/
Текст
ОБОРУЛОВАНИЕ
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
ТРАМВАЯ
М. П. КУТЫЛОВСКИИ, В. М. КОБОЗЕВ.
М. Н. ХАВИН, Б. Л. ШРЕДЕР
МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ТРАМВАЯ
Допущено Отделом кадров и учебных заведений Министерства коммунального
хозяйства РСФСР в качестве учебного пособия для учащихся техникумов
по специальности «Эксплуатация, ремонт и энергоснабжение городского
электротранспорта»
ИЗДАТЕЛЬСТВО
МИНИСТЕРСТВА КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА РСФСР
Москва — 1963
УДК 625.46.001.3
Учебное пособие предназначено для учащихся электромеха-
нических техникумов по специальности «Эксплуатация, ремонт и
энергоснабжение городского электрического транспорта». Написа-
но в соответствии с программой, утвержденной отделом кадров и
учебных заведений Министерства коммунального хозяйства
РСФСР.
Может быть использовано инженерно-техническими работни-
ками трамвайного хозяйства и студентами вузов по специально-
сти «Городской электрический транспорт».
Глава I
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
ТРАМВАЯ
Подвижной состав в зависимости от его назначения бывает:
пассажирский — для перевозки пассажиров; грузовой — для пе-
ревозки грузов и специального назначения — снегоочистители,
путеизмерители, путеполивщики, крановые платформы, вагоны-
лаборатории, вагоны-вышки, рельсотранспортеры и др.
Пассажирские вагоны классифицируются:
1) по конструкции ходовых частей — тележечные и бестеле-
жечные;
2) по количеству осей — двухосные, четырехосные и сочле-
ненные;
3) по этажности — одноэтажные и двухэтажные;
4) по конструкции кузова — закрытые, полуоткрытые и от-
крытые;
5) по самоходности—моторные и прицепные.
Вагоны с установленными на них тяговыми электродвигателя-
ми называются моторными, в отличие от прицепных, которые
самостоятельно передвигаться не могут. Моторные вагоны обычно
имеют все колесные пары движущие, прицепные вагоны имеют
только поддерживающие колесные пары.
Трамвайный вагон, моторный или прицепной, состоит из двух
основных частей: механической и электрической.
Ориентировочно в зависимости от типа моторного вагона вес
его электрической части составляет 25—35%, а механической
65—75% от общего веса вагона.
Электрическая часть вагона состоит из электрооборудования,
электрических машин (тяговые двигатели и вспомогательные ма-
шины) и электрической аппаратуры разного назначения.
Механическую часть вагона можно подразделить на следую-
щие основные элементы: кузов; передаточные механизмы; ходовые
3
части — тележки, колесные пары, буксы, рессоры; тормозное обо-
рудование; тяговые сцепные приборы; пневматическое оборудо-
вание— компрессоры, аппараты и приборы.
Отдельные типы вагонов, как например Т-2, Т-3, Т2-62, КТМ-3
и др. не имеют пневматического оборудования.
В данном курсе рассматривается исключительно механическая
часть пассажирского подвижного состава трамвая. На рис. 1 по-
казан общий вид вагона.
§ 2. ТИПЫ ТРАМВАЙНЫХ ВАГОНОВ
В 1880 г. инж. Ф. А. Пироцкий продемонстрировал работу
электрифицированного вагона конной железной дороги. Под ку-
зовом двухъярусного вагона был установлен электродвигатель,
соединенный посредством зубчатой передачи с колесной парой.
Подводка тока осуществлялась контактным способом, а в каче-
стве обратного провода использовались рельсы. Испытания ваго-
на были проведены в Петербурге с 3 по 26 сентября 1880 г. и
прошли вполне успешно.
Только спустя 12 лет после опытов Ф. А. Пироцкого было от-
крыто трамвайное движение в Киеве, а затем в Казани, Нижнем
Новгороде (Горьком), Севастополе, Курске, Орле, Москве, Пе-
тербурге и других городах. К началу первой мировой войны
в России было 35 трамвайных хозяйств, в настоящее время
их 112
Начало отечественному вагоностроению было положено в
1907 г. на Коломенском, а затем Мытищинском, Путиловском и
других заводах. Первые типы вагонов значительно отличались от
современных. Вагоны имели кузова с деревянным каркасом и
несущей стальной клепаной рамой, тележки — одноосные поворот-
ные. Позднее появились вагоны на тележках жесткой базы
(рис. 2).
С 1917 по 1925 гг. наши вагоностроительные заводы не строи-
ли трамвайных вагонов и только с 1926 г. промышленность возоб-
новила их выпуск.
Основными типами двухосных трамвайных вагонов являлись:
моторные вагоны серий X, М, и МС на тележках жесткой базы
и моторные вагоны Ф и БФ на одноосных поворотных тележках;
прицепные вагоны серий С, М и ПС. Эти типы вагонов еще и в
настоящее время эксплуатируются в ряде городов СССР.
С 1928 г. наша промышленность приступила к строительству
четырехосных трамвайных вагонов: моторные— КМ (Коломен-
ский и Сормовский заводы, 1928—29 гг.); моторные ЛМ-33 и при-
цепные— ЛП-33 (Ленинградский трамвай— 1933 г.) и затем мо-
торные вагоны М-38 (Московский трамвай— 1938 г.).
С 1947 г. было организовано производство новых типов трам-
вайных вагонов, конструкция которых существенно отличалась от
довоенных:
4
Рис. 1. Общий вид четырехосного вагона РВЗ-6:
/ — кузов; 2 — двухосная тележка; 3 — колесная пара; 4 — рельсовый электромагнитный тормоз; 5 — каиина водителя; б — салон.
Z820 и
ОМ Б Q9U
3208
Рис. 2. Общий вид двухосного моторного вагона МС:
/ — кузов; 2 — тележка жесткой базы; 3 — колесная пара; 4 — букса; 5 — листовая рессора; 6 — тяговый и сцепной прибор; / — предохра-
нительная сетка; 8 — колонка ручного тормоза; 9 — кабина водителя; 10 и 11 — площадки; 12 — салон; 13 — помост для установки токо-
приемника.
1) двухосные вагоны (рис. 3), моторные КТМ-1 и прицепные
КТП-1 и затем усовершенствованная их модификация — вагоны
КТМ-2 и КТП-2 (Усть-Катавского завода);
2) четырехосные моторные вагоны МТВ-82 (рис. 4);
3) моторные вагоны ЛМ-49 (рис. 5) и ЛМ-57 (рис. 6) и при-
цепные вагоны ЛП-49 — Ленинградского ВАРЗ;
Рис. 3. Общий вид двухосных вагонов КТМ-1 и КТП-1.
4) моторные вагоны с автоматической системой управления:
опытные образцы вагонов РВЗ-50, РВЗ-55, РВЗ-55М и РВЗ-57 и
вагоны серийного производства РВЗ-6 (см. рис. 1) —Рижского ва-
гоностроительного завода.
Вагоны РВЗ-6 с автоматической системой управления облада-
ют высокими динамическими показателями, плавным ходом, ком-
фортабельностью салона, эффективными тормозными средствами,
обеспечивающими высокую степень безопасности движения.
Помимо вагонов отечественного производства в СССР нахо-
дятся в эксплуатации вагоны Т-1 и Т-2 (рис. 7) (ЧССР) с авто-
7
00
tot.
Рис. 4. Общий вид четырехосного вагона МТВ-82.
Рис. 5. Общий вид четырехосного вагона ЛМ-49
Рис. 6. Общий вид четырехосного вагона ЛМ-57.
ЗМ5
магической системой управления) вагоны Т-55 (рис. 8), Т-57, Т-59Б,
Т2-62 (моторные), В-59Е, В2-62 — прицепные (ГДР).
В табл. 1 приведены основные данные трамвайных вагонов.
Сравнительно большое распространение в ряде стран Запад-
ной Европы получают вагоны сочлененного типа. Отличительной
чертой этих вагонов является наличие двух или трех кузовов со
сквозным проходом, где каждая внутренняя тележка служит опо-
рой для двух соседних кузовов.
На рис. 9 показан общий вид шестиосного вагона (г. Штут-
гарт, ФРГ), который состоит из двух сочлененных кузовов, распо-
ложенных на трех двухосных поворотных тележках; средняя те-
лежка является только опорной с поддерживающими осями, две
крайние — с движущими осями. Сочленение кузовов вагона, рас-
положенное на средней тележке, состоит из двух горизонтально
расположенных поворотных кругов, каждый из которых наглухо
прикреплен к концу соответствующего кузова. Кузовы могут со-
вершать над средней тележкой вращательное движение вокруг
вертикальной оси и одновременно перемещаться по отношению
горизонтальной оси, перпендикулярной продольной оси вагона.
Вагон оборудован четырьмя тяговыми двигателями часовой мощ-
ностью 50 кет каждый и рельсовым электромагнитным тормозом
по три башмака с каждой стороны вагона. Передаточное число
привода 6,73; диаметр колеса 660 мм, максимальная скорость
60 км/час, ускорение до 2 м/сек2. Сцепной вес поезда составляет
69% от общего веса.
Сформированный и сцепленный состав, состоящий из несколь-
ких вагонов или одного моторного вагона, снабженный соответ-
ствующими сигналами, называется поездом.
Трамвайные поезда могут быть одновагонными, состоящими
из одного моторного вагона или моторного вагона сочлененного
типа, и многовагонными, состоящими из нескольких вагонов. При
непосредственной системе управления, эти поезда состоят из од-
ного моторного и одного или двух прицепных вагонов.
При косвенной системе управления многовагонные поезда мо-
гут состоять из моторных вагонов или моторных и прицепных,
соединенных по «системе многих единиц».
Управление поездом, состоящим из одного или нескольких
вагонов, может осуществляться из одного (любого) поста управ-
ления, но в нормальных условиях из поста в головном вагоне.
Многовагонные поезда дают меньшие эксплуатационные рас-
ходы в сравнении с поездами, состоящими из одного моторного
вагона, и обладают значительно большей вместимостью.
Поезда по «системе многих единиц» являются более сложными
по оборудованию и дорогими по своей стоимости.
Применение поездов сочлененного типа дает возможность уве-
личить пропускную способность линий, сократить количество ли-
нейного персонала (водителей и кондукторов) и снизить эксплуа-
тационные расходы.
11
ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ
Типы вагонов Моторные
х** МС** км лм-зз М-38 КТМ-1* ** *** МТ В-82 ЛМ-49
Год постройки . 1928 1926 1927 1928 1933 1938 1947 1947 1949
Количество осей 2 2 2 4 4 4 2 4 4
Длина с буфера- ми в мм . . . 10 270 11000 10 446 13 370 15 760 — 10 250 13611 15710
Длина кузова в мм 9600 10 160 9595 12 700 15 000 15 000 — 13 445 15 000
Ширина кузова в мм 2462 2140 2198 2140 2550 2550 2500 2567 2550
Высота от голов- . ки рельса в мм 3270 3380 3268 3404 3318 3205 3055 3060 3085
База вагона в мм 2700 3600 2700 5850 7500 7600 3400 6375 75Э0
База тележки в мм 2700 — 2700 1750 1800 1800 — 1800 1800
Диаметр колеса в мм 850 880 780 780 780 780 780 780 780
Вес (тары) ваго- на в т 3,6 16,4 12,4 21,3 22,5 22,6 12,5 19,6 19,5
Число мест для сидения .... 18 16 18 24 40 38 16 40 36
Общая площадь пола в м2 . . . 19,8 16,7 19,1 22,7 29,1 28,55 20,2 24,5 30
Свободная пло-
щадь пола для стоящих пас- сажиров в м2 . 12 9,85 10,0 12,4 14,2 14,65 14,0 12,5 14,8
* Вагоны бестележечные (на свободных осях).
** На тележках жесткой базы.
*** На одноосных поворотных тележках. Все остальные вагоны на двух
12
Т а б л и ц а 1
ТРАМВАЙНЫХ ВАГОНОВ
Прицепные
Л М-57 КТМ-2* РВЗ-6 Т-2 Т-55** Т-57** м* ПС* с* КТП-1* КТП-2* ЛП-49 В-55** В-57**
1957 1961 1961 1957 1955 1932 1928 1930 1947 1961 1949 1955
4 2 4 4 2 2 2 2 2 2 4 2
— 10 250 14 060 15 000 11090 1055 9841 10 700 10 230 10 250 15 700 11090
15 000 — 13 700 14 000 10 900 — 8970 10 100 — — 15 000 10 500
2550 2550 2550 2500 2160 2160 2195 2140 2500 2550 2550 2150
3045 3085 3160 3050 3135 3256 3165 3225 3055 3085 - 3100 3033
7500 3400 6400 6400 3000 3400 2700 3600 3400 3400 7500 3000
1940 — 1940 1900 3000 — 2700 — — — 1800 3000
700 700 700 640 760 780 780 780 780 700 780 760
18,1 11,0 16,5. 18,0 13,5 7,0 7,5 7,0 8,0 7,0 13,8 8,4
34 25 38 27 22 19 18 18 15 27 36 22
30 20,2 33,15 27,7 19,8 17,6 18,1 17,8 21,2 21,10 30,0 19,8
17 И 27,0 20,4 7,5 11,9 11,8 12,1 15,0 12,0 15,8 9,0
осных поворотных тележках.
13
Рис. 9. Общий вид шестиосного вагона сочлененного типа.
2200
Тип трамвайного поезда для конкретных условий работы вы-
бирают в зависимости от планировки города, профиля пути, ве-
личины предельного уклона, величины пассажирских потоков и
других эксплуатационных показателей.
§ 3. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СОВРЕМЕННОМУ
ПОДВИЖНОМУ СОСТАВУ
Подвижной состав должен состоять из минимального количе-
ства типов вагонов различной вместимости, составляющих в кон-
структивном отношении серию.
Трамвайный вагон должен быть изготовлен в соответствии с
техническими требованиями государственного стандарта «Вагоны
трамвайные пассажирские» ГОСТ 8802—58.
В соответствии с техническими требованиями ГОСТа вагоны
должны выпускаться в двухосном и четырехосном исполнении.
Двухосные вагоны должны выпускаться с многопозиционным кон-
троллером непосредственного управления длиною не менее 10 м
и обеспечивать возможности работы с прицепными вагонами. Для
четырехосных вагонов, длина которых должна быть не менее
15 м, установлены следующие три модификации:
1) вагоны с автоматической косвенной системой управления
для работы по системе «многих единиц»;
2) вагоны с автоматической косвенной системой управления
для одиночной работы;
3) вагоны с многопозиционным контроллером непосредственно-
го управления для одиночной работы и с прицепными вагонами.
Габаритная ширина вагонов должна быть не более 2650 мм.
Передняя и задняя лобовые стенки кузова должны быть сужены
до размера 1800± 100 мм. Вес моторных вагонов без пассажиров,
приходящийся на 1 м2 площади кузова, измеренный по наружным
обшивочным листам, должен быть: для двухосных вагонов не
более 500 кг, четырехосных — не более 450 кг. Вес прицепных
вагонов должен рассчитываться с учетом возможности их экс-
плуатации на путях с предельными уклонами, установленными го-
сударственным стандартом для двухвагонных и трехвагонных
поездов и обеспечением тормозного пути для служебного и экс-
тренного торможения в соответствии с ГОСТом и ПТЭ трамваев.
Трамвайный вагон должен быть рассчитан на: а) нормальную
нагрузку от сидящих пассажиров плюс 3 чел. на 1 м2 площади
пола, отведенной для стоящих пассажиров; б) нагрузку в часы
«пик» на 1 м2 площади пола; в) расчетную нагрузку 650 кг на 1 м2
площади пола, отведенной для стоящих пассажиров (максималь-
ная нагрузка). Ряд других требований ГОСТа изложен в соот-
ветствующих разделах.
Основными конструктивными и эксплуатационными показате-
лями, дающими возможность оценить качество вагона, являются:
весовые характеристики; габаритные и внутренние размеры; вме-
15
стимость; динамические показатели и плавность хода; удельный
расход энергии; комфортабельность — представление максимума
удобств для пассажиров; взаимозаменяемость отдельных узлов и
деталей, малогабаритность съемных деталей и срок их службы;
стоимость вагона и эксплуатационные расходы.
Весовые показатели вагона характеризуются: а) полным весом
вагона в нагруженном состоянии, т. е. с пассажирами;' б) весом'
вагона в ненагруженном состоянии — собственный вес; в) распре-
делением веса по осям; г) собственным весом вагона, приходя-
щимся на 1 м2 площади пола; д) коэффициентом использования
веса вагона. Собственный вес вагона зависит от его размеров,
вместимости, конструкции и материалов, применяемых для изготов-
ления деталей и узлов вагона. Для наших отечественных моторных
вагонов он колеблется в пределах от 12 до 16 т для двуосных
вагонов и от 16 до 22 т—для четырехосных вагонов. Распределение
веса по осям вагона должно быть по возможности равномерным.
Собственный вес вагона, приходящийся на 1 м2 площади пола,
так называемый удельный вес вагона, в известной степени харак-
теризует уровень развития техники вагоностроения: чем ниже
этот показатель, тем совершеннее конструкция кузова и оборудо-
вания вагона. Вагоны старых типов дают наиболее высокие удель-
ные весовые показатели: 650—850 кг/т; современные вагоны
с цельнометаллическим кузовом имеют наиболее низкие удельные
весовые показатели: 460—600 кг/т.
Коэффициентом использования веса называется отношение веса
пассажиров при нормальной нагрузке (с учетом стоящих пасса-
жиров 3 чел. на 1 м2) к весу ненагруженного вагона:
где Gn—вес пассажиров;
G — собственный вес вагона.
Для вагона 1 БФ коэффициент равен 0,2, для вагона
КТМ-2—*0,38, для вагона ЛМ-57 — 0,33.
Чем меньше вес подвижного состава, тем меньше расход
электроэнергии на тягу поездов; меньше установленная мощность
тяговых подстанций, их число, сечение проводов и кабелей тяго-
вой сети и, следовательно, потери энергии; меньше давление ког-
лесных пар на рельсы и их износ. Следовательно, снижение веса
вагона, кроме уменьшения расхода энергии, уменьшает капиталь-
ные и эксплуатационные расходы по энергоснабжению и путевому
хозяйству.
Применение конструктивных узлов из специальных низколеги-
рованных сталей и современного типа электрооборудования умень-
шает вес вагона, но увеличивает его стоимость. Однако увеличение
капитальных затрат на подвижной состав, как правило, дает сни-
жение эксплуатационных расходов.
В табл. 2 приведены некоторые весовые данные трамвайных
вагонов.
16
Таблица 2
Некоторые весовые данные моторных трамвайных вагонов в кг
— *** Пневмати-
Кузов с Тележка/ком- ческое Собственный
Типы вагона оборудова- плект с обору- оборудова- вес вагона
иием | 1 дованием ние
БФ 9600 2x3400 __ 16 400
МС 6750 5650 12 400
х 7400 6600 300 13 600
км 9000 2x5500 690 21 300
МТВ-82 на тележках 2ДСа 9000 2x5500 680 19 600
МТВ-82 на тележках 2ДС6 90О0 2x4750 680 18 500
ЛМ-49 с двигателями ДТИ-60 9880 2x5400 730 20 5( 0
ЛМ-49 с двигателями ДК-255 9880 2x4810 730 19 5'0
РВЗ-6 8580 2x3960 630 1b 500
Т-2 . — 2 х 5750 — 18 000
КТМ-1 7000 2700 600 12 00
ЛМ-57 . 10100 2д400 625 18 100
К габаритным показателям вагона относятся: а) наибольшая
внешняя длина, ширина и высота; б) база тележки и база вагона;
в) колея. Наибольшая длина вагона (см. рис. 2) обычно указы-
вается с учетом буферов. Она обуславливается типом, вмести-
мостью и количеством осей вагона. Для моторных вагонов, на-
ходящихся в эксплуатации, эта длина колеблется в пределах от
10 до И м для двухосных вагонов и от 13 до 16 м— для четы-
рехосных вагонов Сочлененные вагоны имеют длину от 19 до
25 м (см. рис. 9). Важным показателем габаритных размеров
вагона является коэффициент т]2, характеризующий отношение
полезной площади пола (площади пола без учета кабины водите-
ля и подножек) к общей площади, занимаемой вагоном по на-
ружным размерам,
где Sn — площадь пола пассажирского помещения кузова вагона;
S— общая площадь вагона (по внешним размерам).
Чем выше величина т]2, тем рациональнее спланирован кузов
вагона.
Динамические показатели вагона характеризуют его тяговые и
тормозные качества, которые зависят от номинальной мощ-
ности тяговых двигателей, принятой системы управления вагоном,
конструкции и эффективности действия тормозных устройств.
К числу основных динамических показателей относятся: ускоре-
ние; замедление, скорость сообщения и установившаяся скорость
(максимальная скорость на прямом горизонтальном участке).
В соответствии с ГОСТ 8802—58 установившаяся скорость одно-
вагонного поезда при движении с нормальной нагрузкой, при но-
минальном напряжении в контактной сети — 550 в, на горизон-
тальном прямом участке пути должна быть: для четырехосных
2 Заказ 1с72 17
вагонов — не менее 65 км/час, для двухосных—не менее 60 км/час.
Конструктивная скорость для четырехосных вагонов — не менее
80 км/час, для двухосных вагонов—не менее 70 км/час.
Скорость сообщения должна быть порядка 25—30 км/час. Пуск
v I da \
поезда должен быть плавный с постепенным изменением —
\ dt /
при среднем ускорении порядка ап = 1,0—1,6 м/сек2- в зависимости
от системы управления. Для возможности допущения высокой мак-
симальной скорости движения и его безопасности необходимо
применять для экстренного торможения тормоз с замедлением до
ат = 3-^-4 м/сек2.
Конструктивные качества подвижного состава и его состоя-
ние в эксплуатации влияют на величину основного сопро-
тивления движению. Сопротивление движению является одним
из важных факторов, влияющих на расход энергии. Снижение
величины основного удельного сопротивления только на 0,1 кг/т
дает экономию по удельному расходу энергии 0,4 вт-ч/ткм или
приблизительно около 900 квт-ч на один вагон в год.
К планировке кузова предъявляются высокие требования в от-
ношении удобств для пассажиров. Проходы между сидениями
должны быть достаточно широкими, диваны мягкими. По всей
длине пассажирского помещения на разной высоте должны быть
размещены поручни. Окна должны быть расположены так, чтобы
обеспечивать хорошую видимость для сидящих и стоящих пасса-
жиров и иметь механизмы, позволяющие просто и быстро откры-
вать и закрывать их. Освещенность пассажирского салона долж-
на быть равномерная, не менее 50 лк на уровне 1 м от пола.
Должно быть обеспечено освещение подножек. Кузов вагона дол-
жен иметь принудительную вентиляцию и регулируемое отопление.
Принятая на вагонах РВЗ-6, ЛМ-57 и других принудительная
вентиляция пассажирского помещения с подогревом воздуха в
зимнее время создает хорошие удобства для пассажиров. Весьма
важным показателем, характеризующим удобства пассажиров,
является плавность хода вагона, а также минимальная величина
шума, вызываемая действием ходовых частей вагона, тормозной
системой и т. п.* Важным фактором является также удобство по-
садки и высадки пассажиров.
§ 4. ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРАМВАЕВ
И ОГРАНИЧЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Четкая и бесперебойная работа городского электрического
транспорта определяется Правилами технической эксплуатации
(ПТЭ). В § 122—184 ПТЭ трамваев указаны требования, предъ-
являемые к подвижному составу, его содержанию, осмотру и ре-
• При движении поезда с включением всех механизмов, обеспечивающих
его эксплуатацию (кроме компрессора), величина шумности внутри кузова не
должна превышать 75 дб.
18
монту. Кроме ПТЭ, имеются сборники норм и допусков при стро-
ительстве, ремонтах и эксплуатации трамвайных вагонов.
Стоимость электрической энергии составляет значительную
часть эксплуатационных расходов трамвайного хозяйства, причем
основная часть электрической энергии затрачивается непосред-
ственно на движение поездов. Следовательно, экономия энергии
имеет весьма важное значение.
Рис. 10. Характеристика зависимости составляю-
щих удельного основного сопротивления от тре-
ния скольжения колес:
1) wK=/(<p) от конического бандажа 2) v>Hy=f(v)
от неправильной установки колесной пары;
3) whq = / (<р) от неравенства диаметров колес одной
колесной пары Д1 Ф Дг.
В частности, значительную экономию может дать правильное
содержание подвижного состава и рельсового пути в полном соот-
ветствии с ПТЭ трамваев. При нарушении установленных норм и
допусков значительно возрастает величина составляющих сопро-
тивления движению от взаимодействия подвижного состава и пути,
а следовательно, увеличивается и расход электроэнергии.
На рис. 10 приведены характеристики зависимости составляю-
2*
19
щих удельного сопротивления движению от коэффициента трения
скольжения.
Одновременно с качением колеса по рельсу имеет место тре-
ние, а именно: скольжение поверхности качения бандажа по го-
ловке рельса и скольжение его реборды по боковой поверхности
рельса. Трение между колесом и рельсом является следствием
виляния колесных пар и коничности бандажа, а также неточной
установки колесных пар (ось колесной пары неточно перпенди-
кулярна к геометрической продольной оси вагона Z0 =^0) и не-
равенства диаметров колес одной колесной пары Д\—Д2.
На работу подвижного состава оказывают влияние рельсо-
вые пути, которые кроме того служат обратным проводом для
тяговой сети. В ПТЭ трамваев (§ 29—121) указаны требова-
ния, предъявляемые к путевому хозяйству. Уширение нормальной
рельсовой колеи до 1532 мм делается на кривых, радиус которых
менее 75 мм (см. § 56 ПТЭ). Превышение головки наружного
рельса над головкой внутреннего устанавливается на 70 мм при
/?< 50 м.
Рельсовый путь устанавливает ряд ограничений, определяю-
щих конструкцию подвижного состава и его расчетные режимы
работы.
Особенности устройства рельсового пути учитываются в расче-
тах, определяющих безопасные скорости прохождения вагоном
кривых, конструкционную скорость, размеры рамы тележки и ее
колесных пар, сцепной вес вагона и ряд других характерных ве-
личин.
Кроме того, рельсовый путь устанавливает следующие ограни-
чения, определяющие число колесных пар вагона, диаметр колес,
расстояние между их осями, а также расчетные режимы:
1) номинальную статическую нагрузку оси на рельсы — О0,
которая определяется прочностью верхнего строения (типом рельс
и основанием пути). Величина Go обычно не превышает 12 т;
2) удельную нагрузку на колесо ДОЛ = -— < 7,5 кг!мм.
о
Величина ДО* ограничивается смятием поверхности качения
колеса с рельсом и определяется расчетом на прочность;
3) нагрузку на 1 пог. м пути (см. рис. 2, размер /ц):
ДО = — т/м.
Нагрузка ДО определяется динамическими свойствами под-
вижного состава и прочностью мостов;
4) габарит, т. е. ограничения по поперечному очертанию.
Габаритом подвижного состава называется поперечное пре-
дельное очертание, в которое должен помещаться при стоянии на
прямом горизонтальном пути вагон со всеми выступающими час-
тями при совпадении его продольной оси с осью пути.
Габаритом приближения строения называется предельное рас-
стояние, внутрь которого не могут заходить никакие части строе-
20
н<ий и сооружений (зданий, заборов, стен тоннелей, опор путе-
проводов и т. п.).
Пространство между габаритами подвижного состава и при-
ближения строений и между габаритами смежных поездов учиты-
вает колебания поезда при его движении, а также нормирован-
ные допуски, износы и неисправности как подвижного состава,
Рис. 11. Габариты:
/ — габарит подвижного состава; // — габарит приближения
зданий; /// — габарит приближения стен тоннелей, мостов,
путепроводов и т. п.; Я — высота подвески контактного провода
в мм; hм —высота подвески контактного провода под мостом;
Zo —расстояние между осями пути; 1С —расстояние от оси
пути до жилых и административных зданий; 1М — то же, до
стен тоннелей, мостов.
так и отдельных элементов пути. На кривых участках пути габа-
риты приближения строений должны быть больше, чем на пря-
мых участках пути, вледствие превышения высоты наружного
рельса и геометрических особенностей вписывания подвижного
состава в кривые.
Габарит приближения строений и соответствующий ему габа-
рит подвижного состава взаимно связаны. Габариты подвижного
состава — / и приближения строений — II—III показаны на рис. 11
Для прямого двухпутного участка трамвайного пути при отсут-
ствии опор в междупутье. Габариты на прямых и кривых участ-
ках пути установлены § 30—36 ПТЭ трамвая.
21
При прохождении трамвайным поездом кривых участков вылет
кузова любого вагона при его вписывании в кривую не должен
превышать вылетов, установленных ПТЭ. В некоторых случаях
приходится уменьшать ширину проектируемого вагона или при-
дать сечению кузова в плане такую форму, при которой вылеты
на кривой будут иметь допустимую величину. Согласно ГОСТу
передняя и задняя лобовые стенки кузова должны быть сужены
до размера 1800 ± 100 мм. Радиус кривых участков пути должен
быть не менее 20 м (см. § 42 ПТЭ). Вписывание трамвайного
вагона в кривую радиусом 20 м показано на рис. 12.
§ 5. КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Общие сведения
Процесс движения поезда по рельсовому пути, в основе кото-
рого лежит качение его колесных пар, является весьма сложным.
Вращательное движение движущих колесных пар вследствие
'наличия достаточной силы сцепления колес с рельсами преобра-
зуется в поступательное движение поезда. Однако, при поступа-
тельном движении поезда вдоль рельсового пути вагоны совер-
шают ряд побочных перемещений, проявляющихся по большей
части в виде добавочных колебательных процессов.. Эти колеба-
тельные процессы являются вредными, так как требуют добавоч-
ной затраты энергии, создают угрозу безопасности движения, рас-
страивая подвижной состав и рельсовый путь, являясь источни-
ком тряски и толчков.
В общем случае движения поезда все колебательные процессы
можно рассматривать совершающимися в трех взаимноперпенди-
кулярных плоскостях /—III (система координат X, У и Z). За на-'
чало этой системы координат принимается точка О0— центр упру-
гости надрессорного строения вагона (рис. 13). Центр тяжести О
вагона в общем случае не совпадает с центром упругости Оо, но
с большей степенью точности его можно считать расположенным
на оси OZ.
Виды колебаний. При движении вагона может иметь место
шесть видов колебаний: три возвратно-поступательных (1, Зп5),
характеризуемых смещением точки О относительно ее начального
положения О0 координатами X, Y, Z и три возвратно-угловых (2.
4 и 6), характеризуемых поворотом системы XYZ относительно
осей:
O0X0(<TJ;
ОЛо(<Фу) И О<А(<
В статическом состоянии вагона системы XYZ и XoYoZo совпа-
дают (см. координатные плоскости, рис. 13).
Рассмотрим колебания вагона раздельно по трем плоскостям
симметрии (см. рис. 13). Вертикальная продольная плоскость I—
возможны колебания: подпрыгивание 1 — перемещение над-
рессорного строения вагона вверх и вниз по оси OZ, причем плос-
22
Рис. 12. Вписывание в кривую радиуса 20 м сочленного и четырехосного вагонов.
кость XOY остается параллельной плоскости XqOqYq*, галопиро-
вание 2, продольная качка — угловые колебания надрессорного
строения относительно оси OY и подергивание — перемеще-
ние 3 вдоль оси OqXq. Вертикальная поперечная плоскость 11 —
возможны колебания: боковая качка 4 — угловые колебания
надрессорного строения относительно оси OqXq и поперечный
относ 5 кузова или ходовых частей вагона — движение вдоль по
оси OqYq, так что плоскость XOZ остается параллельной плоско-
Рис. 13. Координатные плоскости и виды колебаний подвижного состава.
Координатные плоскости: / (X, О) — продольная вертикальная; // (Г, О) — поперечная
вертикальная; III (X, О, У) — горизонтальная (плоскость подвешивания), параллельная
плоскости пути.
Виды колебаний: / — подпрыгивание; 2 — галопирование; 3— подергивание; 4 — боковая
качка; 5 — поперечный относ; 6 — влияние.
сти XqOoZq. В плоскости горизонтальной III (плоскость подвеши-
вания) происходят колебания извилистого движения и виляния
кузова 6.
Причины, возникновения колебаний. Состояние и конструкция
рельсового пути и самого подвижного состава являются причинами,
вызывающими колебания.
Колебания в вертикальной плоскости в значительной степени оп-
ределяются законами работы рессор. Возбудителем галопирования
главным образом являются рельсовые стыки, особенно находящие-
ся в плохом состоянии и неправильная форма бандажа. Боковая
качка в большинстве случаев является результатом наличия неоди-
накового уровня отдельных ниток рельсов. Влияние вагона вызы-
вается поперечными перемещениями колесных пар, так как ши-
24
рина колеи всегда несколько больше, чем расстояние между внеш-
ними гранями реборд, а рабочая поверхность бандажа в условиях
эксплуатации всегда имеет коническую форму.
Источником и передатчиком ударов в направлении от рельсово-
го пути к надрессорному строению являются неподрессорные час-
ти вагона (колесные пары, буксы и т. п.).
Колебания в зависимости от причин, их вызывающих, могут
быть свободными или вынужденными.
Под влияием ударных воздействий, жестко воспринимаемых от
пути колесными центрами и передаваемых ими через рессоры над-
рессорному строению, последнее приходит в колебательное движе-
ние. Вследствие упругости рессор, эти колебания подчиняются
определенной закономерности. Если при колебаниях надрессорное
строение представляется самому себе, то колебательный процесс
должен рассматриваться как процесс свободных колебаний. Если
свободные колебания надрессорного строения сопровождаются пов-
торными регулярными ударами со стороны колесных пар на сты-
ках, то действуют так называемые вынуждающие силы. Особую
опасность представляет явление резонанса, возникающее тогда,
когда число периодов собственных колебаний надрессорного строе-
ния становится равным числу периодов импульсов вынуждающих
сил, так как в этом случае амплитуды колебаний могут принять
недопустимые значения.
Свободные колебания надрессорного строения вагона возни-
кают в основом вследствие наличия неровностей пути по вертика-
ли и случайного характера — например, плохое состояние рельсо-
вого стыка; неправильная, неравномерная подбивка шпал, отступ-
ление от норм в ширине колеи и т. д. Свободные колебания над-
рессорного строения в этом случае обычно бывают затухающими
от действия сил трения рессор.
Вынужденные колебания вагона установившегося характера
вызывают рельсовые стыки. Кроме того, устойчивые колебания
надрессорного строения возникают от наличия на поверхности ка-
тания бандажа выбоин («лысок») и эксцентриситета колеса.
На бесстыковых путях эти дефекты являются основными воз-
будителями вынужденных колебаний.
Момент, когда резонанс проявляется в наибольшей степени, за-
висит от скорости движения и расстояния между стыками. Крити-
ческая скорость, при которой возникает резонанс, будет тем мень-
ше, чем меньше длина звена рельса и частота колебаний надрес-
сорного строения.
Чтобы колебания вагона были менее ощутимы, желательно: при-
менение мягких рессор с большим коэффициентом трения; примене-
ние двухосных поворотных тележек; иметь более высокое положе-
ние центра тяжести (в пределах, допустимых с точки зрения устой-
чивого равновесия); получить полную уравновешенность масс инер-
ции; иметь равномерное распределение веса между осями. Состоя-
ние подвижного состава и рельсового пути должны соответство-
вать всем требованиям ПТЭ трамваев.
25
Глава II
КУЗОВА ТРАМВАЙНЫХ ВАГОНОВ
§ 6. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КУЗОВАХ
Назначение и требования, предъявляемые к кузовам
Кузов представляет собой часть конструкции вагона, установ-
ленную на тележках или свободных осях.
Кузов пассажирских вагонов предназначен для размещения са-
лона для пассажиров, кабины управления и для расположения
некоторого оборудования.
При проектировании кузова необходимо:
1) предусмотреть удобную планировку салона для пассажиров
и кабины управления для водителя;
2) обеспечить возможность наиболее простого монтажа и де-
монтажа оборудования, расположенного в кабине и под кузовом;
3) обеспечить удобный доступ к оборудованию, установленно-
му в кабине и под кузовом, при его ремонте и, особенно, при его
осмотре в условиях эксплуатации;
4) предусмотреть устройства для принудительной вентиляции,
отопления, прокладки трубопроводов, электропроводки и т. п.
Внешняя форма кузова
Величина сопротивления движению от взаимодействия под-
вижного состава и воздушной среды, следовательно и расход элек-
троэнергии на движение поезда зависит от формы кузова и соот-
ношения его геометрических размеров.
Правильный выбор формы и размеров подвижного состава
имеет важное значение в отношении его экономичности особенно
для транспорта при скоростях движения более 40—50 км/час.
Кузов вагона по возможности должен иметь обтекаемую фор-
му. Обтекаемые поверхности кузова должны быть гладкими и не
иметь неровностей, выступов, впадин, острых углов, отверстий.
Аэродинамической характеристикой подвижного состава яв-
ляется коэффициент обтекаемости — Сх (величина безразмерная,
26
определяемая опытным путем. Величина Сх зависит от геометри-
ческой формы кузова).
В 1955 и 1959 гг. в аэродинамической лаборатории ЦАГИ
им. Жуковского были впервые проведены испытания моде-
лей трамвайных вагонов МТВ-82. На рис. 14 показана модель ва-
гона МТВ-82 в аэродинамической трубе. Для городского транс-
порта возможно считать наиболее целесообразной внешней фор-
мой кузова вагона такую, которая соответствует Сх = 0,4—0,5.
По данным испытаний коэффициент обтекаемости при прямой
обдувке составляет для вагона МТВ-82—0,47 и вагона 1\М—0,82.
Значительно большее значение Сх для вагона КМ объясняется в
основном его худшей, с точки зрения обтекаемости, внешней фор-
мой кузова.
Форма кузовов вагонов РВЗ-6 и МТВ-82 и их аэродинамиче-
ские характеристики значительно лучше, чем старых типов ваго-
нов, например, БФ, КМ и других. Форма кузова вагона МТВ-82
в сравнении с кузовом, имеющим форму прямоугольного паралле-
лепипеда Сх = 1 снижает величину удельного сопротивления при
скорости v = 40 км/час на 1,66 кг/т, а при v = 15 км/час— на
0,12 кг/т. Экономия энергии при средней технической скорости
25 км/час составляет 2,8 вт-ч/ткм или приблизительно 6400 квт-ч
на один вагон в год.
27
Основные элементы кузова
Кузов вагона состоит из рамы, каркаса стенок и крыши, на-
ружной и внутренней обшивки каркаса, внутреннего и наружного
оборудования.
Рама, связывающая кузов с ходовыми частями вагона, пред-
ставляет собой как бы основание каркаса. В большинстве конст-
рукций рама состоит из двух основных продольных балок, связан-
ных между собой поперечными балками, нескольких промежуточ-
ных продольных и поперечных балок и балок для устройства
входных и выходных площадок. На торцовой части рамы площа-
док устанавливаются тяговый и предохранительный буфера.
Каркас кузова представляет собой комбинацию вертикаль-
ных, продольных и торцовых балок. Каркас боковых и торцовых
стенок состоит из угловых и оконных стоек. Для жесткости карка-
са стенок все угловые и оконные стойки связаны горизонтальными
поясами. Расстояние между стойками стенного каркаса зависит от
принятой ширины оконных и дверных проемов. В верхней своей
части противоположные стойки боковых стенок связаны дугами,
которые являются основанием каркаса крыши.
Наружная и внутренняя обшивка. Наружная обшивка каркаса
выполняется из стальных или дуралюминиемых листов толщиной
от 1 до 3 мм. Внутренняя обшивка каркаса выполняется из фане-
ры, облицованной дубовым или буковым шпоном или пластифи-
цированной фанерой. Между внутренней и наружной обшивками
помещают слой теплоизоляции.
Классификация кузовов
По типу конструкции рамы и каркаса кузовы трамвайных ва-
гонов можно подразделить на три группы: 1 — металлическая ра-
ма и деревянный каркас; 2 — металлическая рама и деревянно-
металлический каркас и 3 группа — металлическая рама и ме-
таллический каркас — цельнометаллические кузова. Кузова всех
типов вагонов, строящихся с 1947 г., — цельнометаллические.
По внешней форме крыши кузова можно подразделить на фо-
нарные и арочные. Фонарные кузова имеют вагоны постройки
до 1916 г.
По способу соединения узлов рамы каркаса и наружной об-
шивки кузова бывают: клепаные, сварные, клепано-сварные —
узлы рамы и каркасов сварные, обшивка приклепана к каркасу.
Сварные кузовы имеют ряд преимуществ в сравнении с кле-
паными: простота сборки узлов рамы и каркаса и, следователь-
но, меньшая стоимость; меньший вес кузова за счет отсутствия
накладок, косынок и заклепочных головок, а также возможность
установки отдельных узлов конструкции различного сечения соот-
ветственно нагрузкам, приходящимся на эти элементы.
Недостатком клепаных кузовов является ослабление клепан-
ных узлов с течением времени, значительная сложность и, сле-
28
довательно, высокая стоимость сборки их. Преимущество клепа-
ных кузовов — сравнительно простая замена деталей при ре-
монте.
В зависимости от конструкции каркаса и способа его соедине-
ния с рамой кузова подразделяются на три основных вида: с не-
сущей рамой; с несущими стенками и рамой, а также к цельно-
несущим кузовом.
Рама кузова первого типа получается очень тяжелой, так как
она является единственным несущим элементом (воспринимаю-
щим все основные нагрузки). Каркас стенок и крыши образует
деревянные (обычно дубовые) угловые и оконные стойки, связан-
ные деревянными обвязочными брусьями и потолочными дугами.
Стенки каркаса снаружи обшиваются стальным листом.
Кузов второго типа состоит из стальной рамы и стального кар-
каса стенок. В такой конструкции кузова несущими, т. е. вос-
принимающими основные нагрузки, является не только рама ку-
зова, но и боковые стенки. Наружная обшивка должна обеспечи-
вать жесткую связь между частями стенки и рамой. Стенки кузо-
ва как бы становятся продолжением профильных балок рамы,
придавая им большую жесткость. Несущие стенки, позволяют об-
легчить раму и одновременно повысить прочность кузова.
