывается поводок 12, соединяющий буксу 15 с кронштейном 10 рамы тележки.
    Для нормальной работы поводков большое значение имеет не только конструкция, но и технология, точность и качество выполнения как поводков, так и рамы с буксами. В тех случаях, когда качество исполнения высокое и поводки своими зубьями точно попадают в зубья кронштейнов и букс, они работают удовлетворительно и ломаются гораздо реже. В настоящее время повышают усталостную прочность поводков сталеструйным наклепом поверхности, а для выявления трещин производят тщательный контроль дефектоскопами.
    Наверху к корпусу буксы приварен штырь 5, который служит предохранением на случай поломки поводков и потери связи колесной пары с рамой тележки. Штырь входит внутрь втулки 6, вваренной в продольную балку рамы тележки. При этом должна быть обеспечена точная приварка втулок к раме и совпадение их с расположением штырей на буксах колесной пары. Между втулкой рамы и предохранительным штырем буксы должны оставаться радиальные зазоры до 3 мм по направлению вдоль оси колесной пары и не менее 2 мм по направлению вдоль вагона.

Подвеска редуктора

    Подвеска редуктора вагонов Е по конструкции аналогична подвеске вагона Д, но имеет некоторые отличия. Изменена форма штампованных армировок и внутрь резинового амортизатора 5, вставлена добавочная металлическая армировка, повышающая стойкость резины. Главному же изменению подверглись гайки верхняя 4 и нижняя 6 с дополнительными хвостовиками в виде втулок, упирающихся друг в друга при затяжке. Верхняя и нижняя гайки, туго прижатые друг к другу, работают вместе как гайка с контргайкой и не освобождены от затяжки при перемене направления действия усилия, что создает нормальные условия работы резьбы и сохраняет ее. Подбором длины хвостовиков гаек можно создать нужную степень затяжки резины и ограничить ее заданной величиной. В некоторых случаях между этими упорными хвостовиками ставят регулировочные прокладки 3 в виде колец толщиной 1,5-2 мм. Для вагонов Е высота амортизаторов в сборе установлена 94±1,0 мм и проверяют ее для того, чтобы убедиться в правильности упора гаек друг в друга.
    Однако и у этой конструкции в процессе эксплуатации были обнаружены недостатки, заключающиеся в том, что цельный изогнутый болт подвески, действуя на большом плече, перегружал гайки, отчего их было также трудно отвертывать, а главное - в ребре силуминовой отливки корпуса редуктора происходил большой износ отверстия, в которое впрессован шаровой подшипник, и имелись отдельные случаи поломок этих ребер. Поэтому на вагонах Е последнего выпуска подвешивание редуктора выполнено иначе. Болт подвески сделан не цельным, а состоящим из верхней части - собственно болта 7, и нижней - серьги 9. Соединение их между собой осуществлено с помощью второго шарового подшипника 8 ШС-40. При этом болт имеет одно ушко, в которое впрессовано наружное кольцо шарового подшипника, а серьга в своей верхней точке имеет вильчатую проушину с конусными отверстиями под конические гайки крепления оси шарнира. В нижней точке подвески редуктора серьга имеет одно ушко для запрессовки в него наружного кольца второго шарового подшипника, а литье силуминового корпуса редуктора сделано с двумя ушками, в которых конусные отверстия служат для закрепления конических гаек оси с сидящей на ней внутренней втулкой шарового подшипника.

Подвеска тягового двигателя

    Схема подвески тяговых двигателей
    Подвеска тягового двигателя на раме тележки

    Опорно-рамная подвеска применена на вагонах Д и Е. Тяговый двигатель 1 не имеет опоры на ось, а целиком прикреплен к раме 2 тележки и полностью подрессорен вместе с ней на надбуксовом подвешивании. Вал тягового двигателя 1 соединен с валом редуктора 8 через карданную муфту 7.
    Крепление тягового двигателя осуществлено на трех кронштейнах - двух верхних 3 и одном нижнем 8, приваренных к поперечной балке 1 рамы тележки. Кронштейны оканчиваются опорными плитами, которые составляют одну плоскость, расположенную под углом 15° к вертикали.
    Верхние кронштейны 3 - стальные, литые, имеют основание в виде трубы, которой они вварены в стенки поперечной балки и этим как бы создают армировку отверстий в стенках балки. Их опорные плиты, приподнятые кверху, имеют клиновидные окончания, на которые надевают выступы лап двигателя 4. При таком исполнении двигатель может висеть на кронштейнах даже без крепления болтами.
    Нижнюю лапу 6 двигателя размещают в нижнем кронштейне 8, который для этой цели имеет форму открытой коробки. Задняя наклонная стенка этой коробки служит опорной поверхностью для лапы двигателя, а боковые стенки расположены несколько шире лапы, чтобы двигатель мог перемещаться вдоль оси. Боковые стенки коробки имеют резьбовые отверстия, в которые ввернуты стопорные болты 7, упирающиеся в нижнюю лапу с двух сторон. Отвертывая один из болтов и подворачивая другой, можно перемещать двигатель в ту или иную сторону и этим регулировать разбег корпуса карданной муфты.
    После регулировки каждый стопорный болт фиксируют контргайкой, а тяговый двигатель прочно закрепляют на месте тремя стяжными болтами 2, для которых в опорных плитах кронштейнов отверстия делают продолговатыми.
    Таким образом, при опорно-рамной подвеске можно регулировать положение тягового двигателя только в направлении вдоль его оси. Регулировать положение двигателя по высоте и вдоль вагона не требуется. Его расположение в этих направлениях обеспечивает точность выполнения плоскости опорных плит кронштейнов на раме тележки.
    К станине тягового двигателя прилиты два предохранительных ребра 5. Они служат для того, чтобы в случае излома верхних точек подвески двигатель мог опереться на ось колесной пары. При этом нижняя лапа опустится на дно коробки нижнего кронштейна и этим удержит двигатель от падения на путь.