Кузов третьего типа — цельнонесущий, рама и каркас стенок
и крыши жестко связаны между собой и работают как одно це-
лое, образуя как бы единый коробчатый металлический каркас,
обшитый снаружи металлическими листами. Такая конструкция
кузова позволяет сделать его наиболее легким и прочным.
Снижение веса кузова достигается применением специальных
профилей вместо профилей нормального проката. Специальные
профили получают штамповкой из листовой стали толщиной
1—2 мм.
В соответствии с ГОСТом новые типы трамвайных вагонов
должны иметь несущий цельнометаллический кузов, каркас кото-
рого изготовлен из антикоррозийных сплавов или низколегирован-
ных сталей с антикоррозийным покрытием. Конструкция каркаса
должна допускать возможность восстановления антикоррозийного
покрытия при ремонтах.
§ 7. ВНУТРЕННЯЯ ПЛАНИРОВКА КУЗОВА
Внутренняя планировка кузова должна обеспечить удобный
вход и выход из вагона и максимум удобств для пассажиров.
Внутренняя высота кузова от пола до потолка 2100 ± 50 мм,
высота от пола кузова до нижней кромки оконного проема 800 мм,
До верхней кромки — не менее 1650 мм.
Внутренняя часть кузова состоит из кабины водителя и салона.
С правой стороны кузова по ходу движения поезда расположены
входные и выходные двери. Кабина от салона отделяется внут-
ренней перегородкой со стеклянными проемами и дверью. Пере-
городки кабины по конструкции разделяются на металлические и
29
деревометаллические с задвижными дверями или с дверями на
петлях, открывающимися внутрь салона. Стекла перегородок ка-
бины и задней части салона имеют металлические ограждения.
Электрическое и пневматическое оборудование устанавливает-
ся в кабине, в салоне под сиденьями, на крыше и под рамой ку-
зова. Для возможности осмотра и ремонта подвагонного оборудо-
вания по фальшбортам кузова в наружной обшивке имеются вы-
резы для смотровых люков.
В салоне размещаются диваны для пассажиров с продольным,
поперечным или комбинированным расположением. Наибольшее
удобство для пассажиров обеспечивают поперечные диваны, об-
ращенные по движению вагона.
Для оценки вместимости кузова принято учитывать нормаль-
ное, среднее и максимальное наполнение по ГОСТ 8802— 58. Ко-
личество пассажиров — т определяем по следующей формуле:
т = т' + S, (1)
где т! — число мест для сидения;
т"—количество человек на 1 At2 площади пола (при нормаль-
ном наполнении — 3, среднем — 5 и максимальном —
9 чел.);
S — свободная площадь пола кузова в Л12 для стоящих пас-
сажиров.
§ 8. КОНСТРУКЦИЯ КУЗОВА (РАМА, КАРКАС СТЕНОК И КРЫШИ,
НАРУЖНАЯ ОБШИВКА)
Вагон Л М-49
Кузов цельнометаллический, клепано-сварной конструкции.
Он состоит из рамы, каркасов левой и правой стенок, каркасов
передней и задней площадок и каркаса крыши.
Рама сварная (рис. 15) состоит из основной части и рам пло-
щадок. Основная часть рамы образована двумя продольными бал-
ками уголкового профиля нормального проката и поперечными
балками. Продольные балки одновременно являются нижним ар-
мирующим элементом несущих боковых стенок. Левая балка про
ходит по всей длине салона, правая состоит из двух частей с раз-
рывом в средней части кузова, где расположен дверной проем.
Продольные балки связаны рядом промежуточных поперечных
балок, служащих для передачи веса на боковые несущие стенки
и для настила пола. Концевые части продольных балок, изогнутые
соответственно скосу площадок, соединены крайними поперечны-
ми балками. Шкворневые балки служат для опоры рамы на те-
лежки вагона. Шкворневая балка (рис. 16) состоит из верхнего и
нижнего листов, вертикальных листов и ребер. Высота балки по
длине ее сделана переменной с целью уменьшения веса при сохра-
нении достаточной прочности. В середине балки болтами крепит
ся пятник, опирающийся на подпятник тележки. Через пятник и
30
Рис. 15. Рама кузова вагона ЛМ-49 (план). Основная рама:
/ — левая продольная балка, (уголок 100X75X10 мм)-, 2 — правые продольные балки (уголок 100X75X10 мм)-, 3 — крайние поперечные
балки (две)- 4 — шкворневые балки (две); 5 — промежуточные поперечные балки (пять, швеллер № 12); 6 — система балок среднего
входа- 7 —угольники рамок смотровых люков (уголок 30 X 30 X 5); 8 — балки для крепления различного оборудования; 9 — лобовая
обвязочная балка (две) коробчатое сечение (100 X 50 X 4); 10— консольная балка (две); // — укосина для крепления консольной
балки (две); 12 — средняя поперечная балка (две); 13 — балки подножек; 14 — реостатная балка; /5 — балка сцепного прибора передней
площадки (штампованный профиль коробчатого сечения) (100 X 50 X 4): 16 — укосины; /7 — балки сцепного прибора задней площадки
(швеллео № 14)- 18 — угольники рамки реостатных люков (уголок 30X30X5); 19 — балка нижней ступеньки подножки (коробчатое сече-
ние 100 X 50 X 4).
подпятник проходит шкворень, соединяющий шкворневые балки
кузова и тележки. Шкворневые и поперечные балки средней части
рамы приварены к горизонтальной полке продольных балок. Си-
стема балок в средней правой части рамы обеспечивает устройство
дверного проема и подножки. К верхней части поперечных балок
привариваются специальные продольные и поперечные уголки
(30 X 30 X 5), образующие проемы смотровых люков.
Кроме перечисленных выше основных балок, имеется ряд вспо-
могательных узлов из более легких профилей для установки и
крепления тормозного и пневматического оборудования.
Рис. 16. Шкворневая балка рамы кузова вагона ЛМ-49:
/ — верхний лист; 2—нижний лист; 3 — вертикальный лист; -/ — ребра;
5 — скользуны; 6 — пятник; 7 — отверстие под трубы; 8 — отверстие
под тормозную тягу; 9 — отверстие под шкорень; /0 — отверстие
для болтов крепления пола; // — косынка; /2 — продольная балка
рамы кузова.
К крайним поперечным балкам основной части примыкают ра-
мы задней и передней площадок, выполненные в виде раскосно-
стоечной фермы из штампованных профилей коробчатого и угол-
кового сечения из стального листа 3 и 4 мм. По контуру площадок
проходит лобовая обвязочная балка. С правой части площадки,
вследствие наличия дверного проема и подножки, расположена
консольная балка, проходящая под крайней поперечной балкой.
Консольная балка приварена к специальной укосине и крайней
поперечной балке. На обвязочной и консольной балках располо-
жена поперечная балка, а по периметру площадки на кронштей-
нах, приваренных к стойкам, установлены угольники, которые слу-
жат для настила пола.
К обвязочной балке передней площадки приварены балки
сцепного прибора из штампованного коробчатого профиля с уко-
32
синами для усиления лобовой части рамы площадки. Балки сцеп-
ного прибора задней площадки проходят вдоль всей площадки
под крайнюю поперечную балку и упираются в продольные бал-
ки основной части рамы. Они выполнены более прочными.
Каркас кузова состоит из каркасов боковых стенок, площадок
и крыши сварной конструкции из тонкостенных профилей различ-
ного сечения, штампованных из стальных листов толщиною 2—
4 мм марки Ст. 3 (рис. 17).
Каркасы левой и правой стенок (рис. 18) образуются из вер-
тикальных стоек и продольных связей. Угловые каркасы стены
(шириной 530 мм) состоят из двух штампованных вертикальных
коробчатых стоек, связанных горизонтальными профилями. Меж-
ду угловыми каркасными стойками каркаса левой стенки на рас-
стоянии 1040 мм друг от друга на продольной балке рамы рас-
положены восемь оконных стоек штампованного коробчатого
профиля с коробчатыми косынками у их основания. Стойки сое-
диняются четырьмя продольными связями: верхняя из профиля
Z-образного сечения соединяет верхние загнутые концы оконных
и угловых стоек; надоконная и подоконная из специальных про-
филей между оконными стойками (сечение по ГГ и ББ) и ниж-
няя связь из Z-образного профиля (сечение по ББ). Следова-
тельно, оконные проемы образуются оконными стойками (край-
ние проемы с одной стороны угловыми стойками) и надоконными
и подоконными связями. Каркас правой стенки состоит из тех же
узлов, что и левой стенки, но отличается наличием среднего двер-
ного проема. Дверной проем образуется из двух широких стоек
(шириной 320 мм), верхнего пояса и нижней затяжки, соединяю-
щей концы стоек. Нижняя затяжка служит нижней ступенькой
подножки. Поперечные балки рамы имеют вырезы для раздвиж-
ных дверей. Угловые стойки среднего дверного проема двойные.
Между наружными и внутренними стойками имеется пространство
шириной 35 мм для раздвижных дверей. Наружные стойки выпол-
нены из двух штампованных балок коробчатого сечения; внутрен-
ние стойки выполнены в виде раскосно-стоечных ферм. Попереч-
ные балки соединяются с внутренними стойками. В нижней части
угловых стоек для большей жесткости каркаса установлены вер-
тикальные балки коробчатого сечения, а по концам шкворневых
балок стойки такого же сечения, как и оконные.
Каркас площадок (рис. 19) состоит из стоек и горизонтальных
связей. Стойки устанавливаются на лобовой балке рамы. Угловая
стойка площадки состоит из двух штампованных балок уголко-
вого сечения. Справа от угловой стойки расположена двойная
дверная стойка укороченного сечения с внутренним расстоянием
35 мм для створок раздвижных дверей. Дверной проем ограничен
угловой стойкой каркаса стенки и дверной стойкой площадки.
Продольные связи каркаса площадок являются продолжением
продольных связей каркасов стенок. Нижние концы стоек двер-
ного проема связаны балкой коробчатого профиля, которая яв-
ляется первой ступенькой подножки и имеет паз, служащий ниж-
3 Заказ 1372 33
Рис. 17. Эскизы сечений профилей и узлов вагона ЛМ-49:
/ _ подоконный пояс боковины; 2 — нижний пояс боковины; 3 — угловая
стойка левой боковины; 4 — угловая стойка площадки; 5 — двойная стойка
среднего входа; 6— дверная угловая двойная стойка; 7 — верхний пояс над
средней дверью; 3 - верхний надоконный пояс.
34
Рис. 18. Каркас вагона ЛМ-49:
а —каркас левой стенки:
/ — угловая стойка кузова; 2 — оконные стойки; <3 — продольная балка рамы кузова;
4 — верхняя обвязка; 5 — надоконный профиль; 6 — подоконный профиль; 7 — нижняя
продольная связь; 8— наружный лист верхнего пояса; 9 — наружный обшивочный лист*
нижнего пояса; /0 — наружный обшивочный лист угловой стойки кузова; //—штампо-
ванные коробчатые стойки; /2 — армирующий уголок; /// — шкворневая балка рамы кузова:
14 — горизонтальные связи угловой стойки кузова; 15 — надставки оконных стоек; 16 —
усиливающие вертикальные профили; 17 — дополнительные стойки над шкворневой балкой.
Сечение по Г—Г — верхний надоконный пояс, сечение по А—А — угловая стойка кузова,
сечение по Б—Б — нижний подоконный пояс, сечение по В-В — оконная стойка.
б — каркас правой стенки:
/ — нижний пояс; 2 — верхний пояс; 3 — угловая стойка; 4 — оконная стойка; 5— стой к щ
среднего входа; 6 — верхний пояс над дверным проемом; 7 — нижняя затяжка; 8 — наруж-
ная угловая стойка кузова; 9— внутренняя угловая стойка кузова; 10—наружная стойка.)
портала; // — внутренняя стойка портала; /2 — обшивочный лист угловой стойки; 13— об-
шивочный лист стойки портала; 14 — несущий лист; 15 — наружный обшивочный лист:’
нижнего пояса; 16 — усиливающие вертикальные профили; 17 — дополнительные стойки)
над шкворневой балкой; 18, 19, 20 и 2/— наружные стойки; 22 — нижний профиль верхнего
пояса портала.
3*
S6CZ ' I osh
Рис, 19. Каркас передней площадки вагона ЛМ-49:
/ — лобовая обвязка рамы площадки; 2 — оконные стойки; 3 — угловые стойки;
4 — стойки из уголка 50 X 50 X 3 мм; 5 — внутренняя дверная стойка; 6 — кар-
кас подножки; 7 — угловая стойка левой боковины кузова; 8 — угловая стойка
правой боковины кузова; 9 — верхняя обвязка; 10—надоконная обвязка;
// — подокопная обвязка; /2—средняя обвязка нижнего пояса; 13 — угольник
для крепления пояса: /-/ — перегородка кабины водителя; 15—гнутые про-
фили лобовой части; 16—первая площадочная дуга крыши.
36
ней направляющей при движении
двери. Верхняя лобовая часть
площадок имеет закругленную
поверхность.
Каркас крыши (рис. 20) со-
стоит из поперечных крышевых
дуг (одиннадцати основных, че-
тырех дополнительных и шести
площадочных) из Z-образных
штампованных балок, которые со-
единены тремя продольными свя-
зями. Продольные связи выпол-
нены — средняя из Z-образного
профиля, а боковые из штампо-
ванных уголков. Крышевые дуги
установлены своими концами на
верхнюю обвязку стен и каркаса,
чем создается жесткость всего
каркаса кузова. Основные дуги
каркаса крыши установлены про-
тив стоек каркасов стен, являют-
ся их продолжением, образуя
вертикальные пояса кузова. До-
полнительные дуги установлены
против стоек средних дверей и в
месте установки основания пан-
тографа. Площадочные дуги от-
личаются от основных радиусом
изгиба соответственно ширине и
форме крыши площадок.
На передней площадке в ло-
бовой части поставлена дополни-
тельная дуга из штампованного
уголкового профиля. Эта дуга и
нижние уголковые профили соз-
дают закругленную форму по-
верхности лобовой части кузо-
ва. Все узлы каркаса сварные.
Наружная обшивка стенок
каркаса выполнена из листовой
стали толщиной 2 мм механиче-
ской клепкой к нему впотай.
Нижний несущий пояс (сече-
ние ББ, см. рис. 18) под окнами
образуется обшивочным листом,
подоконным профилем, нижней
продольной связью, угловыми и
оконными стойками и продольными балками
лист опущен ниже продольной балки рамы,
рамы. Обшивочный
его нижние кром-
<37
Рис. 21. Крыша и потолок вагона ЛМ-49:
1 — доски крышевого настила; 2 — брезент; 3 — 3 — руберойд; 4 — потолочная фанера; 5 — специальная планка; 6 — планка;
7 — винт; 8 — заклепка; 9— наружная обшивка верхнего пояса боковин; 10— деревянный брусок; // — болт; 12 — боковая
продольная связь; 13 — продольный потолочный штабнк; 14 — шуруп; 15 — дуга каркаса крыши; 16 — шуруп крепления кры-
шевых досок; 17 — поперечный потолочный штабик.
ки армированы угольниками (30X30X2) и надставками оконных
стоек. Листы приклепываются внахлестку на стойках заклепками
диаметром 5 мм на расстоянии 50 мм.
Верхний несущий пояс (сечение ГГ, рис. 18 — пояс над окна-
ми) — образуется обшивочным листом, прикрепленным к надокон-
ному профилю, угловым и оконным стойкам и верхнему обвязоч-
ному профилю.
Металлический каркас крыши обшивается снаружи вдоль ва-
гона шпунтовыми досками (рис. 21). Между досками и каркасом
прокладывается руберойд для теплоизоляции и, кроме того, он
разделяет деревянный настил от металлического каркаса, что
уменьшает возможность коррозии металла.
Закрепление досок производится шурупами снизу непосредст-
венно в верхней полке Z-образного профиля дуги. Поверх досок
крыша покрывается брезентом, подклеенным к ним на лаковой
подмазке и сверху окрашенным масляным лаком, чем обеспечи-
вается водонепроницаемость крыши. Деревянный настил сопря-
гается с металлической обшивкой верхнего пояса на верхнем про-
дольном профиле правого и левого каркаса боковых стенок, а
стыки выполнены посредством специальных планок. На передней
и задней площадках соединение деревянного настила с металли-
ческой обшивкой лобовых частей площадок выполнено на первой
площадочной дуге.
Вагон ЛМ-57
Кузов цельнометаллический, клепано-сварной. Рама (рис. 22^
состоит из левой сквозной продольной балки, правой продольной
балки, состоящей из двух частей, разделенных проемом средней
входной двери, двух шкворневых балок, двух крайних попереч-
ных балок и ряда поперечных и продольных промежуточных ба-
лок и укосин. Продольные балки из двойного уголкового профиля.
Рамы площадок размещены ниже основной рамы, состоят из тор-
цовой балки, продольных, поперечных и диагональных балок с
дверным проемом с правой стороны.
Все узлы рамы и каркаса кузова сварены между собой и об-
разуют жесткую конструкцию. Каркас кузова условно делится на
следующие пять узлов: каркасы левой и правой боковых стенок,
каркасы передней и задней площадок и каркас крыши.
Каркас выполнен из штампованных профилей различной кон-
фигурации в сечениях. Материалом для профилей служит угле-
родистая сталь марки Ст. 3, толщиной 1,5—2 мм.
Каркас левой стенки состоит из стоек (угловых и оконных) и
продольных поясов. По концам каркаса устанавливаются широ-
кие угловые стойки, между которыми на расстоянии 980 мм друг
от друга установлены 8 оконных стоек из штампованного короб-
чатого профиля, размерами 60X50X2 мм. Верхний продольный
пояс из профиля Z-образного сечения (52x45x2), соединяет
верхние концы оконных стоек. Подоконный продольный пояс из
профиля специальной формы, расположенный на расстоянии
39
1440 мм от низа стоек, соединяет оконные стойки. Нижние концы
стоек соединяются нижним поясом специального профиля, за ис-
ключением тех проемов, где устанавливаются откидные борта.
Угловые стойки в нижнем поясе усилены дополнительно вваренны-
ми профилями.
Каркас правой стенки состоит из тех же элементов, что и кар-
кас левой стенки, но имеет конструктивные усложнения, которые
вызываются наличием среднего дверного проема разрезающего
подоконный пояс.
Рис. 22. Рама кузова вагона ЛМ-57:
/ — основная рама (салона):
/ — продольная балка (левая сквозная); 2—продольная балка (правая разрез-
ная из двух частей); <3—поперечные балки крайние (две); 4—шкворневая балка
(две); 5 — поперечные балки средние (четыре); 6—продольные балки проме-
жуточные и дополнительные (четырнадцать); 7 — балки люков (четыре);
8 — балки и угольники подножек; 9 — кронштейны средней подножки (шесть);
10 — листы; // — раскосы (два).
// — рамы передней и задней площадок:
12 — торцовые (лобовые) балки (две); 13—угольники (четыре); /4 — раскосы
. (четыре).
Каркасы передней и задней площадок имеют одинаковую кон-
струкцию и состоят из одинаковых элементов. Исключение состав-
ляют элементы, создающие закругленные формы верхних лобо-
вых частей и оконных проемов. Эти каркасы, так же как и кар-
касы боковых стенок, состоят из стоек и горизонтальных поясов-
профилей и имеют оконные и дверные проемы.
Каркас крыши состоит из поперечных крышевых дуг, имеющих
Z-образное сечение (45X30X2) и продольных связей из углового
профиля. Крышевые дуги, установлены своими концами на обвя-
зочный пояс из уголкового профиля, который, в свою очередь,
приваривается к верхнему продольному (надоконному) поясу.
Таким образом каркасы правой и левой стенок оказываются свя-
занными вверху крыши дугами (жесткая поперечная связь), а
продольные связи обеспечивают жесткость каркаса в продольном,
направлении.
40
Металлический каркас боковых и торцовых стенок обшивается
дуралюминиевыми листами марки DSA, толщиной 2 мм, которые
приклепываются однорядным швом по стойкам, горизонтальным
поясам и угольникам. Каркас крыши обшивается в средней части
дуралюминиевыми листами, толщиной 1,5 мм, а лобовые части —
листами из декапированной стали толщиной 1 мм и приклепыва-
ются однорядным швом. Сверху на обшивку крыши наклеивается
резиновый настил. Для защиты от коррозии каркас покрывается в
два слоя грунтом.
Вагон МТВ-82
Рассмотрим конструкцию кузова без средних дверей, приме-
ром которой может служить вагон МТВ-82. Кузов металлический
(клепано-сварной). Рама сварная (рис. 23). Она состоит из трех
частей: средней части (салон) и рам передней и задней площадок.
Средняя рама выполнена из двух продольных балок из швеллера
№ 27, двух поперечных балок из швеллера № 18; шести проме-
жуточных поперечных балок из швеллера № 12 и двух шкворне-
вых балок. Шкворневые балки рамы выполнены из полосовой
стали. Каждая из них состоит из двух горизонтальных полок,
двух вертикальных стенок и усиливающих накладок.
Поперечные балки служат для увеличения жесткости конструк-
ции рамы. Для крепления пола кузова между балками вварены
угольники разных сечений и два швеллера № 12 для подвески
оборудования. Рама каждой площадки состоит из торцовой, попе-
речных и диагональных балок из швеллера №№ 12—18, которые
в стыках усилены косынками. Торцовые балки имеют приваренные
гнезда для буксировочных приборов.
Каркас кузова состоит из секций, выполненных из стальных
штампованных профилей. На рис. 24 показаны профили каркасов
вагонов РВЗ-6, КТМ-1, КТП-1 и МТВ-82. Наружная обшивка
каркаса стенок ниже подоконного пояса выполнена из стальных
1,5 мм или дуралюминиевых листов 2,0 мм. Обшивка крыши (ра-
диусная часть) и верхняя часть каркаса стенок (надоконный пояс)
выполнена из стальных листов (1 мм). Обшивка крепится к кар-
касу стальными или дуралюминиевыми заклепками (0 3,5 и 5 мм).
На наружной обшивке стенок на стыке радиусных листов крыши
устанавливаются специальные дуралюминиевые прессованные про-
фили для стока воды.
На уровне пола вагона с наружной стороны справа и слева
устанавливается облицовочный профиль, который предохраняет
обшивку борта кузова, а листы обшивки, опущенные ниже уровня
пола, образуют фальшборты. С правой стороны на фальшборте
сделан люк на петлях с запором для осмотра двигатель-ком-
прессора, в задней левой стороне фальшборта находится люк для
ящика хранения сцепок. Средняя часть каркаса крыши имеет
деревянный настил, обтянутый брезентом на подмазке, сверху
брезент окрашен серой масляной краской.
Вагон МТВ-82, как уже было сказано выше, имеет металли-
ческую раму и каркас кузова. Однако несущим элементом кузова
41
Рис. 24. Сечение основных профилей элементов каркаса кузова:
I — вагон РВЗ-6:
1 — П-образное; 2 — дверной стойки; 3 — продольные и попереч-
ные балки; 4 — дуги крыши; 5 — междуоконной стойки;
II — вагоны KTM-I и КТП-1:
1 — междуоконная стойка; 2 — подоконная стойка; 3 — таврик
оконного проема; 4 — средняя дуга; .5 — крайняя дуга средней час-
ти крыши; 6 — продольные связи средней части крыши;
III — вагон МТВ-82.
42
является только рама, выполненная из тяжелого швеллера. Рама,
каркас и наружная обшивка не представляют в конструктивном
отношении единой несущей конструкции.
Вагон РВЗ-6
Кузов металлический цельнонесущей сварной конструкции.
Рама сварная (рис. 25) из стальных штампованных профилей.
Основная часть конструкции образована двумя боковыми про-
дольными балками, соединенными между собой восемью промежу-
точными поперечными балками и двумя шкворневыми. Основная
_______________________________137Р<>
Рис. 25. Рама кузова вагона РВЗ-6:
/ — продольные балки корытного профиля (140X80X8 л(л<); 2 — торцовые балки
того же профиля (две): <? —поперечные балки зетового профиля (восемь);
4—шкворневые балки (две); 5 — диагональные балки (четыре); 6 — раскосы;
7 — обрешетка пола; 8 — комплект подножек (два).
рама и рамы площадок расположены в одной плоскости. Рама
каждой площадки, размещенная в одной плоскости с основной,
состоит из торцовой балки корытного профиля, двух диагональ-
ных балок, двух раскосов, одного комплекта подножек и балок
буксирного прибора.
На рис. 26 показаны каркасы боковых стенок и крыши кузова.
Каркас кузова состоит из двух боковых и двух торцовых стенок
и крыши сварной конструкции из профилированной листовой ста-
ли различного сечения. Каркасы боковых стенок состоят из вер-
тикальных стоек (о-образного сечения и продольного пояса. Тор-
цовые стенки каркаса состоят из угловых стоек, продольных дуг
и вертикальных стоек разного сечения. Кроме того, каркас пра-
вой стенки имеет стойки и поперечные балки дверных проемов и
каркасы подножек. Каркас крыши состоит из продольных поясов
и поперечных дуг Z-образного сечения. Соединения всех частей
каркаса кузова образуют: поперечные силовые пояса — верти-
кальные стойки каркаса стенок и крыши и профили дугообразного
сечения. Эти пояса соединяются между собой по всей длине про-
43
Рис. 26. Каркас
вагона РВЗ-6:
а — левой стенки; б—
правой стенки; в —
крыши (вид сверху,
рама условно не по-
казана). 1 — верти-
кальные (оконные)
стойки; 2 — продоль-
ный подоконный по-
яс; 3 — угловые стой-
ки; 4 — продольные
профили крыши; 5 —
дуги крыши; 6— про-
фили каркаса под-
ножки; 7 — профили
фальшборта.
Рис. 27. Рама кузова &аГ0‘
на Т-2:
1 — продольная балка; 2 —
средняя балка коробчатого
профиля; <3 — передняя шквор-
невая балка; 4—задняя шквор-
. невая балка; 5 — раскос; 6 —
) каркас подножки; 7 — торцовая
- балка; 8 — место установки
J аппаратуры; 9 — поперечная
/ балка; А— А — сечение шквор-
невой балки.
1392i
9739,5
3161 ЗЬОО 3178,5
Рис. 28. Рама кузова вагона КТМ-1:
1 и 2 — секции основной рамы (салона); 3 -- продольные балки; 4 и 5 — рамы площадок.
дольными поясами, образуя вместе с обшивкой единую несущую*
конструкцию. Обшивка каркаса подоконного пояса выполнена из-
стальных листов (2 мм), обшивка крыши — 1,5 мм — сварной кон-
струкции точечной или дуговой сварки. На вагонах РВЗ-6 обшив-
ка каркаса из дуралюминиевых листов — клепаная. Для уменьше-
ния шума от виорации листов обшивки на внутреннюю сторону
последней накладывается шумопоглощающая паста.
Вагон Т-2
Кузов цельнометаллический сварной, он состоит из отдельных
секций: рамы, каркасов боковых и торцовых стенок и каркаса
крыши, выполненных из гнутых листовых профилей, все узлы
сварные. Рама из штампованных и катаных оалок. Общий вид
рамы в плане показан на рис. 27. Каркасы боковых стенок при-
клепаны к продольным балкам рамы.' Каркас крыши крепится
к каркасу стен на болтах, с зазором между верхней обвязочной
связью каркаса стенок и обвязочной связью каркаса крыши. Кар-
кас крыши состоит из продольных обвязочных профилей и при-
варенных к ним штампованных дуг, расположенных на расстоя-
нии 500 мм друг от друга. Наружная обшивка стенок выполнена
из листовой стали толщиной 2,4 мм и крыши — из стали 1,5 мм.
Листы привариваются к стойкам, к поясам и дугам каркаса.
На правом борту кузова на уровне шкворневых балок устанав-
ливаются жалюзи для охлаждения тяговых двигателей.
Для придания жесткости каркасам стенок между стойками
внутри к обшивочному листу приварены накладные гофрирован-
ные листы трехгранного сечения (гофры). Ширина кузова по его
высоте различна: в середине он на 40 мм шире, чем вверху, и на
20 мм шире, чем внизу.
Вагоны КТМ-1 и КТМ-2
Рама вагона КТМ-1 (рис. 28) состоит из двух сварных секций,
соединенных между собой четырьмя продольными балками, при-
крепленными к секциям. Каждая секция состоит из боковых про-
дольных балок, трех поперечных, диагональных и лобовой балки
корытного и углового профиля. Нагрузка кузова передается на
ходовые части боковыми балками секций через рессоры. Для под-
вески рессор к раме прикреплены кронштейны — буксовые челю-
сти. Соединение кузова с колесными парами осуществляется бук-
совыми лапами, прикрепленными к раме. Каркас кузова состоит
из пяти сборных секций: передней площадки, задней площадки,
средней части крыши и двух боковых стенок. Секции соединяют-
ся между собой сваркой, узлы каждой секции также сварные.
Подоконные и надоконные несущие пояса обшиты листовой
сталью 2,5 мм, а лобовые части— 1,5 мм. Обшивка, расположен-
ная между колесными парами, опущена ниже рамы и закрывает
46
оборудование, находящееся под вагоном. Средняя плоская часть
крыши обшита клееной березовой фанерой толщиною 5 мм.
Рама вагона КТМ-2 имеет видоизмененную конструкцию в
сравнении с КТМ-1. По наружному контуру элементы сварной
рамы — продольные, поперечные и диагональные балки корыто-
образного и углового сечения — соединены одним общим замк-
нутым профилем корытообразного сечения. Это придает раме боль-
<щую жесткость. Вес рамы снижен до 1 450 кг (на 400 кг).
Каркас кузова сварной из профилей П-образного сечения. Ку-
зов несущей конструкции — сварной, собирается из шести укруп-
ненных узлов: каркаса стенок правой, левой, передней и задней,
каркаса крыши и рамы. Для поглощения шума листы обшивки
кузова с внутренней стороны обмазываются слоем специальной
пасты. Обшивка клепаная — стальные листы 1,5 мм. Вес обшив-
ки кузова КТМ-1 — 980 кг, а КТМ-2 — 550 кг. Конструкция кузова
прицепных вагонов КТП-1 и КТП-2 аналогична моторным вагонам.
§ 9. ВНУТРЕННЕЕ И НАРУЖНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ КУЗОВА
Внутренняя обшивка. Каркас стенок внутри кузова обшивает-
ся: фанерой, облицованной дубовым или буковым шпоном, деко-
ративной фанерой, декоративнЫхМ слоистым пластиком, линкру-
стом, наклейным на фанеру, и другими материалами. Стойки,
подоконные и надоконные профили внутренней обшивки облицо-
вываются деревянными или металлическими «пилястрами».
Потолок обивается фанерой, картоном, брезентовым полотном,
дерматином и другими материалами. Между внутренней и внеш-
ней обшивкой помещают слой теплоизоляции. В качестве тепло-
изоляции применяется войлок, минора и шевелин. Мипора («твер-
дая пена») не загнивает и не горит, так как при увлажнении она
теряет теплоизолирующие качества; ее закладывают между об-
шивкой в закрытых целофановых пакетах. Шевелин выпускается
в виде рулонов, состоящих из нескольких слоев, пропитанных
битумной бумагой, между которой уложены отходы льняного про-
изводства. Для уменьшения шума, источником которого являют-
ся вибрирующие листы обшивки, с внутренней стороны их покры-
вают слоем звукопоглощающей мастики толщиной до 5 мм.
На вагонах МТВ-82 обшивка боковых стенок и потолка выпол-
няется фанерой (ГОСТ 3916—55). Вагоны КТМ-2 обшиваются
пластифицированной фанерой, верхняя часть потолка — обычной
фанерой. Стенки, площадочная часть потолка, а также проме-
жутки между окнами обшиваются металлическим листом тол-
щиной 1 мм.
Вагоны ЛМ-49 и ЛП-49 имеют внутри салона от пола до
уровня окон обшивку из фанеры (8 мм), оклеенную дубовым шпо-
ном. Оконные стойки закрываются вертикальными «пилястрами»
из дуба на шурупах.
У вагонов РВЗ-6 внутренняя обшивка кузова выполнена из
стальных листов и фанеры. Стальными листами (0,8—1 мм) об-
47
шиваются торцовые и радиусные части потолка. Средняя и боко-
вая части потолка, а также правая и левая стенки кузова обши-
ваются фанерой (4 мм). Все стыки обшивки закрываются
декоративными раскладками (штабиками) из нержавеющей
стали.
Междуоконные стойки закрываются «пилястрами»—металличе-
скими облицовочными профилями из листовой стали. Для преду-
преждения промерзания внутренняя обшивка ставится на дере-
вянных заполнителях и крепится на винтах. Между наружной и
внутренней обшивкой стен и потолка закладываются теплоизоля-
ционные пакеты из мипоры.
На вагонах ЛМ-57 каркас кузова внутри вагона в подоконном
поясе от пола до уровня окон обшивается слоистым пластиком,
толщиной 3 мм. Обшивочные листы стыкуются по стойкам. Место
стыка прикрывается облицовочным профилем, закрепленным шу-
рупами и деревянным бруском, установленным в стойке. Внизу
вдоль стенок укладывается плинтус. Оконные стойки, подоконные
и надоконные пояса облицовываются профилем из бука или дуба
и крепятся шурупами в деревянные бруски, заложенные в про-
фили каркаса. Между наружной и внутренней обшивкой по всему
каркасу стен и потолка укладываются пакеты теплоизоляции из
мипоры. Потолок вагона обшивается фанерой толщиной 3 мм,
которая крепится к деревянным брускам, закрепленным болтами
к дугам и продольным поясам каркаса крыши. Стыки листов за-
крываются штабиками.
Пол
Пол салона и кабины кузова выполняется из сосновых досок
толщиной 25—30 мм, покрытых антисептическим составом и сое-
диненных вшпунт. Доски пола крепятся к металлической раме
кузова сквозными болтами с гайками М6-М8. Для осмотра тяго-
вых двигателей и другого оборудования в полу вагонов делаются
люки. Люки имеют армировку из стальных уголков и закрывают-
ся крышками на полу. У входных дверей устанавливается помост
для места кондуктора высотой 100—120 мм из сосновых досок
20 мм. Пол салона и кабины покрывается линолеумом или рези-
новым ковриком. Вдоль прохода и между сидениями на полу
укладываются рейки, которые крепятся к доскам пола гвоздями
или шурупами. Рейки прямоугольного или трапецеидального сече-
ния, изготавливаются из дуба, березы или другой породы дерева.
Иногда вместо реечного настила применяется прессованный риф-
леный резиновый коврик.
Двери
Вагоны всех типов имеют одностороннее расположение дверей
с правой стороны по ходу движения поезда. Двери четырехосных
вагонов входные — общей шириной не менее 1900 мм (ГОСТ
48
8802—58), выходные — не менее 1300 мм; у двухосных вагонов —
входные и выходные — не менее 1300 мм. В верхней части двери
имеют проемы для стекла, а торцы створок — резиновые уплотне-
ния. Двери вагона закрывают подножки. Высота нижней ступень-
ки подножки от головки рельс при ненагруженном вагоне — не
более 300 мм. Количество ступенек — не более двух. На вагонах
РВЗ-6, ЛМ-57, Т-2, КТМ-2 подножки имеют электрическое осве-
щение. Подножки изготовляются из металлических каркасов угло-
вого или коробчатого профиля,
облицованного стальным листом,
покрытого сверху рифленой рези-
ной и крепятся к раме и каркасу
кузова. Внутри кузова у дверей
установлены вертикальные или
наклонные поручни. В открытом
положении двери не должны вы-
ходить за габариты кузова.
Для открывания и закрыва-
ния дверей применяется пневма-
тический или электрический при-
вод, последний из них на вагонах
Т-2 и КТМ-2.
Приводные механизмы дверей
состоят из рычажной передачи,
соединенной с приводом, распо-
ложенным над дверным проемом.
Устройство дверей различных
типов. Двери бывают раздвиж-
ные, ширмовые, створчато-пово-
ротные, поворотно-раздвижные.
На рис. 29 показаны принципи-
альные схемы дверей различных
Ширмобые
Задвижные
\? 1 г
м I .г
Г] Поборот но- И
Ь раздвижные и
Рис. 29. Схема дверей трамвайных
вагонов.
ТИПОВ.
На рис. 30 показана раздвижная металлическая двухстворча-
тая дверь вагона ЛМ-49. Створка состоит из каркаса, штампован-
ных профилей Z-образного сечения, обшитого с наружной стороны
стальным листом 1 мм. С внутренней стороны нижняя часть кар-
каса двери закрывается фанерными филенками. В верхней части
каркаса имеются кронштейны, посредством которых дверь при-
крепляется на винтах к подвеске, а в нижней части — планка, ко-
торая при движении двери скользит в нижнем направляющем
пазу балки подножки.
На рис. 31 показана ширмовая четырехстворчатая дверь ваго-
на Т-2, каждая половина которой состоит из двух створок. Элек-
тропривод расположен над дверью и углублении каркаса кузова
в закрытом металлическом кожухе.
Створчато-поворотные и поворотно-раздвижные двери приме-
няются на вагонах МТВ-82 и РВЗ-6.
4 Заказ 1372
49
Рис 30 Раздвижные двери двухстворчатые металлические вагонов ЛМ и ЛП-49:
/_ профили каркаса створки; 2 — застекленный проем; 3 - стекло; — наружный об-
шивочный лист; 5 — желобчатая резина; 6 — хромированные -планки; 7 — фанерные фи-
ленки; 8 — .планка-нож; 9 — обойма; 10—резина; // — винт крепления стекла; /2 —винт
крепления фанерных филенок; 13 — канавки-гофры в наружной обшивке; 14 — тяга при-
вода дверей; 15 — дополнительные поперечные профили; 16 — кронштейн для подвески
двери; 17 — резиновый упор.
,0
Рис. 31. Ширмовыс двери—-вагон Т-2:
/1—Л — разрез пятника двери; В—В — разрез верхней части штанги дзори: /--левая створка; 2 — правая
створка; 3 — стекло; -/ — пятник; 5 — уплотнение двери; 6— верхняя часть штанги.
Окна
Окна салона бывают: опускные, подъемные, откидные. Опуск-
ные окна на вагонах РВЗ-6, ЛМ-49 и Л П-49, КТМ-1 и КТМ-2 со-
стоят из двух частей: глухой и подвижной. Каждая часть состоит
из стекла, окантованного по периметру и установленного в общей
раме Ш-образного сечения металлического прессованного дуралю-
миниевого профиля.
Подъемные окна вагонов МТВ-82 металлические из двух час-
тей, по конструкции аналогичны опускным окнам. Подвижная
часть с замками находится в нижней части общей металлической
рамки из профиля Ш-образного сечения. При подъеме подвижной
рамы снизу образуется проем 300—350 мм.
Откидные окна вагонов Т-2 по конструкции отличаются от
вышеописанных тем, что прессованный дуралюминиевый профиль
общей рамы окна имеет П-образное сечение. Окно состоит из ниж-
ней большей части — укрепленной наглухо, состоящей из стекла,
по периметру окантованного П-образным профилем, уплотненным
специальным резиновым профилем, и верхней меньшей части.
Верхняя часть окна состоит также из рамы П-образного профиля
со стеклом, укрепленной на верхней глухой части общей рамы
окна на петле с замком, запирающим откидную часть вверху в
оконном проеме кузова. При освобождении замка верхняя часть
окна на петлях опускается до установленного в оконном проеме
упорного кронштейна, образуя проем высотой 330 мм. Верхняя
подвижная часть окна фиксируется в исходном вертикальном по-
ложении и закрывается в проеме замком.
На задней торцовой части кузова и в кабине-устанавливаются
прямые и радиусные окна (см. рис. 1—8), в которые вставлены
стекла на профильной резине с замком. У некоторых вагонов для
усиления вентиляции торцовые окна задней стены салона опуска-
ются, а левые боковые окна кабины водителя — раздвижные. Ло-
бовое окно у новых типов вагонов имеет наклон на 7—10°.
Для окон применяется стекло в 'соответствии с ГОСТ 8802—58.
Диваны
По конструкции различаются два вида диванов: мягкие и жест-
кие на металлических каркасах (рис. 32) и жесткие на деревян-
ном каркасе.
Мягкие одноместные и двухместные диваны состоят из метал-
лических каркасов, изготовленных из тонкостенных труб диамет-
ром 25X1,5 мм. В верхней части каркаса крепится винтами к
кронштейнам мягкая спинка. На нижнюю часть каркаса уклады-
вается пружинная или из губчатой резины съемная мягкая по-
душка для сиденья. Верхняя хромированная часть каркаса по .всей
ширине спинки служит поручнем. Каркас дивана заканчивается
внизу ножками, на которых приварены пластины для крепления
каркаса сквозными болтами к полу вагона.
52
If IQ
Рис. 32. Диваны:
a — мягкий диван для пассажиров: / — металлический каркас; 2 — спинка; <‘/— мягкая подушка; 4 — болт крепления каркаса к
полу; 5 — хромированный поручень; 6 — доски пола вагона, б — мягкое сидение водителя: / — подушка; 2 — спинка; •? — металличес-
кая подставка; 4 — металлический каркас; 5 — регулирующие винты, в — жесткий диван одноместный для пассажиров: / — каркас;
2 — ручка; 3 — верхний лист фанеры; -/ — нижний лист фанеры; 5 — облицовочные угольники; 6 — бруски; 7 — болты крепления
брусков; 8 — верхний дубозый брусок; 9 — ни?кний дубовый брусок; 10 — болт,
Мягкое сидение водителя имеет металлическое основание,
снабженное механизмом, дающим возможность передвигать сиде-
ние в продольном направлении на 120 мм и по высоте на 105 мм.
На основании устанавливается металлический каркас, изготовлен-
ный из тонкостенных труб диаметром 25X1,5 мм, на котором
укладывается съемная пружинная подушка и крепится мягкая
спинка, наклон которой может меняться.
Мягкое сидение кондуктора с откидной подушкой установлено
на помосте у входной двери или в середине вагона на специаль-
ном металлическом каркасе.
В качестве отделочного материала для подушек применяют
дерматин, текстовинит, и другие износостойкие материалы.
Металлический каркас пассажирских жестких диванов изготов-
ляется из труб диаметром 25 мм. На каркасе укрепляются дере-
вянные бруски, фанерные листы или деревянные из твердых по-
род рейки. На спинках диванов устанавливаются хромированные
ручки. Каркасы крепятся сквозными болтами к полу салона и
к стенке вагона. Жесткие диваны на деревянном каркасе, распо-
ложенные вдоль боковых стен, применяются на вагонах старых
типов.
Предохранительные (отбойные) буфера
Буфера различной конструкции устанавливаются на наружной
обшивке кузова в передней и задней части вагона.
На новых вагонах они служат как декоративная часть вагона,
а также для восприятия удара при столкновении с различными
видами транспорта.
Отбойный буфер вагона МТВ-82 состоит из двух отдельных
частей, установленных на лобовой стенке вагона, укрепленных
болтами с хромированными полукруглыми головками и гайками
к раме кузова вагона. Каждая самостоятельная часть буфера со-
стоит из штампованной фасонной декоративной пластины толщи-
ной 2 мм. Между декоративной пластиной и облицовкой лобового
щита кузова устанавливается по форме пластины для амортизации
деревянный дубовый или буковый брус. Деревянный буфер ста^
рых типов вагонов состоит из соснового или дубового бруса,
прикрепленного к раме площадки и закрепленного снаружи сталь-
ной полосой.
Крышевые помости
Деревянные помости на крыше вагона для установки токопри-
емника, изготовляются из досок толщиной 13—15 мм. Средняя
часть крыши оклеивается диэлектрической резиной вокруг места
расположения токоприемника.
Для доступа на крышу на торцовой задней части кузова уста-
навливаются несъемные и съемные металлические лестницы. Ва-
гоны МТВ-82 кроме лестниц имеют еще потайную подножку. На
54
старых вагонах в дверных проемах установлены металлические
кронштейны, а на крыше — скобы или на правой стенке кузова
около передней наружной двери складные педали.
Фары на лобовой стенке вагона
Фары служат для освещения рельсового полотна. Вагоны типа
МТВ-82, ЛМ-57 и ЛМ-49 имеют по две фары, расположенные на
передней торцовой стенке на равном расстоянии от центра. Ряд
вагонов имеет только одну фару, расположенную в центре перед-
ней торцовой стенки под окном (вагоны РВЗ-6, КТМ-1 и Т-2) или
расположенную над окном в деревянном щитке (вагон КМ).
Номерные коробки, маршрутные и сигнальные фонари
В лобовой верхней передней части вагона устанавливается но-
мерная коробка с рамкой для стекла, куда вставляется сменяе-
мый (стеклянный) номерной знак, указывающий номер маршрута.
Между номерной коробкой и лобовым стеклом в центре уста-
навливается маршрутный фонарь, указывающий маршрут конеч-
ных пунктов следования вагона. По бокам маршрутного фонаря
устанавливаются сигнальные линзы, обозначающие номер марш-
рутного поезда.
На вагоне Т-2 номерная коробка совмещена с маршрутным
фонарем и установлена в лобовых частях передней, а также и зад-
ней части вагона. Перестановка маршрутного указателя в этом
вагоне производится при помощи рычага из кабины водителя. На
старых вагонах на крыше устанавливается каркас с кронштейна-
ми, на который навешивается съемная деревянная маршрутная
вывеска и металлический номерной диск из листовой стали. По
обеим сторонам этого каркаса на крыше вагона установлены два
фонаря с цветными линзами — указателями номера маршрута. На
наружной обшивке кузова на задней торцовой подоконной части
и сферической части крыши устанавливаются сигнальные фонари
(белые или красные).
На лобовой части правого угла стенки вагона на уровне лобо-
вого окна кабины устанавливается зеркало обзора заднего вида.
§ 10. ВЕНТИЛЯЦИЯ и ОТОПЛЕНИЕ КУЗОВА
Вентиляция применяется принудительная и естественная. При-
нудительная вентиляция применяется на вагонах новых типов
РВЗ-6, ЛМ-57, КТМ-2 и Т-2.
На рис. 33 показана схема вентиляционно-отопительной систе-
мы вагона РВЗ-6. Вентилятор установлен в коробе под полом ва-
гона, его приводом служит электродвигатель 1,6 кет. Первый
отвод от короба вентилятора соединен с закрытым ящиком, в ко-
тором находятся пусковые сопротивления и электрическая печь
55
3 2 9 б Ю Ь и
б 7 8 11
Рис. 33. Вентиляция вагона РВЗ-6:
/_КОроб вентилятора; 2 — ящик пусковых сопротивлений; 3 — за-
слонка; ‘/—переходной поперечный канал пусковых сопротивлений;
5 — профильные каналы для отопления салона; 6 — вентилятор; 7 —
второй отвод короба; 8 — ящик регулировочных сопротивлений; 9 — по-
перечный канал ящика регулировочных сопротивлений; 10 — про-
фильные каналы; // —вертикальные . каналы; 12 — верхние (венти-
ляционные) продольные каналы.
дополнительного отопления салона. Ящик пусковых сопротивлений
на другом конце имеет выступ с заслонкой на пружинах. При от-
крытой заслонке ящик сообщается с атмосферой. Верхняя часть
выступа ящика соединена с переходным каналом, проходящим под
полом вагона, поперек его, и соединенным с продольными кана-
лами, проходящими в салоне вдоль всех сидений правой и левой
стороны. Продольные каналы имеют над полом узкую щель, выхо-
дящую в салон. Эти каналы служат для отопления кузова. Вто-
рой отвод короба вентилятора соединен с закрытым ящиком регу-
лировочных сопротивлений, установленным под вагоном под уг-
лом 90° к ящику пусковых сопротивлений, у правого фальшборта
кузова. Ящик регулировочных сопротивлений в верхней части сое-
динен со вторым поперечным каналом, проходящим также под
полом вагона и соединенным, в свою очередь, с продольными ка-
налами, проходящими между наружной и внутренней обшивкой
вагона на одном уровне с каналами пусковых сопротивлений. Про-
дольные каналы регулировочных сопротивлений соединены в. пе-
редней части кузова с двумя вертикальными вентиляционными
каналами, проходящими между внутренней и наружной обшив-
кой: на левой стене — между первым и вторым окном салона и
на правой стене — между перегородкой выходных дверей и пер-
вым окном салона. Вертикальные каналы соединены с верхними
продольными каналами, проходящими с обеих сторон по потолку
салона. Эти каналы имеют узкую щель на сочленении средней и
боковых частей внутренней обшивки потолка салона.
Во время работы вентилятора воздух из салона засасывается
в узкие щели верхних продольных каналов, проходит по верти-
кальным каналам на правой и левой стене кузова, затем идет
по продольным каналам, поступает в поперечный канал, прохо-
дит через регулировочные сопротивления и попадает в вентиля-
тор. Лопастями вентилятора воздух нагнетается через переходной
канал в пусковые сопротивления, где он нагревается. При откры-
той заслонке канала (в летнее время) теплый воздух поступает
в атмосферу, при закрытой заслонке канала теплый воздух —че-
рез переходной поперечный канал, продольные каналы и щели над
полом, поступает в салон, обогревая последний (в зимнее время).
Для лучшей циркуляции и подачи свежего воздуха в салон
над окнами водителя в нависающем козырьке кузова сделаны про’
резы и установлена густая сетка. От прорезов, между наружной
обшивкой крыши и внутренней обшивкой потолка кабины, про-
ходит канал, который заканчивается на перегородке кабины жа-
люзи, выходящими в салон. Во время движения вагона, при
открытых заслонках, воздух попадает через канал и жалюзи в
салон. Улучшению вентиляции способствует и наличие опускного
окна в задней стенке салона. В зимнее время заслонки гермети-
чески закрываются, и вентиляция через канал над кабиной води-
теля прекращается. У мест кондуктора от общего отопительного
канала сделан широкий вертикальный отвод для подачи теплого
воздуха на стекло.
57
Естественная вентиляция применяется на вагонах МТВ-82,
КТМ-1, КМ, С и других. При этой системе воздух удаляется при-
точно-вытяжными вентиляторами-коробами. Вентиляционные ко-
робы расположены на крыше вагонов, поэтому обмен воздуха
происходит главным образом в верхних слоях внутри вагона. При-
ток воздуха происходит всегда снизу, что обеспечивает эффек-
тивность вентиляции.
Вентиляция вагона МТВ-82 (рис. 34) осуществляется десятью
вентиляционными коробами. Шесть в передней части и четыре в
задней части крыши вагона. Собранный из колец кожух устанав-
ливается в прорезы крыши и обшивки потолка. Сверху на крыше
вентиляционное отверстие прикрывается обтекателем со щитком,
а на потолке салона оно прикрыто створкой с подвижным дис-
ком и ручкой для его передвижения. Диск регулирует величину
вентиляционного отверстия.
§ 11. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ о РАСЧЕТЕ КУЗОВА
Основным видом расчета кузовов является расчет на прочность
по максимальным нагрузкам.
Расчет кузова на прочность включает в себя:
1) выбор расчетной схемы рассматриваемой конструкции;
2) определение расчетных нагрузок;
3) расчет элементов кузова на действующие нагрузки, с опре-
делением напряжений в опасных сечениях;
4) сравнение расчетных напряжений с допускаемыми и опре-
деление запасов прочности.
Выбор расчетной схемы зависит от конструктивного исполне-
ния кузова. Элементы кузова: рама и каркасы стенок и крыши
представляют собой совокупность балок и стержней, линейные
размеры которых, как правило, относительно велики по сравне-
нию с размерами поперечного сечения. Отдельные стержни кон-
струкций кузова жестко связаны между собой в узлах сваркой
или заклепками и образуют пространственную систему, нагружен-
ную системой сил. Такие конструкции статически неопределимы.
В целях облегчения расчета кузовов расчетные схемы следует
выбирать так, чтобы, с одной стороны, они в максимальной сте-
пени отражали действительные условия работы конструкции и,
с другой стороны, обеспечивали максимальное упрощение расчета
в пределах требующейся точности.
Одним из основных приемов упрощения расчета кузовов яв-
ляется метод разделения действующей нагрузки между элемента-
ми кузова, позволяющий свести расчет пространственных рамных
конструкций кузова к более простому расчету нескольких плоских
рам или отдельных стержней и балок. Точность расчета при таком
упрощении понижается, причем в тем большей степени, чем боль-
ше введено допущений, упрощающих расчет. В статически неопре-
делимых конструкциях действующие на них нагрузки распреде-
ляются по элементам более равномерно, чем в таких же стати-
59
чески определимых конструкциях. Поэтому искусственное преоб-
разование статически неопределимых систем с целью их расчета
обычными методами статики приводит к получению завышенных
расчетных напряжений и высоким фактическим запасам проч-
ности.
Расчетные схемы кузовов с несущей рамой, например кузовов
вагона МТВ-82, составляются, исходя из допущения, что отдель-
ные элементы кузова: рама, боковые и торцовые стенки и крыша
работают независимо друг от друга. При расчете рамы прини-
мается, что нагрузка боковых и торцовых стен и крыши пере-
дается на соответствующие продольные и концевые балки рамы
кузова равномерно по их длине. При расчете боковых и торцовых
стенок и крыши считают, что последние не воспринимают со сто-
роны рамы никаких нагрузок. Расчет кузова при этих предполо-
жениях значительно упрощается.
При расчете кузовов с несущими стенками и рамой, например,
кузова вагона МС, боковые стенки принимаются абсолютно жест-
кими, недеформирующимися. Это оправдывается тем, что обычно
боковые стенки обладают относительно значительно более высо-
кой жесткостью на изгиб в вертикальной плоскости, чем продоль-
ные балки рамы. Такое допущение позволяет, как и в первом слу-
чае, вести расчет рамы и боковых стенок как самостоятельных
элементов. При этом балки, образующие обвязку рамы, рассмат-
риваются как жестко заделанные по всей длине. Боковые несу-
щие стенки рассчитываются отдельно как фермы или балки на
двух опорах от действующей в их плоскости вертикальной нагруз-
ки. За опоры этих ферм или балок принимаются концы шкворне-
вых балок рамы кузова.
Нагрузки, передаваемые на боковые стенки от рамы, прикла-
дываются в виде сосредоточенных сил в узлах крепления попереч-
ных балок.
Наибольшей сложностью отличается расчет цельнонесущего
кузова — вагонов ЛМ-49, РВЗ-6 и других. Цельнонесущий кузов
представляет собой коробчатую тонкостенную оболочку с карка-
сом в виде ряда продольных и поперечных элементов жесткости.
Расчет цельнонесущего кузова нельзя производить по методу раз-
деления действующей нагру-зки между рамой и боковыми стен-
ками, как это делается при расчете кузовов с несущей рамой, или
с несущими стенками и рамой, так как такая схема расчета не
отражает действительное напряженное состояние кузова, поэтому
цельнонесущие кузова рассчитывают как тонкостенные оболочки
специальными методами статики сооружений.
При расчете кузовов на прочность учитываются следующие на-
грузки:
1. Расчетная статическая нагрузка кузова Онр при макси-
мальном заполнении пассажирами равна:
Окр = GK + Gn = GK + qm' + -6oQ S , (2)
кр rl II к 1 1 1 1000 7 ' '
60
где GK — вес кузова в г;
Gn — вес пассажиров;
q — вес одного пассажира — 0,07 т;
650 кг/ju2 — удельная нагрузка пола кузова (ГОСТ 8802—58).
Остальные обозначения см. формулу (1).
2. Вертикальная динамическая нагрузка, учитываемая умно-
жением статической нагрузки GKp на коэффициент вертикаль-
ной динамики Кд. При расчете кузовов трамвайных вагонов
обычно принимают Кд = 1,05.
3. Вертикальная кососимметричная нагрузка, появление кото-
рой связано с неравенством жесткостей и фабричных стрел про-
гиба рессор кузова, отклонением опорных поверхностей рамы ку-
зова от теоретической плоскости, а также неодинаковой просад-
кой колес на неровностях пути и при входе в кривую. Ввиду
трудности количественного учета факторов, определяющих вели-
чину кососимметричной нагрузки, последняя, исходя из опытных
данных, учитывается ориентировочно увеличением максимальных
статических напояжений в конструкциях кузова на 10—12%,
1,1-1,12)/
4. Тяговая нагрузка, передаваемая на раму через пятниковые
устройства (у вагонов тележечного исполнения) или буксовые
направляющие (у бестележечных вагонов). Тяговую нагрузку
следует определять, исходя из расчетного коэффициента сцепле-
ния 0,2 н- 0,25.
5. Продольная нагрузка Рсц от удара на сцепке. Величина
этой нагрузки берется из расчета сцепного прибора или (при
ориентировочных расчетах) определяется из условия трогания за-
торможенной прицепной части поезда при коэффициенте сцепле-
ния ф = 0,3 -и 0,4.
FCUt = 1000фбл кг.
где Gn—вес прицепной части поезда в т.
6. Силы инерции кузова с пассажирами при пуске с макси-
мальным ускорением или экстренном торможении. Нагрузки на
элементы кузова от сил инерции при пуске и торможении опре-
деляются расчетом или ориентировочно учитываются увеличением
.максимальных статических напряжений на 10% (/С=1,1).
7. Боковые нагрузки кузова при движении вагона в кривой:
’центробежные силы и боковое давление ветра. В ориентировоч-
ных расчетах боковая нагрузка кузова учитывается увеличением
максимальных статических напряжений на 10% (7<0=1,1).
8. Добавочные нагрузки на элементы, связанные с работой
тяговых двигателей и тормозных устройств.
Расчет кузова проводят на действие вертикальных, продоль-
ных и боковых сил в отдельности. Ориентировочный расчет кузо-
ва включает в себя: расчет на эквивалентную статическую на-
грузку Оэ = GKp • Кд • Кк • Кс • К6\ расчет на продольный удар по
.сцепке; расчет на действие тяговой или тормозной нагрузки и
61
добавочных нагрузок, связанных с работой тяговых двигателей и
тормозных устройств.
Большое влияние на точность определения напряжений оказы-
вает распределение статической нагрузки между элементами ку-
зова. При распределении статической нагрузки между элемента-
ми кузова следует исходить из следующих общепринятых поло-
жений: нагрузка от всех пассажиров подсчитывается отдельно
для площадок, проходов и площадей, занятых сидениями. На
площадках она распределяется равномерно по площади площа-
док, а между балками рамы площадок пропорционально площа-
ди, прилегающих к ним элементов пола. Вес диванов и сидящих
пассажиров распределяется как равномерная нагрузка по соот-
ветствующей площади, а пассажиров, стоящих в проходе,— по
площади прохода.
Вес токоприемника, сцепного прибора, контроллера и другого
тяжелого оборудования прикладывается в виде сосредоточенных
сил на соответствующих элементах кузова. Вес рамы, каркаса,
обшивки и другого оборудования, не учтенного отдельно,
распределяется как равномерная нагрузка по соответствующей
площади.
Интенсивность распределенной нагрузки определяется из вы-
ражения:
Q 2
q = -у кг; см/,
где Q—соответствующая нагрузка в кг;
А—площадь, на которой распределена эта нагрузка в см2.
Пример. Найти напряжение в среднем сечении и в сечении по шкворневой
балке цельносварного кузова (рис 35, а) по следующим данным: вес кузова
с расчетной нагрузкой Окр = 19 т, длина кузова L = 13 600 мм, база вагона
В = 6300 мм, материал каркаса и обшивки — Ст. 3.
Экспериментальное исследование напряжений в конструкциях
цельнонесущих сварных кузовов показывает, что последние рас-
пределяются между элементами каркаса и обшивкой неравномер-
но (рис. 35, б). Они достигают наибольших величин в подкреп-
ляющих обшивку элементах каркаса и уменьшаются по мере уда-
ления от этих элементов. Часть обшивки как бы не работает,
воспринимая нагрузку лишь частично. Поэтому в расчетах учиты-
вается не вся ширина обшивки б, а только часть ее — так называе-
мая приведенная ширина Ьпр. Приведенная ширина обшивки Ьпр
определяется из условия равенства нагрузок, воспринимаемых
обшивкой ширины ипр при постоянных напряжениях а/? и нагрузках,
воспринимаемых реальной обшивкой, шириной b при действующем
законе распределения сжимающих или растягивающих напряже-
ний. Это условие имеет вид:
&
Ьпр • 5 • Зр = J • S • db.
и
62
M2Q
Рис. 35. К расисту
цельносварного ку-
зова:
а -- схема нагружения
и эпюры изгибающих
моментов и перерезыва-
юших си.т. б — распре-
делен ie напряжении в
обшивке, подкрепленной
ребрами жесткости, и
схема к определению
приведенной ширины
обшивки; в — попереч-
ное сечение кузова по
оконному проему.
63
Отношение — = ^ = с? называется редуционным коэффи-
Ср b
циентом обшивки. Если последний известен, то приведенная шири-
на обшивки определяется формулой:
Ьпр = <? • ь-
В том случае, когда в поперечное сечение кузова входят продоль-
ные связи разной жесткости, имеет место неравномерное распре-
деление нагрузки не только между элементами каркаса и обшив-
кой, но и между самими элементами каркаса. Это обстоятельство
учитывается введением в расчет редукционных коэффициентов
соответствующих продольных элементов. Для жестких несущих
элементов каркаса (например, обвязок рамы кузова) редукцион-
ный коэффициент принимается равным единице, для легких штам-
пованных продольных связей — в пределах 0,7—0,86. Для опре-
деления величины редукционных коэффициентов (приведенной
ширины) плоской обшивки ЦНИИ МПС рекомендуются формулы:
ср = 40 — ; Ьп = 40 • о.
‘ ь р
м
о = —
1ред
где о и b— толщина и ширина обшивки в пределах между под-
крепляющими элементами.
Средние нормальные напряжения о при изгибе и касательные
напряжения х от перерезывающей силы в каждом из элементов
редуцированного сечения кузова определяются по формулам:
р.
• ? . Y
Y Ес
Еред Ес
где 7ИП Q—момент и перерезывающая сила в рассматриваемом
сёчении кузова;
— момент инерции редуцированного сечения кузова;
ср — редукционный коэффициент элемента, в котором
определяются напряжения;
Y—расстояние от нейтральной оси редуцированного сече-
ния кузова до рассматриваемого элемента. Положи-
тельное значение У (растяжение) имеют точки, рас-
положенные ниже нейтральной оси;
E-t и Ес— модуль упругости материала рассматриваемого эле-
мента и модуль упругости стали;
Еред — площадь элементов редуцированного поперечного се-
чения кузова.
До сих пор мы имели в виду плоские панели кузова. Работа
обшивки панелей цилиндрического поперечного сечения иная, чем
плоских. Здесь различают два случая: когда показатель кривиз-
ны обшивки, оцениваемый коэффициентом К——^-<20(/?—ра-
диус кривизны обшивки), цилиндрическую обшивку можно счи-
64
тать как плоскую; при К>20 (радиус кривизны достаточно мал)
обшивка и подкрепляющие ее элементы каркаса работают прак-
тически одинаково. Редуционный коэффициент обшивки в этом
случае можно брать равным единице.
Сжатые элементы панелей кузова, помимо расчета на проч-
ность, проверяются на устойчивость. Критические напряжения по
условию устойчивости для сжатых плоских панелей кузова опре-
деляются по формуле:
т, • Е / s \2 , 2
а = /(. ------ — KZ СМ2,
кр 1 12(1—р.2) \ b ) 1
где — коэффициент Пуассона;
KY—коэффициент, зависящий от характера закрепления и
отношения сторон панели (стороны, параллельной сжи-
мающей силе и перпендикулярной стороны), остальные
обозначения прежние.
Критические напряжения по условию устойчивости для сжа-
тых панелей цилиндрического поперечного сечения определяются
по эмпирической формуле:
а =0,18£ —,
«Р R ’
Поперечное сечение рассматриваемого кузова показано
на рис. 42, в. Его несущими элементами являются подоконный
пояс, надоконный пояс и крышевые продольные связи. Подокон-
ный несущий пояс образован армирующим уголком 1, продольной
балкой рамы кузова 2, нижней продольной связью 4, подоконным
профилем 5 и листом обшивки 5. Надоконный несущий пояс вклю-
чает в себя надоконный профиль 6, верхнюю обвязку 8 и обши-
вочный лист 7. Крышевые продольные связи образованы средним
«зетом» 10 и боковыми уголками 9. Настил крыши выполнен из
деревянных досок и в расчете кузова на прочность не учитывается
как несущий элемент. Соответственно не учитываются как несу-
щие элементы настил пола 12, а также внутренняя обшивка стен
и потолка кузова.
Первым шагом расчета является редуцирование поперечного
сечения кузова. Для продольных балок 2 рамы кузова принима-
ем <р=1, для штампованных стрингеров /, 4, 5, 6, 8, 9, 10—
<р = 0,75. Приведенную ширину обшивки подоконного несущего по-
яса, работающей совместно с соответствующими продольными
элементами каркаса, определяем по формуле:
Ьпр = 40 • 8 = 40 • 2 = 80 мм.
Для надоконного несущего пояса определяем показатель кри-
визны К:
к==_^_==^==26.
R • 5 300-2
5 Заказ 1372
65
Из этого подсчета делаем вывод, что поскольку К = 26 близко
к 20, верхний надоконный пояс следует рассчитать в двух вариан-
тах: по методике расчета плоских несущих поясов и по методике
расчета поясов цилиндрического поперечного сечения.
Определение геометрических характеристик поперечного сече-
ния кузова производим по формулам сопротивления материалов,
разбивая поперечные сечения отдельных его элементов на элемен-
тарные прямоугольники.
В результате этого расчета определяем: площадь редуцирован-
ного поперечного сечения кузова Fped = 87,4 см2, координату
Zc = 868 мм центра тяжести редуцированного сечения кузова от-
носительно оси х—х, момент инерции редуцированного сечения
кузова 1ред = 515 000 см4.
Принимая нагрузку кузова в первом приближении равномер-
но распределенной по его длине, найдем ее интенсивность:
G 19 000
7 = — = ЮРА ; = 14 кг!см.
L lobU '
Эпюры изгибающих моментов и перерезывающих сил в попе-
речном сечении кузова от внешней нагрузки построены на
рис. 35, а. Момент и перерезывающая сила в сечении кузова по
шкворневой балке определяется следующим образом:
7И, = = 14 • = 935 000 кг см,
2 2
Qt = 19000 = 9500 кг.
1 2 2
Момент в среднем сечении кузова будет равен:
М2 = - 3-^. = 2116302 _ 14 3652 = 242 000
2 2 2 3 2
Максимальные, нормальные и касательные напряжения в сред-
ней продольной связи 10 в сечении кузова по шкворневой балке
определяются уравнениями:
<5 = — . © . Y • Ei- = ——— • 0,75(242 — 86,8) -— = 211 кг 'см2.
1ред ' Ес 515 000 1
Q Е; 950,0 1 QIC Л/ 9
т — —. о . — =---------. 0,75 -1=81,5 кг см.
Fped ‘ Ес 87,4
Эквивалентные напряжения в зете продольной связи 10 бу-
дут:
/02 + = /2112 + 81,52 = 226 кг[см2.
Также определятся нормальные напряжения в Z-образной бал-
ке 10 в сечении кузова посредине:
, = А . ? . у. 1 . 0,75 • (242 - 86,8) • 1 = 54,5 кг',см?.
1ред Ес 515 000 v
Полученные напряжения значительно ниже допускаемых. Это
дает основание предполагать, что сечения продольных элементов
кузова могут быть уменьшены.
66
Глава III
ПЕРЕДАТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
§ 12. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРИВОДАХ
Привод движущих колесных пар вагона состоит из тягового
электродвигателя и передаточного механизма. Передаточный ме-
ханизм состоит из редуктора, который служит для передачи вра-
щающего момента с вала якоря на ось колесной пары. Обычно
посредством редуктора скорость вращения оси колесной пары
уменьшается по сравнению со скоростью вращения якоря с целью
реализации большой силы тяги поезда.
Тяговые электродвигатели по способу установки на вагоне
имеют два исполнения:
1) рамно-осевое — опоры одной стороны расположены на ра-
ме тележки, а другой стороны на оси колесной пары—буксы с
подшипниками трения скольжения;
2) независимое (рамное)—все опоры двигателя расположены
на раже тележки или на раме кузова. Конструкции тягового дви-
гателя и передачи взаимно связаны.
Передаточные механизмы могут быть индивидуальными и груп-
повыми. В моторно-вагонной тяге применяется только первый из
них, где вращающий момент с вала якоря двигателя передается
на одну ось колесной пары, называемую движущей.
Индивидуальный редуктор может быть с зубчатой или червяч-
ной передачей. Последний тип передачи применяется на вагонах
j очень редко. Зубчатая передача обладает высоким коэффициен-
том полезного действия (средний к. п. д. щср равен 0,97) и на-
дежностью конструкции.
Конструкции зубчатых передач, применяемых в электрической
тяге, разнообразны. В зависимости от количества и расположе-
ния зубчатых колес редукторы подразделяются на одноступенча-
тые (односторонние и двухсторонние) и двухступенчатые. Редук-
тор с двухсторонним расположением зубчатых колес применяется
в случае, если вращающий момент часового режима 7И^>250—
300 кгм\ его преимуществом является равномерное распределе-
ние вращающего момента на оба колеса колесной пары и мень-
шая нагрузка на якорные подшипники и вал якоря. Трамвайные
5*
67
двигатели имеют только односторонние зубчатые передачи, так
как вращающий момент на валу якоря при часовом режиме не
превышает 100—150 кгм. В соответствии с ГОСТ 8802—58 ре-
дукторы трамвайных вагонов должны быть одноступенчатыми.
Двухступенчатый редуктор более сложен по конструкции, имеет
больший вес, меньший к. п. д. = 0,95).
Рис. 3'6. Типы приводов:
с подвесно-осевыми тяговыми двигателями: а — одноступенчатый односторонний;
б — одноступенчатый двухсторонний; в — двухступенчатый; с тяговыми двигате-
лями независимой подвески: г — одноступенчатый с поперечным расположением
тягового двигателя; д — одноступенчатый с продольным расположением тягового
двигателя; е — двухступенчатый; / — тяговый двигатель; 2 — редуктор; 3 — колес-
ная пара; -/ — карданный вал.
В зависимости от взаимного расположения тягового двигателя
и движущей оси приводы, применяемые на вагонах трамвая,
можно подразделить на три группы (рис. 36):
I группа, схемы а, б и в — тяговый двигатель рамно-осевой
(вал якоря расположен параллельно движущей оси).
II группа, схема г — тяговый двигатель с равной подвеской и
поперечным расположением на тележке, редуктор с рамно-осевой
подвеской с карданным валом;
III группа, схемы д и е —двигатель с рамной подвеской с
продольным расположением с передачей вращения на рамно-осе-
вой редуктор также при помощи карданного вала.
68
К редукторам современного типа предъявляются следующие
основные требования:
1) возможность применения быстроходных тяговых двигате-
лей со скоростью вращения при часовом режиме nh до
2000 об/мин.;
2) масса неподрессоренных частей, связанных с движущей
осью, должна быть возможно малой;
3) вал якоря и редуктор должен иметь карданное соединение;
4) возможность применения колеса малого диаметра;
5) прочность и надежность конструкции с возможностью лег-
кой замены поврежденных деталей.
Рассмотрим основные соотношения между параметрами при-
вода тягового двигателя I и II групп (рис. 37 и 38).
Как известно мощность двигателя Ртоо и скорость поезда
при длительном режиме можно выразить формулами:
Рт<х —С • la-D3ati^, (3)
= 'KDn ' 3,6 = с' D км/час, (4)
60z i
где 1а — активная длина якоря;
Da — диаметр якоря;
' i—передаточное число привода;
D —диаметр движущего колеса;
п — скорость вращения в об/мин.;
С — машинная постоянная;
Кроме того для тяговых двигателей можно диаметр якоря вы-
разить так:
£>д = а £>, (4')
где а — коэффициент пропорциональности.
Следовательно, пользуясь формулами (3—4') и обозначив че-
рез с" = с-с', получим
= c'\<iD)4a-iv„. (5)
Из анализа формулы (5) следует, что Рм^ увеличивается с
увеличением D, la, и I.
В одноступенчатых редукторах (см. рис. 37 и 38) централь дви-
гателя (при прямых зубцах) равна:
А = Dz + Dzo = ™z mz. @/n
2 2
где Dz и Dzo — делительные окружности зубчатых колес;
z и г0 — число зубцов зубчатых колес;
т — модуль передачи;
0 — коррекция зацепления для малых колес =. 0,5,
больших = 0.
69
900
735
Рис. 37. Привод первой группы — подвешивание тягового двигателя ДТИ-60
и передаточного механизма на тележке вагона ЛМ-49 (боковой вид,
пла.н и разрез кожуха):
1 — двигатель ДТИ-60; 2 — осевая букса двигателя; <3 — вкладыш буксы; 4 — тра-
верса; 5 — болт для подвески двигателя; 6 — нижняя пружина; 7—верхняя пру-
жина; 8 — тарелка пружины; 9 — средняя поперечная балка рамы тележки; 10—
ось колесной пары; // — кожух передаточного механизма; /2 —большое зубчатое
колесо; 13 — малое зубчатое колесо; 14 — крайняя поперечная балка.
70
Рис. 38. Привод второй группы:
а — подвешивание двигателя ДК-255 (план и боковой вид); б — подвешивание редуктора (план и боковой вид) на тележ-
ке вагона ЛМ-49. / — тяговый двигатель; 2 — крайняя поперечная балка рамы тележки; 3 — нижняя пружина подвески- 4—
балки для крепления траверсы к балке рамы тележки; 5 — верхняя пружина; 6 — траверса; 7 — средняя поперечная бал-
ка рамы тележки; 8 — болты для крепления двигателя к траверсе; '9 — кронштейн для крепления траверсы на средней
поперечной балке; И — ось колесной пары; 12 — редуктор; 13 — болт для подвески редуктора; /4—пружины- 15 — крючок-
16 — предохранительная скоба; 17 — кронштейны для крепления редуктора к средней поперечной балке тележки- 18 —
большое зубчатое колесо; 19—малое зубчатое колесо; 20— карданный вал.
Так как обычно — <0,01—0,02, то для получения простых
и достаточно точных соотношений можно принять:
д Dz + Dzo = mz + mz0
2 2
Из рис. 37 и 38 следует, что чем меньше диаметр D, тем будет
меньше и величина централи А.
Максимально возможное передаточное число может быть по-
лучено при следующем условии:
? __ Dzo макс _ mzo макс . макс /у\
^макс ~ ’ V /
^Z МИН Я^МИН 2мин
Если отношение ^°--акс будет меньше чем заданная
Z мин
величина передаточного числа, то тогда необходимо применять
двухступенчатый редуктор. В этом случае максимально возмож-
ное передаточное число будет равно:
; __ zn макс # ?о макс (7'\
^макс • V /
^мин %п мин
Максимально возможный диаметр большой зубчатки ограни-
чен диаметром колес (см. рис. 37 и 38):
DZ0 = D-2(hf + h" + ni), (8)
где h' — расстояние от нижней точки кожуха редуктора до го-
ловки рельса (по ГОСТ 8802—58 h' >110 мм)\
h"—толщина кожуха плюс величина зазора между дном
кожуха и зубцом.
Из формулы (8) следует, что при заданном диаметре колеса
максимально возможный диаметр большой зубчатки можно по-
лучить при наименьших допустимых величинах h' и Л".
Минимальный диаметр шестерни будет соответствовать мини-
мально допустимому числу ее зубцов по условию прочности в се-
чении, имеющем минимальный радиальный размер, так как вели
чина модуля передачи определяется в зависимости от величины
вращающего момента часового режима.
Из анализа формулы (5) следует, что величина длительной
мощности двигателя прямо пропорциональна следующим величи-
нам la (aD)2 и I. Поэтому можно сделать следующие выводы:
1) расположение и размеры редуктора не должны ограничи-
вать активной длины якоря 1а при заданных размерах колеса;
2) для привода II группы с целью увеличения i при мини-
мальном D важно обеспечить максимальное сближение корпу-
са двигателя с движущей осью;
3) для трамвайных вагонов желательно не увеличивать вели-
чину диаметра колеса, а уменьшать ее так, как это дает воз-
можность уменьшить число ступенек подножек и их высоту и
72
этим облегчить посадку и высадку пассажиров на остановках,
уменьшить время остановки и увеличить скорость сообщения;
4) длительная скорость поезда при длительном режиме огра-
ничена значениями к» = 40—50 км) час.
Следовательно для трамвайных вагонов целесообразно в пер-
вую очередь применять редукторы с большим передаточным чир-
лом, что при заданном значении ?ч- делает необходимым при-
менение быстроходных тяговых двигателей (малогабаритных и
легких).
§ 13. КОНСТРУКЦИЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
Цилиндрические зубчатые колеса бывают двух видов: с пря-
мым и косым зубом. Косозубая передача обеспечивает плавный
переход с одного зуба на другой, уменьшает шум и увеличивает
срок службы колес. Угол наклона зубьев по делительной окруж-
ности составляет 7—12°.
Профиль зубьев может быть с эвольвентным или циклоидным
зацеплением. В тяговых передачах исключительное распростране-
•ние имеет эвольвентный профиль зацепления при высотно-угло-
вой коррекции: угол зацепления принимается равным 20—22°, а
коэффициент коррекции определяется расчетом. Эвольвентный
профиль зубьев обеспечивает сохранение плавности зацепления
при наличии отклонений в длине централи, а высотно-угловая кор-
рекция укрепляет корень зуба, способствует равномерному рас-
пределению скольжения по высоте зубьев и снижает удельное
давление.
Большие зубчатые колеса могут быть разъемными или цель-
ными.
Разъемное зубчатое колесо состоит из двух одинаковых поло-
вин, скрепленных болтами или шпильками со шпоночной посад-
кой на оси колесной пары. Преимущество этого колеса в сравне-
нии с цельным состоит в том, что смена его не требует распрес-
совки и обратной запрессовки одного из движущих колес. Их
недостатками являются:
1) нарушение цилиндрической поверхности зубчатого колеса
из-за неточности при сборке и деформации шпилек или болтов в
процессе работы;
2) в месте разъема, вследствие неточности сборки, впадина
зубьев имеет искаженную форму. Указанные недостатки приво-
дят к более быстрому износу зубьев и неправильному их зацеп-
лению. Шпоночная посадка, применение которой неизбежно при
разъемной зубчатке, ослабляет ось колесной пары в опасном се-
чении. Каждая половина изготовляется составной. Для половинок
центра зубчатки применяется стальное фасонное литье
•(ГОСТ 977—58), а к каждой половинке центра приваривается
стальная кованая половина обода. На рис. 39, а показано разъ-
емное колесо с приваренным кованым ободом из углеродистой
стали марки Ст. 50 с прямыми зубьями.
73
Рис. 39. Цилиндрические зубчатые колеса с прямым зубом при-
вода первой группы тягового двигателя ДТИ-60 (вагон ЛМ-49):
а — разъемное большое; / — половина центра; 2 — половина обода; 3 —
шпилька; 4 — гайка; 5 — стопорная шайба.
б — неразъемное большое: / — центр; 2 — обод;
в — малое колесо с установкой на валу якоря:
/ — колесо; 2 — шпонка; 3 — вал якоря; -/ — штифт; 5—гайка; 6 — пре-
дохранительная шайба.
74
Цельные зубчатые колеса отковываются и прокаты-
ваются из углеродистой стали марки Ст. 50 (ГОСТ 1052—52) и
после нарезки зубьев подвергаются поверхностной закалке. При
изготовлении цельноштампованной зубчатки из специальной ста-
ли, например, хромоникелевой стали 37XH3A, срок ее службы
примерно равен сроку службы оси колесной пары. Посадка на ось
может быть шпоночная или бесшпоночная. Цельное зубчатое ко-
лесо может иметь отдельно выполненный цельный центр (сталь-
ная отливка) и венец (поковка из хромоникелевой стали), центр
и венец соединяют посредством горячей посадки или с помощью
болтов. На рис. 39, б показано цельное зубчатое колесо.
Эластичные зубчатки с упругими соединениями в виде
пластин или пружин между венцом к центром колеса имеют раз-
нообразные и более сложные конструктивные выполнения в срав-
нении с жесткими колесами и на трамвайных вагонах обычно не
применяются.
Малые зубчатые колеса (шестерни) трамвайных ре-
дукторов применяются двух исполнений:
1) цельные (рис. 39, в) с отверстием для горячей посадки на
конический конец вала рамно-осевого тягового двигателя со шпон-
кой (возможно и без нее);
2) цельные (рис. 40) без отверстия с выступающим валом для
карданного соединения с валом якоря тягового двигателя. Наи-
меньший диаметр и количество зубьев обеспечивает шестерня
второго исполнения ZMHH = 8—9.
Составные жесткие и эластичные шестерни не применяются, их
изготовление возможно при диаметре делительной окружности
Dz > 400 мм. Шестерни трамвайных редукторов имеют Dz< 150 мм.
Шестерни изготовляются из проката или посредством ковки
Ст. 50 по ГОСТ 1050—60 или хромоникелевой стали марок
37XH3A, 12ХНЗА и 40ХН.
Выбор материала для зубьев колеса и шестерни и способ их
термической обработки зависят прежде всего от передаточного
числа.
На рис. 41 показано большое цилиндрическое зубчатое колесо
редуктора тягового двигателя ДК-255 — вагона МТВ-82 с косыми
зубьями с углом наклона 10°30', зацепление эвольвентное корре-
лированное, модуль — 7; 2о = 73, вес 81,5 кг.
Конические зубчатые колеса. При продольном рас-
положении тягового двигателя одноступенчатый и двухступенча-
тый редукторы имеют пару конических зубчатых колес—большую
и малую. Обычно эти колеса имеют спиральный профиль зубьев с
левым и правым направлениями спирали, что обеспечивает боль-
шую плавность зацепления и бесшумность в работе.
На рис. 42 показаны зубчатые колеса и шестерни двухступен-
чатого редуктора вагона КТМ — коническая пара — шестерня
z'=13; зубчатое колесо г" = 28; модуль 9,25, угол спирали
32°49'13" и цилиндрическая пара — косозубая; модуль — 7; z=17
и 20 = 63. Шестерня имеет шлицевой хвостовик для соединения с
75
Рис. 40. Цилиндрическое малое косозубое (левое) колесо редуктора привода
ДК-255, вагон МТВ-82). Модуль 7, вес. 52 кг.
второй группы (двигатель
Рис. 41. Цилиндрическое большое косозубое (правое) колесо привода второй группы (дви-
гатель ДК-255, вагон МТВ-82).
-^1
оо
Рис 42. Зубчатые колеса ре-
дуктора привода III груп-
пы вагона КТМ-1:
1 — малое коническое; 2 —
большое коническое, спираль
правая; 3—малое косозубое
цилиндрическое; 4 — большое
косозубое цилиндрическое с
углом наклона к оси 8°37'; 5 —
зубчатые колеса (вагона РВЗ-6).
карданным валом, составляет одно целое с промежуточным валом,
на фланце которого установлено большое коническое колесо.
Большое цилиндрическое колесо напрессовывается на ось колес-
ной пары.
§ 14. ПЕРЕДАТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РАМНО-ОСЕВЫХ ТЯГОВЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ
На трамвайных вагонах старых типов преимущественное рас-
пространение получило подвешивание двигателя на тележке по-
средством прикрепленной к корпусу двигателя балки, называемой
траверсой. На рис. 43 показано подвешивание двигателя ДТИ-60
на тележке 2ДСа. Двигатель опирается с одной стороны посред-
ством двух осевых букс на среднюю часть оси колесной пары, а
с другой стороны при помощи траверсы и цилиндрических пружин
на кронштейны, приваренные к поперечной балке рамы тележки.
Пружина и траверса скрепляются с кронштейнами подвесными
болтами. Для ограничения перемещения двигателя вдоль оси
колесной пары на нее напрессована втулка и надета распорная
муфта с регулировочным винтом. Передаточный механизм при-
меняется одноступенчатый односторонний с прямым или косым
зубом. Вес неподрессоренных частей, т. е. часть веса двигателя,
приходящаяся на ось колесной пары, составляет до 3/4 полного ве-
са, а редуктор полностью не подрессорен.