Подрезиненное колесо

    Колеса вагонов Е по сравнению с колесами других вагонов уменьшены по диаметру круга катания до 780 мм (вместо 900 мм) и подрезинены. Уменьшение диаметра сделано с целью понизить центр тяжести вагонов для повышения устойчивости и улучшения хода. Оно позволяет понизить уровень пола и высоту вагона.
    Подрезиненные колеса, имеющие специальные резиновые прокладки (вкладыши) между бандажом и колесным центром, в настоящее время применяют для снижения шума при движении и значительного уменьшения силы динамических ударов, приходящихся на ходовые части и на путь.
    Колеса вагонов Е являются бандажными. Бандаж 8 имеет толщину в плоскости круга катания 60 мм и внутренний диаметр 660 мм. Насаживают его не на колесный центр, а на центральный диск 7, у которого нет ступицы. Поэтому натяг горячей посадки делается несколько больше (в пределах 0,9-1,1 мм). Установку укрепляющего кольца 9 и его завальцовку производят, как обычно.
    В средней (вертикальной) части центрального диска 7, имеющей толщину 18 мм, просверливают 16 отверстий - восемь диаметром 32 мм под выступы вкладышей и на большой окружности между ними восемь отверстий диаметром 60 мм для свободного прохода шпилек 2. С каждой стороны диска размещают восемь резиновых вкладышей 6.
    Вкладыш 6 представляет собой плитку неправильной шестигранной формы с двумя круглыми выступами диаметром 32 мм в середине. Вкладыш изготавливают из специальной твердой резины формовым способом; он имеет с обеих сторон армированные штампованные обоймы из листовой стали толщиной 3 мм, которые привулканизированы к резине или ставятся на клею. Общая толщина вкладыша по наружным плоскостям армировок в свободном состоянии 26 мм и в сжатом (внутри колеса) 24 мм.
    Колесный центр 11 имеет ступицу и диск, в котором также высверлены восемь углублений под выступы вкладышей и восемь отверстий для установки шпилек 2. Торец ступицы, отстоящий от дисковой части на расстоянии 66 мм, также имеет 16 отверстий: восемь под штифты 4 диаметром 26 мм и восемь резьбовых отврестий под болты 5, служащих для закрепления нажимной шайбы 3. Последняя, как и дисковая часть колесного центра, имеет восемь углублений под выступы вкладышей и восемь отверстий для шпилек 2, а в зоне ступицы еще 16 отверстий - восемь под штифты 4, восемь под болты 5.
    Шпильки 2 изготавливают из стали 35-40. Они имеют резьбу М27*3, гладкую среднюю часть диаметром 28 мм и два буртика, расстояние между наружными плоскостями которых 66 мм, равное длине ступицы до дисковой части колесного цетра.
    При сборке колеса на дисковую часть колесного цетра 11, установленного в горизонтальном положении, ставят восемь шпилек 2, которые снизу закрепляют гайками 1, законтренными попарно дугообразными пластинчатыми шайбами 12, и производят укладку восьми вкладышей 6 первого ряда так, что их нижние выступы попадают в углубления дисковой части. Затем устанавливают центральный диск 7 вместе с насаженным на него бандажом 8 так, что диск своими отверстиями попадает на верхние выступы вкладышей, а на диск устанавливают восемь вкладышей 6 второго ряда и накрывают нажимной шайбой 3, которая при этом должна стать на восемь штифтов 4, расположенных в торце ступицы 11. Штифты 4 служат для предотвращения проворота нажимной шайбы относительн колесного центра и среза болтов крепления. До затяжки резины расстояние от нажимной шайбы до диска до диска колесного центра составляет 70 мм, поскольку между ними находится два ряда вкладышей толщиной по 26 мм и диск - 18 мм. Это значит, что между ней и буртиками шпилек или торцом ступицы остается зазор 4 мм на затяжку резины, по 2 мм на каждый ряд вкладышей. Затяжку производят равномерно гайками на шпильках и болтами на ступице до тех пор, пока нажимная шайба не дойдет до упора в буртики шпилек 2 и в торец ступицы 11, причем на такое сжатие пакета требуется усилие 50-60Т. После затяжки гайки и болты законтривают пластинчатыми шайбами.
    Для отвода тока от колеса и ходовой рельс каждое подрезиненное колесо имеет два гибких шунта 10 сечением 50 мм2, которые соединяют колесный центр с центральным диском.
    Особенностью конструкции подрезиненного колеса является то, что колесный центр совершенно не соприкасается с бандажом или центральным диском и как бы "висит" на резиновых вкладышах, которые благодаря сильному сжатию работают только на сдвиг (срез). Это значит, что вкладыши испытывают постоянную вертикальную нагрузку, находясь в разных точках колеса и при вращении колес проходят все эти точки, отчего каждое волокно вкладыша совершает какое-то небольше вращательное движение с определенной деформацией и периодичностью. При вращении колес во вкладышах происходит непрерывное перемещение слоев резины друг относительно друга и внутреннее трение резины с ее нагревом, который при интенсивной работе и больших нагрузках может доходить до 50-60° (резина же допускает нагрев до 70°С, выше которого происходит ее старение и потеря эластичности).
    Сдвиг резины происходит и при неподвижно стоящей колесной паре, когда статическая нагрузка действует в одном направлении и постепенно приводит к некоторому смещению колесного центра относительно бандажа. По существующим нормам допускают разность размеров между точками внутреннего диаметра бандажа 8 и наружного диаметра нажимной шайбы 3 в диаметральной плоскости по вертикали (эксцентричность колесного центра) у неподкаченных колесных пар до 2 мм и у колесных пар под вагоном до 8 мм. Это не значит, что колесная пара будет всегда работать в таком положении; после некоторого пробега и в результате воздействия центробежной силы колесный центр занимает положение в зоне середины бандажа.
    Выступы вкладышей служат только для их центровки и фиксации, а не для передачи нагрузки сдвига. Последняя передается на армировку вкладыша благодаря силе трения, возникающей между поверхностями дисков и армировок в результате сжатия пакетов.