§ 15. ПЕРЕДАТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
С НЕЗАВИСИМОЙ ПОДВЕСКОЙ И ПОПЕРЕЧНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ
Привод, состоящий из тягового двигателя с рамной подвеской
при поперечном его расположении на тележке, а также кардан-
ного вала и одноступенчатого редуктора получил широкое приме-
нение на вагонах МТВ-82 (рис. 44). Тяговый двигатель распо-
лагается относительно рамы тележки так же, как и при приводе
1-й группы, т. е. геометрические оси двигателя и колесной пары
параллельны и расположены в плоскости, наклоненной под не-
большим углом а к плоскости пути. Лучшим положением центра-
ли следует считать горизонтальное а = 0. Двигатель полностью
подрессорен — подвешен к раме тележки независимо от оси ко-
лесной пары. Зубчатая передача односторонняя. Шестерня имеет
свой собственный вал и обычно выполняется в виде одной детали,
вследствие чего может быть уменьшен ее диаметр и число зубьев
доведено zMiiU = 8—9. Вал шестерни связан с валом якоря кар-
данным валом, допускающим взаимные угловые смещения. Боль-
шая зубчатка расположена на оси колесной пары. Вал шестерни
вращается в подшипниках качения, установленных на кожухе
редуктора (картере). Картер с одной стороны располагается на
оси колесной пары, а с другой — эластично подвешивается к раме
тележки. Картер в своем нижнем положении является неподрес-
соренной частью вагона, что дает возможность получить наиболь-
ший возможный диаметр большой зубчатки при заданном диамет-
79
Ад-Б Б
Рис. 43. Подвешивание тягового двигателя ДТИ-60 на тележке 2ДСа вагона МТВ-82:
/ — тяговый двигатель; 2 — траверса; 3 — рама тележки; 4 — втулка; 5 — регулировочный болт; 6 — распорная муфта; 7 — осевая букса;
8 — ось колесной пары; 9 — подвесной болт; 10 — верхняя и нижняя пружины.
Рис. 44. Подвешивание тя-
гового двигателя ДК-255
на тележке 2ДС6:
а — боковой вид; б — вид в
плане, в — боковой вид:
1 — рама тележки; 2 — колес-
ная пара; 3 — тяговый двига-
тель; 4 — карданный вал; 5 —
редуктор; 6 — траверса попе-
речная для опоры на тележку;
7 — траверса верхняя для креп-
ления двигателя; 8 — пружины
верхняя и нижняя поперечной
траверсы; 9 — кронштейны по-
перечной траверсы.
6 Заказ 1372
81
ре движущего колеса. Это обстоятельство, а также и то, что
^мин = 8 способствует получению повышенного передаточного
числа при колесе небольшого диаметра. Привод данного типа
обеспечивает повышение передаточного числа до ц — 8 и 9 и при-
менение тяговых двигателей с рамной подвеской со скоростью
вращения при часовом режиме /гЛ < 1800—2000 об/мин., вес
двигателя на 1 кет часовой мощности составляет 8—И кг/квт.
Карданный вал привода передает вращающий момент валу
якоря, следовательно, чем больше передаточное число, тем будут
меньше размеры карданного вала и более надежна его работа.
Соединение вала двигателя с валом шестерни осуществляется,
таким образом, коротким карданным валом.
В картере редуктора устанавливаются подшипники вала шес-
терни и движущей оси. Через них и кронштейн, связывающий
картер с рамой тележки, на картер передаются значительные уси-
лия. Кроме того, при помощи подшипников сохраняется постоян-
ная длина централи. Указанное обстоятельство требует, чтобы
картер был достаточно прочным и жестким, он может быть литым
или сварным. Вес редуктора (без осевой зубчатки) 200—280 кг.
Тип подшипников — роликовые (цилиндрические или коничес-
кие), шариковые радиальные или упорные—определяется харак-
тером воспринимаемых нагрузок (осевые и радиальные), а также
типом зубчатых колес — цилиндрические (с прямым или косым
зубом) и конические.
Рассмотрим конструкцию привода с тяговым двигателем
ДК-255. На рис. 44 показано подвешивание двигателя на тележке.
2ДС6 в трех проекциях. Двигатель подвешивается посредством
верхней траверсы, один конец которой шарнирно соединен с уш-
ком кронштейна, установленным на средней поперечной балке
рамы тележки, а другой конец опирается на поперечную траверсу
посредством валика. Поперечная траверса опирается на крон-
штейны, расположенные по концам боковых балок тележки по-
средством цилиндрических пружин с креплением подвесными
болтами. Корпус двигателя крепится снизу к верхней траверсе
четырьмя болтами. Вал якоря и ось колесной пары образуют
между собой угол |3<5°, при этом герметическая ось вала якоря
расположена на Л = 35 мм выше геометрической оси колесной пары.
. На рис. 45 показана конструкция редуктора, установленного
на вагонах МТВ-82. Редуктор состоит из картера, одной пары
зубчатых колес и четырех комплектов подшипников качения.
Стальной картер состоит из двух половин (с прессшпановой
прокладкой толщиной 2 мм между ними), соединенных болтами.
Линия разъема проходит через центр отверстия для движущей
оси. Отверстие для подшипников шестерни находится целиком в
верхней половине картера, а расточка отверстия со стороны кар-
данного вала должна свободно пропускать шестерню с ее под-
шипниками при монтаже и демонтаже редуктора. Картер опи-
рается на шариковые радиальные подшипники № 226, установ-
ленные на движущей оси с обоих сторон зубчатого колеса.
82
Рис. 45. Редуктор тягового двигателя ДК-255 вагон МТВ-82:
/ — нижняя половина кожуха,- 2 — верхняя половина кожуха; 3 — болт 14 мм; 4 и
5 — прокладки прессшпановые толщиной 0,2 мм; 6 — ось колесной пары; 7 — подшип-
ник шариковый (№ 226); 8 — диск колесной пары; 9— кольцо проставное; 10— щит;
11 — хомут; 12—прокладка резиновая; 13— кольцо подшипника; 14 — кольцо упорное;
15 — щит подшипниковый; 16—шпилька 16 мм; 17 — прокладка из жести; 18 — кольцо
войлочное; 19 — шпильки; 20 — кольцо сальниковое; 21 — подшипник № 7610 или
№ 7310; 22 — шестерня малая; 23 — конус малой шестерни: 24 — фланец: 25 - крышка
глухая; 26 — крышка с уплотнением; 27 — прокладка; 28 — шестерня большая; 29 —
болт 12 мм; 30 — кольцо из войлока; 31 — масленка шариковая; 32 — пробка ’ зали-
вочного отверстия; 33 — пробка для спуска смазки; 34 — бобышка; 35 — сапун; 36 —
шпилька; <37 — прокладка из прессшпана.
6*
83
Диск колесного центра и подшипниковый щит имеют верти-
кальное лабиринтовое уплотнение и кольцо с резиновой проклад-
кой для защиты от загрязнения и вытекания смазки. Шариковый
подшипник крепится подставным кольцом со стороны двигателя
и подшипниковым щитом с войлочным уплотняющим кольцом.
Подшипниковый щит крепится шпильками. Уплотняющее кольцо
затягивается четырьмя шпильками. В левой части картера на
двух роликовых подшипниках с коническими роликами (№ 7610
или 7310) установлен вал шестерни, выступающий из картера
конусным концом. Наружное кольцо и подшипниковый щит со
стороны колесного центра без уплотнений. Крышки подшипнико-
вых щитов затягиваются четырьмя болтами каждая. Крышка
подшипника со стороны двигателя имеет две канавки, в одну из
которых вставлено уплотняющее войлочное кольцо, а другая за-
полнена густой смазкой, которая подается через шариковую мас-
ленку. В картере редуктора заливается жидкая смазка, для ее
заливки служит отверстие с пробкой, а для спуска отработанной
смазки отверстие с пробкой в дне картера.
Для контроля за уровнем смазки в нижней половине картера
вставлена пробка. В верхней части картера на шпильках установ-
лен сапун, наполненный конским волосом, который служит для
сообщения картера с наружной воздушной средой. Между сапу-
ном и картером имеется прессшпановая прокладка. Зубчатые ко-
леса цилиндрические, шестерня имеет косые зубья левого на-
правления, а большое цельное зубчатое колесо — правого на-
правления.
Редуктор вагона ЛМ-49 имеет в основном аналогичную кон-
струкцию, за исключением типа подшипников. Кроме этого, диск
колесного центра не имеет лабиринтного уплотнения и не приме-
няются войлочные уплотнения.
При двигателях с независимой подвеской происходит взаимное
перемещение двигателя относительно редуктора в вертикальной
плоскости вследствие прогиба рессор вагона, а также в горизон-
тальной плоскости из-за наличия зазора между пазами наружных
осевых букс и буксовыми направляющими на тележке. Передача
вращающего момента от вала якоря к редуктору происходит по-
средством карданного вала с двумя карданными шарнирами.
Карданный вал жесткого типа является универсальным шарни-
ром, так как соединяемые валы (якоря двигателя и редуктора),
поворачиваясь относительно оси крестовины шарнира, могут пере-
давать вращающий момент под любым углом (практически этот
угол ограничен 15—20°).
Для вагонов обычно применяется универсальное двойное шар-
нирное соединение автомобильного типа.
Карданный вал тягового двигателя ДК-255 показан на рис. 46
в двух проекциях. В нижней части рисунка вал показан в соб-
ранном виде, а в верхней показано соединение карданного вала
с валом якоря тягового двигателя и малым зубчатым колесом
редуктора (справа).
84
Карданный вал состоит из двух карданных (шарнирных) ме-
ханизмов, шлицевого и двух фланцевых соединений.
Левый карданный механизм состоит из фланцевой вилки и
шлицевой (скользящей) вилки с наружными шлицами. Правый
карданный механизм состоит из фланцевой вилки и шлицевой
вилки с внутренними шлицами. В каждом карданном механизме
Рис. 46. Карданный вал тягового двигателя ДК-255:
Карданные механизмы:
1 — левый; 2 — правый; 3 — шлицевое соединение вилок вала, 4 — фланец двигателя;
5 — фланец редуктора; 6 — болты 0 10 мм фланцев и фланцевых вилок; 7 и 8 —
фланцевые вилки вала; 0 — конусный конец якорного вала; /0 — конусный конец ва-
ла малого зубчатого колеса; 11— шпонка; /2 — шайба; 13— корончатая гайка; 14 —
вилка с наружными шлицами; 15—вилка с внутренними шлицами; 16 — обоймы под-
шипников; 17 — иглы подшипников; 18 — крестовины, 19 — шипы крестовин; 20 — шпон-
ка для крепления обоймы; 21 — крышки подшипников; 22 — болты крепления крышки;
23 — диск; 24 — крышка; 25 — обойма сальника; 26— уплотнительное кольцо подшип-
ника; 27 — уплотнение шлицевого соединения — резиновая прокладка; 28 — стальная
шайба; 29— гайка; 30 — шариковые масленки подшипников; 31 — шлицевое соединение.
для соединения фланцевой вилки со шлицевой вилкой применяет-
ся кр-естовина с игольчатыми подшипниками. Фланцевая и шли-
цевая вилки, расположенные под углом 90° одна к другой, шар-
нирно соединены крестовиной, которая вставлена четырьмя шипа-
ми (шейками) в обоймы четырх игольчатых подшипников. Одна
пара шипов крестовины вставлена в проушины фланцевой вил-
ки, а другая — в проушины шлицевой вилки. Вследствие такого
соединения фланцевая и шлицевая вилки могут свободно повора-
чиваться друг относительно друга, т. е. располагаться под углом
друг к другу и передавать вращающий момент с вала якоря на
малое зубчатое колесо.
85
Таким образом, соединение шлицевой вилки с фланцевой по-
средством крестовины с подшипниками образует шарнирное сое-
динение карданного вала, допускающее его угловые перемещения
при взаимном относительном перемещении двигателя и редуктора.
Игольчатые подшипники (четыре на каждую крестовину) удер-
живаются в проушинах вилок крышками. Крышки закрепляются
тремя болтами (010 мм), ввернутыми в вилку. Каждый иголь-
чатый подшипник на внутренней поверхности обоймы имеет 38 игл
(тонкие стальные ролики) размером 3X24 мм. Болты крепятся
шарнирными шайбами и шплинтами. Между крышкой и обоймой
установлена шпонка, которая входит в пазы на крышке и обойме
подшипника и исключает возможность проворачивания обоймы и
допускает регулировку зазора между торцом крестовины и обой-
мы. Со стороны центра крестовины подшипник закрывается дис-
ком, крышкой и обоймой сальника с уплотняющим кольцом из
пробки. Смазка для подшипников подается через осевые каналы
в шейках крестовины через шариковую масленку, установленную
на крестовине. Шлицевое соединение также заполняется смазкой
через свою шариковую масленку.
Для соединения карданного вала с валом якоря с одной сто-
роны и с валом шестерни редуктора с другой стороны служат
фланцевые соединения. Каждое соединение состоит из фланца и
фланцевой вилки карданного механизма. Фланец и фланцевая
вилка соединены болтами. Фланцы имеют конусные отверстия.
Левый фланец служит для соединения с конусным концом якор-
ного вала (см. рис. 46), а правый —с малым зубчатым колесом.
Каждый фланец имеет конусную шпоночную посадку с шайбой и
корончатой гайкой со шплинтом или простой гайкой с пружинной
шайбой на торцовой части конца вала и конуса зубчатого колеса.
§ 16. ПЕРЕДАТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
С НЕЗАВИСИМОЙ ПОДВЕСКОЙ И ПРОДОЛЬНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ
Привод, состоящий из тягового двигателя с продольным распо-
ложением и независимым подвешиванием на раме тележки (ваго-
ны типа РВЗ-6, ЛМ-57 и Т-2) или на раме кузова (вагоны типа
КТМ-1) с карданным валом и редуктором, имеет широкое приме-
нение на вагонах трамвая. На указанных типах вагонов редуктор
двухступенчатый: перзая зубчатая пара имеет конические колеса
со спиральными зубцами, а вторая — цилиндрические косозубые
колеса.
Рассмотрим конструктивное исполнение привода вагона
КТМ-1. Подвеска двигателя и редуктора показаны на рис. 47.
Подвеска двигателя, вал которого расположен перпендикулярно
оси колесной пары, выполнена посредством двух траверс и крон-
штейнов, скрепленных с рамой болтами. К кронштейну шарнирно
подвешены на валиках шпинтоны. Опорами гаек шпинтонов слу-
жат специальные шайбы с пружинами. На пружины опираются
траверсы, на опорах которых установлены верхние пружины с
86
Схема построения углов наклона
двигателя, редуктора и кардана
—L____________ Низ пола
Ось кар-
дана
Середина кардана
23
509 от среди -
ны вагона
10
9
2
8
7
560
1623 ъ
880
6
Ось двигателя
8
Тяговый двигатель
траверсы двигателя и редуктора; 14 — траверса редуктора;
5
9
подвески
И — кар-
15—16 — опора траверсы; 17 —
Ось
редуктора
20
27
19
23
2k
2k
18
17
19
Рис. 47. Подвеска тягового
двигателя ДК-254 и редуктора
на вагоне КТМ-1 (вид сбоку):
траверсы двигателя: 1 — левая;
2—правая; 3—кронштейн; 4—болты
кронштейна; 5 — валики; 6 — шпин-
тоны подвески двигателя; 7 — пор-
ные шайбы; 8 — нижние пружины;
9 — верхние пружины
двигателя; 10 — шайбы;
данный вал; 12—13 — тяги, соединяющие . . г ... г __г-_ __, ___-
нижние пружины; 18 — шайбы; 19 — корончатые гайки; 20 — шлинтоны: 21— 22 — валики и кронштейны шпинтонов- 23 — верхние пру-
жины; 24 — резиновые прокладки; 25 и 26—фланцевые вилки карданного «вала; 27 — фланец тягового двигателя; 28 — фланец
редуктора.
шайбами. Траверсы тягового двигателя шарнирно связаны с тяга-
ми, которые соединены с траверсой редуктора. Редуктор опирает-
ся на траверсу посредством специальных приливов, приваренных
к траверсе. Приливы крепятся к горловине редуктора болтами.
Траверса редуктора опирается на нижние пружины, установлен-
ные на шайбах с корончатыми гайками. Шпинтоны шарнирно по-
средством валиков подвешены к кронштейну, прикрепленному к
раме кузова. На опоры, траверсы опираются верхние пружины
с резиновыми прокладками. С другой стороны, картер редуктора
опирается на колесную пару на роликовых подшипниках.
На рис. 48 показан редуктор вагона КТМ-1. Картер редук-
тора с одной стороны подвешен к раме кузова, а с другой —
опирается на стаканы подшипников: со стороны колесных цент-
ров— роликового цилиндрического № 42234, а с противоположной
стороны — шарикового № 134. Подшипники установлены на втул-
ке, запрессованной на оси колесной пары. В картере установлен
двухступенчатый редуктор. На валу малой конической шестерни
расположены шлицы для посадки фланца. Фланец крепится гай-
кой на валу шестерни. Вал шестерни расположен в подшипниках:
радиальном роликовом (№ 32413—65X160X37) и двух радиаль-
но-упорных шариковых подшипниках (№ 46412—60X150X35)
с кольцом между ними. Внутреннее кольцо подшипника имеет
горячую посадку на валу шестерни. Наружное кольцо крепится в
стакане. Между стаканом и картером установлены стальные регу-
лировочные прокладки. Положение внутренних колец подшипни-
ков фиксируется распорной втулкой. Наружные кольца посажены
в гнездах и фиксируются заплечиками стакана и крышкой.
Большо-е коническое колесо расположено на промежуточном
валу, установленном на роликовых радиально-упорных подшипни-
ках № 7613 с коническими роликами. Крышки подшипников кре-
пятся к картеру редуктора шпильками и гайками со стальными
регулировочными прокладками. Промежуточный вал выполнен
как одно целое с цилиндрической шестерней. Большое коническое
зубчатое колесо имеет в своем посадочном отверстии прямые
зубья для крепления на валу, а на торце — отверстие с резьбою
для крепления болтами к фланцу вала. Большая цилиндрическая
зубчатка запрессована на втулку (трубу), расположенную на оси
колесной пары. Конструкция редуктора вагона КТМ-2 в основном
аналогична рассмотренной выше. Некоторые изменения внесены
в уплотняющие устройства в целях уменьшения потери смазки
из картера и в конструкции стакана редуктора. Малое коничес-
кое колесо установлено на трех подшипниках: роликовом
№ 31413 и двух радиальноупорпых № 7312.
На рис. 49 показав карданный вал вагона КТМ-1 и схема его
соединения с тяговым двигателем и редуктором.
Вал состоит из следующих деталей: трубы, шлицевого вала,
двух шлицевых вилок, двух крестовин, четырех игольчатых под-
шипников, двух фланцевых вилок. Труба, шлицевой вал и левая
шлицевая вилка соединены электросваркой и образуют одну де-
88
Рис.. 48. Двухступенчатый редуктор вагона КТМ-1 (вид в плане):
1 и 2 —картер из двух разъемных половин; 3 — ось колесной пары; 4 — втулка для посадки большого зубчатого колеса; 5 и 6 — косозу-
бые цилиндрические колеса — большое и малое; 7 — промежуточный вал; 8 — радиально-упорные конические подшипники промежуточного
вала; 9—крышки и уплотнения подшипников; 10 и // — конические спиральные зубчатые колеса — большое и малое; /2 — вал малого
зубчатого колеса: 13 — шлицевой наконечник; 14 — фланец соединения редуктора с карданным валом; /5 — подшипники роликовые;
15 — шариковые подшипники; 17 и 18 — подшипники осевого зубчатого колеса — роликовый и шариковый.
cd ।
о
Рис. 49. Карданный вал тягового двигателя ДК-254 вагона КТМ-1:
а — общий вид: / — труба; 2 — шлицевой вал с наружными шлицами; 3 — вилки шлицевого вала; 4 — крестовины; 5 — шли-
цевая вилка с внутренними шлицами; 6—7 — фланцевые вилки; 8 — игольчатые подшипники — обойма; 9 — иголки; 10 — шай-
ба; // — крышки подшипников; 12— болты для их крепления; 13 — масленка; б — схема соединения ведущего вала — /; с ве-
домым валом — //; карданным валом — /// (угол ах = углу а2), оси а—а и б — б — шипов вилок лежат в одной плоскости.
таль. Соединение шлицевых и фланцевых вилок выполнено по-
средством крестовин с игольчатыми подшипниками. Для соеди-
нения карданного вала с валом якоря и редуктором служат два
фланца. Левый фланец укреплен на коническом конце якорного
вала шпонкой и торцовой гайкой и соединен с фланцевой вилкой
карданного вала болтами. Правый фланец имеет шлицы, которые
соединены со шлицами наконечника вала малого косозубого ко-
леса и скреплены болтами с фланцевой вилкой карданного вала.
На рис. 50 показано подвешивание тягового двигателя ДК-256Б
на тележке вагона РВЗ-6. Двигатель крепится к балке (швел-
лер № 16) в четырех точках — болтами 24 мм.
Рис. 50. Подвешивание тягового двигателя ДК-256Б на тележ-
ке вагона РВЗ-6:
/ — продольные балки тележки вагона; 2 — кронштейн для опоры балки
подвески двигателя; 3 — приварная втулка и болт для крепления балки
к кронштейну; 4 — балка (траверса) для подвески двигателя; 5 — уголь-
ники (4 шт.) балки; 6 — кронштейны подвески двигателя (4 шт.); 7 — опо-
ра балки подвески; 8 — пружины подвески (2 шт.) с резиновым буфером;
9 — контур корпуса тягового двигателя; 10 — контур редуктора; // — от-
верстия для болтов подвески двигателя (4 шт. О 24 мм).
В средней части балка изогнута по радиусу корпуса двига-
теля. В местах сварки она усилена стальными накладками тол-
щиной 6 мм. В начале и конце балки с каждой стороны прива-
рены по два угольника с отверстиями.
Левый конец балки имеет приваренную втулку, которая через
болт с квадратными гайками, находящимися в горизонтальных
прорезях кронштейна, шарнирно скрепляется с продольной бал-
кой тележки. Правый конец балки на двух пружинах установлен
на опоре на второй продольной балке тележки. Опора балки дву-
таврового сечения из литой стали.
91
to
Рис. 51. Редуктор ваго-
на Т-2 и его располо-
жение на оси колесной
пары:
/ — картер редуктора; г —
ось колесной пары; 3 и 4 —
большое и малое коничес-
кие зубчатые колеса; 5 —
промежуточный вал; 6 и 7—
большое и малое цилин-
дрические колеса; 8 — ро-
ликовые упорно-конические
подшипники промежуточ-
ного вала; 9—ролико-
вые упорно-конические
подшипники зубчатого ко-
леса; 10 — шлицевое соеди-
нение; // — фланец для со-
единения с фланцевой вил-
кой карданного вала; 12—
тахеометрическая динамо-
машина; 13 — левая и пра-
вая трубы (мост); /-/ — ша-
риковые подшипники карте-
ра и труб; 15 — буксы осе-
вые внутренние; 16 — кони-
ческий диск; /7 — уголь-
ные щетки.
Кронштейны второй продольной балки, в которых движется
опора подвески двигателей, служат одновременно направлением
опоры. На внутренних направляющих плоскостях кронштейнов
установлены буфера из вулканизированной резины сечением
224X35 мм, толщиной 32 мм, с внутренним желобом размером
12X44 мм.
Двухступенчатый редуктор РВЗ-6 состоит из малой конической
зубчатки со шлицевым хвостовиком (ведущий вал); большой ко-
нической зубчатки, прикрепленной на фланце промежуточного
валика, составляющего одно целое с малой цилиндрической косо-
зубой зубчаткой, большого косозубого цилиндрического колеса,
напрессованного на ось колесной пары.
Рис. 52. Карданный вал вагона Т-2:
/ — внешняя труба с наружными шлицами; 2 — наружные шлицы внешнего вала;
3 — шлицевая вилка с внутренними шлицами; 4 — резиновая прокладка между
внешней и внутренней трубами; 5 — внутренняя труба с вилкой; 6 — крестовины;
7 — фланец.
Коническая пара — модуль 9, угол зацепления 20°, число зубь-
ев— 11 и 25, Л = 2,27, цилиндрическая пара — модуль 7; угол за-
цепления— 20°. Число зубьев 13 и 41; /2 = 3,15. Общее переда-
точное число i = 7,17.
Зубчатые колеса, кроме большого цилиндрического, собирают-
ся на подшипниках в стальной литой горловине редуктора. Соб-
ранный редуктор крепится болтами к фланцу уширенной части
редукторного кожуха на оси колесной пары.
Редуктор трамвайного вагона Т-2 (рис. 51) состоит из пере-
даточного механизма, помещенного в картере с горизонтальным
разъемом, и двух боковых осевых трубчатых деталей, образую-
щих мост между продольными балками тележки. Передача от
вала якоря к оси колесной пары осуществляется посредством
передаточного механизма, состоящего из пары цилиндрических
косозубых колес (34 : 18) модуль 5, угол спирали зуба 23°43'27"
и пары конических колес (39:10) модуль — 6,5, угол зацепления
20°, угол спирали зуба — 6°20'; с общим передаточным числом 7,36.
Картер опирается на ось посредством трех шариковых под-
шипников. В верхней части на рис. 51 показан редуктор — боко-
вой вид в двух проекциях. На конце промежуточного вала
(см. рис. 51) установлен фланец со шлицами для соединения
с фланцем карданного вала, который показан на рис. 52.
93
Крестовины вала собраны на игольчатых подшипниках. Сред-
няя часть состоит из двух вставленных друг в друга труб с рези-
новой прокладкой между ними. Резиновая прокладка вулкани-
зирована с внутренней трубой, а внешняя ее поверхность про-
шлифована. Внешняя труба 0 90 мм запрессована на внутрен-
нюю 0 75 мм, толщина каждой трубы 5 мм.
На правой трубчатой детали редуктора установлен щеткодер-
жатель и щетки, которые соприкасаются с контактным кольцом,
напрессованым на оси колесной пары.
§ 17. НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ В ЭЛЕМЕНТАХ ПРИВОДА
Нагрузки, действующие в элементах тяговой передачи и под-
вески определяются схемой подвешивания двигателя, расположе-
нием его относительно оси колесной пары и режимом работы.
Рассмотрим порядок определения этих нагрузок при рамно-осе-
вой и рамной подвесках двигателя.
На рис. 53, а показана схема нагрузок, действующих в пере-
даче и подвеске первого двигателя тележки при реализации силы
тяги. В результате электромагнитного взаимодействия обмоток
якоря и полюсов здесь возникают вращающий момент М на валу
якоря и равный ему реактивный момент Мг обратного направле-
ния,' действующий на корпус тягового двигателя. Момент М реа-
лизуется в виде пары сил Fzo — Fzo, причем:
^0 = ^, (9)
где Dz— диаметр начальной окружности шестерни.
Первая из этих сил представляет собой силу давления зуба
шестерни на зуб зубчатого колеса^ а вторая — силу обратного
направления, которая через подшипники вала якоря передается
на его корпус.
Момент Мг и сила Fzo действующие на корпус двигателя,
уравновешиваются реакциями в точках В, С, Д и Е подвески дви-
гателя. Этот момент и сила приводятся к силе Е2 реактивного дав-
ления зуба зубчатого колеса на зуб шестерни. Действительно,
момент Мг можно представить парой сил Fi—F2. Рассматривая
реактивные силы Fzo, Fi и F2 видим, что две из них — силы
Fz0 и Ft взаимно уравновешиваются.
Сила Fzo вызывает появление сосредоточенной силы Fzk —
=FZ0, передающейся на ось колесной пары по центру зубчатого
колеса, и момента Л40 реализующегося в силу тяги Fo. Действитель-
но, приложим по центру оси две силы Fzk и FZk, равные силе/\0.
Из схемы непосредственно видно, что силы Fzo и F'zk обра-
зуют момент Mzo = Fzo, где Dzo—диаметр начальной ок-
ружности зубчатого колеса. Неуравновешенной остается сила Fzk.
94
Рис. 53. Нагрузки на ось колесной пары и пружины подвески привода пер-
вой группы:
а и г — нагрузки привода при работе в режиме тяги для первого и второго двига-
телей; б и д' — добавочные нагрузки на колесную пару при тяговом режиме работы
двигателя, в и е — добавочные нагрузки на колесную пару при тормозном режиме ра-
боты двигателя.
95
Соотношение между моментами Мо и М без учета потерь в пере-
даче определяется выражением:
мо = F.o = F,0- = M-i,
0 20 2 20 2 Dz
где i = —— — передаточное число редуктора.
Dz
С учетом потерь энергии при передаче момента с вала якоря
на ось колесной пары будем иметь:
Мо = м i-Цр,
где — к. п. д. редуктора.
Вращающий момент Мо при наличии сцепления
колес с
сами (сила сцепления Т>0) реализуется в силу тяги F0. Из
ношения Мо = Fo • — можно получить:
f = и f = f . _2_
° D г0 ° Dzo'
где D — диаметр колеса по кругу 'катания.
Силы FH и Fn, передаваемые корпусом двигателя
рель-
соот-
(9')
через
траверсу на конструкции рамы тележки и через осевые подшип-
ники на ось колесной пары, определяются из условий равновесия
сил, действующих на корпус. Направление сил FH и Fn за-
ранее неизвестно. Направим их так, как показано на рис. 53, а.
Здесь силы, действующие за плоскость чертежа, обозначены кре-
стиками («хвосты» стрелок), а силы обратного направления —
точками («острия» стрелок) . Соответствующие реактивные силы
обратного направления, действующие на корпус двигателя от кон-
струкций рамы и от оси колесной пары, будем обозначать теми
же буквами со штрихом. Составим следующие уравнения стати-
ческого равновесия сил F2 = Fzo, Fn и FH, действующих на
корпус двигателя:
а) уравнение моментов сил относительно оси 0—0:
F..--^-~(Fm + FH,yL = 0, (10)
б) уравнение моментов сил относительно оси х0—х0:
Fzo • а — Ркл (с + а) — Fnn - b + FHn (d — а) = 0, (10')
в) уравнения проекций сил на вертикальную ось:
Fzo Fнл Fпл-\- Fпп Fнп — 0.
(10")
В полученной системе из трех уравнений имеем четыре неиз-
вестных силы. Однако, анализируя условия работы двигателя,
можно получить еще одно уравнение:
F =F =F (10"')
1 пп 1 НЛ 1 Н' /
Равенство сил, передаваемых на конструкции рамы тележки
через концы траверсы, определяется тем, что осевые подшипники
96
не допускают поворота тягового двигателя относительно продоль-
ной оси вагона, благодаря чему обеспечивается одинаковая дефор-
мация пружин подвески.
Решая систему уравнений (10—10z//), получим:
(И)
Для двигателей существующих исполнений правые части урав-
нений (11) положительны. Это говорит о том, что действительные
направления сил, передаваемых при работе двигателя на конст-
рукции рамы тележки и ось колесной пары, совпадают с приня-
тыми на схеме.
Если принять, что собственный вес двигателя Gd распреде-
ляется между осевыми подшипниками и подвеской поровну, тогда
полная нагрузка на осевые подшипники и пружины подвески
двигателя будет определяться уравнениями (за положительное
направление сил принимаем направление сил собственного веса):
(РЕ)р = (Pd)f = -V +
(Pc)f (Fnny = [у
(Рв)Е = ^ + (Рпл)Е=-^-+Р20
Id Ъа С q\
xl—i---------!.
Полная нагрузка, передаваемая на с
с учетом его веса Gk, будет равна:
(Рд)г=Ок-(Гго)
Индексы F и В при обозначениях chj
и на рис. 53 обозначают, что их направления и величина отвеча-
ют соответственно тяговому и тормозному режимам работы дви-
гателя.
При электрическом торможении направление вращающего мо-
мента тягового двигателя, а вместе с ним и направление всех
добавочных сил, действующих на колесную пару и подвеску дви-
гателя, меняется на обратное,
В этом случае, 'пользуясь формулами (12) и (13), перед вто-
рыми членами правой части уравнений изменяем знак на проти-
воположный.
Схемы добавочных сил, действующих на ось колесной пары
от первого двигателя тележки при работе в режиме тяги и элек-
трического торможения, показаны на рис. 53, б, в.
7 Заказ 1372 97
d — 2а — с
4А
CL Ь
Ь
через
ь
^го
4L *
(12)
зубчатое
колесо
(12)
(13)
и (13)
в
Схема добавочных нагрузок на ось колесной пары и пружины
подвески при тяговом режиме работы второго двигателя показа-
на на рис. 53, г. Здесь, в противоположность рассмотренному слу-
чаю, сила Fzo, передаваемая зубом шестерни на зуб зубчатого
колеса, направлена вниз при работе двигателя в режиме тяги и
вверх при работе его в режиме электрического торможения. По-
этому направления добавочных сил, передаваемых на осевые
подшипники и пружины подвески первого и второго двигателей в
одном и том же режиме работы противоположны. Это легко ви-
деть при сравнении соответствующих схем д и б, е и в (рис. 53).
Пример. Определить нагрузки на ось первой колесной пары и пружины
подвески тягового двигателя типа ДТИ-60 при работе последнего в режиме
электрического торможения по следующим данным: G$ = 1120 кг; Dzo =
— 520 мм; Dz = ПО мм; D = 760 мм; L = 580 мм; а = 194 мм; b = 505 мм;
с = 22 мм; d = 900 мм. Вращающий момент тягового двигателя считать рав-
ным предельному по условиям сцепления колес с рельсами при коэффициенте
сцепления ф = 0,2. Нагрузка, передаваемая колесной парой на рельсы /7Л =
=' 7,25 т.
Находим предельную тормозную силу по условиям сцепления колес с рель-
сами: Во = 1000 По • ф = 1000.7,25.0,2 =* 1450 кг.
Сила давления зуба шестерни на зуб зубчатого колеса определится из урав-
нения (19'):
D 760
= Во=1450 — = 2120 кг.
Нагрузки на осевые подшипники и пружины подвески по формуле (12)
будут:
(Pd)b = (PL)b = &- Fzo - 2120 = - 195 кг,
\ и/В V )В 4 го 4£ 4 4-580
(Рс)в=-±+?го
v Г194
Х [ 505
(Pb)b=^-Fzo
— 2120Г1 + — 4
505 4 • 580
11^2-4- 2120 X
4
----—------(900 — 2 - 194 — 22) 1 = 1550 кг,
4 • 505 • 580 4 7 J
(d — 2а — с)
d — la — с ___ 2
b 4L \ b
520 / 900 - 2 - 194 — 22
505
1120
4
= — 3160 кг.
На рис. 54 показаны схемы добавочных сил, действующих на
ось колесной пары, рамную подвеску двигателя и рамно-осевую
подвеску редуктора первого и второго двигателя при тяговом
режиме работы. Рассмотрим первый случай (рис. 54, а).
Момент М на валу двигателя реализуется в виде пары сил
Fzo и Fzo. Сила Fzo вертикального давления зуба малой зуб-
чатки на зуб большой создает момент Fzo • , реализующийся
в силу тяги Fq и силу Fzk, нагружающую большое зубчатое
колесо в вертикальной плоскости.
Сила F'zo через подшипники малой зубчатки передается на
корпус редуктора и через него на осевые подшипники и пружину
98
Рис. 54. Нагрузки оси колесной пары и деталей подвески; приводы вто-
рой группы:
а и в — нагрузки привода при работе в режиме тяги для первого и второго дви-
гателей; б и г —добавочные нагрузки на колесную пару при тяговом режиме
работы для первого и второго двигателей.
7*
99
подвески («носик»). Добавочное давление на осевые подшипники
редуктора Fpo и носик подвоски редуктора FpH, связанные
с работой двигателя, определяются по очевидным формулам:
?Ро = Fzo ; FpH = (14)
Lp
Реактивный момент Мг = Л4, действующий на корпус двига-
теля в связи с реализацией момента М на валу, воспринимается
траверсой подвески двигателя. Добавочные силы, действующие в
опорных точках А и В траверсы при работе двигателя опреде-
ляются уравнением:
ьп
Около одной трети веса редуктора Gp приходится на носик
подвески редуктора и около двух третей — на ось колесной пары.
Следовательно, полная нагрузка на носик Ррн и осевые подшип-
ники редуктора Рро в рассматриваемом случае будет равна:
(PpH)F = ±Gp + FpH = ±Gp + F± ]
6 6 р (15)
о 9 Т _С i v '
(Ppo)r = ^Gp + Fpo = ^Gp + F20±^
й о Lp J
Полное давление Рш на ось в месте крепления большой зуб-
чатки редуктора с учетом ее веса Сш будет равно:
(Рш^=Ош-Ргк = Сш-Рго. (15')
Полная нагрузка, передаваемая траверсой подвески двигателя
на поперечные элементы рамы тележки в точках Л и В с учетом
распределения собственного веса двигателя Gd и добавочных сил
/^определится уравнениями:
^°’7h+F'=ad+J^- <16>
^=a^b-F’ = a‘T-^,- <’6'>
В уравнениях (15—16) величины FZ0 = FZK определяются по
формуле (9) или (9х).
При электрическом торможении колесной пары первого двига-
теля направление добавочных сил Fpo, Ррн, PZK и Fn меняет-
ся на обратное.
Пример. Определить добавочные нагрузки на ось колесной пары и эле-
менты подвески, передаваемые тяговым двигателем ДК-255 при электриче-
ском торможении по следующим данным: Dzo — 470 лш, Dz = 94 мм,
С = 282 мм, Ln = 975 мм, а = 700 мм, b = 275 мм, Lp = 570 мм, D = 760 мм.
Момент тягового двигателя считать равным предельному по условиям сцепления
колес с рельсами при коэффициенте сцепления ф = 0,2. Нагрузка, передаваемая
колесной парой на рельсы, По = 7,25 т.
100
Предельная тормозная сила по условиям сцепления колес с рельсами, как
подсчитано в ппедыдущем примере, равна BQ — 1450 кг.
Сила (Fzk)b определится из уравнения (9'):
D 760
(^«)в = ^0 = Во = 1450 — = 2340 кг.
Добавочные нагрузки на осевые подшипники и носик редуктора определяются
уравнениями (14):
Lo — С 570 — 282
Fpo = Fzo -р-- = 2340--—-----= 1180 кг,
Lp о70
С 282
Ррп = Р2о—^ 2340— = 1160 кг.
Lp 57 0
Добавочные нагрузки, действующие в точках А и В траверсы при работе
двигателя найдутся по формуле (14'):
Fo-D 1450-760
Fn = —~— = —г" " = 565 кг.
" 2£„ 2 • 975
Глава IV
КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
ХОДОВЫХ ЧАСТЕЙ ТРАМВАЙНЫХ ВАГОНОВ
§ 18. ПРИНЦИПЫ УСТРОЙСТВА И ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ХОДОВЫХ
ЧАСТЕЙ ТРАМВАЙНЫХ ВАГОНОВ
Конструкции пути и подвижного состава трамвая тесно связа-
ны друг с другом в тех частях, которые непосредственно передают
и воспринимают действующие при движении вагона усилия.
Части трамвайного вагона, связанные с движением его по
рельсовому пути, имеют общее название «Ходовые части».
Ходовые части в основном предназначены:
а) для передачи нагрузки от веса кузова, пассажиров или
груза на оси колесных пар и равномерного распределения этой
нагрузки между колесными парами; б) восприятия от кузова го-
ризонтальных сил, возникающих при пуске, торможении и дви-
жении вагона по кривым участкам пути и для передачи их колес-
ным парам; в) передачи от движущих колесных пар кузову ваго-
на силы тяги (на моторных вагонах); г) направления осей колес-
ных пар; д) обеспечения вписывания вагонов в кривые участки
пути.
Конструкция ходовых частей должна обеспечивать безопасное
движение вагона по рельсовому пути при установленных скоро-
стях с необходимой плавностью хода и наименьшим сопротив-
лением движению.
Двухосные вагоны
Трамвайные вагоны длиной до 11 м по условиям допускаемой
нагрузки на ось колесной пары, давления колесной пары на рель-
сы и вписывания в кривые, строятся двухосными.
Ходовые части двухосных вагонов состоят из колесных пар,
осевых букс и подшипников, рамы тележки и выполняются в ви-
де: а) бестележечной конструкции; б) одноосных тележек;
в) двухосных тележек.
102
Тележка представляет собой самостоятельный комплект ходо-
вых частей (рама, колесные пары, осевые буксы, рессоры и др.)
отдельно собираемый и подкатываемый под кузов вагона.
На вагонах, имеющих бестележечную конструкцию, нагрузки
от веса кузова и пассажиров передаются на оси колесных пар не-
посредственно системой рессорного подвешивания, а горизонталь-
ные усилия передаются на оси колесных пар и воспринимаются
от них при помощи буксовых лап.
На вагонах, имеющих ходовые части в виде одноосных пово-
ротных тележек, нагрузка передается через рессоры сначала на
промежуточные рамы, имеющиеся над каждой колесной парой,
которые, в свою очередь, через рессоры передают нагрузку на ось
колесной пары.
На вагонах, имеющих ходовые части в виде двухосной тележ-
ьи, нагрузка передается через рессоры сначала на промежуточ-
ную раму, которая, в свою очередь, через рессоры передает на-
грузку на оси колесных пар.
Одноосные поворотные тележки являются устаревшей конст-
рукцией.
Двухосные бестележечные вагоны имеют простую конструк-
цию и меньший вес по сравнению с вагонами на тележках.
Однако, вагоны на тележках имеют следующие преимущества
по сравнению с бестележечными вагонами:
1) разгружают кузов вагона от непосредственного восприятия
горизонтальных боковых усилий, возникающих при движении
вагона по кривым участкам пути;
2) позволяют лучше разместить ходовые части;
3) позволяют лучше выполнить подвеску тяговых двигателей
и рельсовых тормозов;
4) обеспечивают более плавный ход вагона.
Для возможности движения двухосного вагона по кривым
участкам пути выбирается определенное расстояние между осями
его колесных пар, называемое базой вагона.
По способу вписывания в кривые, ходовые части трамвайных
двухосных вагонов выполняются: а) с поворотными осями колес-
ных пар (на одноосных тележках), база вагона—3000—3600 лии;
б) со свободно устанавливающимися осями колесных пар, база
вагона—2500—3400 мм; в) с жесткой базой (с неповоротными
осями колесных пар), база вагона — 2500—3200 мм.
Поворотными осями колесных пар называется такое устрой-
ство ходовых частей двухосного вагона, при котором оси колес-
ных пар имеют угловые перемещения относительно рамы вагона
вместе с одноосными тележками. Свободно устанавливающимися
осями колесных пар называется такое устройство ходовых частей
вагона, при котором:
1) суммарный зазор между пазами осевых наружных букс и
буксовыми направляющими (лицами) вдоль и поперек вагона
находится в пределах от 6 до 12 мм для каждого направления;
103
2) надбуксовое рессорное подвешивание выполнено таким об-
разом, что обеспечивается свободное перемещение в горизонталь-
ном направлении колесных пар вместе с осевыми наружными бук-
сами относительно буксовых направляющих (лиц) на величину
указанных зазоров.