Подвеска брусьев токоприемника

    Брус токоприенмика вагонов Д и Е
    Крепление наличника бруса к буксе вагонов

    Для крепления токоприемников каждый моторный вагон оборудуют четырьмя деревянными брусьями 1, которые располагают под боковинами тележек на высоте 220 мм от уровня головок рельсов.
    Брусья имеют сечение 130*75 мм. Их изготавливают из сухого бука (влажностью не более 12%), пропитывают льняным маслом, высушивают и окрашивают серой электроэмалью. Наконечники 3 крепят по концам брусьев накладками 2. Эти наконечники размещены в гнездах букс.
    Штампованный из листовой стали толщиной 5 мм наконечник 2 прикрепляют к брусу тремя болтами. Его сечение, включая концевые части, имеет форму швеллера, у которого верхняя и нижняя полки концевой части изогнуты в виде части цилиндра так, что при разных уровнях букс брус, соединяющий их между собой, может шарнирно поворачиваться в вертикальной плоскости. Кроме того, задняя стенка швеллерного сечения наконечника также имеет выступы, выштампованные по цилиндрической форме, которые позволяют брусу шарнирно поворачиваться и в горизонтальной плоскости, а отверстия под болты крепления в ней имеют продолговатую форму в продольном направлении.
    Гнездо кронштейна 3 для крепления бруса имеет форму коробки открытой сбоку, внутрь которой вваривают штампованный наличник швеллерного сечения 1, предохраняющий стенки от износа. В стенке коробки просверливают и нарезают два резьбовых отверстия под болты крепления 7.
    Брус с прикрепленными к нему наконечниками 2 вставляют в гнезда 3 кронштейнов сбоку, надевают на болты колпачковые шайбы 6, пружины 5 и упорные шайбы 8 под пружины, после чего болты 7 ввертывают в резьбовые отверстия, сжимая пружины, и этим прижимают наконечник бруса к наличнику кронштейна. Болты стопорят пластинчатой шайбой 9. Снаружи гнездо-коробку закрывают крышкой 4, предохраняющей от выпадания бруса, которую крепят болтами 10 с пружинными шайбами к верхней и нижней полкам коробки. Таким образом, все перемещения бруса совершаются благодаря цилиндрическим выштамповкам наконечников в пределах зазоров между ними и коробками за счет сжатия пружин.
    Отличиеи между конструкцией крепления брусьев вагонов Д и Е заключается в том, что у вагонов Д гнездо-коробка прилита к крепительной крышке буксы, а на вагонах Е - непосредственно к корпусу буксы
Flag Counter