При движении такого вагона по кривому участку пути оси
колесных пар имеют угловые перемещения по отношению к про-
дольной оси вагона и устанавливаются по радиусу кривой или в
положение, близкое к этому.
Вагоны со свободными осями колесных пар, с точки зрения
условий вписывания в кривые участки пути, занимают проме-
жуточное положение между вагонами с жесткой базой и вагона-
ми на одноосных поворотных тележках.
Жесткой базой называется такое устройство ходовых частей
вагона, при котором суммарные зазоры между осевыми наруж-
ными буксами и буксовыми направляющими (лицами) вдоль и
попер-ек вагона находятся в пределах от 2 до 6 мм (для каждого
направления).
При движении вагона с жесткой базой по кривому участку
пути оси колесных пар остаются перпендикулярными к продоль-
ной оси вагона и параллельными между собой.
Бестележечные вагоны обычно выполняются со свободными
осями колесных пар, а вагоны на двухосной тележке выполняются
с жесткой базой.
Четырехосные вагоны
Трамвайные вагоны длиной свыше 11,0 м по условиям допу-
скаемой нагрузки на ось колесной пары и, следовательно, давле-
ния колесной пары на рельсы строятся четырехосными.
Четырехосные вагоны, вследствие большой длины, требуют для
обеспечения вписывания в кривые применения двух двухосных
поворотных тележек, на которые опирается кузов вагона при по-
мощи пятников и центрального рессорного подвешивания.
Каждая тележка может свободно и независимо одна от дру-
гой поворачиваться в требуемых пределах относительно кузова
вагона вокруг пятника.
Двухосные поворотные тележки трамвайных четырехосных
вагонов легко вписываются в кривые участки пути, сохраняют
плавность хода и имеют незначительную боковую и продольную
качку при больших скоростях. Тележки разгружают кузов вагона
от непосредственного восприятия ударов от неровностей рельсово-
го пути.
Двухосная поворотная тележка состоит из рамы, колесных
пар, осевых букс с подшипниками, надбуксового рессорного под-
вешивания, центрального рессорного подвешивания, опор для ку-
зова и шкворневого соединения. В настоящее время двухосные по-
воротные тележки применяются безбалансирные, двухбалацсир-
ные и мостовые.
104
На вагонах МТВ-82 и части вагонов КМ применены поворот-
ные безбалансирные тележки. Тележки называются безбалансир-
ными потому, что рама тележки опирается на оси колесных пар
посредством цилиндрических пружин и осевых букс с подшипни-
ками без применения промежуточных балок-балансиров.
На вагонах ЛМ-49, ЛП-49 и других применены поворотные
двухбалансирные тележки. Тележки называются двухбалансир-
ными потому, что рама тележки опирается посредством цилиндри-
ческих пружин на промежуточные балки-балансиры, которые, в.
свою очередь, передают нагрузку на оси колесных пар посредст-
вом осевых букс с подшипниками.
По сравнению с безбалансирными тележками двухбалансир-
ные тележки имеют преимущества:
1) обеспечивают более низкое положение пола кузова вагона
относительно уровня головок рельсов и
2) обеспечивают меньшие изгибающие моменты в раме те-
лежки.
Недостатком двухбалансирных тележек является наличие не-
подрессоренных балансиров.
На вагонах РВЗ-6, ЛМ-57, Т-1, Т-2, Т-3 применены поворот-
ные мостовые тележки. Тележки называются мостовыми потому,,
что оси их колесных пар заключены в стальной кожух и совокуп-
ность оси и кожуха подобна заднему мосту автомобиля.
Мостовые тележки не имеют рамы — основного узла тележки,
как у безбалансирных или двухбалансирных тележек. В этой те-
лежке осевые кожухи в соединении с продольными балками об-
разуют конструкцию, подобную раме тележки и заменяющую ее.
Мостовые тележки не имеют надбуксового рессорного подве-
шивания. На этих тележках взамен надбуксового рессорного под-
вешивания применены колесные пары с подрезиненными колесами.
По сравнению с безбалансирными и двухбалансирными тележ-
ками, мостовые тележки имеют преимущества:
1) плавный и бесшумный ход, вследствие применения резино-
вых элементов в узлах тележки;
2) меньший вес тележки;
3) меньший вес неподрессоренных частей.
Двухосные поворотные тележки имеют базу от 1750 до
1940 мм, значительно меньшую по сравнению с базой двухосных
вагонов. Поэтому база этих тележек выполняется жесткой, т. е.
суммарный зазор между пазами осевых букс и буксовыми направ-
ляющими (лицами) как вдоль, так и поперек тележки находится
в пределах от 1 до 4 мм, а на двухосных поворотных тележках
мостового типа, где осевые буксы колесных пар закреплены в
продольных балках тележки при помощи резиновых прокладок,
база тележки может изменяться только в пределах сжатия этих
прокладок.
Реборды бандажей колесных пар четырехосных вагонов вслед-
ствие малой базы тележки изнашиваются меньше, чем реборды
бандажей колесных пар двухосных вагонов.
105
Тележки четырехосных вагонов некоторых типов имеют огра-
ничители поворота вокруг пятника кузова на случай схода ваго-
на с рельсов при прохождении кривых участков трамвайных
путей.
Кроме этого для ограничения крена кузова при движении ва-
гона по кривым участкам пути тележки имеют роликовые сколь-
зуны с соответствующей стороны тележки, которые приходят в
соприкосновение с плоскими скользунами, установленными на
шкворневой балке рамы вагона и перекатываются по ним.
Опоры кузова в виде пятника и подпятника с конусно-цилинд-
рическими опорными поверхностями обеспечивают устойчивость
кузова в поперечном направлении.
§ 19. РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ ЭЛЕМЕНТОВ ХОДОВОЙ ЧАСТИ
Определение статической нагрузки элементов ходовой
части и положения центров тяжести
Статическая нагрузка на рассчитываемую деталь ходовой час-
ти определяется из уравнения:
п
рст = пгОк X tfil + Од, (17)
1
где GK — вес кузова при той или другой степени наполнения
пассажирами или собственный вес кузова (тара);
т—коэффициент статического распределения веса кузова
между ходовыми частями передней и задней стороны
п вагона при заданном наполнении пассажирами;
2Ф— вес элементов ходовой части, воспринимаемый рассчи-
1 тываемой деталью;
п— количество таких элементов;
Gd— собственный вес рассчитываемой детали.
Величины GK, Gz и Gd, необходимые для проведения рас-
чета на прочность берутся из весовых ведомостей вагона или
определяются расчетом после предварительного проектирования.
Величина коэффициента пг устанавливается взвешиванием вагона
по осям (тележкам) или по результатам теоретического определе-
ния положения центра тяжести кузова вагона (при заданном на-
полнении пассажирами).
Если известно распределение веса кузова по осям: Gi— на
переднюю ось (или пятник передней тележки) и G2— на заднюю
ось (или пятник задней тележки), то коэффициенты статического
распределения веса кузова по осям (тележкам) определяются из
уравнений:
Gi Gt G2 Go
т~, г = г и т2 -- = — ,
+ G2 Gk Gi + G2 Gk
(1Г)
где mx и m2— коэффициенты статического распределения веса
106
кузова соответственно для передней и задней осей (тележек) ва-
гона.
При Gi = G2 имеем mi = m2 = 0,5. Однако у вагонов с односто-
ронним управлением центр тяжести кузова обычно расположен
ближе к передней стороне вагона, ввиду чего Gi>G2 и mi>m2.
В расчетную формулу (17) необходимо вводить максимальный
из этих коэффициентов, т. е. проводить расчет на прочность хо-
довых частей наиболее нагруженной стороны вагона.
Положение центра тяжести определяет не только распределе-
ние статического веса кузова между ходовыми частями, но также
величину добавочных нагрузок на элементы кузова и ходовых
частей от центробежных сил и сил инерции при пуске и торможе-
нии, так как последние прикладываются в центре тяжести соот-
ветствующего элемента вагона. Определение координат центра
тяжести необходимо и при оценке устойчивости вагона. Вычис-
ление координат центра тяжести расчетным путем производится
по формулам:
(17")
где EGZ • xt и ZGihj — статические моменты весов отдель-
ных элементов кузова, тележки
или вагона в целом, включая и
пассажирскую нагрузку, относи-
тельно произвольно выбранной
системы координат;
SGZ — сумма весов элементов кузова, те-
лежки или вагона в целом.
Положение центра тяжести хс на продольной оси вагона лег-
ко определяется взвешиванием вагона по осям. Эксперименталь-
ное определение положения центра тяжести hc на вертикальной
оси вагона затруднительно и поэтому чаще производится расче-
том по формуле (17").
Пример. Определить положение центра тяжести тележки вагона ЛМ-49.
Веса элементов тележки и высоты их центров тяжести над головкой рельса
hi соответственно равны:
1. Колесные пары, буксы и шестерни редуктора .Pi = 1,3 т, hi = 39 см.
2. Балансиры с поддонами .........................Р? = 0.28 т. h2 = 22 см.
3. Балансирные пружины, эллиптические рессоры и
подвески..........................................Рз = 0,18 т, = 37 см.
4. Рама, буксовые направляющие, струнки . . Р4 = 0,67 г, h3 = 52 см.
5. Нижний люлечный брус ... • Рб = 0,06 т, h5 = 21 см.
6. Шкворневая балка . -. .Ре = 0,15 т, hR = 53 см.
7. Детали тормоза . ................. . Р7 = 0,30 т, h7 = 40 см.
8. Тяговые двигатели и детали их подвески .Р8 = 2,01 т, h3 == 42 см.
107
Для определения положения центра тяжести тележки на вертикальной
оси, воспользуемся формулой (17"), принимая начало отсчета на уровне го-
ловки рельса. Получим:
ЕА hi 1,3-39 + 0,28 • 22 + 0,18 • 37 + 0,67х
hr =----- =-----------------------------------
£Pi 1,3 4-о,28+ о,18 + 0,67 + 0,06 +
X 52 + 0,06 21 +0,15 • 53 + 0,30 • 40 + 2,01 42 _ 204
Х +0,15 + 0,30 + 2,01 4,92
что весьма близко к величине радиуса колеса (гк = 39 см).
Добавочные нагрузки от сил инерции
при пуске и торможении
Инерционные силы, действующие на элементы ходовой части
при пуске и торможении, вызывают появление добавочных нагру-
зок в направлении продольной оси вагона, а также добавочных
вертикальных нагрузок. Направление и величина этих нагрузок
зависит от режима движения поезда. При торможении силы
инерции, действующие на кузов, вызывают догрузку ходовых
частей передней стороны вагона и разгрузку ходовых частей
задней стороны. Продольные инерционные силы в этом случае
действуют в направлении движения вагона. При пуске имеет ме-
сто обратное перераспределение нагрузок кузова.
На рис. 55, а приведена схема действия инерционных нагру-
зок на кузов четырехосного вагона тележечного исполнения.
Здесь hc — высота центра тяжести кузова над пятником (точ-
ка С — центр тяжести), hn—высота пятника над головкой
рельса, В — база вагона. Сила инерции 2/\, действующая на
кузов, определяется по формуле:
2FK = 1020к • ат кг, (18)
где GK — вес кузова т;
ат — тормозное замедление в м/сек2.
Перенесем силу 2FK на линию пятников, добавив соответ-
ствующий момент 2FK • hc и рассмотрим влияние этих силовых
факторов на перераспределение нагрузок между ходовыми час-
тями вагона.
Момент 2FK • hc вызывает догрузку переднего и разгрузку
заднего пятника на величину:
пп= + = ± 102 . ат. (18')
Уравнение (18') удобно для определения добавочных верти-
кальных сил в том случае, когда задана расчетная величина тор-
мозного замедления (вагоны, оборудованные рельсовым тормо-
108
зом*). При тормозах, реализующих тормозную силу через сцеп-
ление колес с рельсами, нагрузку Пп выражают через расчет
ный коэффициент сцепления.
и) V Направление движения
Рис. 55. Добавочные нагрузки на кузов и тележ-
ки моторного вагона от сил инерции при тормо-
жении:
а — схема добавочных вертикальных нагрузок, переда-
ваемых кузовом на тележки; б, в, г — схемы действия
добавочных горизонтальных нагрузок от сил инерции
на элементы безбалансирной (б). двухбалансирной
(в) тележек и тележки с безлюлечным центральным
подвешиванием мостового типа (г).
* По ГОСТ 8802—58 тормозное замедление четырехосных и двухосных
трамвайных вагонов и поездов с рельсовыми тормозами должно составлять
соответственно 3,5 и 3 м/сек2.
109
Из уравнения движения поезда можно найти:
F + W 1000 • ф
ат — —:~,
т 102G • Ки 102 • Ки
где G — полный вес вагона.
Учитывая последнее равенство, уравнение (18') можно пред-
ставить в виде:
Сила
П = + 1000G„ — . .
л _ к в ка
2FK = 102G • ат = 1000G*
(18")
(19)
передается через пятники на шкворневые балки тележек, а у ва-
гонов бестележечного исполнения — через подвески рессор на
раму вагона или через буксовые лапы на буксы, вызывая соот-
ветствующую догрузку ходовых частей. Схемы действия силы
2FK на ходовые части вагонов тележечного исполнения для наи-
более распространенных типов тележек показаны на рис. 55, б, в, г.
У тележек с шарнирно-маятниковой люлькой безбалансирно-
го (рис. 55,6) и двухбалансирного (рис. 55, в) исполнения сила
р
2_!L — FK, приходящаяся на одну тележку, передается через
пятники на шкворневые балки тележек, а от последних на по-
перечные балки рамы. Через буксовые лапы рамы эта нагрузка
передается на буксы на уровне осей колесных пар, равномерно
распределяясь между всеми буксами. Нагрузка R6 приходящая-
ся на одну буксу, определяется уравнением:
р __ __
6 2п0 по
(19')
где п0 — число колесных пар вагона.
Момент силы FK, приведенной в плоскость опор надбуксо-
вых рессор или балансирных пружин, вызывает добавочное пере-
распределение вертикальной нагрузки между элементами тележ-
ки. Принимая, что плоскость опор надбуксовых рессор тележки
рис. 55, б лежит в плоскости осей колесных пар и приводя в эту
плоскость силу FK , найдем момент Mr, вызывающий перерас-
пределение вертикальных нагрузок между буксами:
MF = FK.(hn--^,
где D — диаметр колеса.
Добавочные нагрузки Пк на одну буксу первой и второй ко-
лесных пар тележки найдутся из очевидного соотношения:
F (h„ — —1= + 2Пк~Вт,
zv 1 п 2 / — Щ
110
откуда
hn 2
nK=±FK—(1Bm • <19">
В этих уравнениях знак плюс ( + ) нужно относить к нагрузкам
первой колесной пары, а знак минус (—) к нагрузкам второй ко-
лесной пары.
Так же находится перераспределение вертикальной нагрузки
между балансирными пружинами и буксами тележек (рис. 55, в).
Приводя силу FK в плоскость опор балансирных пружин, най-
дем момент вызывающий перераспределение вертикальных
нагрузок между балансирными пружинами:
где 1гб— расстояние от опорной поверхности нижней чашки ба-
лансирной пружины до головки рельса.
Условие равновесия рамы тележки на балансирных пружинах
будет иметь вид:
м'г = 2Пб 1б
Пб — сила, догружающая одну балансирную пружину. Из
последнего уравнения получаем:
Дополнительная вертикальная нагрузка Пк на буксы может
быть определена из условия равновесия балансира:
ГЦ - 1б~ Пк • Вт,
откуда
ПК = ПД =±FK^-^. (19'")
Для тележки с безлюлечным центральным подвешиванием
(рис. 55, г) добавочная вертикальная нагрузка на буксы, связан-
ная с действием силы определяется из уравнения:
Fk' [hn-^ = 2nK.Bm,
откуда
D
hn~ 2
(20)
Пример. Определить добавочную вертикальную нагрузку на шейки осей
первой колесной пары вагона МТВ-82, связанную с действием сил инерции
при реализации предельной по сцеплению тормозной силы. Вес порожнего ку-
зова GKn — 8300 кг, вес кузова с пассажирами Скг = 18 100 кг, вес одной
тележки Gm = 4750 кг, вес колесной пары с буксами Gn = 965 кг, вес ре-
дуктора Gр = 180 кг (двигатель с рамной подвеской), коэффициент инерции
вращающихся масс порожнего вагона 1,18, база вагона В = 6375 лш, база
111
тележки Вт = 1800 мм, высота центра тяжести кузова над пятником hc=
= 900 мм, высота пятника над головкой рельса hn = 892 мм, диаметр колеса
D = 760 мм, расчетный коэффициент сцепления ф = 0,25.
Коэффициент инерции вращающихся масс груженого вагона определяем
по известной формуле:
Киг = 1 + <Кип- 1) Т2- = 1 + (Кип- 1)
игр
@КП 4-
=1,116,
8300 + 2 - 4750
18 100 + 2 • 4750
= 1 + (1,18 — 1)
где Gn — вес порожнего вагона (тара);
Gгр — вес вагона с расчетной пассажирской нагрузкой.
Сила инерции 2F*. кузова с пассажирами определится по формуле (19):
ф 0,25
2FK = 1000СК2 = 1000 -18,1 * т2— = 4050 кг.
Киг 1,116
Добавочная вертикальная нагрузка Пп на пятник первой тележки вагона,
связанная с действием сил инерции 2FKкузова будет (формула 18'):
hc 900
Пп = 2FK— = 4050 — = 572 кг.
п В 6375
Добавочная вертикальная нагрузка Пк на одну буксу первой колесной
пары, связанная с действием на пятник тележки силы инерции FK находится
из уравнения (20):
Пк = FK
D
hn~ 2
= 4050 •
760
892 — ——
2
2 • 1800
= 288 кг.
Полная добавочная вертикальная нагрузка на буксу будет:
П 572
Пб=~ + Пк = — + 288 = 143 + 288 = 431 кг.
Статическая нагрузка буксы от веса кузова с пассажирами равна:
2
GK, + 4Gm Gn 3 Gp 18 100 + 2 - 4750
ГЪ С 1 9 9 Ъ fl 1
б== 2-n0 ~ 2 ~ 2 = 2-4 ”
965 2
—------— -— • 180 = 2910 кг.
2 2-3
Добавочная вертикальная нагрузка буксы от ее статической нагрузки со-
ставляет:
Добавочные нагрузки, связанные с прохождением
вагоном кривых участков пути
При движении вагона в кривых участках пути на все его час-
ти действуют центробежные силы, направленные наружу кривой.
В эксплуатации возможен и поэтому принимается за расчетный
режим, когда с центробежными силами складываются силы дав-
ления ветра на боковую поверхность вагона.
112
Центробежная сила приложена к центру тяжести рассматри-
ваемой конструкции (кузова, тележки) и определяется по фор-
муле:
-----------------= 0,008 G— т,
1000. 3,6-’./?---R
(21)
где т и G—масса (кг • сек2!м) и вес (т) конструкции;
v — скорость движения вагона в кривой (ot/час);
R— радиус кривой (м).
Расчетные значения центробежных сил определяются, исходя
из ограничений скорости движения трамвайных вагонов, установ-
ленных ПТЭ. Согласно ПТЭ, скорость трамвайных вагонов не
должна превышать 10 км/час на кривых участках пути с радиу-
сом до 50 м включительно, 15 км!час— на кривых с радиусом от
51 до 75 jw и 25 кмIчас — на кривых с радиусом от 76 до 250 м.
На прямых участках пути в черте города на улицах максималь-
ная скорость принимается обычно равной 40 км!час, а на заго-
родных линиях и в черте города на линиях с обособленным по-
лотном—50—60 км!час. Минимальный радиус кривых на эксплу-
атационных путях установлен ПТЭ равным 20 м. Исходя из это-
го, следует сравнивать следующие расчетные режимы движения
вагонов в кривой, как наиболее тяжелые:
1. Кривая R = 20 м, и = 10 км/час, С — 0,0086 — = 0,008 6=0,046 т.
v2 152
2. Кривая R = 51 м, и = 15 км/час, С = 0,0086 —- = 0,008 — 6=0,04 G т.
R 51
v2 252
3. Кривая R = 76 м, v = 25 км/час, C = 0,0086 = 0,008 6=0,076 tn.
v2 402
4. Кривая R — 251 m, v = 40 км/час, C = 0,0086— = 0,008 — G = 0 05G m.
v2 502
5. Кривая R = 251 m, v = 50 км/час, C =' 0,0086— = 0,008 — 6=0,086 m.
R 201
В расчетах рекомендуется принимать центробежную силу с
некоторым запасом равной 0,lG.
Расчетная ветровая нагрузка на боковую поверхность кузова
определяется по формуле:
нв= рв-FM кг, (2Г)
где рв — удельное давление ветра, перпендикулярное боковой
стенке кузова. При расчетах принимается ра =35 кг!м2\
FM—площадь проекции кузова на вертикальную плоскость,
параллельную продольной оси вагона, м2. Точка при-
ложения силы Нв лежит в центре тяжести площади
FM на высоте he от головки рельса.
На рис. 56,а показана схема действия боковых нагрузок на
кузов двухосного вагона бестележечного исполнения. В целях
упрощения расчетных формул центробежная сила Ск и боковое
8 Заказ 1372 113
давление ветра Цв приводятся к равнодействующей боковой си-
ле Н=СК + Н6 приложенной в центре тяжести кузова на рас-
стоянии he от оси колесной пары. Приведенная ветровая нагруз-
ка HG определяется из условия равенства моментов сил Нп и Н в
Рис. 56. Схемы действия боковых нагрузок на ку-
зов вагона бестележечпого исполнения (а и б); схе-
ма тележки с безлюлечным центральным подве-
шиванием и упрощенная схема действия на нее бо-
ковых сил (в и г).
относительно плоскости осей колесных пар:
Н„ /7В = Н'а . hc,
откуда
Н\ = нь^. (21")
" hc
В дальнейшем силу Н будем называть просто боковой силой.
Последняя может быть выражена в долях веса кузова:
Н^Ск + Нп^ = -{ -GK. (21"')
hc
Распределение боковой силы Н между элементами ходовой
части передней и задней стороны вагона по ходу движения опре-
114
деляется положением центра тяжести кузова на продольной оси
вагона. Однако, практически принимают: Hi = H2= где Н\ и
Н2— боковая нагрузка на ходовые части передней и задней сто-
роны вагона.
Боковая сила Н нагружает элементы ходовой части и кузова
в направлении поперечной оси, а также вызывает перераспреде-
ление вертикальной нагрузки, дополнительно нагружая одни эле-
менты и разгружая другие. Обычно рассматриваются отдельно:
а) добавочные вертикальные нагрузки и б) добавочные горизон-
тальные нагрузки, связанные с действием боковых сил. Одновре-
менно с последними учитываются добавочные горизонтальные
нагрузки, связанные с появлением сил трения в контакте колес
с рельсами при движении вагона в кривой.
Добавочные вертикальные нагрузки на элементы
ходовой части, связанные с действием боковых сил
Перераспределение вертикальных нагрузок между элемента-
ми ходовой части, связанное с действием боковых сил, опреде-
ляют (см. рис. 56, а):
а) момент боковой силы, приведенной в плоскость осей колес-
ных пар:
MH^H-hc = yGK.hc, (22)
б) момент силы тяжести GK относительно плоскости осей ко-
лесных пар, появление которого связано со смещением центра
тяжести кузова с вертикальной оси на величину А при крене
кузова:
Mg = Gk- A. (22')
В частности, для бестележечного вагона (см. рис. 56, а), взяв
сумму моментов действующих сил относительно центра оси ко-
лесной пары (точки О), получим:
Я • h + GK • A = n0 • Z6 • l6,
откуда определяется добавочная вертикальная нагрузка Z6 на
одну буксу:
= Н “4" = Л • + д)’ <23>
где «о = 2 — число колесных пар вагона.
Также, приводя боковую силу Н в плоскость, проходящую
через точки касания колес с рельсами, получим величину доба-
вочной вертикальной нагрузки ZK , передаваемой колесом на
рельсы:
D
hc + —
ZK = H-------—+ G—= М/г 4- —')4-д1 (23')
л0 5 кп0- S n0S L \ 2 / J V ’
8* 115
где S— расстояние между кругами катания колес и D — диа-
метр колеса.
На рис. 56, б дана схема действия боковой нагрузки на вагон
бестележечного исполнения в упрощенном виде, причем принято,
что опоры надбуксовых рессор лежат в плоскости осей колесных
пар. Смещение А центра тяжести кузова, как ясно из геометри-
ческих соотношений рис. 56, б может быть в этом случае выра-
жено через добавочный прогиб об буксовых рессор:
= (24)
Об 2
С другой стороны, прогиб буксовых рессор определяется
величиной добавочной нагрузки на буксу Z6 и жесткостью комп-
лекта буксовых рессор одного колеса Ж6\
(24')
Ж б
Из соотношений (24) и (24') и используя также уравнение
(23) можно получить:
Д = —'-~с , (24")
^hcfCm
где fcm =-----—— статический прогиб рессорного подвешива-
^п0 -Жб ния вагона под нагрузкой кузова GK.
Аналогично определяются добавочные вертикальные нагрузки
от действия боковых сил на элементы ходовой части тележечно-
го исполнения.
На рис. 56, в показана схема тележки вагонов РВЗ-6, ЛМ-57,
Т-2. Шкворневая балка 1 этой тележки опирается на продольные
балки 2 через рессоры центрального подвешивания 3. На продоль-
ных балках рамы установлены направляющие 4, а на шкворне-
вой балке — направляющие 5, ограничивающие возможность
поперечных перемещений шкворневой балки. На рис. 56, г показа-
на схема действия боковой нагрузки на тележку, причем приня-
то, что опоры рессор центрального подвешивания лежат в плос-
кости осей колесных пар. Из сравнения схем (рис. 56, биг) вид-
но, что схема действия боковых сил на ходовые части рассматри-
ваемой тележки аналогична схеме действия боковых сил на хо-
довые части бестележечного вагона. Следовательно, в данном
случае смещение центра тяжести кузова А можно определить по
формуле (24").
В последней требуется только заменить соответственно 1б на
1Л, где 1Л —расстояние между центрами опорных поьерхнос-
тей рессор центрального подвешивания, а под hc понимать рас-
116
стояние от центра тяжести кузова до середины рессор централь-
ного подвешивания:
А =-----—— . (24"')
^hcfcm
Добавочные вертикальные нагрузки на рессоры центрального
подвешивания и буксы ZA и Z6jl будут:
= Я -А-+ GK -±- = . (А + А), (25)
п г^л пл ' Iл пл ’ 1л
z^ = ^T-[^c + hC0) + ^,
где zz г=2 — количество тележек на вагон;
1б — расстояние между серединами букс;
h со— расстояние от оси колесной пары до середины
рессор.
Добавочная вертикальная нагрузка ZK , передаваемая коле-
сом на рельсы, в этом случае, как и для вагонов бестележечного
исполнения, определяется формулой (23х).
Пример. Определить добавочные вертикальные нагрузки на рессоры цен-
трального подвешивания и буксы тележки вагона РВЗ, связанные с действи-
ем центробежной силй и бокового давления ветра при движении в кривой.
Вес кузова при максимальной пассажирской нагрузке Од; =19 т, статический
прогиб рессорного подвешивания при этой нагрузке fcm = 87 мм, площадь бо-
ковой поверхности кузова FM ='13,7. 1,93 = 26,4 лг2, высота центра тяжести ку-
зова с пассажирами ог середины рессор hc = 120 см, расстояние между се-
рединами резеор 1Л =' 120 см, расстояние между серединами букс 1$ —
= 129,5 см, высота от оси колесной пары до середины рессор hco = 17,5 см,
высота центра приложения ветровой нагрузки над серединами рессор ha-
= ЙО см.
Расчетную центробежную силу, действующую на кузов при движении ва-
гона в кривой, примем равной 0,1 его веса:
Ск = 0,1 • = 0,1 • 19= 1,9 //г.
Боковое давление ветра определим по формуле (2Г), принимая удель-
ное давление ветра рв = 35 кг/м2'.
Нв = Рв ?м = 35 - 26,4 = 925 кг.
По формулам (21") и (2Г") найдем .приведенную боковую силу, действую-
щую на кузов, и выразим ее в долях веса кузова:
Н=Ск + Н„^- = 1,9 + 0,925 = 1,9+ 1,0 = 2,9 т,
Н 2,9 1г
Н = т • GK, откуда у = — = — = 0,1о.
Смещение центра тяжести кузова под действием боковой силы при дви-
жении вагона в кривой определяется формулой (24"'):
Д= 7 • hc = _________°’15 • 120 =7,350 см.
/2 1202
4hcfcm ~ 4- 120-8,7 -1
117
Добавочная вертикальная нагрузка на комплект рессор центрального под-
вешивания одной стороны тележки и на буксу, связанная с действием боко-
вой силы Н, определяется по формулам (25):
GK 19
= —V <0’15 • 120 + 7’35) = 2
пл ’ 1л Z ♦ 12U
2бл = + + h‘°> + Д] = ~о Лт -[0,15 (120 +
****** 1 у о
+ 17,5) + 7,35] = 1,03 т.
Рис. 57. Схема действия боковых нагрузок на вагон с тележками, имеющими
шарнирно-маятниковую люльку (а); упрощенная схема действия боковых нагру-
зок (б).
Рассмотрим теперь схему действия боковых нагрузок на че-
тырехосный вагон с тележками, имеющими шарнирно-маятнико-
вую люльку (рис. 57, а). Боковая нагрузка, передаваемая кузо-
вом на пятник этой тележки, вызывает смещение шкворневой
балки 1 в направлении действия боковой силы. Шкворневая бал-
ка через люлечные рессоры 3 передает боковую нагрузку на лю-
лечную балку 6, которая смещается в том же направлении и по-
ворачивается в сторону, обратную крену вагона. Момент боко-
вой силы //, приведенной в плоскость осей колесных пар, вызы-
вает соответствующую вертикальную нагрузку люлечных рессор,
которая чер;ез подвески люльки 2 передается на поперечные бал-
ки рамы 4, а от рамы — на надбуксовые рессоры 5.
На рис. 57, б та же схема дана в упрощенном виде в предпо-
ложении, что опоры люлечных и надбуксовых рессор, а также
плоскость рамы, плоскость шкворневой балки и плоскость лю-
лечной балки при отсутствии боковой нагрузки лежат в плос-
118
кости осей колесных пар. Это, близкое к действительности, пред-
положение значительно упрощает расчетные формулы. На схеме
обозначены:
1—1 — плоскость осей колесных пар;
2—2 — плоскость рамы тележки;
3—3— плоскость шкворневой балки;
4—4 — плоскость люлечной балки.
Смещение центра тяжести кузова на тележках с шарнирно-
маятниковой люлькой относительно вертикальной оси О—О, как
следует из схемы рис. 57, б, складывается из:
1) смещения обусловленного креном рамы тележки на
надбуксовых рессорах;
2) смещения у, обусловленного перемещением люлечной бал-
ки в направлении действия боковой силы (на рис. 58, б показано
смещение центра люлечной балки из точки О в точку О');
3) смещения Дл обусловленного креном шкворневой балки
на люлечных рессорах;
4) смещения Д5 обусловленного поворотом люлечной балки
в направлении, обратном крену вагона. Смещение Де умень-
шает общий крен кузова.
Таким образом, общее смещение центра тяжести кузова будет
равно:
д = д, + дл + у_ де. (26)
ч Все эти перемещения зависят друг от друга. Для их определения
составляются уравнения равновесия моментов внешних сил и
реакций люлечных и надбуксовых рессор и уравнение работ этих
сил на возможных бесконечно малых перемещениях люльки.
В окончательном виде эти уравнения дают следующую систему:
= 2tga • у • У,
2Mg« .. ..
\4/А 7 л 6 4 —— 1Д -(1 - \^6hc 7 \ 2 tga д _ / J 2tga \ /л л \ hc С ! = 7(>- где a f. = л <26') 1л / а , / 1 4/zr tg a \ ^б + ( - ~ , ) У — \ К COS a /2 1 \ л / 2/zctgg \ G /’ — угол, образуемый подвеской люльки с вертикалью в неотклонен- ном состоянии; — статический прогиб соответствен- но надбуксовых и люлечных рес- сор под нагрузкой кузова:
119
Ж б и Жл—жесткости комплекта рессор од-
ной буксы и люлечных рессор од-
ной стороны тележки;
= -2 ’-Z?o ‘ ®трб и = !^-трл — коэффициенты относительного
GK ок
трения надбуксовых и люлечных
рессор (для пружин = 0);
Qmp6 и Qmpjl—силы внутреннего трения комп-
лекта рессор одной буксы и лю-
лечных рессор одной стороны те-
лежки (для пружин 0.трб—0);
Н GK 4- р3
г =----- —-----------относительная величина боковой
1 GK GK
силы Н\
X— длина люлечной подвески.
Остальные обозначения ясны из рис. 57.
В результате решения системы уравнений (26х) определяются
все слагаемые смещения центра тяжести кузова вагона при дви-
жении в кривой: Дл, у и Д£.
Прогибы буксовых и люлечных рессор и и соответ-
ствующие слагаемые смещения центра тяжести кузова связаны
следующими соотношениями, ясными из чертежа:
_ 1б
Ao Zhc ’
откуда
и
ь. = л
2ЛС ’
откуда
Имея в виду эти соотношения, добавочные вертикальные на-
грузки, связанные с действием боковых сил, можно определять из
следующих уравнений:
а) добавочная нагрузка на буксу (или комплект надбуксовых
пружин):
26 = Ъб-Жб = Ьб-£ -Жб, (27)
б) добавочная нагрузка на комплект люлечных рессор одной
стороны тележки:
= = A Д -Жл. (27')
Zu с
120
Добавочная нагрузка ZK, передаваемая колесом на рельсы,
при тех же условиях определяется из уравнения моментов:
я (а + у) + GK А + <2СТ • = n.ZK • S,
откуда
V Г I L I & \ 1 Л I & 1
Z/t +-2’) + Л + ^гТгт] ’
(27")
где Ст~чгОг —центробежная сила, действующая на тележку
вагона;
Gt — вес тележки;
2GT
7]г=--------отношение веса тележек к весу кузова.
Остальные обозначения — прежние.
Заметим, что указанная методика определения добавочных
вертикальных нагрузок от действия боковых сил с учетом крена
кузова полностью применима и к двухбалансирной тележке
(см. рис/ 55, в) с шарнирно-маятниковой люлькой. В приведенных
выше формулах в этом случае под об и /Кб следует понимать
соответственно прогиб и жесткость комплекта балансирных пру-
жин.
Примера Определить добавочные вертикальные нагрузки на люлечные рес-
соры и буксы тележки 2ДС вагона МТВ-82, связанные с действием центро-
бежных сил и бокового давления ветра при движении в кривой. Вес кузова
при полной пассажирской нагрузке GK = 23,4 т, высота центра тяжести ку-
зова над осью колесной пары hc = 150 см, приведенная ветровая нагрузка на
кузов Нв — 1600 кг, центробежная сила, действующая на кузов Ск = 2400 кг.
расстояние между серединами люлечных рессор тележки 1Л = 126 см, рас-
стояние между серединами буксовых рессор /#=188 см, длина подвески
люльки % = 32 см, угол наклона подвески люльки a=ll°18z, жесткость надбуксо-
вых рессор одной буксы Ж$ = 1375 кг/см, средняя жесткость комплекта люлечных
рессор одной стороны тележки Жл = 1000 кг/см, коэффициенты внутреннего тре-
ния рессор: люлечных <?л = 0,06, буксовых ^ = 0.
Центробежная сила Ск и боковое давление ветра Нв, выраженные в до-
лях веса кузова, составляют:
Н ск + Нв 2400 + 1600 п ,п
7 = --=---------— = ----------= 0,12.
1 GK GK 23 400
Статический прогиб надбуксовых и люлечных рессор под нагрузкой кузо-
ва в заданных условиях нагружения будет:
GK 23 400
А =------*— =-----------= 2,12 см,
J6 2 • п^Жб 2-4. 1375
121
Подставляя численные значения величин в систему управлений (26),
по
.лучим:
Л 150
Д_ = 2 • 0,2 • ---- у,
126 У
1262 \ 2 • 150 - 0,2
4 • 5,85 • 150 “ J Дл ~ + 126
у = 0,12х
126 / 188« \
х150._0,06--Дл + (4-^-^-1)Д,-
/ 2 - 150 - 0,2 \
1 Д ___ / __ __ ______’ I Д I /___________
126 л \150 126 / 6 \ 32-0,98
4 • 150 • 0,2 \ / 2 • 150 • 0,2
—------ —у = 0,12 1 —----------------------
126» \ 126
Решая эту систему уравнений, находим составляющие общего смещения Л:
Д^ = 1,03 см; ^л —2,6 см; у = 13,4 см; Д£ =6,37 см.
Полное смещение центра тяжести кузова от вертикальной оси будет:
Д = Ьб-'- Дл у — Д£ = 1,03 -4- 2,6 4- 13,4 -6,37 = 11 см.
Добавочные нагрузки на буксу (комплект буксовых пружин) и комплект
люлечных рессор одной стороны тележки по формулам (27) и (27х) будут:^
16 188
Ztf = -o' XT1 • *6= 1.03 —— • 1375 = 875 кг,
£ * 1 оО
G 126
Zz = Дл—— • Жл = 2,6 —— • 1000 = 1090 кг.
л 2ЖС л 2-150
При ориентировочных расчетах добавочные вертикальные на-
грузки, связанные с действием боковых сил, вычисляют без учета
крена вагона и смещения люльки. При этом условии соответст-
вующие уравнения упрощаются. Добавочные нагрузки, приходя-
щиеся на комплект буксовых пружин одного колеса безбалансир-
ной тележки Zd, на комплект балансирных пружин двухбалан-
сирной тележки Z6n, на комплект рессор одной стороны тележки
о безлюлечным центральным подвешиванием ZA определяются
простейшими уравнениями:
z = А-,
Пп 1б «о >б
Z6n = H = VoA = Z6,
• Iq Пу б
Z, = H = 7 . GK .
П01л
(28)
(28')
(28")
«о • <
Определяя по упрощенным формулам (28) и (28") до-
бавочные нагрузки на буксу и комплект люлечных рессор одной
стороны тележки по данным приведенного выше примера, полу-
чаем:
122
Z6 = т • GK = 0,12 • 23 400 • = 560 «г,
6 1 n0 • l6 4 • 188
Z = 7 • GK = 0,12 • 23 400 • = 1670 кг.
Л 1 п01л 4 • 126
Сравнивая результаты обоих расчетов, видим, что неучет сме-
щения центра тяжести кузова и люльки при движении вагона в
кривой приводит к получению заниженных нагрузок буксовых
рессор и завышенных нагрузок люлечных рессор.
В рассмотренном примере ошибка в определении нагрузок
составляет: а) тю нагрузкам буксовых рессор:- - • 100= 16% (не
1670
рессор:“Пм •
в запас прочности); б) по нагрузкам люлечных
- 100 = 15,3% (в запас прочности).
Рис. 58. Добавочные горизонтальные нагрузки на колесные пары двух-
осного вагона или тележку четырехосного вагона от действия боковых
сил и €ил трения скольжения в контакте колес с рельсами в различных
режимах движения:
<2 — общий случай положения тележки в кривой; б — схема к определению сме-
щения центра поворота из геометрического центра тележки: *
I — продольная ось тележки в хордовом положении; 2 — продольная ось те-
лежки в положении наибольшего перекоса; в — схема нагрузок колесных пар
в положении наибольшего перекоса при Н = Н пп' г — схема нагрузок на ко-
лесные пары в хордовом положении тележки при Н = Нv: Продольные и L1
и поперечные и U составляющие горизонтальных сил, действующих на
колесные пары тележки при различных режимах движения в кривой.
123
Добавочные горизонтальные нагрузки на элементы
ходовой части, связанные с действием боковых сил и сил трения
скольжения в контакте колес с рельсами
Добавочные горизонтальные нагрузки на элементы ходовой
части, связанные с действием центробежных сил и бокового дав-
ления ветра, учитываются обычно совместно с добавочными уси-
лиями от трения скольжения между бандажами и рельсами, по-
являющимися при прохождении вагоном кривых участков пути.
Определение этих нагрузок производится исходя из следующих
соображений.
При движении в кривой перемещение вагона за бесконечно
малый промежуток времени рассматривается состоящим из двух
перемещений: поступательного со скоростью v и вращательного
движения вокруг некоторой точки — так называемого центра по-
ворота, расположенного на продольной оси вагона в основании
перпендикуляра, опущенного на продольную ось тележки из
центра кривой (рис. 58, а, центр поворота — точка О'). Поступа-
тельное движение осуществляется за счет качения, а вращатель-
ное— за счет скольжения колес.
Рассматривая движение вагона в кривой по рис. 58, а, легко
установить, что первая колесная пара, стремясь продолжать свое
прямолинейное движение, набегает на губку внутреннего или го-
ловку наружного рельса и ее движение в кривой определяет на-
правляющее усилие У], которое толкает колесную пару внутрь
кривой. Вторая колесная пара при свободном перемещении на-
бегает на губку наружного (или головку внутреннего) рельса, но
боковая сила, действующая на вагон в кривой, отжимает ее на-
ружу кривой (к головке наружного рельса). Поэтому направля-
ющее усилие У2, действующее от рельса на вторую колесную па-
ру, всегда меньше направляющего усилия Уь первой колесной па-
ры: У2 < Уь Соотношение между силами У1 и У2 зависит от вели-
чины боковой силы, действующей на вагон.
В зависимости от величины действующих боковых сил тележ-
ка в кривой может занимать следующие характерные положения.
1. Положение наибольшего перекоса, когда пер-
вая колесная пара прижата ребордой к губке внутреннего или
головке наружного рельса, а вторая колесная пара — к губке на-
ружного или головке внутреннего рельса. При установке с наи-
большим перекосом центр поворота смещен в сторону задней по
ходу движения оси колесной пары на расстояние aQ от середины
тележки,, определяемое из построения рис. 58, б:
г/?
62 Q —
В
т
где е— суммарный зазор между гребнями колес и рельсами.
Величина этого зазора определяется расчетом статиче-
ского вписывания вагона;
R — радиус кривой;
Вт— база вагона (или тележки).
(29)
124
Положение наибольшего перекоса вагон получает при малой
величине боковых сил. Направляющее усилие Y2 второй колес-
ной пары имеет наибольшую величину при Н = 0. По мере роста
боковой силы в результате, например, увеличения скорости дви-
жения вагона в кривой, направляющее усилие второй колесной
пары уменьшается. Максимальная величина боковой силы
Н = Ннп, при которой еще сохраняется положение наибольшего
перекоса, но направляющее усилие второй колесной пары стано-
вится равным нулю, называется максимальной боковой
силой наибольшего перекоса. Последняя может быть
определена из уравнений равновесия тележки при установившем-
ся движении вагона в кривой. Полагая a = aQ и Y2 = 0 и составляя
уравнение моментов действующих сил относительно точки В, ле-
жащей в пересечении продольной оси вагона с осью первой ко-
лесной пары (рис. 58, в), получим:
Ннп- = Fmp (Ba + Вб + Вс+ Вд)=
1Fmp (Ba + Вс) = 2Fmp -[Ba + (AB + Ае) cos <z„] =
— sin 04 + /5m + —tgaJ • cos a2) =
= 2F
тр
= 2Fmp • Bn Гcos a2 + -f-(sin a! -f- sin a2'
L
откуда
г s
Ннп = ^Fmp 2cosa2 + — (sin a, + sina2) .
(30)
2. Хордовое положение, когда реборды обоих колесных
пар оказываются прижатыми к губке внутреннего или головке на-
ружного рельса, устанавливаются по «хорде». В хордовом поло-
жении вагона (или тележки) центр поворота совпадает с гео-
метрическим центром вагона (тележки): аЛ = 0.
Наименьшая величина боковой силы ЛЛ, при которой вагон
устанавливается по хорде, но направляющее усилие У2 еще рав-
но нулю, называется минимальной хордовой боковой
сило й. Последняя, как и сила Ннп, может быть определена из
уравнений равновесия тележки при установившемся движении
вагона в кривой. Полагая a = 0 и У2 = 0 и составляя уравнение
моментов действующих сил относительно точки В (рис. 58, г),
получим:
ЯЛ. -~ = Fmp {Ba + Вб + Вс + Вд) = 2Fmp (Ba + Вс) =
= ‘ZFmp \Ba + (АВ-\- Ае) cos aj = 2Fmp sin a +
+ IBm'+ — tg a I cos a ,
125
откуда после преобразования получаем:
Нх. = ^р-.. (31)
COS а
В уравнениях (30) и (31):
S—расстояние между кругами катания колес колесной пары;
cos а = --- — , sin а = — -— ,
/B2m + S2 VB‘2m+S^-
Fmp—сила трения в контакте колес с рельсами, направленная
перпендикулярно радиусам-векторам, проведенным из
центра поворота до точки касания колеса с рельсом в
сторону, противоположную направлению поворота те-
лежки.
Величина сил Fmp определяется в предположении, что доба-
вочные вертикальные нагрузки, передаваемые колесами на рель-
сы при движении в кривой, малы по сравнению с величиной ста-
тической нагрузки и ими можно пренебречь. При этом
Fmp = n-f, (33)
где П— статическое давление колеса на рельс,
f— коэффициент трения скольжения в контакте колеса с
рельсом. Обычно принимают / = 0,2.
3. Промежуточное положение, когда первая колесная
пара прижата ребордой к губке внутреннего рельса, а вторая ко-
лесная пара не прижата ни к губке наружного, ни к губке внут-
реннего рельса и не воспринимает от них направляющего усилия
(У2=О).
Определение дополнительных усилий, действующих на эле-
менты ходовой части от боковой силы Я, связано с установлени-
ем величины направляющих сил У] и У2, действующих на колес-
ные пары от рельсов, и положения центра поворота на продоль-
ной оси вагона, определяемого расстоянием а. В общем случае,
используя условия равновесия при установившемся движении ва-
гона в кривой, можно составить два уравнения, определяющих
зависимость между этими величинами.
Взяв сумму моментов действующих сил относительно центра
поворота О', получим (см. рис. 58, а):
126
Ha- Y,(-^ + a}+ Y2^-a) + 2Fmp X
x дЛт+a)!+(4)! 2f”' ]/(t - °)’+(4)’=°- (34)
Второе уравнение получим, проектируя действующие силы на
направление поперечной оси тележки:
Н — Yx ± К, 4- 2Fmp (cos aL — cos a2) = 0, (34х)
где
В этих уравнениях верхний знак при У2 отвечает случаю, ког-
да направляющее усилие действует внутрь кривой, а нижний
знак — случаю, когда У2 направлено наружу кривой. Поскольку
в двух уравнениях (34) и (34х) содержится три неизвестных:
Уь У2 и а, определение направляющих усилий, действующих на
колесные пары вагона при движении в кривой, не может быть
произведено непосредственным решением этих уравнений.
Поэтому определение сил, действующих на элементы ходовой
части в кривой, начинают с определения положения тележки в
кривой в расчетном режиме движения. Для расчетных условий
определяют центробежную силу вагона Св и боковое давление
ветра Р*. Суммарная боковая сила Н= Св-\-Рв сравнивается с
минимальной хордовой боковой силой /Д. и максимальной бо-
ковой силой наибольшего перекоса Ннп. Если при этом
тележка в расчетном режиме движения занимает хордовое поло-
жение; если Ннп <Н<НХ, тележка находится в промежуточном
положении; если Н < Ннп, тележка находится в положении наи-
большего перекоса.
Вначале по формуле (31) определяется минимальная хордо-
вая боковая сила Нх. Если в уравнениях (34) и (34х)
имеем:
п В”г
а = 0, cos a, cos a9 =--- ,
остается, следовательно, два неизвестных: У1 и У2, которые и
определяются.
Если Н<Нх, требуется найти величину суммарного зазора е
между гребнями колес и рельсами. Определив далее величину
максимального смещения а0 центра поворота от середины базы
* Боковое давление ветра Ра определяется по формуле (21'), приче?т
в этом случае под FM нужно понимать мидельное сечение всего вагона, а ле
только кузова.
127
тележки по формуле (29), по формуле (30) находим максималь-
ную боковую силу наибольшего перекоса.
Если в уравнениях (34) и (34'), как и в рассмот-
ренном выше случае, остаются два неизвестных: У1 и У2- Если
же Ннп<Н<Нх, то, поскольку в этом случае У2 = 0, в уравнени-
ях (34) и (34х) остаются неизвестными направляющее усилие У1
и положение центра поворота (величина а).
Решая систему уравнений для этого случая, определяем иско-
мое значение направляющего усилия У1 и координату центра по-
ворота.
Пример. Определить направляющие усилия колесных пар первой тележ-
ки вагона РВЗ-6 при движении в кривой R = 25 м, при скорости v =
= 25 км!час, при следующих исходных данных: вес вагона с полной пассажир-
ской нагрузкой G = 30 т, вес тележки Gm = 4 т, боковое давление ветра
Рв = 1,3 т, база тележки Вт = 1,9 м, расстояние между кругами катания ко-
лес S = 1,6 м, коэффициент трения скольжения колеса по рельсу f = 0,2.
Центробежные силы Ск и Ст, действующие на кузов и тележку, опре-
делятся по формуле (21):
и2 25*-
Ск = 0,008G,. — - 0,008 (30 - 2 • 4) — = 4,4 т,
г\ 2о
v2 252
Ст = 0,008Gm — = 0,008 • 4 • — = 0,8 т.
Боковая сила, приходящаяся на одну тележку, будет:
Н,=
4,4 + 1,3
2
+ 0,8 = 3,65 /п.
Сила трения скольжения Fmp в контакте колес с рельсами на кривой бу
дет (формула 54):
30
Fmp = n-f=~ -0.2 = 0,75m.
О
По формуле (31) находим минимальную хордовую боковую силу:
Вт 1 9
где cos а = ----- — = — ---- =0,76. (форм. 32)
Г 1,9’+1,62
Сравнивая Hi и Нх получаем Н[ = 3,65 т< Нх = 3,95 т. Для выяснения
положения тележки в кривой находим величину а0 по формуле (29), принимая
е = 6 мм:
а<> = ——— = -—— = 79 мм = 7,9 см.
вт 1.9
Определяем максимальную боковую силу наибольшего перекоса по фор-
муле (30):
г с 1 Г
Ннп — 2 cos а2 + — (sin aj + sin а2) = 2 • 0,75 2 • 0,737 +
L “ Вт J
+ (0,612 + 0,678) = 3,84 т,
1,9
128
5 160
2 2
sin a2 =--- ~ ~ =0,678,
/ / Bm \2 /sv 118
]/ ( 2 " 4 + ( 2 )
Сравнивая Hi и Ннп, получаем: Hi = 3,65 m < Ннп = 3,84 m. Следова-
тельно тележка в кривой в заданном режиме работы вагона находится в по-
ложении наибольшего перекоса. Уравнения (34) и (34') получают вид:
3,65 - Xj + У2 + 2 • 0,75(0,788 - 0,737) = 0.
Решая полученную систему, находим:
У1 = 3,83 т и Г2 = 0,1 пг.
Определение величины направляющих усилий Yj и У2 и по-
ложения центра поворота полностью решает задачу определе-
ния добавочных сил, действующих на элементы вагона или те-
лежки в кривой. Полученные силы трения скольжения в кон-
такте колес с рельсами, как обычно принято, раскладываются на
направления продольной и поперечной осей вагона. Такое разло-
жение для основных режимов работы вагона в кривой выполне-
но на рис. 58, д. Продольные U\x и U2x и поперечные U\y и U2y
составляющие сил трения скольжения в контакте колес с рельса-
ми выражаются уравнениями:
9 Заказ 1372 1 29
Uix = F?np ' sin ai, U'2x = Fmp * sin a2 1
t/iy = /**mp • COS «J, i/jy = Fmp • COS «о /
При ориентировочных расчетах можно в запас прочности принимать
/V G
Hi = h2 = —, t/ly = t/2y = о, ulx = и2х = — ф. (35')
2 Z/7q
Поскольку при этом предполагается полное использование сцепления ко-
лес с рельсами, все другие расчетные нагрузки, связанные с использовани-
ем сцепления, в частности добавочные нагрузки от сил инерции при пуске и
торможении, нужно считать равными нулю. Наоборот, в случае использо-
вания сцепления колес с рельсами при определении других нагрузок, напри-
мер нагрузок от действия электрического или механического тормоза, боко-
вые силы нужно определять в предположении = 0. В этом случае при
расчете колесных пар рекомендуется принимать (для вагонов тележечного
исполнения):
Н, = Кн-~ , U,y = Uxx = 0, (36)
Ло
где HQ— боковая сила, приходящаяся на колесную пару;
1,1ч- 1,2— коэффициент, учитывающий момент сил трения в пятнике
тележки а добавочные инерционные нагрузки на колесную пару, связанные с по-
воротом кузова и тележки, которые в проведенном расчете не учитывались.
= 1 ± ~ , (37)
Jem
Вертикальные динамические нагрузки на элементы
ходовой части, связанные с ударами колес о рельсы
Вертикальные динамические нагрузки на элементы ходовой
части и кузова, связанные с ударами, передаваемыми колесами
на элементы вагона при движении по неровностям пути, учиты-
ваются умножением соответствующих статических нагрузок на
коэффициент вертикальной динамики Кд, представляющий со-
бой отношение динамической нагрузки Рд рассматриваемого
элемента к его статической нагрузке Рст>
Коэффициент вертикальной динамики в некоторых случаях
может быть определен расчетом. В частности, коэффициент вер-
тикальной динамики кузова определяется по формуле:
к __ M-(fcm±z)
° Pern >K-fcm
где Ж — жесткость рессорного подвешивания вагона;
fcm — прогиб рессорного подвешивания вагона под статиче-
ской нагрузкой;
z — динамический прогиб рессорного подвешивания (амп-
литуда колебаний кузова на рессорах).
В расчетах на прочность второй член уравнения (37) берется
с положительным знаком (Л^ > 1).
Коэффициент вертикальней динамики зависит от состояния
пути, скорости движения вагонов и гибкости рессорного подве-
шивания. Для условий трамвайного движения можно рекомен-
довать следующие его значения: а) при расчете кузовов —
/<^=1,05; б) при расчете подрессоренных частей тележек - —
/<«2=1,10; в) при расчете неподрессоренных частей тележек с под-
резинепными колесами—/<“? = 1,15; г) при расчете неподрессорсп-
ных частей тележек с жесткими колесами—=1,20.
130
Глава V
КОЛЕСНЫЕ ПАРЫ
§ 20. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОЛЕСНЫХ ПАРАХ
Колесные пары являются одним из основных элементов ходо-
вых частей трамвайного вагона, они несут статическую и дина-
мическую нагрузку от веса вагона и пассажиров или груза и пе-
редают ее рельсам, воспринимают удары от неровностей рельсо-
вого пути и служат для перемещения вагона по рельсовому пути.
На колесные пары передается также тормозная сила нажатия
колодок.
Каждая колесная пара состоит из оси и двух колес, наглухо
насаженных на ось.
Для возможности качения колесной пары по рельсам и во из-
бежание схода ее с рельсов поверхность катания колес с внут-
ренней стороны ограничивается ребордой. Поверхность катания
колес трамвайных вагонов имеет цилиндрическую или кониче-
скую форму.
Колесные пары трамвайных вагонов могут быть классифици-
рованы по следующим признакам:
1) по роду воспринимаемых нагрузок — на движущие колес-
ные пары (колесные пары моторных вагонов) и поддерживаю-
щие колесные пары (колесные пары прицепных вагонов);
2) по конструкции колес — на колесные пары с жесткими ко-
лесами и колесные пары с подрезиненными колесами;
3) по конструкции оси — на колесные пары с осью, имеющей
наружные шейки и колесные пары с осью, имеющей внутренние
шейки;
4) по конструкции подшипников, устанавливаемых на шей-
ках оси — на колесные пары, оборудованные подшипниками тре-
ния скольжения и колесные пары, оборудованные подшипниками
трения качения (роликовыми подшипниками);
5) по ширине колеи.
Трамвайные вагоны старых типов имеют колесные пары с
жесткими колесами и наружными шейками.
9* 131
На вагонах РВЗ-6, ЛМ-57, Т-1, Т-2, КТМ-2, КТП-2 примене-
ны колесные нары с подрезиненными колесами.
Колесные пары с подрезиненными колесами:
1) снижают до минимума неподрессоренный вес вагона, так
как остаются неподрессоренными лишь бандажи;
2) уменьшают динамическое воздействие от неровностей пути
на ходовые части вагонов;
3) уменьшают шум, возникающий при взаимодействии колес
с рельсами.
Изменение конструкции колесных пар шло также в направле-
нии снижения диаметра их колес.
Колесные пары с колесами большого диаметра—880 мм име-
ли распространение на вагонах БФ и др. при больших габарит-
ных размерах тяговых двигателей, как например, ДМ-1А. В на-
стоящее время в связи с уменьшением габаритных размеров тя-
говых двигателей наиболее распространенными на трамвайных
вагонах являются колесные пары с колесами диаметром 780 мм.
На новейших трамвайных вагонах РВЗ-6, ЛМ-57, Т-1, Т-2,
КТМ-3, КТП-3 колеса колесных пар имеют диаметр 700—640 мм.
Применение, на трамвайных вагонах колесных пар с колеса-
ми малого диаметра дает ряд эксплуатационных преимуществ.
Главными из них являются:
1) уменьшение износа реборд, колесных пар;
2) уменьшение износа рельсов на кривых участках пути;
3) снижение неподрессоренного веса вагона;
4) уменьшение высоты ступенек и пола вагона над уровнем
головок рельсов.
§ 21. КОЛЕСНЫЕ ПАРЫ С ЖЕСТКИМИ КОЛЕСАМИ
Каждая колесная пара (рис. 59), как уже говорилось выше,
состоит из оси и двух колес, напрессованных на ось. Каждое ко-
лесо состоит из колесного центра, бандажа и стопорного кольца.
Оси колесных пар с жесткими колесами имеют наружные
шейки. Основные размеры осей с наружными шейками для дви-
жущих и поддерживающих колесных пар должны соответство-
вать ГОСТ 6144—52. Ось колесной пары представляет собой
стальной брус круглого сечения.
Ось движущей колесной пары по существу является валом,
так как кроме изгиба работает на кручение, но по установившей-
ся терминологии за ней сохраняется название «ось».
Оси изготовляются ковкой из мартеновской стали повышен-
ной прочности по ГОСТ 6143—52 следующего состава: углерод
0,35—0,45%, марганец 0,50—0,80%, кремний 0,15—0,35%, фос-
фор не более 0.05%, сера не более 0,05%, медь не более 0,2%,
хром не более 0,3%, никель не более 0,3%.
Механические свойства материала осей должны соответство-
вать следующим нормам: предел прочности — не менее
58 кг!мм2, относительное удлинение — не менее 22%, ударная
132
вязкость: среднее значение по четырем образцам — не менее
8 кгм/см2, по отдельному образцу — не менее 4 кгм]см2. Отко-
ванные оси колесных пар подвергаются механической обработке.
Рис. 59. Колесная пара с жесткими колесами:
1 — ось колесной пары; 2 — колесный центр; 3 — бандаж; 4 — стопорное кольцо.
Рис. 60. Ось колесной пары с наружными шейками:
/ — средняя часть оси; 2 — подступичная часть оси; 3 — предподступичная часть оси;
4 — шейка оси; 5 — буртик шейки оси; 6 — торцовая шайба; 7 — болты, крепящие
шайбу; 8—стопорная шайба; 9 — осевая гайка; 10 — стопорная планка; // — болты,
крепящие стопорную планку.
Для установки оси и всей колесной пары на центры токарных
станков в середине торцов оси высверливаются стандартные от-
верстия — центры.
Ось колесной пары (рис. 60) делится на несколько частей, ко-
торые имеют различный диаметр в зависимости от назначения и
нагрузок, действующих на них. Эти части оси колесной пары
имеют следующие названия: а) средняя или межступичная
133
часть; б) подступичные части; в) предподступичные части;
г) шейки.
Переходы от одной части оси колесной пары к другой вы-
полняются в виде галтелей во избежание появления больших
местных напряжений в материале оси.
Ось поддерживающих колесных пар имеет несколько мень-
шие диаметры ее частей по сравнению с осью движущих колес-
ных пар.
Подступичные части оси колесной пары служат для прессо-
вой посадки колес. Так как подступичные части оси колесной па-
ры испытывают кроме напряжений изгиба и кручения еще на-
пряжения сжатия от напрессованного колесного центра, то их
диаметр выполняется на 10—16 мм больше диаметра средней
(межступичной) части оси.
Концевые части оси колесной пары с жесткими колесами на-
зываются шейками (наружными). Шейки оси колесной пары по-
средством подшипников трения скольжения или трения качения
воспринимают вертикальную нагрузку от веса вагона. Шейки
оси колесной пары <нормальной колеи имеют диаметр от 90 до
100 мм и длину от 150 до 192 мм. Наружные шейки осей ко-
лесных пар с подшипником трения скольжения отличаются уст-
ройством торцовой части. Они могут заканчиваться буртиком
или быть без буртика.
Буртиком шейки оси колесной пары называется кольцевой
выступ высотой около 10 мм, расположенный на внешней части
шейки.
При наличии буртика у шейки оси колесной пары осевое уси-
лие, возникающее при движении вагона по кривым участкам пу-
ти, передается от оси колесной пары на торцовую часть подшип-
ника трения скольжения. При отсутствии буртика у шейки оси
для восприятия осевого усилия от оси колесной пары в буксе
устанавливается торцовый вкладЫ}Ш. При этом усилие ‘передает-
ся торцовому вкладышу торцом шейки оси колесной пары.
Наружные шейки оси колесной пары с подшипниками трения
качения в торцовой части не имеют буртика, так как последний
препятствовал бы надеванию подшипника или конусной закре-
пительно-стяжной втулки под подшипник.
Дополнительное крепление роликовых подшипников на шей-
ках оси колесной пары в осевом направлении осуществляется
торцовой шайбой или осевой гайкой.
В первом случае (см. рис. 60) в торцовой части каждой шейки
оси сверлятся три отверстия, в которых нарезается резьба. Тор-
цовая шайба крепится к торцовой части шейки оси тремя бол-
тами, которые ввертываются в отверстия с резьбой. Под головки
болтов, крепящих торцовую шайбу, для устранения их самоот-
винчивания надевается стопорная шайба. Края стопорной шай-
бы загибаются на грани головок болтов.
Во втором случае (см. рис. 60) внешние части шеек оси имеют
резьбу, на которую навинчивается осевая гайка. Осевая гайка
134
имеет на наружной торцовой части пазы для стопорной шайбы
или стопорной планки.
Для-^^транения самоотвинчивания осевой гайки в ее пазы
вкладываете^.-^стопорная шайба или стопорная планка и укреп-
ляется двумя 'болтами, ввернутыми в отверстия с резьбой в тор-
це шейки оси.
Головки болтов имеют отверстие и связываются между собой
вязальной проволокой.
Части оси колесной пары с наружными шейками, располо-
женные между каждой подступичной частью и ближайшей к
ней шейкой, называются предподступичными частями оси (см.
рис. 60). Предподступичная часть оси служит для плавного
перехода от подступичной части к шейке и, кроме того, пред-
назначена при 1подши1пни1ках трения скольжения для обхвата ее
буксовой пылевой шайбой (манжетом), а при буксах с ролико-
выми подшипниками — для посадки стального уплотняющего во-
ротника.
Часть оси колесной пары, расположенная между подступич-
ными частями, называется средней или межступичной частью
оси.
Средняя часть оси движущей колесной пары служит для ус-
тановки зубчатого колеса тяговой передачи или редуктора и при
осевом подвешивании тяговых двигателей является опорой для
тягового двигателя. Средняя часть оси поддерживающей колес-
ной пары на прицепных вагонах некоторых типов служит для
установки тормозного диска. Диаметр средней части оси движу-
щей колесной пары обычно составляет 120 —125 мм. В месте
установки зубчатого колеса тяговой передачи или редуктора диа-
метр средней части оси увеличивается до 130—132 мм.
Колесные центры (рис. 61, а) жестких колес отливаются из уг-
леродистой стали марки 25Л повышенного качества по ГОСТ
977—58.
Размеры колесных центров, их качество и механическая об-
работка должны соответствовать ГОСТ 6145—52, предусматри-
вающему наличие дисковых колесных центров. Дисковый колес-
ный центр жестких колес состоит из ступицы, диска, обода.
Ступица колесного центра служит для напрессовки его на
ось колесной пары. Диаметр отверстия в ступипе колесного цент-
ра обычно составляет 130 мм. Длина ступицы—140 мм. Ступи-
ца плавно переходит в дисковую часть колесного центра.
Диск связывает ступицу и обод колесного центра в одно це-
лое. Диск колесного центра выполняется волнистым, что обес-
печивает его прочность в осевом направлении. Толщина диско-
вой части колесного центра 15—25 мм.
Обод колесного центра служит для горячей посадки бандажа
на колесный центр. Ширина обода колесного центра 60 мм.
Для подъема краном колесных центров или колесной пары
каждый колесный центр имеет два отверстия диаметром 50—
60 мм.
135
60-2 72
Рис. 61. Детали жесткого колеса:
а — центр колесный дисковый; б — бандаж, общий вид и сечение; в — кольцо стопор-
ное (сечение): / — ступ.ица; 2 — диск; 3 — обод.
136
На части трамвайных вагонов старых типов еще сохрани-
лись спицевые колесные центры. Спицевый колесный центр со-
стоит из ступицы с отверстием для оси, спиц и обода, на который
насаживается бандаж.
Колесные центры имеют на оси прессовую посадку. Для
прессовой посадки диаметр отверстия в ступице колесного цент-
ра должен быть меньше диаметра подступичной части оси на ве-
личину натяга.
Величина натяга д= (0,0012—0,0015) D, где D — диаметр под-
ступичной части оси. При диаметре подступичной части оси
130 мм натяг при напрессовке колесного центра на ось должен
быть равен 0,15—0,20 мм.
Напрессовка колесных центров производится в холодном со-
стоянии под давлением 30—50 т при отсутствии бандажа на ко-
лесном центре и под давлением 40—60 т при надетом на колес-
ный центр бандаже.
После напрессовки на ось ступица колесного центра не-
сколько раздается, а ось сжимается, и обе детали оказываются
в упруго-напряженном состоянии.
Для контроля за качеством прессовой посадки обязательно
снимается индикаторная диаграмма, для чего гидравлический
пресс имеет регистрирующий прибор-индикатор, записываю-
щий зависимость между давлением напрессовки и передвижени-
ем ступицы колесного центра относительно оси.
Если давление напрессовки нарастает пропорционально пере-
движению ступицы колесного центра относительно оси, то это
свидетельствует о правильном ходе напрессовки.
Резкое нарастание давления свидетельствует о чрезмерно
большом натяге. Колебание давления свидетельствует о непра-
вильной форме сопрягаемых поверхностей ступицы колесного’
центра и подступичной части оси.
При неудовлетворительной форме индикаторной диаграммы
колесный центр должен быть распрессован. Распрессованный ко-
лесный центр после исправления посадочной поверхности в его
ступице и соответствующего подбора натяга напрессовывается
на другую ось колесной пары. Также поступают с распрессован-
ной осью колесной пары.
Бандаж является сменной частью колеса колесной пары.
Бандажи изготовляются по ГОСТ 5257—50 ковкой на молотах
или прессах с последующей прокаткой из стали химического со-
става: углерод 0,60—0,75%, марганец—0,60—0,90%, кремний —
0,15—0,35%, фосфор—не более 0,05%, сера—не более 0,05%.
Механические свойства термически обработанных бандажей
следующие: предел прочности на растяжение 85 кг/лш2, относи-
тельное удлинение при четырехкратном образце 10%, относи-
тельное сужение 14%.
На рис. 61, б показан бандаж колеса колесной пары трам-
вайного вагона и его сечение. Наружный профиль бандажа в ра-
бочей части образует поверхность катания колеса и реборду,
137
направляющую движение колеса по рельсу. На внутренней ци-
линдрической поверхности бандажа имеются упорный буртик и
канавка для стопорного кольца.
Поверхность катания бандажей имеет цилиндрическую фор-
му, но по мере износит она приобретает некоторую конусность.
Поверхность катания бандажа является рабочей поверх-
ностью колеса. Через бандаж передаются все виды нагрузок ко-
леса на рельс и удары от неровностей пути на колесную пару.
Бандаж имеет горячую посадку на колесном центре.
Внутренняя цилиндрическая поверхность бандажа растачи-
вается до упорного буртика для посадки на колесный ценф^с
натягом 6= (0,001—0,0015) •£>, где D — диаметр обода колесно-
го центра.
При диаметре обода колесного центра 570 мм натяг состав-
ляет 0,6—0,8 мм, при диаметре обода 650 мм—0,7—1,0 мм и при
диаметре обода 740 мм—0,8—1,1 мм.
Перед насадкой бандаж равномерно нагревается до темпе-
ратуры 275—320° и надевается на обод колесного центра так,
чтобы его упорный буртик упирался в обод колесного центра.
При остывании бандаж сжимается и плотно обхватывает колес-
ный центр.
Нагревание бандажей производится: а) вихревыми токами,
возбуждаемыми в них при помощи электрического трансформа-
тора, в котором бандаж является вторичной обмоткой; б) в элек-
трическом горне; в) в газовом горне.
Для устранения возможности сдвига бандажа в наружную
сторону при ослаблении его на ободе колесного центра, в канав-
ку на его внутренней цилиндрической поверхности вкладывается
стопорное кольцо.
Стопорное кольцо изготовляется из полосовой стали марки
Ст. 3. Сечение стопорного кольца показано на рис. 61, в.
После насадки бандажи обтачиваются по наружному профи-
лю на колесно-токарном станке.
На рис. 62, а изображена движущая колесная пара вагона
МС с жесткими колесами и осью с наружными шейками для
подшипника трения скольжения.
На средней части оси этой колесной пары профрезованы два
паза для шпонок: один для шпонки зубчатого колеса тяговой
передачи, второй — для шпонки осевого компрессора и, кроме
того, имеются шлифованные участки А для осевых подшипников
тягового двигателя.
На рис. 62, б изображена движущая колесная пара вагона.
МТВ-82 с жесткими колесами и осью с наружными шейками
для роликовых подшипников.
Средняя часть оси этой колесной пары имеет места для по-
гадки деталей редуктора: цилиндрического зубчатого колеса,
шариковых подшипников и упорного кольца.
К торцам шеек оси этой колесной пары прикреплены торцо-
вые шайбы.
138
Рис. 62. Колесные пары вагонов МС, МТВ-82 и КТП-1 с жест-
кими колесами и осью с наружными шейками:
а — колесная пара трамвайного двухосного моторного вагона типа МС;
б — колесная пара трамвайного четырехосного моторного вагона типа
МТВ-82: в —колесная пара трамвайного двухосного прицепного вагона
типа КТП-1; / — ось колесной пары; 2 — упорное кольцо- —шариковый
подшипник; 4 -- цилиндрическое зубчатое колесо редуктора; 5 — торцовая
шайба; 6' — колесный центр дисковый; 7 — бандаж; 8 — стопорное коль-
цо, 9 — паз для шпонки осевого компрессора; 10—паз для шпонки
зубчатого колеса; 11 — тормозной диск.
139
На рис. 62, в изображена поддерживающая колесная пара
вагона КТП-1 с жесткими колесами и осью с наружными шей-
ками для подшипника трения скольжения. На среднюю часть оси
этой колесной пары напрессован тормозной диск.
На оси колесных пар прицепных вагонов М и С устанавли-
вается разъемный, состоящий из двух половин, тормозной диск,
и в месте его посадки в средней части оси делается паз для
шпонки.
§ 22. КОЛЕСНЫЕ ПАРЫ С ПОДРЕЗИНЕННЫМИ КОЛЕСАМИ
Колесные пары с подрезиненными колесами так же, как ко-
лесные пары с жесткими колесами, состоят из оси и двух колес.
Колесные пары с подрезиненными колесами вагонов РВЗ-6,
ЛМ-57, Т-1 и Т-2 имеют ось с внутренними шейками. Колесные
пары с подрезиненными колесами вагонов КТМ-2 и КТП-2 име-
ют ось с наружными шейками.
Оси колесных пар с внутренними шейками изготовляются
ковкой из стали повышенной прочности по ГОСТ 6143—52. По-
сле ковки оси колесных пар подвергаются механической обра-
ботке.
Ось колесной пары с внутренними шейками по длине делится
на части: среднюю часть, шейки и подступичные части, которые
имеют диаметр от 95 до НО мм.
Подступичные части оси колесной пары служат для прессо-
вой посадки колес. Шейки оси посредством подшипников трения
качения воспринимают вертикальную нагрузку от веса ^вагона и
груза (пассажиров) и осевое усилие, возникающее при движе-
нии вагона по кривым участкам пути. Средняя часть оси слу-
жит для установки редуктора.
Каждое подрезиненное колесо, за исключением колес ваго-
нов Т-1 и Т-2, состоит из колесного центра, бандажа, стопорного
кольца и двух кабельных перемычек.
Колесный центр состоит из ступицы с внутренним диском, ко-
лесного диска, нажимной шайбы и резиновых прокладок, бол-
тов и гаек, скрепляющих детали колесного центра.
В связи с наличием между металлическими деталями колеса
резиновых прокладок колесный диск с бандажом имеет элек-
трическое соединение с осью колесной пары двумя кабельными
перемычками, укрепленными одним концом к нажимной шайбе и
другим концом к колесному диску.
Применяются два вида резиновых прокладок: а) резиновые'
вкладыши и б) резиновые кольца.
Резиновые прокладки в колесах в виде отдельных вкладышей
имеют лучшие условия охлаждения по сравнению с резиновыми
прокладками в виде колец.
Резиновые прокладки (цилиндрические вкладыши или коль-
ца) имеют толщину 20—26 мм.
140
Боковые плоскости резиновых прокладок, имеющих форму
кольца, армированы стальными шайбами, а боковые плоскости
резиновых вкладышей армированы стальными дисками.
Резиновые прокладки привулканизированы к металлической
армировке. Для обеспечения вулканизации резины к стали по-
верхность армирующих шайб и дисков, обращенная к резине, по-
крывается гальваностегическим или гальванотермическим спосо-
бами слоем латуни.
Для обеспечения прочности колеса резина должна подвер-
гаться предварительному напряжению на сжатие (перпендику-
лярно по отношению к напряжению сдвига), которое должно
постоянно сохраняться и распределяться равномерно по всей по-
верхности резины.
Предварительное напряжение резины, необходимое для повы-
шения ее прочности достигается сжатием на прессе резиновых
прокладок в виде колец давлением 10—15 т и резиновых про-
кладок в виде вкладышей давлением 1,5—1,8 т.
Резиновые прокладки в колесах под действием радиальных и
касательных сил работают на сдвиг и под действием осевых
сил — на сжатие.
Гибкость резиновых прокладок в колесах составляет около
1 мм на каждую тонну нагрузки.
Предел амортизирования в радиальном направлении состав-
ляет около 5 мм и в осевом направлении—1,0—1,5 мм.
Упругие деформации резиновых прокладок происходят следу-
ющим образом. При качении подрезиненного колеса по рельсу
одна плоскость резиновой прокладки, прилегающая к диску ко-
леса, перемещается параллельно другой плоскости, прилегающей
к внутреннему диску или к нажимной шайбе по окружности,
радиус которой равен пути амортизирования статической на-
грузки. Расстояние между внешними плоскостями резиновых
прокладок является неизменным.
Упругие деформации волокон резины вызывают потерю энер-
гии в прокладках, приводящую к их нагреву. Эта потеря энергии
вызывает небольшое увеличение сопротивления движению ва-
гона.
При качении колеса по неровной поверхности рельсов возни-
кают динамические нагрузки, ’ которые вызывают дополнитель-
ные упругие деформации в резиновых прокладках. При движе-
нии вагона по кривому участку пути колеса под действием цент-
робежной силы испытывают дополнительную нагрузку, и в их
резиновых прокладках также возникают дополнительные упругие
деформации.
Резина, применяемая в колесах для прокладок, должна иметь
высокую упругость и незначительное внутреннее трение во избе-
жание больших тепловых потерь.
Изготовление резиновых прокладок для колес трамвайных
вагонов производится формовым способом.
141
Пробег подрезиненных колес определяется старением резины.
Он может достигать 300 тыс. км.
На рис. 63 изображено подрезиненное колесо с резиновыми
прокладками в виде цилиндрических вкладышей. Колесный центр
такого колеса состоит из ступицы с внутренним диском, колес-
ного диска, нажимной шайбы и резиновых прокладок-вклады-
шей, армированных стальными дисками.
Ступица с внутренним диском, колесный диск и нажимная
шайба — кованые. Они выполнены из стали марки Ст. 3.
Внутренний диск и нажимная шайба снаружи имеют форму
усеченного конуса с вершиной на ступице колесного центра. С
внутренней стороны внутренний диск и нажимная шайба имеют
параллельные плоскости.
Резиновые прокладки-вкладыши имеют толщину 26 мм вмес-
те с армировкой.
Стальные диски, армирующие резиновые прокладки-вклады-
ши, имеют выступы, которые входят в гнезда во внутреннем и
колесном дисках и в нажимной шайбе. Эти выступы фиксируют
правильное положение резиновых прокладок-вкладышей по от-
ношению к оси колесной пары.
Кроме того, вкладыши при помощи ушков, имеющихся у их
армировки, крепятся двумя болтами или заклепками к внутрен-
нему диску и нажимной шайбе колесного центра.
Бандаж надевается на колесный диск в нагретом до темпе-
ратуры 275—320° С состоянии, после чего в канавку, имеющу-
юся на его внутренней поверхности, вкладывается стопорное
кольцо.
При формировании колесной пары с подрезиненными колеса-
ми ступица колеса с внутренним диском напрессовывается на
ось с усилием 35—50 т и на внутренний диск устанавливаются ре-
зиновые прокладки-вкладыши. Затем устанавливается колесный
диск с бандажом и нажимная шайба, на которой также прикреп-
лены резиновые прокладки-вкладыши.
Весь этот пакет стягивается восемью сквозными специальными
болтами диаметром 24 мм с гайками и восемью болтами диа-
метром 20 мм, ввертываемыми в ступицу.
В связи с наличием между металлическими деталями колеса
резиновых прокладок нажимная щайба и колесный диск каж-
дого колеса электрически соединены двумя кабельными перемыч-
ками из провода марки ПЩ сечением 16 мм2.
Подрезиненные колеса с резиновыми прокладками в виде ци-
линдрических вкладышей применены для колесных пар вагонов
ЛМ-57 и РВЗ-6.
Подрезиненное колесо с резиновыми прокладками в виде колец
(рис. 64) состоит из колесного центра, бандажа, стопорного коль-
ца и двух кабельных перемычек.
Колесный центр состоит из ступицы с внутренним диском,
двух резиновых прокладок-колец, армированных стальными шай-
бами, колесного диска и нажимной шайбы.
142
гоп
ДБОВ
Рис. 63. Колесо подрсзиненное с резиновыми прокладками в виде цилин-
дрических вкладышей:
/ — диск колесный; 2 — бандаж; 3 — вкладыш резиновый; 4- диск стальной арми-
рующий; 5 — шайба нажимная; 6 — болт крепления шайбы; 7 — ступица; 8 — болт
специальный; 9-- кольцо стопорное; 10 — диск внутренний; 11 — болт крепления вкла-
дыша; 12 — перемычка кабельная.
143
подрезиненное
Рис. 64. Колесо
/ — ступица:
резины; 5
больная;
с резиновыми прокладками в виде колец.
'а; 2 -диск внутренний; 3- прокладка резиновая; 4"
— болт специальный; 6 — кольцо стопорное; 7 — бандаж, 3 перемычка ка
9~диск колесный; 10 - шайба нажимная; //-шпонка цилиндрическая;
12 — гайка центровая; 13 — болт стопорный.
144
Ступица с внутренним диском, колесный диск и нажимная
шайба изготовлены из стали марки Ст. 3.
Резиновые прокладки-кольца имеют толщину 25 мм (вместе
с армировкой).
При формировании колесной пары ступица колеса с внутрен-
ним диском напрессовывается на ось с усилием 35—50 т.
Затем устанавливается колесный диск с бандажом и резино-
выми прокладками, расположенными с обеих сторон диска, и на-
жимная шайба, которая фиксируется на ступице восемью ци-
линдрическими шпонками.
Весь этот пакет стягивается восемью сквозными специальными
болтами диаметром 24 мм с гайками. Стянутый пакет колеса за-
крепляется на ступице центровой гайкой со стопорными болтами.
Центровая гайка закрывается кожухом, укрепленным на торце
реи двумя болтами.
Толщина сжатого пакета колеса — 58 мм, при этом резиновые
прокладки сжимаются на 2 мм, что дает равномерное распреде-
ление нагрузки на внутренний диск и нажимную шайбу.
Подрезиненные колеса с резиновыми прокладками в виде ко-
лец применены для колесных пар вагонов КТМ-2 и КТП-2.
На рис. 65 изображена колесная пара с подрезиненными ко-
лесами вагонов ЛМ-57 и РВЗ-6.
Колесная пара состоит из оси с внутренними шейками для
осевых подшипников и двух подрезиненных колес с резиновыми
прокладками в виде цилиндрических вкладышей.
На шейках оси напрессованы радиальные роликовые сфери-
ческие двухрядные подшипники с деталями подшипникового узла
и упорные стаканы.
На средней части оси напрессованы цилиндрическое зубчатое
колесо редуктора, радиальный шариковый однорядный подшип-
ник, распорные втулки и маслоотражатель.
Колесные пары вагона Т-2 (рис. 66) имеют подрезиненные
безбандажные колеса.
На средней части оси колесной пары напрессованы ступица
конического зубчатого колеса редуктора, радиальные шариковые
однорядные подшипники, распорная втулка и кольцо для элект-
рического контакта.
На шейках напрессованы осевые радиальные роликовые сфе-
рические двухрядные подшипники, упорные кольца и маслоот-
ражатели.
На подступичных частях оси напрессованы колеса.
Каждое подрезиненное колесо колесной пары состоит из сту-
ципы, к которой приварен свартюй внутренний диск моноблока,
сварной нажимной шайбы (наружного диска), гайки и двух ре-
зиновых прокладок в виде колец, армированных стальными шай-
бами.
Это колесо вместо бандажа и колесного диска имеет одну де-
таль-моноблок. Моноблок имеет обод и диск. Обод моноблока
10 Заказ 1372 1 45
/5/4
Рис. 65. Колесная пара с подрезиненными колесами трамвайных вагонов ЛМ-57 и РВЗ-6:
1 — колесо подрсзиненное; 2 — стакан упорный; 3 — подшипник роликовый № 3620; 4 — ось колесной пары; 5 — цилиндричес-
кое зубчатое колесо редуктора; 6'--втулка распорная; 7 - подшипник шариковый № 221; 8 — маслоотражатель; втул-
ка распорная.
Рис. 66. Колесная пара с подрезиненными безбандажными колесами вагона вагона Т-2:
/ — колесо подрезиненное; 2 — кольцо упорное; 3 — масло-отражатель; 4 — подшипник роликовый № 2Н 3053220; 5 — ось колесной па-
ры; 6 — контактное кольцо; 7 — подшипник шариковый № 222, 8 — ступица конического зубчатого колеса редуктора; 9 — втулка
распорная; 10 — ступица колеса; // — диск внутренний; 12 — пеоемычка кабельная; 13 — моноблок; /-/ — прокладка резиновая; 15 --
шайба нажимная (диск наружный); 16 — гайка; 17 — сухарь.
£
Рис. 67. Колесная пара с подрезиненными колесами трамвайного вагона КТМ-2:
1 — ось колесной пары; 2 — колесо подрезиненное; 3 — диск тормозной; 4 —р едуктор; 5 — труба стальная.
является рабочей частью колеса и имеет профиль бандажа. Он
имеет толщину 35 мм и ширину 90 мм.
Резиновые прокладки устанавливаются в колесе между внут-
ренним диском и диском моноблока и между диском моноблока
и нажимной шайбой (наружным диском).
Правильное положение поверхности катания обода моноблока
по отношению к оси колесной пары обеспечивается с помощью
гнезд на диске моноблока и на внутреннем диске и нажимной
шайбе (наружном диске), в которые входят выступы, имеющиеся
у металлической армировки резиновых прокладок.
Правильное положение нажимной шайбы наружного диска на
ступицы колеса фиксируется двумя выступами, имеющимися у
нажимной шайбы, которые входят в гнезда ступицы колеса.
При сборке колеса, состоящего из ступицы с внутренним дис-
ком, моноблока, нажимной шайбы (наружного диска) и резино-
вых- прокладок, все они спрессовываются усилием около 10 т и
закрепляются гайкой.
Для устранения самоотвинчивания гайки к нажимной шайбе
(наружному диску) привариваются два сухаря, являющиеся упо-
рами для граней гайки.
Между внутренним диском колеса и диском моноблока уста-
навливаются две кабельные перемычки 'Сечением 16 мм2. На на-
ружной боковой поверхности обода моноблока сделана кольце-
вая канавка диаметром 590 мм, показывающая до какой толщи-
ны можно изнашивать обод.
При формировании колесной пары при напрессовке колес на
ось применяются давление и натяги, одинаковые с давлениями
и натягами при напрессовке колес на ось колесных пар вагонов
РВЗ-6 и ЛМ-57.
Колесные пары вагонов КТМ-2 и КТП-2 (рис. 67) имеют ось
с наружными шейками для роликовых подшипников и подрези-
ненные колеса.
На средней части оси колесной пары вагона КТМ-2 напрессо-
ваны тормозной диск и труба. На трубу, в свою очередь, напрес-
совываются детали редуктора.
Шейки оси колесной пары имеют диаметр 90 мм.
Колеса имеют резиновые прокладки в виде колец. На средней
части оси колесной пары трамвайного ‘вагона КТП-2 устанавли-
вается только тормозной диск.
Глава VI
ВАГОННЫЕ ОСЕВЫЕ БУКСЫ
§ 23. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОСЕВЫХ БУКСАХ
Осевой буксой называется коробка с-двумя окнами, в которой
помещаются шейка оси колесной пары, подшипники, смазочные
устройства и смазка.
Окна буксы имеют с наружной стороны крышку и с внутрен-
ней— уплотнение, препятствующее вытеканию и загрязнению
смазки.
Осевая букса предназначается:
1) для восприятия вертикальной нагрузки от веса вагона и
груза (пассажиров) посредством рессоры, балансира и других
устройств и для передачи этой нагрузки посредством подшипни-
ка или подшипников на шейку оси колесной пары;
2) для восприятия осевого усилия от шейки оси колесной па-
ры посредством подшипника или торцового вкладыша.
3) для восприятия горизонтальных усилий, направленных
вдоль вагона или тележки;
4) для ограничения перемещений колесной пары относитель-
но рамы вагона или рамы тележки в продольном и поперечном
направлениях;
5) для защиты шейки оси колесной пары подшипника, сма-
зочных устройств и смазки от загрязнения и атмосферных воз-
действий.
Осевые буксы классифицируются:
1) по виду подшипников: на буксы с подшипником трения
скольжения и буксы с подшипниками трения качения;
2) по их расположению: на буксы осевые наружные, распо-
ложенные снаружи колес колесной пары, и буксы осевые внут-
ренние, расположенные между колес колесной пары.
3) по способу передачи на них вертикальной нагрузки: а) на
буксы, воспринимающие вертикальную нагрузку сверх и б) бук-
сы, воспринимающие вертикальную нагрузку в точках, рас-
положенных ниже их горизонтальной оси.
150
Вагонные наружные осевые буксы, воспринимающие верти-
кальную нагрузку в точках, расположенных ниже их горизон-
тальной оси, имеют более устойчивое равновесие на шейке оси,
чем осевые буксы, воспринимающие вертикальную нагрузку свер-
ху, что приводит к более равномерному распределению удельного
давления на подшипники.
§ 24. БУКСЫ С ПОДШИПНИКОМ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ
Буксы осевые наружные с подшипником трения скольжения
применены на вагонах X, БФ, МС, ПС, М, С, КМ, ЛМ-33, ЛП-33,
КТМ-1, КТП-1 и других.
Буксы осевые наружные с подшипником трения скольжения
применяются без торцового вкладыша и с торцовым вкладышем.
В первом случае осевое усилие от шейки оси колесной пары
воспринимается самим
подшипником, во вто-
ром—усилие восприни-
мается торцовым
вкладышем.
На рис. 68 изобра-
жена осевая наружная
букса с подшипником
трения скольжения.
Букса состоит из
корпуса, подшипника,
пылевой шайбы (ман-
жеты) и крышки.
Букса надевается
на шейку оси колесной
Рис. 68. Буксы осевые наружные с подшип-
никами трения скольжения:
1 — корпус буксы; 2 — подшипник; 3 — крышка
буксы.
пары и опирается на нее через подшип-
ники.
Корпус буксы отливается из углеродистой стали марки 20Л.
Окно в задней стенке корпуса буксы служит для надевания кор-
пуса буксы на шейку оси колесной пары. Заднее окно имеет паз
для уплотнительной пылевой шайбы. Окно в передней стенке
корпуса буксы служит для осмотра и замены подшипника, поль-
стера или подбивки и для наливания смазки. Переднее окно кор-
пуса буксы закрывается крышкой.
Боковые наружные поверхности корпуса буксы имеют пазы, в
которые входят буксовые направляющие (лица), укрепленные
на буксовых лапах рамы тележки. Для увеличения срока служ-
бы буксы в пазы корпуса буксы вкладываются и привариваются
прерывистым сварочным швом наличники, изготовленные из
углеродистой стали марки Ст. 3. Наличники имеют цементован-
ные и закаленные рабочие поверхности.
Внутренняя верхняя поверхность корпуса буксы образует
гнездо для подшипника, а нижняя часть корпуса буксы внутри
образует ванну для смазки.
151
В буксах вагонов, в которых применен торцовый вкладыш,
внутренние боковые поверхности корпуса буксы со стороны пе-
реднего окна имеют пазы для указанного вкладыша.
Рабочие поверхности корпуса буксы внутри и снаружи под-
вергаются механической обработке. Внутри корпуса обрабаты-
ваются гнездо для подшипника и пазы для торцового вкладыша.
Снаружи обрабатываются опорные поверхности для хомута рес-
соры, пружин или балансира, пазы для буксовых направляющих
и поверхности для прилегания крышки. Подшипник (см. рис. 68)
осевой наружной буксы имеет стальной корпус. Со стороны, об-
ращенной к шейке оси колесной пары, корпус подшипника имеет
цилиндрическую поверхность, которая заливается антифрика-
ционным сплавом — баббитом.
Для заливки подшипника осевых наружных букс применяется
баббит: оловянистый, марки Б-16 (ГОСТ 1320—55) или кальцие-
вый, марки БК (ГОСТ 1209—59). Толщина слоя баббитовой за-
ливки около 10 мм.
Рабочая поверхность баббитовой заливки подшипника (по-
верхность, соприкасающаяся с шейкой оси колесной пары) под-
вергается мехнической обработке и затем пригоняется по шейке
оси колесной пары шабровкой.
Подшипник осевой наружной буксы должен иметь некоторое
перемещение вдоль шейки оси колесной пары (разбег), чтобы не
происходило нажатие на одну из галтелей шейки вследствие не-
точностей, допущенных при сборке буксы. С этой целью в осевых
наружных буксах без торцового вкладыша баббитовая заливка
подшипника после механической обработки делается короче шей-
ки оси на 1—2 мм.
Для удержания баббитовой заливки в корпусе подшипника
сделаны канавки, имеющие форму «ласточкина хвоста» и отвер-
стия.
Корпус подшипника сверху имеет выступы или впадины, ко-
торыми при установке входит в гнездо, имеющееся в корпусе
буксы. Такое устройство корпуса подшипника необходимо для
правильной его установки в корпусе буксы и на шейке оси ко-
лесной пары и передачи корпусу буксы осевого усилия, воспри-
нимаемого подшипником от шейки оси колесной пары.
С целью ограничения разбега оси колесной пары по отноше-
нию кх^севому подшипнику и уменьшения износа торцовой части
его баббитовой заливки применен торцовый вкладыш, вкладывае-
мый в па'зы, имеющиеся на внутренней стороне стенок корпуса
буксы.
Корпус торцового вкладыша изготовляется из углеродистой
стали марки Ст. 3. К корпусу торцового вкладыша со стороны,
обращенной к торцу щетки оси колесной пары, приваривается
осевой упор (платик), изготовленный из бронзы.
Для устранения перемещения торцового вкладыша вдоль па-
ков корпуса буксы над ним устанавливается замок, который вкла-
дывается в выемку, имеющуюся в корпусе подшипника.
152
При движении вагона по прямому участку пути между торцом
шейки оси колесной пары и осевым упором торцового вкладыша
имеется зазор от 1 до 3 мм. Во время движения вагона по кри-
вым участкам пути торец шейки оси колесной пары упирается в
осевой упор торцового вкладыша, скользит по его поверхности и
передает ему осевое усилие.
Пылевая шайба служит для уплотнения зазора между окном
в задней стенке корпуса буксы и предподступичной частью оси
колесной пары. Пылевая шайба препятствует вытеканию смазки
из буксы через окно в задней стенке корпуса буксы и устраняет
проникновение внутрь буксы пыли, воды и снега. Пылевая шайба
изготовляется из маслоупорной резины.
Кроме резиновых пылевых шайб, применяются также пыле-
вые шайбы, изготовленные из технического войлока, обшитого с
двух сторон кожей или дерматином.
Крышка осевой наружной буксы закрывает окно в передней
стенке корпуса буксы и служит для предохранения подшипника
и смазки от загрязнения.
Крышка буксы и ушко крышки штампуются из углеродистой
стали марки Ст. 3 и свариваются. Рычаг, откидной болт, гайка-
барашек и валики изготовляются из углеродистой стали марки
Ст. 3.
Затвор крышки, состоящий из рычага, откидного болта и ба-
рашка, обеспечивает плотное прилегание крышки к корпусу
буксы.
Для смазки подшипников трения скольжения в осевых на-
ружных буксах применяется осевое масло (ГОСТ 610—48).
Смазка подается на нижнюю поверхность шейки оси колес-
ной пары с .помощью польстера или подбивки и при вращении
шейки оси увлекается под подшипник.
Польстер состоит из металлического основания, на котором
укреплена войлочная подушка, пружин, прижимающих подушку
к шейке оси колесной пары, и хлопчатобумажных фитилей, при-
крепленных к подушке.
Фитили польстера, погруженные в осевое масло, налитое з
буксу, впитывают его и подают на подушку, а подушка, в свою
очередь, подает смазку на шейку оси колесной пары.
Пружины изготовляют из полосовой стали или витыми из
стальной проволоки.
Подбивка состоит из хлопчатобумажных концов
(ГОСТ 5354—50), пропитанных осевым маслом, которые подают
смазку на шейку оси.
Хлопчатобумажные концы обладают упругостью и способно-
стью .впитывать смазк$^, держать ее и передавать смазываемой
поверхности.
§ 25. БУКСЫ ОСЕВЫЕ С РОЛИКОВЫМИ ПОДШИПНИКАМИ
' На трамвайных вагонах применяются: буксы осевые наруж-
ные с роликовыми подшипниками с цилиндрическими роликами
153
(рис. 69 и 70) и со сферическими роликами (рис. 71) и буксы
осевые внутренние со сферическими роликами (рис. 72).
Роликовые подшипники состоят из внутреннего кольца, за-
крепляемого на шейке оси колесной пары, наружного кольца,
устанавливаемого в корпусе буксы, роликов и сепаратора, удер-
живающего ролики на определенном расстоянии друг от друга.
Для осевых букс применяются роликовые подшипники в ос-
новном двух типов:
1) радиальные однорядные с цилиндрическими роликами,
предназначенные главным образом для восприятия значительной
^радиальной нагрузки, в которых осевые усилия воспринимаются
торцовыми частями роликов; >
2) радиальные, двухрядные со сферическими роликами, само-
устанавливающиеся, воспринимающие как радиальные, так и осе-
вые усилия, благодаря наклону осей роликов к оси шейки.
Как правило, в осевых наружных буксах ставится по два ро-
ликовых подшипника. Это объясняется тем, что по заданному
диаметру шейки оси колесной пары и расчетному коэффициенту
работоспособности невозможно подобрать один подшипник.
В осевых внутренних буксах обычно устанавливается один ро-
ликовый подшипник, так как внутренние шейки оси имеют боль-
ший диаметр по сравнению с наружными шейками оси, и в этом
случае легче подобрать подшипники по расчетному коэффи-
циенту работоспособности.
Согласно ГОСТ 3325—55 применяется три вида посадок внут-
реннего кольца роликовых подшипников на наружную шейку оси
колесной пары: а) горячая (тугая), б) прессовая (глухая) и
в) втулочная (на конусной закрепительно-стяжной втулке).
Наибольшее распространение имеет горячая посадка (второго
класса точности) внутреннего кольца подшипника на наружную
шейку оси колесной пары. При этом натяг между наружной шей-
кой оси колесной пары и внутренним кольцом роликового под-
шипника должен быть в пределах от +0,055 до +0,012 мм, а
внутреннее кольцо роликового подшипника при посадке нагре-
вается до температуры 80—90° С.
Прессовая посадка (второго класса точности) внутренне-
го кольца подшипника на наружную шейку оси колесной пары
производится под давлением 5—7 т, при натяге от +0,065 до
+ 0,028 мм. Эта посадка сопровождается значительным износом
сопрягаемых поверхностей, чем горячая и втулочная посадки.
Посадка внутреннего кольца роликового подшипника на шей-
ку оси колесной пары на закрепительно-стяжной втулке не тре-
бует подбора Хольца по шейке оси для обеспечения натяга.
К недостаткам осевых наружных букс с роликовыми подшип-
никами, имеющими посадку внутреннего кольца на шейке оси ко-
лесной пары на закрепительно-стяжной втулке, относятся несколь-
ко большие размеры и вес по сравнению с буксами, имеющими
роликовые подшипники с горячей или прессовой посадкой внут-
реннего кольца на шейке оси колесной пары.
154
Рис. 69. Букса осевая наружная с роликовыми подшипниками с цилиндрическими роликами тележки вагона ЛМ-49:
/ — корпус буксы; 2 — крышка буксы смотровая; 3 — крышка буксы крепительная; • 4 — кольцо упорное наружного роликового подшипника;
5 — подшипник роликовый № 52 618; 6 — кольцо дистанционное малое; 7 кольцо дистанционное большое; 8 — подшипник роликовый
№ 42 618; 9 — сальник; 10 — воротник уплотняющий.
Рис. 70. Букса осевая наружная с роликовыми подшипниками с цилиндрическими роликами тележки вагона МТВ-82:
1 — корпус буксы; 2 — подшипник роликовый; 3 — кольцо дистанционное; 4 — кольцо упорное наружного роликового подшипника;
5 — крышка буксы; б — валик с гайкой; 7 — балансир буксы; 5— сальник; 9 — воротник уплотняющий.
ж
Рис. 71. Букса осевая наружная с роликовыми подшипниками со сферическими роликами:
/ — корпус буксы; 2 — крышка буксы; 3 — втулка закрепительно-стяжная; 4 — подшипник роликовый № 113 620; 5 — сальник; 6 — во-
ротник уплотняющий.
Рис. 72. Букса осевая внутренняя тележки вагонов РВЗ-6 и ЛМ-57:
1 — болт, кропящий лабиринтную крышку; 2 — стакан упорный; 3 — крышка лаби-
ринтная; 4 — маслоотражатель; 5 — подшипник роликовый № 3620; 6 — стакан под-
шипника; 7 — корпус буксы (осевой кожух); 8 — втулка распорная; 9—масленка.
158
Дополнительное крепление роликовых подшипников на наруж-
ной шейке оси колесной пары в осевом направлении осуществ-
ляется торцовой шайбой или осевой гайкой.
Наружные кольца роликовых подшипников имеют в корпусе
буксы скользящую посадку второго класса точности и поджи-
маются до упора в дно полости корпуса буксы крышкой буксы.
Буксы осевые наружные с роликовыми подшипниками, с ци-
линдрическими роликами применены на трамвайных вагонах
МТВ-82, ЛМ-49, ЛП-49, КТМ-2 и КТП-2 и других.
Букса вагона ЛМ-49 (см. рис. 69) состоит из корпуса, двух
роликовых подшипников, уплотняющего воротника, малого ди-
станционного кольца, большого дистанционного кольца, упорного
кольца, крепительной крышки и смотровой крышки. В канавку,
имеющуюся в заднем окне корпуса буксы, вкладывается саль-
ник. Букса воспринимает нагрузку сверху в отличие от осевой
буксы вагона МТВ-82 (см. рис. 70), воспринимающей вертикаль-
ную нагрузку в точках, расположенных ниже ее горизонтальной
оси, для чего к ее корпусу при помощи валиков с гайками при-
креплен балансир, на который опираются цилиндрические пру-
жины надбуксового рессорного подвешивания.
Корпус буксы для роликовых подшипников с цилиндрически-
ми роликами (см. рис. 69 и 70) представляет цельнолитую короб-
ку из углеродистой стали марки 25Л. Заднее окно корпуса буксы
имеет очертание, соответствующее очертанию уплотняющего во-
ротника и канавку для сальника.
Сопряжение корпуса буксы с воротником образует лабиринт-
ное уплотнение, препятствующее утечке смазки из буксы и попа-
данию грязи в буксу.
Переднее окно корпуса буксы служит для осмотра подшипни-
ков и смазки и для добавления смазки. Переднее окно корпуса
буксы закрывается крепительной и осмотровой крышками.
Корпус буксы имеет внутри цилиндрическую форму для уста-
новки в нем наружных колец роликовых подшипников и большо-
го дистанционного кольца.
Боковые наружные поверхности корпуса буксы имеют пазы,
которые сопрягаются с буксовыми направляющими (лицами).
Для увеличения срока службы буксы в пазы корпуса буксы вкла-
дываются и привариваются наличники, имеющие цементирован-
ные и закаленные рабочие поверхности.
Рабочие поверхности корпуса буксы внутри и снаружи под-
вергаются механической обработке. Внутри в корпусе обрабаты-
вается цилиндрическая поверхность для посадки роликовых под-
шипников, а также задние и передние окна. Снаружи — обраба-
тываются пазы для направляющих и места крепления крышки и
балансира.
В осевых наружных буксах вагонов ЛМ-49, ЛП-49 и МТВ-82
установлено по два роликовых подшипника. Задний роликовый
подшипник радиальный, с короткими цилиндрическими роликами
средней широкой серии, с одним бортом на внутреннем кольце
159
№ 42618 (ГОСТ 8328—57) и передний роликовый подшипник ра-
диальный, с короткими цилиндрическими роликами средней, ши-
рокой серии без бортов на внутреннем кольце и упорным ко.ль-
цом № 52 618 (ГОСТ 8328—57); внутреннее кольцо переднего
роликового подшипника через свое упорное кольцо имеет допол-
нительное крепление на шейке оси колесной пары при помощи
торцовой шайбы.
Наружные кольца роликовых подшипников букс поджимают-
ся в корпусе буксы при помощи крепительной крышки.
Между роликовыми подшипниками установлены дистанцион-
ные кольца. Малое дистанционное кольцо имеет тугую посадку
на шейке оси колесной пары, а большое дистанционное кольцо —
скользящую посадку в корпусе буксы.
Заднее окно корпуса осевой наружной буксы с роликовыми
подшипниками с цилиндрическими роликами закрывается уплот-
няющим воротником.
Уплотняющий воротник изготовляется из стали, надевается в
нагретом состоянии (температура 80—90° С) на галтель шейки и
предподступичную часть оси колесной пары. Кроме предохране-
ния буксы от попадания в нее грязи и вытекания смазки, ворот-
ник служит упором для внутреннего кольца заднего роликового
подшипника.
Между корпусом буксы и уплотняющим воротником, в канав-
ку, имеющуюся в корпусе буксы, вкладывается сальник из техни-
ческого войлока.
Переднее окно корпуса буксы закрывается двумя крышками:
крепительной и смотровой. Крепительная крышка крепится к кор-
пусу буксы четырьмя болтами. Она поджимает наружные кольца
роликовых подшипников, является упором для наружного кольца
переднего подшипника и частично защищает роликовые подшип-
ники и смазку в буксе от загрязнения.
Смотровая крышка так же, как и крепительная крышка, за-
щищает роликовые подшипники и смазку в буксе от загряз-
нения.
Наличие смотровой крышки позволяет устанавливать колес-
ную пару в центрах колесно-токарного станка для обточки колес-
ных бандажей без демонтажа букс.
Осевые наружные буксы с роликовыми подшипниками ваго-
нов МТБ-82 (см. рис. 70) имеют только одну крышку, закрываю-
щую переднее окно корпуса. Эта крышка -поджимает наружные-
кольца роликовых подшипников и защищает роликовые подшип-
ники и смазку в буксе от загрязнения. Крышка надевается на
шпильки, ввернутые в корпус буксы и закрепляется гайками. Для
пополнения смазки в буксе крышка имеет два отверстия с резь-
бой, закрытых пробками.
Осевые наружные буксы с роликовыми подшипниками со сфе-
рическими роликами (см. рис. 71) состоят из корпуса, двух ро-
ликовых подшипников с закрепительно-стяжными втулками,
уплотняющего воротника и крепительной крышки.
160
Корпус буксы состоит из двух частей: верхней и нижней.
В буксе применены роликовые подшипники радиальные двухряд-
ные сферические средней широкой серии с конусным отверстием
на закрепительно-стяжной втулке № 113620 (ГОСТ 5721—57).
Задний роликовый подшипник является упорным. Он установлен
в корпусе буксы без боковых зазоров для наружного кольца и
воспринимает осевое усилие и толчки.
Передний роликовый подшипник имеет возможность бокового
перемещения.
Закрепительно-стяжные втулки удерживаются на шейке оси
в затянутом состоянии торцовой шайбой.
Буксы осевые внутренние с роликовым подшипником со сфе-
рическими роликами применяются на двухосных поворотных мос-
товых тележках вагонов РВЗ-б, ЛМ-57, Т-1 и Т-2. Буксы поме-
щаются внутри осевых кожухов этих тележек.
Букса (см. рис. 72) состоит из корпуса (части осевого кожу-
ха), роликового подшипника, стакана, в котором запрессовано
наружное кольцо подшипника, двух маслоотражателей, упорного
кольца или распорной втулки, упорного стакана и лабиринтной
крышки.
В осевых внутренних буксах тележек вагонов РВЗ-6 и ЛМ-57
применены роликовые подшипники радиальные двухрядные сфе-
рические средней широкой серии № 3620 (ГОСТ 5721—57).
Внутреннее кольцо роликового подшипника внутренней осе-
вой буксы имеет на оси колесной пары прессовую (глухую) по-
садку второго класса точности. Упором для внутреннего кольца
роликового подшипника со стороны середины оси колесной пары
является упорное кольцо или распорная втулка, напрессованная
на ось колесной пары.
Упором для внутреннего кольца роликового подшипника со
стороны колеса является упорный стакан, напрессованный на ось
колесной пары. Наружное кольцо роликового подшипника запрес-
совывается в стакан подшипника и имеет в нем скользящую по-
садку второго класса точности.
Наружное кольцо роликового подшипника имеет дополнитель-
ное крепление в осевом направлении посредством лабиринтной
крышки, прикрепленной болтами к корпусу буксы.
Для устранения утечки смазки из буксы с обеих сторон роли-
кового подшипника установлены кольцевые маслоотражатели.
Букса наполняется смазкой при сборке колесной пары.
Во время эксплуатации смазка в буксе пополняется через ша-
риковую масленку, установленную в отверстии на корпусе буксы.
В стакане подшипника имеется кольцевой канал для распределе-
ния смазки, поступающей в буксу через шариковую масленку.
Для смазки роликовых подшипников в осевых наружных и
внутренних буксах вагонов всех типов, кроме вагонов Т-1 и Т-2,
применяется универсальная тугоплавкая водостойкая смазка
УТВ (смазка 1 —13 жировая) по ГОСТ 1631—52. Для смазки
П Заказ 1372 161
роликовых подшипников осевых внутренних букс вагонов Т-1 и
Т-2 применяется автотракторное масло АКЗп-10 (ГОСТ 1862—60).
Температура нагрева буксы во время эксплуатации не долж-
на быть выше 80° С.
Смазка в роликовых подшипниках и буксах с роликовыми
подшипниками имеет следующее назначение:
1) уменьшать трение между поверхностями качения, ролика-
ми и сепаратором, бортами колец и торцами роликов;
2) предохранять от коррозии детали подшипников и буксы;
3) улучшать работу уплотнений буксы, заполняя зазоры меж-
ду вращающимися и неподвижными деталями;
4) предотвращать'проникновение в подшипники и буксу пы-
ли и влаги.
Применение роликовых подшипников уменьшает сопротивле-
ние движению вагонов, что, в свою очередь, снижает расход
электрической энергии на движение; сокращает эксплуатацион-
ные расходы.
Глава VII
РЕССОРЫ И РЕССОРНОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ
§ 26. НАЗНАЧЕНИЕ РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ И МЕХАНИЗМ
(СМЯГЧАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ РЕССОР
Рессорным подвешиванием называется система элементов
промежуточной гибкой связи между колесными парами и кузо-
вом, предназначенная для:
1) передачи нагрузки от кузова на колесные пары и распре-
деления ее между колесными парами;
2) смягчения толчков и ударов, передаваемых на элементы
ходовой части и кузова при прохождении колес по неровностям
пути, т. е. уменьшения динамического воздействия движущегося
вагона на рельсовый путь;
3) гашения энергии колебаний кузова, в том числе колебаний
звуковой частоты, вызывающих шум при движении вагона.
Основными элементами рессорного подвешивания являются
рессоры и амортизаторы. Рессорами называются гибкие элемен-
ты подвешивания, назначением которых является смягчение уда-
ров, передаваемых на элементы ходовой части и кузова при
движении вагона по неровностям пути; амортизаторами — устрой-
ства, предназначенные для гашения энергии колебаний. Ряд ти-
пов рессор одновременно и смягчают удары и гасят энергию ко-
лебаний, т. е. обладают и амортизирующими свойствами.
Рессорное подвешивание является исключительно ответствен-
ным элементом ходовой части, определяющим безопасность дви-
жения, качество обслуживания пассажиров и срок службы под-
вижного состава. Неисправности его приводят к различного рода
нарушениям нормального режима работы и авариям трамвайных
вагонов.
Гибкие свойства рессор оцениваются одной из двух характе-
ристик: гибкостью — Г или жесткостью Ж. Гибкостью (Г) назы-
вается производная от прогиба рессоры по ее нагрузке или,
иначе говоря, прогиб рессоры под нагрузкой, равной единице.
Жесткостью рессоры (Ж) называется производная от нагрузки
11* 163
рессоры по ее прогибу или, иначе говоря, нагрузка, вызывающая
прогиб, равный единице. Таким образом:
Г= У- , Ж = — , (38)
«Р df
где f — прогиб рессоры, Р— ее нагрузка.
Существуют рессоры, у которых прогиб пропорционален на-
грузке. Для таких рессор жесткость и гибкость выражаются
^уравнениями:
Г = Д , Ж = - - . (38')
Р f
Уравнения (38) и (38х) показывают, что гибкость и жест-
кость — величины обратные. Жесткость выражается обычно в
т/мм или в т)см, а гибкость — в мм1т или в см/т (табл. 3).
Рис. 73. Схема прохождения колесом неровности пути высотой А:
/ — колесо; 2 — рессора; 3 — надрессорное строение.
Механизм смягчающего действия рессор рассмотрим на сле-
дующем примере. Пусть груз весом Пст и массой опирается
на колесо через рессору (рис. 73). Будем считать колесо и рельс
абсолютно жесткими. Такое колесо, встречая на своем пути вы-
ступ высотой h, поднимается на него за промежуток времени t,
в течение которого проходит путь С. Последний, имея в виду
известную теорему геометрии (квадрат полухорды равен произ-
ведению отрезков перпендикулярного к ней диаметра), можно
найти из уравнения:
С2 = (П - Л) •/z — П •/z,
откуда
С =
При скорости поступательного движения колеса v промежу-
ток времени в течение которого оно поднимается на выступ Л,
будет равен:
t = С _ VPT~li
V V
164
Полагая, что подъем колеса на выступ происходит равномер-
но ускоренно, найдем среднее ускорение этого подъема:
2/г 2^
а = — ==-----.
D
Полагая, например, D = 780 мм и v = 30 км/час получим
а = 178 м/сек2 = 18 g, где g = 9,81 м/сек2 — ускорение силы тя-
жести.
При прохождении неровности пути колесо испытывает удар.
При отсутствии рессор вся энергия удара передавалась бы мас-
се груза Пстг>, который получил бы вертикальное ускорение а и
воспринимал бы в момент удара дополнительную нагрузку, рав-
ную При а = 18 g суммарная нагрузка элементов кузова:
g
П = Пст + ^-а. (39>
g
Таблица 3
Гибкость рессорного подвешивания трамвайных вагонов
А. Гибкость рессорного подвешивания трамвайных двухосных вагонов в мм/т
Тип вагонов Гибкость над- буксового рес- сорного под- вешивания Гибкость ку- зовного рес- сорного под- вешивания Суммарная гибкость рес- сорного под- вешивания
БФ 3,95 0,95 4,9
X 1,65 3,00 4,65
М . — — 8,75
мс. . 1,65 3,1 4,75
ПС — — 5,2
КТМ-1 . — — 6,95
КТП-1 . — — 7,3
Б. Гибкость рессорного подвешивания трамвайных четырехосных
вагонов в мм/т
Тип вагонов Г ибкость надбуксового рессорного подвешивания Г ибкость центрального рессорного подвешивания Суммарная гибкость рессорного подвешивания
ЛМ-33 и ЛП-33 0,95 1,75—1,3 2,7—2.25
М-38 . . . 0,75 2,50—1,90 3,25—2,65
ЛМ-47 и ЛП-47 0,94 1,75—1,3 2,7 —2,25
МТВ-82 ... 0,75 3,05—2,32 3,80—3,05
ЛМ-49 и ЛП-49 0,94 1,75—1,3 2,7 —2,25
РВЗ-6 . . —- 4,58 4,58
ЛМ-57 — 4,58 4,58
Т-2 — 4,7 4,7
165
в момент удара в девятнадцать раз превышала бы стати-
ческую. Такая же нагрузка воспринималась бы и рельсами*.
В действительности же, благодаря наличию рессор, при доста-
точном малом t и достаточно гибком подвешивании в момент
удара груз Пст может вовсе не получить вертикального пере-
мещения, как показано на рис. 73. При этом рессора будет сжи-
маться, запасая энергию удара в виде потенциальной энергии
сжатой рессоры. В дальнейшем упругая энергия сжатой рессоры
заставляет подниматься груз Пст и вызывает его колебания,
амплитуда и частота которых является функцией характеристик
рессоры. При этом максимальное дополнительное динамическое
усилие, передаваемое от рессор на груз Пст и соответственно от
груза на колесо, не будет превышать величины Ж-h, где Ж—
жесткость рессоры, т. е. уменьшится по сравнению с усилиями,
воспринимаемыми неподрессоренными массами в десятки раз.
Таким образом, механизм смягчающего действия рессор сос-
тоит в том, что рессора, воспринимая импульс силы (удар) и
аккумулируя в себе энергию удара, передает ее затем кузову по-
степенно, в течение достаточно большого промежутка времени,
за счет чего значительно уменьшаются дополнительные нагрузки,
воспринимаемые в момент удара неподрессоренными массами,
при увеличении времени их действия.
§ 27. КЛАССИФИКАЦИЯ РЕССОР И РЕССОРНЫХ ПОДВЕШИВАНИЙ
Для того чтобы правильно скомплектовать рессорное подве-
шивание, необходимо определенным образом подобрать рессоры
по их характеристикам, конструкции и свойствам. Отсюда воз-
никает необходимость классификации рессор. Рессоры класси-
фицируются: а) по характеру гашения колебаний, б) по харак-
теру восприятия нагрузок и в) по ’конструкции.
По характеру гашения колебаний рессоры разделяются на
рессоры трения и рессоры без трения. Первые имеют способность
аккумулировать в себе энергию удара за счет упругости и гасить
ее при колебаниях надрессорного строения за счет работы сил
внутреннего трения. Рессоры второго рода практически не гасят
энергию колебаний и предназначаются только для аккумулиро-
вания энергии удара. К первым рессорам относятся листовые рес-
соры трения и резиновый рессоры; ко вторым — пружины. Харак-
теристикой внутреннего трения рессоры является коэффициент
относительного трения ср, представляющий собой отношение силы
трения, приведенной к точке нагружения рессоры, и ее нагруз-
ки Р:
? = £ , (40)
где Р\}— приведенная сила трения рессоры.
* Приведенный расчет поясняет явление удара колеса о неровность пути
только качественно.
1('>6
По характеру восприятия нагрузок рессоры разделяются на
рессоры постоянной жесткости и рессоры переменной жесткости.
У первых жесткость не меняется, а у вторых — зависит от на-
грузки.
Известно, что колебания груза на рессоре выражаются сле-
дующим дифференциальным уравнением второго порядка:
Ж • Z = - т , (41)
где /К • Z — мгновенное значение возвращающей силы;
Z—дополнительный (против статического) прогиб рес-
соры в рассматриваемый момент;
т—масса груза;
Ж—жесткость рессоры.
Решая уравнение (41), при Ж = const, можно получить сле-
дующее выражение для периода полного колебания груза на
рессоре:
Т = Ч~ • уГу- или Т = Ч- • , (41')
/7
где fcm = —-- — статический прогиб рессоры (прогиб под ста-
Ж
тической нагрузкой Псг^.
Таким образом, при Ж = const, колебания груза на рессоре
характеризуются постоянством периода колебаний (Т = const),
т. е. являются периодическими. Поэтому и рессоры постоянной
жесткости получили название периодических рессор.
При const уравнение (41) в общем виде не интегрирует-
ся. Решение его для конкретных условий задачи методами чис-
ленного интегрирования показывает, что рессоры, не обладаю-
щие постоянной жесткостью, характеризуются так называемой
апериодичностью, т. е. отсутствием постоянства периода колеба-
ний. Поэтому рессоры переменной жесткости получили наимено-
вание апериодических рессор.
Период колебаний апериодических рессор зависит от ампли-
туды. Это их свойство оказывается весьма ценным, так как ис-
ключает возможность резонанса собственных и вынужденных ко-
лебаний груза на рессоре. Действительно, состояние резонанса
характеризуется совпадением частот собственных и вынужден-
ных колебаний. Но при появлении такого совпадения возрастает
амплитуда колебаний груза, изменяется период собственных
апериодических колебаний рессоры, и условие резонанса исче-
зает.
Зависимость между нагрузкой рессоры и ее прогибом назы-
вается характеристикой рессоры. Рессоры постоянной жесткости
имеют прямолинейную характеристику (кривая /, рис. 74), апе-
риодические— криволинейную характеристику (кривые 2 и 3).
Тангенс угла наклона касательной, проведенной к характеристи-
157
ке рессоры Р = F(/) в любой ее точке Л4 (см. рис. 74) равен же-
сткости рессоры в состоянии загружения, характеризующемся
этой точкой:
. dP
1 df
Наблюдая, как изменяется тангенс угла наклона касательной
к характеристике рессоры с изменением нагрузки, можно заме-
тить весьма важное различие характеристик второй и третьей
апериодически?; рессор. У первой из них жесткость возрастает, а
у второй — убывает с увеличением прогиба.
Обычно применяются апериодические рессоры, у которых же-
рессор постоянной жесткости
(/) и переменной жесткости
(2 и 3).
ми апериодических рессор
сткость возрастает с увеличением
прогиба. Такие рессоры, кроме
апериодичности, обладают еще н
тем важным свойством, что они,
имея большую чувствительность к
колебаниям малых амплитуд, не
допускают больших колебаний гру-
за на рессоре. В условиях город-
ского транспорта это свойство апе-
риодических рессор оказывается
очень ценным, так как способству-
ет уменьшению колебания высоты
подножки для входа и выхода пас-
сажиров с изменением нагрузки
кузова.
Классическим примером перио-
дических рессор являются цилинд-
рические пружины, навитые из
прутка круглого сечения. Примера-
являются конические пружины и ряд
типов листовых рессор.
По конструкции рессоры классифицируются на листовые
(незамкнутые и эллиптические разнообразных исполнений, раз-
личающихся устройствами опор концов рессор); пружины (ци-
линдрические, конические, из прутка круглого, прямоугольного
сечения, из листовой пружинной стали); резиновые рессоры
различных типов и назначения.
Рессорные подвешивания трамвайных вагонов различаются
по числу ступеней подвешивания на одинарные, двойные и трой-
ные. Ступенью подвешивания называется группа из одной или
нескольких рессор, включенных параллельно. В схемах одинарно-
го рессорного подвешивания имеется только одна такая группа
рессор; в схемах двойного подвешивания—две группы рессор,
включенных одна по отношению к другой последовательно, и на-
конец, в схемах тройного подвешивания — три последовательно
включенных группы рессор. *
Одинарное рессорное подвешивание применяется только на
168
грузовых вагонах, где надо иметь небольшую гибкость рессор и
можно мириться с наличием толчков и сотрясений кузова во-
время движения вагона.
На пассажирских вагонах применяется двойное и иногда трой-
ное рессорное подвешивание, обеспечивающее существенное сни-
жение силы толчков и сотрясений кузова, беспокоящих пассажи-
ров во время движения вагона. Наиболее распространенным яв-
ляется двойное рессорное подвешивание трамвайных вагонов:
надбуксовое и кузовное.
На рис. 75 показаны схемы рессорного подвешивания двухос-
ных вагонов и тележек четырехосных вагонов.
Одинарное рессорное подвешивание двухосного грузового
бестележечного вагона (рис. 75, а) состоит из четырех листовых
полуэллиптических рессор, опирающихся своими хомутами на
осевые буксы колесных пар. Коренные листы полуэллиптических
рессор своими ушками при помощи валиков и серег соединяются
с рессорными кронштейнами, приклепанными к раме вагона. Ва-
лики крепятся при помощи шайб и шпинтонов.
Двойное рессорное подвешивание двухосного бестележечного
вагона (рис. 75, б) состоит из четырех надбуксовых листовых
полуэллиптических рессор и восьми цилиндрических пружин. Ку-
зов вагона при помощи кронштейнов и шайб опирается на ци-
линдрические пружины, которые, в свою очередь, при помощи
шайб, шпинтонов и серег подвешиваются к ушкам коренных
листов полуэллиптических рессор. Соединение шпинтонов с серь-
гами и серег с ушками листовых рессор производится при помо-
щи валиков с гайками и роликов.
Двойное рессорное подвешивание вагона на двухосной тележ-
ке (рис. 75, в) состоит из четырех надбуксовых и четырех кузов-
ных рессор. В состав кузовного рессорного подвешивания иногда
включаются и пружины. Надбуксовые листовые рессоры при по-
мощи шпинтонов с гайками и серег соединяются с кронштейна-
ми, установленными на раме тележки. Кузовные рессоры опира-
ются на раму тележки и соединяются с кронштейнами, установ-
ленными на раме вагона при помощи серег и валиков со шплин-
тами или гайками.
Тройное рессорное подвешивание вагона БФ на двух одноос-
ных поворотных тележках (рис. 75, г) состоит из надбуксовых
листовых полуэллиптических рессор, цилиндрических пружин,
входящих в состав надбуксового рессорного подвешивания, а так-
же цилиндрических пружин и листовых полуэллиптических рес-
сор, входящих в состав кузовного рессорного подвешивания. Ра-
ма тележки своими чашками при помощи четырех цилиндриче-
ских пружин, 'шпинтонов с гайками и двух листовых рессор опи-
рается на наружные осевые буксы колесных пар. Кузов вагона
опирается на тележку при помощи двух пружин и одной листо-
вой полуэллиптической рессоры. Вагоны на одноосных поворот-
ных тележках с тройным рессорным подвешиванием имеют уста-
ревшую ’конструкцию ходовых частей и вновь не строятся.
169
На рис. 75, д показана схема двойного рессорного подвеши-
вания двухосной поворотной безбалансирной тележки типа 2ДС
вагонов КМ и МТВ-82. Надбуксовое рессорное подвешивание этой
Рис. 75. Схемы рессорных подвешиваний трамвайных вагонов:
а — одинарное бестележечного вагона; б — двойное бестележечного ва-
гона; в — двойное вагона на двухосной тележке; г — тройное вагона на-
одноосных поворотных тележках.
д — ж — схемы рессорных подвешиваний двухосных поворотных теле-
жек четырехосных вагонов:
д _ двойное безбалансирной тележки; е — двойное двухбалансирнон те-
лежки; ж — двойное тележки мостового типа.
тележки состоит из восьми однорядных цилиндрических пружин,
установленных между рамой тележки и осевыми наружными бук-
сами, центральное рессорное подвешивание — из двух двухряд-
ных эллиптических рессор. На рис. 75, е показана схема двойно-
го рессорного подвешивания двухосной поворотной двухбалансир-
170
ной тележки вагонов ЛМ-49, ЛП-49 и М-38. Надбуксовое рес-
сорное подвешивание этих тележек состоит из четырех двухряд-
ных или однорядных пружин и двух балансиров; центральное
рессорное подвешивание — из двух двухрядных листовых эллип-
тических рессор.
На рис. 75, ж показана схема двойного рессорного подвеши-
вания поворотной мостовой тележки вагонов РВЗ-6, ЛМ-57, Т-1.
Т-2. Рессорное подвешивание состоит из двух резиновых коль-
цевых рессор, работающих на сжатие, и двух двухрядных ци-
линдрических пружин. Каждая резиновая рессора включена после-
довательно с одной двухрядной пружиной. Обе системы рессор
работают параллельно. Таким образом, эта тележка не имеет
надбуксового рессорного подвешивания.
§ 28. КОНСТРУКЦИЯ и ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИСТОВЫХ
РЕССОР ТРЕНИЯ
По конструкции, как уже указывалось, листовые рессоры раз-
деляются на эллиптические и полуэллиптические. Листовая полу-
эллиптическая рессора (рис. 76, а и б) представляет собой па-
кет стальных закаленных полос (рессорных листов) 1 и 4 прямо-
угольного или специального сечения, выгнутых по дуге круга или
прямых, плотно пригнанных одна к другой и скрепленных посе-
редине заклепкой (шпилькой) 3 и хомутом 2. Эти рессоры при-
меняются преимущественно в рессорном подвешивании двухосных
вагонов.
Верхний, самый длинный лист 1 рессоры, которым рессора со-
единяется с рамой вагона или тележкой, называется коренным.
Концы коренного листа загибаются, образуя отверстия («ушки»),
в которые вставляются валики подвесных серег или шпинтонов.
Иногда применяются и другие способы крепления концов рессо-
ры. Остальные листы 4 рессоры имеют разную, постепенно
уменьшающуюся длину. Эти листы называются наборными и обо-
значаются номерами по порядку их расположения. Наборные
листы рессоры, за исключением верхнего, имеют концы, обрезан-
ные по трапеции. Верхний наборный лист рессоры, прилегающий
к коренному листу, называется подкоренным. Концы подкоренно-
го листа обрезаются прямо и охватывают ушко коренного листа
на 0,25 его окружности. Подкоренной лист поддерживает концы
.коренного листа и, в случае отлома ушка у коренного листа,
поддерживает конец рессоры на валике, серьге или шпинтоне. Дли-
на наборных листов подбирается так, чтобы рессора работала как
балка равного сопротивления изгибу. На трамвайных вагонах при-
меняются полуэллиптические рессоры с числом листов от 6 до 12.
Хомуты листовых рессор изготовляются из полосовой стали
Ст. 2 или Ст. 3 (ГОСТ 380—60) или стали Ст. 10 и 15
(ГОСТ 1050—60). Применяются два способа постановки хомута
на пакет рессорных листов:
1) в горячем состоянии при температуре 800—850° С с после-
дующим обжатием его вдоль и поперек на гидравлическом прессе.
171
Рис. 76. Конструкция и геометрические характеристики листовых полуэл-
липтических рессор:
а — рессора с положительной стрелой; б — рессора с отрицательной стрелой; в — се-
чение листовой рессорной желобчатой стали; г — крепление хомута клином.
172
После остывания такой хомут плотно стягивает пакет рессорных
листов;
2) постановка холодного хомута и закрепление его клином
(рис. 76, г). При этом способе на пакет рессорных листов свобод-
но надевается холодный хомут 2. Затем на коренной лист 1 ста-
вится прокладка 6 из желобчатой стали с фрезерованной наклон-
ной верхней поверхностью, а между этой прокладкой и хомутом
вкладывается и загоняется до отказа клин 5. Конец клина разре-
зается в виде чеки и после постановки разгибается, чтобы преду-
предить возможность его сдвига. Существуют и другие способы
скрепления пакета рессорных листов, в частности крепление на-
кладкой, подкладкой и болтами. При этом способе скрепления
комплект рессорных листов помещается между прямоугольными
накладкой и подкладкой с отверстиями по углам или между под-
кладкой 4 и корпусом 5 буксы и стягивается прямыми или U-об-
разными болтами 3 с корончатыми гайками (рис. 77).
Листовая эллиптическая рессора представляет собой сочета-
ние двух полуэллиптических рессор, обращенных друг к другу
вогнутыми сторонами и соединенных на концах специальными
башмаками, шарнирами или креплениями. Эти рессоры приме-
няются в рессорном подвешивании четырехосных вагонов.
Листы полуэллиптических и эллиптических рессор изготовля-
ются из полосовой рессорной желобчатой стали марки 55С2 или
60С2 (ГОСТ 2052—53). Эта сталь имеет с одной стороны желоб,
а с другой стороны—валик (рис. 76, в). Такая форма поперечно-
го сечения листов устраняет возможность их поперечного сдвига
при работе рессоры. Продольному сдвигу листов препятствует
наличие заклепки в хомуте. В некоторых случаях листовые рессо-
ры изготовляются из полосовой плоской стали. Такие рессоры
имеют, в частности, вагоны Т-55.
Геометрическими характеристиками листовых рессор являют-
ся: число коренных и подкоренных листов т, число наборных
листов рессоры п, ширина листа Ь, толщина листа s, хорда L, вы-
сота Я, стрела F, прогиб f. Ширина b листов в соответствии с
ГОСТ 7419—55 принимается равной 63 или 76 мм, толщина—10
или 13 мм.
Хорда, высота, стрела и прогиб определяются для нагруженной
рессоры под заданной нагрузкой и под «пробной» нагрузкой,
вызывающей полное распрямление листов.
Хордой L полуэллиптической рессоры называется расстояние
между центрами ушков ее коренного листа; хордой эллиптической
рессоры—расстояние между точками опирания друг на друга на-
конечников коренных листов.
Высотой Н полуэллиптической рессоры называется расстояние
от опорной поверхности ее хомута до прямой, проходящей через
центры ушков коренного листа, высотой эллиптической рессоры,—
расстояние между опорными поверхностями ее хомутов.
Стрелой F полуэллиптической рессоры называется расстояние
от верхней поверхности коренного листа до прямой, проходящей
173
через центры его ушков, измеренное у хомута, стрелой эллиптиче-
ской рессоры — расстояние между внешними поверхностями ко-
ренных листов, измеренное у хомутов.
Предусмотренные чертежом хорда, высота и стрела листовой
рессоры в ненагруженном состоянии называются «фабричной» хор-
дой, высотой и стрелой. Стрела полуэллиптических рессор, вы-
гнутых по дуге окружности, геометрический центр которой рас-
положен над рессорой (см. рис. 76, а), называется положительной,
стрела рессоры обратного прогиба (см. рис. 76, б)—отрицатель-
ной.
Прогибом рессоры называется разность между фабричной
стрелой Рфи стрелой F под грузом:
Зависимость между прогибом fn и /э полуэллиптической и
эллиптической рессор и их нагрузкой Р (характеристика рессо-
ры) выражается уравнениями:
6Р • /з , п - /лпч
£ • S3 . • (3m -г 2л) • i ' ‘
где Е—модуль упругости (Е = 2 н-2,1 • 106 кг!см2)г
I — расчетная полухорда рессоры, равная:
(42')
2 6 v 7
а — ширина хомута;
i— число рядов в комплекте многорядной рессоры.
Из формулы (42) находим гибкость рессоры Г:
р ~ (42")
Р Е • s3 • d-(3m + 2/г) • I
Формула (42") показывает, что гибкость листовой рессоры Г
прямо пропорциональна кубу ее длины. Увеличение длины рессо-
ры вызывает увеличение ее гибкости и наоборот.
Хорда полуэллиптических рессор весьма мало изменяется под
нагрузкой. Практически считают, что эти рессоры имеют посто-
янную гибкость. Переменная гибкость рессорного подвешивания,
составленного из полуэллиптических рессор, может быть получе-
на введением дополнительной рессоры или уменьшением рабочей
длины (хорды) путем выключения ее концов при возрастании на-
грузки до некоторой определенной величины (см. рис. 77). Такие
устройства позволяют изменять гибкость рессоры скачком. У эл-
липтических рессор нужную форму характеристики получают по-
средством применения специальных наконечников, позволяющих
получать плавное уменьшение гибкости с возрастанием нагрузки.
В центральном рессорном подвешивании четырехосных ваго-
нов применяются эллиптические рессоры Бабина или Брауна
(рис. 78).
Эллиптическая рессора Бабина (рис. 78, а) состоит из нижней
1 и верхней 2 'половин, каждая из которых состоит из шести
174
1197_л
Рис. 77. Установка по.чуэ.члнигической рессоры переменной гибкости на вагоне 1 57:
/ основная рессора; 2 — дополнительная рессора; 3 - L’ -образный болт с корончатыми гайками; 4 - подкладка; 5 — букса; 6 — упор.
(под та гой 92)
Рис. 78. Конструкция и геометрические характеристики листовых эллиптическ ix
рессор:
а — рессора Бабина; б — рессора Брауна
176
листов, скрепленных хомутом 3 и заклепкой 4. К концам.коренных
листов нижней и верхней половин рессоры болтами прикрепляют-
ся наконечники 5 и 6. Нижние наконечники 6 имеют желоб, а
верхние 5 — гребень. Обычно по условиям прочности применяют
двухрядные эллиптические рессоры, причем наконечники делают-
ся общими для двух рядов рессор. При сборке верхняя половина
рессоры свободно накладывается на нижнюю. Гребень и желоб
на наконечниках рессоры устраняют возможность сдвига одной
половины рессоры относительно другой вдоль рессорных листов.
Для устранения возможности поперечного сдвига половинок рес-
соры в середине верхнего наконечника установлен палец 7, вхо-
дящий в выемку, имеющуюся в нижнем наконечнике.
При прогибе рессоры системы Бабина от изменения нагрузки
наконечники верхней половины рессоры перекатываются по на-
конечникам нижней половины. Под тарой вагона наконечники со-
прикасаются в точках, расположенных у концов рессоры, образуя
наибольшую хорду и обеспечивая поэтому наибольшую гибкость.
При увеличении нагрузки точки касания наконечников перемеща-
ются ближе к середине рессоры, отчего хорда и, соответственно,
гибкость рессоры уменьшаются (формула 42"). Рессоры системы
Бабина установлены на четырехосных вагонах МТВ-82 и М-38.
Эллептическая рессора системы Брауна (рис. 78, б) состоит
из нижней 1 и верхней 2 полуэллептических рессор, расположен-
ных одна над другой и соединенных своими коренными листами.
Каждая полуэллептическая рессора состоит из пяти листов, скреп-
ленных хомутом 3 и заклепкой 4. Между коренными листами по
концам рессоры расположены стальные прокладки 6. Коренные
листы и прокладки скрепляются между собой болтами 8 с гайка-
ми и пружинами 7, обеспечивающими неплотную затяжку гаек.
Такое крепление концов рессоры позволяет им перекатываться
по прокладкам 6. Соединения концов рессоры закрыты коробча-
тыми наконечниками 5 для защиты их от попадания пыли. Обыч-
но по условиям прочности применяются двухрядные рессоры Бра-
уна, представляющие собой две рядом расположенные рессоры,
имеющие общие прокладки между коренными листами и общие
коробчатые наконечники.
Рессоры Брауна установлены на вагонах ЛМ-49 и ЛП-49.
Как и рессоры Бабина, рессоры Брауна имеют апериодичес-
кую характеристику: с увеличением прогиба их жесткость возрас-
тает и гибкость соответственно уменьшается.
Построение характеристик листовых рессор
Построение характеристик полуэллиптических рессор произво-
дится непосредственно по формуле (42) в предположении посто-
янства хорды. Для построения характеристик апериодической!
листовой рессоры должны быть известны все ее геометрические
характеристики, в том числе хорды £0 и Ln рессоры в свобод-
ном (ненагруженном) состоянии и при полностью выпрямленных
12 Заказ 1372 1 77
листах (под пробной нагрузкой РЛ), радиус изгиба /?0 нижнего
листа рессоры в ненагруженном состоянии, радиус г изгиба нако-
нечника рессоры (или в общем случае профиль), число листов
рессоры и другие. Расчетная схема рессоры дана на рис. 79.
Здесь показана V4 часть эллиптической рессоры с наконечником
в ненагруженном состоянии (рис. 79, а) и под нагрузкой, вызы-
вающей изгиб нижнего листа рессоры по радиусу 7? (рис. 79, б).
Отрезок АВ окружности радиусов 7?0 и 7? изображает собой ниж-
ний лист рессоры, 1п—расчетная полухорда рессоры, равная
расстоянию между опорами при полностью выпрямленных ли-
стах. Отрезок СД окружности радиуса г изображает собой про-
филь опорной поверхности наконечника, а отрезок Д— расстоя-
ние между опорной поверхностью наконечника и поверхностью
нижнего листа рессоры.
Из рис. 79, в для одной полуэллиптической рессоры комплекта
можно получить следующие геометрические соотношения при про-
извольном радиусе R нижнего листа рессоры:
1. Угол, а# :
«/? = рад. (43)
К
С изменением прогиба рессоры угол ая изменяется в пре-
делах:
ао = < «Я < «« = — = 0.
7?0 ™
178
2. Полухорда рессоры
Ir - (R + г — Д) • sin . (43')
С изменением прогиба полухорда рессоры изменяется в пре-
делах:
= (*о "Ь ? А) • Sin а0 > > 1п.
3. Стрела рессоры, FR\
FR = (А? — R cos aR ) + Д cos aR Ц - (г — г cos clr ) =
= (R + г) (1 — cos a# ) + Д cos <zR . (43")
С изменением прогиба рессоры ее стрела изменяется в пре-
делах:
Fn = &<<:FR < Fo = (/?0 + г) (1 - cos a0) + Д cos a0.
4. Общий прогиб fR полуэллиптической рессоры, полученный
за счет деформации листов под нагрузкой и за счет перекатыва-
ния наконечников:
Л=(Л0-^). (43'")
С изменением нагрузки рессоры от нуля до пробной ее общий
прогиб изменяется в пределах:
f'R = 0 < FR < Fn = (/?0 + г - Д) (1 — cos a0).
5. Прогиб fR рессоры, получаемый за счет деформации ее
под нагрузкой:
f'R = ha — hR = Ro (1 — cos a„) — /?(! — cos aR). (431V)
С изменением нагрузки рессоры от нуля до пробной ее про-
гиб fR изменяется в пределах:
/о = 0 < fn — R() (1 — cos a0).
Жесткость рессоры в любой момент нагружения определяется
по формуле (42):
^RZ=P_- E.s^b-(3m-^2n) <
/ 12 • l3R Fr
и с изменением нагрузки от нуля до пробной изменяется в пре-
делах:
/Ко — — </nR ^>/пп = -т ,
/3 ,3
10 1п
где
» __ Е • s3 • b • (3m + 2/г)
12*
179
оо
Вычисляемые величины R в см вград aR
№№ формул — 43 —
1 /?о=85,4 а0 -0,2764 15°50
2 100 0,236 13°31
3 150 0,157 9°
4 200 0,118 6°46
5 300 0,0787 4°31
6 500 0,0472 2°42
7 800 0,0295 1°41
8 2000 0,0118 0°41
9 0 0
Таблица 4
Sin COS Fr в см fR В см Ir в см 1 ?Kr в К2;СМ в см Pr в кг
— — 43" 43"' 43" — 44 43,v 44'
0,273 0,9624 6,35 0 34,1 39 650 470 0 0
0,2337 0,9725 5,43 0,92 32,6 34 650 535 0,46 246
0,1564 0,9877 3,93 2,42 29,6 25 930 715 1,36 975
0,118 0,9929 3,30 3,05 28,2 22 430 825 1,79 1480
0,0788 0,9969 2,65 3,70 26,75 19 140 970 2,28 2215
0,0471 0,9989 2,19 4,16 25,4 16 390 1135 2,66 3020
0,0294 0,9996 1,94 4,41 24,6 14 890 1250 2,89 3610
0,0119 0,9999 1,8 4,55 24,2 14 170 1310 3,01 3940
0 1,0000 1,6 4,75 23,6 13140 1415 3,21 4550
Нагрузка в любой момент нагружения определяется по фор-
муле:
PR=fR^R.
(44')
причем с изменением нагрузки меняется в пределах:
PQ = Q<pR<Pn=f^
Построение характеристик P = F(f) и эллиптических
рессор с помощью приведенных соотношений производится в сле-
дующем порядке:
1) задаемся произвольными значениями радиуса изгиба ниж-
него листа рессоры в пределах.
/?0 < /? < со;
2) при принятой величине радиуса R определяем PR и Fo
по формуле (43"), затем fR по формуле (43'") Z/? по формуле
(43') JKR по формуле (44), fR по формуле (43IV) и, наконец,
PR по формуле (44').
Таким образом, для каждого из принятых значений радиуса
изгиба нижнего листа рессоры устанавливаются соответствующие
ему величины общего прогиба рессоры fR нагрузки PR и жест-
кости По этим данным строятся искомые характеристики.
Пример. Рассчитать характеристику люлечной эллиптической рессоры по
следующим данным: длина рессоры в ненагруженном состоянии между точ-
ками опирания наконечников друг на друга Ао = 708 мм; стрела рессоры в
ненагруженном состоянии (на одну полуэллиптическую рессору) Fo = 63,5 мм;
число листов рессоры т + п =‘2 + 4 = 6; размеры поперечного сечения листов
рессоры 6«$ = 76’10 мм; радиус изгиба наконечника рессоры г=(410 мм; стре-
ла рессоры при полностью выпрямленных листах (на одну полуэллиптическую
рессору) Д = 16 мм; ширина хомута а = 80 мм.
Расчетная полухорда рессоры в ненагруженном состоянии по формуле
(42'):
Решая совместно уравнения (43') >и (43") найдем радиус изгиба нижнего
листа рессоры в ненагруженном состоянии:
т (г о)2
Ro = -----------------
(Г - Д)2
2.(Л0-А)
34,12 —(41 -6,35)2-(41 — 1,6)^
2 • (6,35 — 1,6)
= 85,4 см.
Из уравнения (43') найдем угол а0:
sin = ------------=------------------ = 0,273,
0 #0 + г-Д 85,4 + 41-1,6
а0 = 15° 50' = 0,2764 рад.
Из уравнения (43) найдем расчетную полухорду рессоры при полностью
выпрямленных листах:
/л = сто • = 0,2764 • 85,4 = 23,6 см.
181
Расчетная величина А в формуле (44) :
Е • S3 • b (Зт + 2л) 2,1 . 10« • Р . 7,6 • (3 ’• 2 + 2-4)
А = 12 = 12
= 18,6 • 10G кг • см-.
Вычисления прогибов и жесткости рессоры под нагрузкой Р% сводим в
табл. 4. По данным этой таблицы на рис. 79,в построены характеристики рес-
соры Р = F(f) и Ж =
Внутреннее трение листовых рессор
Рассмотрим работу половины рессоры, которую представим
себе как балку, защемленную в хомуте с полухордой /, нагружен-
р ' Р
ную на конце силой — (рис. 80). Под действием нагрузки — ,
действующей на конец рессоры, на поверхностях трения листов
образуются силы трения Q,-, интегральная величина которых Q
пропорциональна нагрузке, действующей на рессору:
Q= — • и,
2 '
где ц — коэффициент трения.
Направление сил трения Qz на поверхностях трения зави-
сит от характера нагружения рессоры (нагружение или разгру-
жение). Рассмотрим действие сил трения на внутренний лист 2.
При нагружении рессоры волокна вышележащего листа /, сопри-
касающиеся со средним листом 2, скользят относительно соответ-
ствующих волокон среднего листа влево. В эту же сторону, оче-
видно, будут направлены и силы трения, действующие со сто-
роны вышележащего листа на средний. В это же время волокна
нижележащего листа 3 будут скользить относительно со-
прикасающихся с ними волокон среднего листа вправо. В эту
же сторону будут направлены и силы трения, действующие со
стороны нижнего листа на средний. Силы трения, действующие
по поверхностям трения среднего листа 2, образуют момент тре-
ния:
M=Q ♦ s = -у • • s,
направленный против часовой стрелки и препятствующий нагру-
жению рессоры. На поверхности трения верхнего листа силы тре-
ния в тех же условиях будут направлены вправо и дадут относи-
тельно нейтральной линии этого листа момент:
направленный, как и момент М, против часовой стрелки. Так
же найдем, что на поверхности трения нижнего листа 3 силы тре-
ния будут направлены вправо и образуют относительно нейтраль-
ной линии листа момент М" = М', направленный против часовой
стрелки.
182
Таким образом, общий момент сил трения при нагружении
рессоры противодействует нагружению. Рассуждая аналогично,
можно установить, что при разгружении рессоры момент сил тре-
ния противодействует разгружению, а величина его определяется
теми же уравнениями, что и при нагружении. Общий момент сил
трения рессоры, состоящей из п листов, и имеющей, следователь-
но, п — 2 средних и 2 крайних листа, будет равен:
Мтр=(п -2)М Л- М' + М" = (п-2)^ !л-« + 2^-Х
X Н • — = (га - 1) у И • S-
Рис. 80. Расчетная схема к определению коэффициента от-
носительного трения (а) и характеристики листовых перио-
дических рессор с трением (б).
Назовем приведенной к точкам нагружения силой трения рессоры
такую силу F3, 'которая, будучи приложена в точках нагруже-
ния в направлении внешней нагрузки Р, создает момент относи-
тельно заделки, полностью компенсирующий момент сил трения Q.
Тогда, приравнивая моменты сил F3 и Q, получим:
р
откуда можно найти отношение , представляющее собой
коэффициент относительного трения рессоры (формула 40):
<Р = tl-~ S • (45)
183
Из формулы (45) следует, что коэффициент относительного
трения рессоры есть функция ее геометрических характеристик
(/, s, п) и коэффициента трения ц. Для последнего принимают
следующие знс^ения: для листов, смазанных графитом, ц = 0,4;
для рессор без смазки — р, = 0,8.
Пример. Определить коэффициент относительного трения полуэллиптиче-
ской рессоры тележки 2ДС. Длина рессоры в ненагруженном состоянии =
— 708 мм, размеры поперечного сечения листов рессоры
ло листов п = 6.
Принимая / = £п : 2 = 708 : 2 = 354 мм и ц = 0,4 4- 0,8
лучаем:
b • s = 76.10 мм, чис-
ло формуле (45) по-
(п - 1) • fi • s (6 - 1) • (0,4 4- 0.8) • 10
----------------------------------------------
= 0,06 4- 0,12.
I 354
Рассмотрим, как влияет внутреннее трение на вид характери-
стики листовой рессоры. Пусть прямая — 1 (рис. 80, б) изобра-
жает характеристику рессоры без трения. Благодаря наличию
трения, в любой момент нагружения, скажем в момент, когда
внешняя нагрузка рессоры равна Р$, фактическая нагрузка, опре-
деляющая прогиб рессоры, будет меньше Р5 на величину силы
трения Ли = ? • препятствующей нагружению. Следова-
тельно, чтобы учесть внутреннее трение, прогиб рессоры fi следу-
ет относить не к нагрузке Р5, а к нагрузке Р5 + F3] = Р6. Таким
образом, получим точку А характеристики рессоры с трением.
Также рассуждая, можно получить и точку В характеристики
разгружения рессоры с трением. Сами эти характеристики полу-
чим, проводя прямые из начала координат через точки А и В. От-
метим, что поскольку рессора с трением имеет две ветви харак-
теристики, становится непонятным, что же выражают собой тан-
генсы углов наклона этих характеристик к оси прогибов. Вычис-
ляя получим:
CD = Л = ж
OD А
= AD_ = CD-V АС = + Вэх = = Л
g 2 OD
tga =
OD
, BD
tg ОС о = -
5 3 OD
\/ Л-^5
= ^(1+ср),
_ СР —СВ __ Р:) — Взг
OD А
(l-?)=r^(l
Следовательно,
венно будут:
уравнения
характеристик
/, 2 и 3 соответст-
~ ?)•
р = ж-/-, Р = А-(1+ ?)•/; (46)
Рассмотрим, как будет вести себя рессора с трением в момен-
ты изменения знака нагрузки (возрастающей на убывающую и
наоборот). Пусть в некоторый момент времени состояние рессоры
184
характеризуется нагрузкой Р3 и прогибом f2 (точка Д' на
рис. 80, б). При нагружении рессоры в этом случае ее состояние
в каждый момент нагружения будет изображаться точками ха-
рактеристики нагружения 2. Если в некоторый момент, характе-
ризующийся нагрузкой PQ и прогибом /1 начнется разгружение
рессоры, то благодаря внутреннему трению изменение нагрузки в
пределах 2Рэ]=2уР3 не будет сопровождаться изменением проги-
ба. При дальнейшем снижении нагрузки состояние рессоры будет
изображаться точками характеристики разгружения 3. При Р\ на-
грузка изменяется на возрастающую. Увеличение нагрузки в пре-
делах участка B'A' = 2Fa2 = 2? • Р2, как и на участке АВ, не будет
сопровождаться изменением прогиба. При повторных колебаниях
нагрузки в пределах от Р\ до Pq состояние рессоры будет выра-
жаться точками контура А'АВВ'А'. В пределах участков АВ и
В', А' рессора работает как жесткая балка, не смягчая ударов.
Это свойство листовых рессор исключает возможность их исполь-
зования для амортизации мелких колебаний надрессорного строе-
ния, интенсивность которых (амплитуда) не превышает/7^. Ис-
пользование листовых рессор для смягчения колебаний нагрузки
небольшой интенсивности требует уменьшения их внутреннего тре-
ния. Но это, в свою очередь, снижает скорость гашения энергии
толчков и ударов, передаваемых на надрессорное строение. Дей-
ствительно, площадь А'АВВ'А' диаграммы рессоры (см. рис. 80, б)
изображает собой работу, поглощаемую силами внутреннего тре-
ния рессоры за один цикл полного колебания. Величина ее опре-
деляется уравнением *.
A = 2<?-Pcrn-h, (47>
п Л ~ Л
где Рст~—“2— -------средняя нагрузка рессоры;
h=f2—f\—размах ее колебаний.
Таким образом, работа сил трения рессоры, определяющая
гашение энергии колебаний, прямо пропорциональна величине ее
сил внутреннего трения. Поэтому в тех случаях, когда более важ-
ное значение имеет свойство листовых рессор гасить энергию ко-
лебаний надрессорного строения, приходится брать рессоры с мак-
симальным трением и мириться при этом с нечувствительностью
* Приводим вывод формулы (47). Из рис. 80, б, подсчитывая площадь,
фигуры А'АВВ'А' получим:
А = пл. А1АВВ'А' = пл. OAD — пл. OA'D' — пл. OBD 4- пл. OB'D' =
= 2Ж • <р • • (/, -у2) = 2Ж <р • fcm • Л = 2Рст • <f • h,
где
f ст = п “ > h = fi f2, Р'ст = Ж • fcm'i
185
viх к малым колебаниям. Для смягчения мелких колебаний над-
рессорного строения в состав подвески в этом случае, кроме лис-
товых рессор, приходится вводить другие гибкие элементы: рези-
новые рессоры или пружины.
§ 29. КОНСТРУКЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРУЖИН
В рессорном подвешивании трамвайных вагонов нашли при-
менение цилиндрические витые пружины (рис. 81), представляю-
щие собой упругую деталь, изготовленную навивкой в горячем
состоянии из пружинной стали круглого сечения. Применяются
из прутка круглого сечения:
Рис. 81. Цилиндрические пружины
а — однорядная; б — двухрядная.
однорядные (рис. 81, а) и двухрядные (рис. 81, б) цилиндричес-
кие пружины. Последние представляют собой две пружины, вло-
женные одна в другую. Наружная и внутренняя пружины двух-
рядной цилиндрической пружины навиваются в разные стороны
для того, чтобы при сжатии витки внутренней пружины не ока-
зались зажатыми между витками наружной пружины.
Пружины для трамвайных вагонов изготовляются из пружин-
ной стали 55С2 или 60С2 по ГОСТ 2052—53 круглого сечения и
должны соответствовать требованиям ГОСТ 1452—53.
Геометрическими характеристиками цилиндрических витых
пружин являются: диаметр прутка d, диаметр навивки (средний
186
диаметр витка) D, полное tin и рабочее п число витков, высота
в свободном (ненагруженном) состоянии Нсв, высота при сжа-
тии до соприкосновения витков Нсж.
Крайние витки пружины имеют плоские опорные поверхности,
перпендикулярные к ее оси. Длина оттянутого конца делается
равной 0,75 длины средней окружности витка пружины. Оттяну-
тые концы пружины не участвуют в ее работе (не дают просад-
ки). Поэтому рабочее число витков пружины меньше ее полного
числа витков:
п = пп — 2 • 0,75 = пп — 1,5.
(48)
Диаметр прутка пружин, применяемых в рессорном подвеши-
вании трамвайных вагонов принимается от 16 до 40 мм по
ГОСТ 2590—57, диаметр навивки D — от 70 до 320 мм при отно-
шении -у =3,5 ^8,0, число витков п — от 4 до 10, высота Нсв —от
140 до 360 мм при отношении ~ =1 -:-2.
Отношение С = — называется индексом пружины. Оно опре-
деляет прочность, причем при прочих равных условиях напряже-
ния в пружине тем больше, чем меньше ее индекс. Отношение
—характеризует устойчивость пружины при внецентренном
сжатии. При > 2 появляется опасность одностороннего выпу-
чивания пружин под нагрузкой.
Зависимость между прогибом и нагрузкой (характеристика)
пружины и ее гибкость определяются уравнениями:
8 • Р • Z)3 ♦ л г _ / _ 87)3 . п .
G • ~ Р ~~ G • ’
/К - — = , (49)
f 8D'-n 7
где G = 800 000-^850 000 кг/см2—модуль сдвига.
Формула (49) показывает, что цилиндрические пружины ха-
рактеризуются прямой пропорциональностью между прогибом и
нагрузкой, т. е. имеют постоянную гибкость. Пружины практиче-
ски не имеют внутреннего трения, поэтому их колебания зату-
хают гораздо медленнее, чем у листовых рессор.
§ 30 КОНСТРУКЦИЯ и ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЗИНОВЫХ
РЕССОР
Внедрение резины в конструкцию рессорного подвешивания
вагонов РВЗ-6 определяется ее хорошими амортизирующими
свойствами и простотой конструкции резиновых рессор.
187
Прежде всего, следует отметить, что модуль упругости резины
зависит от величины относительной деформации *, достигая при
максимальном удлинении 600—700% 35 кг! см2 и выше. Деформа-
ция резины при сжатии в 7—10 раз меньше, чем при растяжении,
т. е. резина, несмотря на низкий модуль сжатия, практически не-
сжимаема. Эти свойства резины обеспечивают апериодичность
резиновых рессор, являющуюся ценным их показателем.
Резина обладает большой петлей гистерезиса. Ее коэффициент
упругости, представляющий собой отношение работы, возвращае-
мой при снятии нагрузки, к работе, затрачиваемой при нагруже-
нии, колеблется в пределах 35—90% в зависимости от состава ре-
зины. Таким образом, резиновые рессоры обладают хорошей
гасящей способностью. И, наконец, силы внутреннего трения рези-
ны зависят от скорости деформации. При сравнительно медлен-
ном сжатии и отпуске резина почти не обладает внутренним тре-
нием; по мере увеличения скорости колебаний растут и силы вну-
треннего трения. Это свойство резины позволяет ее использовать
для гашения колебаний высокой частоты и сравнительно малых
амплитуд, которые плохо гасятся обычными рессорами. Это от-
крывает широкие возможности применения резины в качестве
прокладок в элементах рессорного подвешивания для ликвидации
сплошных металлических звукопроводящих цепей между колес-
ной парой и кузовом вагона.
Конструктивные исполнения резиновых рессор весьма разно-
образны. В практике отечественного трамваестроения нашли при-
менение в основном кольцевые резиновые рессоры. Кольцевые
резиновые рессоры для центрального рессорного подвешивания
кузова вагонов РВЗ-6 и ЛМ-57 изготовляются из резины № 8942
группы За. Физико-механические свойства этой резины следую-
щие: твердость по Шору — 30-ь 50, сопротивление на разрыв не
менее 35 кг/см2, относительное удлинение при разрыве не менее
350%, остаточное удлинение — не более 30%, температура хруп-
кости— (—55°), коэффициент старения при температуре 70° по-
сле 96 час. — не менее 0,75, удельный вес—1,2±0,05. Марка ка-
учука—СКМС-10 (стирольный каучук). Рессоры изготовляются
формовым способом с разбраковкой по внешним признакам со-
гласно ТУ МХП № 233-54р.
На рис. 82, а изображена резиновая кольцевая рессора, рабо-
тающая на сжатие. Она состоит из семи, установленных одно на
другое, резиновых колец 5, разделенных стальными тарелями 4-
Опорные поверхности резиновых колец 3 и тарелей 4 имеют фор-
му усеченного конуса. Нижняя тарель рессоры устанавливается
на кольцевую подставку — основание /. Верхняя тарель воспри-
нимает нагрузку на рессору от поддона 5, и передает ее на рези-
новые кольца. Рессора рассчитана на статическую нагрузку 5 т.
Гибкость рессоры около 12 мм/т.
* Относительной деформацией называется отношение величины деформа-
ции рессоры в направлении действия силы к толщине упругого элемента, ум-
ноженное на 100.
188
<Z)238
Рис. 82. Кольцевые резиновые рессоры.
189
Для того, чтобы резиновые элементы рессоры, испытывающие
напряжения сжатия, не имели остаточных деформаций, необхо-
димо, чтобы относительное сжатие их не превышало 40—50%, а
напряжения сжатия при статической нагрузке — 50 кг/см2. У рас-
сматриваемой рессоры при статической нагрузке 5 т относитель-
ное сжатие не превышает 20%, а напряжения сжатия составляют
лишь 12,5 кг/см2. При увеличении нагрузки на рессору до 6 т дно
поддона 5 упирается в резиновую подкладку 2 и рессора выклю-
чается.
На рис. 82, б изображена ступенчатая резиновая кольцевая
рессора, работающая на сжатие и сдвиг. Рессора состоит из че-
тырех резиновых колец 2 толщиной 20 мм, вложенных одно в
другое между пятью стальными цилиндрами 1 и привулканизи-
рованных к их стенкам. У трех средних цилиндров верхний край
отбортован наружу. На внутреннем цилиндре укреплена нажим-
ная шайба 5, воспринимающая нагрузку рессоры. Наружный ци-
линдр является основанием рессоры. Гибкость резиновых колец
возрастает от наружного к внутреннему кольцу. Для обеспечения
вулканизации резины к стали поверхность стальных цилиндров
рессоры покрывается слоем латуни гальваностегическим или галь-
ванотермическим способами.
Рессора (рис. 82, б) рассчитана на статическую нагрузку
5 т. При сжатии рессоры внутренняя цилиндрическая поверхность
каждого резинового кольца, привулканизированная к стальному
цилиндру, перемещается в осевом направлении по отношению к
внешней цилиндрической поверхности, привулканизированной
к другому стальному цилиндру. При этом происходит сдвиг слоев
резины, возрастающий по мере увеличения нагрузки. При малой
нагрузке в ее восприятии участвуют все четыре резиновые кольца
рессоры. По мере возрастания нагрузки и сжатия рессоры сдвиг
слоев внутреннего резинового кольца, имеющего наименьшую
площадь кольцевого сечения и, следовательно, наибольшую гиб-
кость, достигает такой величины, что нажимная шайба сядет на
отбортовку второго цилиндра и выключит кольцо из работы. По-
сле выключения первого кольца рессоры нагрузку будут воспри-
нимать оставшиеся три резиновые кольца. При дальнейшем воз-
растании нагрузки и соответствующем сжатии рессоры последо-
вательно выключаются второе, третье и, наконец, четвертое рези-
новое кольцо. Выключение четвертого кольца означает выключе-
ние всей рессоры. Гибкость рессоры составляет при четырех коль-
цах— 10 мм/т, при трех кольцах — 7 мм/т, при двух кольцах —
4 мм/т и при одном кольце — 2 мм/т. Общий прогиб рессоры от
начала приложения нагрузки до полного выключения равен
114 мм.
Кольцевые резиновые рессоры применяются преимущественно
в центральном рессорном подвешивании.
190
5 31. РАСЧЕТ РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ И РЕССОР
Определение эквивалентной гибкости рессорного подвешивания
при последовательно-параллельном соединении рессор
При последовательном соединении (рис. 83, а) на каждую из
рессор комплекта приходится одна и та же нагрузка Р. Если
жесткости отдельных рессор будут Жь Жг, Жз-., то их прогибы
определятся уравнениями:
f = f = р_. f = р_'
У1 утг > J 2 yjf » J 3 yf.
/Л 2 Z^8
Общий прогиб комплекта fK будет равен сумме частных про-
гибов:
УЛ/
С другой стороны:
УЛ#
где Гк и Жк — гибкость и жесткость рессорного комплекта.
Сравнивая эти выражения получаем:
= и (50>
Zn.к /К i
Следовательно, при последовательном соединении рессор гиб-
кость комплекта равна сумме гибкостей отдельных рессор, а об-
ратная величина жесткости комплекта — сумме обратных величин
жесткостей отдельных рессор.
Параллельную работу рессор в комплекте рассмотрим в пред-
положении, что все рессоры под действием нагрузки Р получают
одинаковый прогиб f (рис. 83, б). Если при этом жесткости от-
дельных рессор будут Жь Жг, Жз, то нагрузка между ними рас-
пределяется неравномерно. Нагрузка, воспринимаемая каждой из.
рессор, будет пропорциональна ее жесткости:
Л=/-^з.
Суммируя частные нагрузки, получим:
С другой стороны, для всего комплекта можно написать сле-
дующее соотношение между нагрузкой Р, жесткостью комплекта
Ж/<: и гибкостью комплекта Гк :
1 к
Сравнивая последние выражения, получим:
= 7-= 2-у- (50')
* к * I
191
Таким образом, при параллельном соединении рессор жест-
кость комплекта равна сумме жесткостей отдельных рессор, а ве-
личина, обратная гибкости комплекта,—сумме обратных величин
гибкостей отдельных рессор.
Рис. 83. к вычислению эквивалентной гибкости рессорных ком-
плектов:
а — последовательное соединение рессор в комплекте; б — параллельное
соединение рессор; в, г, д — смешанное соединение рессор; е — характери-
стика рессорного комплекта и работа комплекта при изменении нагрузки
в пределах Ру-Р^.
Вычисление жесткости и гибкости комплекта, состоящего из
последовательно-параллельного соединения . рессор производится
по формулам (50) и (50') •
Пример 1. Определить жесткость и гибкость рессорного комплекта
(рис. 83, в), если жесткость каждой из рессор первой ступени подвешивания
равна Ж1, а каждой из рессор второй ступени подвешивания — Жг.
Суммарную жесткость и гибкость рессор каждой из ступеней подвешива-
ния (параллельное соединение) определяем по формулам (50'):
1 1
Жхэ= У Ж, = 4ЖГ, Г1Э = —— = —— ;
1 /К1Э 'tzAl
4 1
Жзэ = ^Ж2 = 4Ж2-, Г3э = —~.
192
Общую гибкость и жесткость рессорного комплекта (последовательное со-
единение рессор) определяем по формуле (50).
К 13 + 23 4Ж1 + ,
Пример 2. Определить жесткость и гибкость рессорного комплекта
(рис. 83, г), если жесткость каждой из рессор первой ступени равна Жь
второй ступени — Ж2, нагрузка на рессоры первой ступени — Р2, на рессоры
второй ступени — Жесткость и гибкость комплекта отнести к точке нагру-
жения Рр
Прогибы рессорных комплектов первой и второй ступеней и суммарный
прогиб подвешивания будут равны:
Л Л _ р2 Л
/1=4~Ж\: /2=4^’ f,c==fl+f2= 4Ж1+~4Ж2‘
Гибкость и жесткость комплекта, отнесенные к нагрузке Рь будут:
= A=_L + ^._L=r2+^.
Л 4Ж2 л 4Жг л
к fr Р2
Ж1 + i\ Ж2
Пример 3. Определить жесткость и гибкость рессорного комплекта
(рис. 83, д), если жесткость каждой из рессор первой ступени подвешивания
равна Жь жесткость рессоры второй ступени — Ж2.
Нагрузка на каждую рессору первой ступени подвешивания будет:
Р
Р =-------
1 2 cos а ’
Прогиб рессоры под этой нагрузкой в направлении оси ОА:
Л Р
f = —- = ---------
1 Жг 2^! COS а
Вертикальная, составляющая этого прогиба, будет равна:
/1=Л =
Общий вертикальный прогиб подвески будет:
Р Р
fK =fl + fz =
Жесткость и гибкость комплекта рессор будет:
= А = 1 1 = ^2 + 2Жг
“ Р 2Ж1 + Ж2 2Ж! Ж2 ’
ж 1 _ 2^-Ж2
к Гк Ж2 + 2^! ‘
Таким образом, жесткость и гибкость комплекта в этом случае определя-
ются так, как будто бы рессоры первой ступени подвешивания работают па-
раллельно на осевую нагрузку Р.
13 Заказ 1372 1 93
Построение характеристик рессорного комплекта
Для построения характеристик рессорного комплекта нужно
иметь схему соединения рессор в комплекте и характеристики
каждой из рессор. При .этом характеристика комплекта P = F(f)
может быть построена:
а) аналитическим методом по уравнениям: P—^KK-f или
Р=-у-после предварительного определения гибкости Г к или
жесткости }Кк рессорного комплекта по формулам (50) и (50');
б) графическим методом. В этом случае на график наносятся
характеристики рессор, составляющих комплект, и все операции,
связанные с вычислением прогиба рессорного комплекта под на-
грузкой Р производятся графически.
Пример. Построить характеристики рессорного комплекта (рис. 83, г) по
условиям примера 2 (стр. 193), когда вторую ступень подвешивания состав-
ляют листовые рессоры трения, имеющие жесткость Ж2 (1 — ф), а первую сту-
пень подвешивания — пружины, имеющие жесткость Ж\.
Задачу сведем к построению характеристик подвешивания, составленного
из двух последовательно работающих рессор, имеющих жесткость соответст-
венно ЖАэ^ 4Ж1 и Ж2э = 4Ж2 (1 ± ф).
Характеристики этих рессор выражаются уравнениями: Р = Ж]Э и
Р = Ж,э -f. Предположим первая из них изображается прямой /, а вторая
прямыми II и III (рис. 83, е); II — характеристика нагружения и III харак-
теристика разгружения комплекта листовых рессор. Под нагрузкой Р2 рессоры
первой ступени получат прогиб, равный отрезку аб. В то же время под на-
грузкой Р\ люлечные рессоры получат при нагружении и разгружении про-
гибы, равные отрезкам вг и вд. Суммарный прогиб подвешивания будет равен:
при нагружении рессор — сумме отрезков аб + вг, при разгружении — сумме
отрезков аб + вд. Откладывая отрезки ее = аб + вг и eh = аб + вд' по линии
eh, отвечающей нагрузке Р\, получим точки е и h характеристики рессорного
комплекта, приведенной к нагрузке Р\. Проводя через эти точки прямые IV и
V, получим сами эти характеристики.
Определение максимальных ускорений надрессорного строения
по характеристикам рессорного подвешивания
Рассмотрим работу рессорного комплекта, характеристики ко-
торого даны на рис. 83, е, при колебаниях нагрузки Р в пределах
от до Р4 около среднего значения Р\.
Если бы характеристики IV и V являлись характеристиками
листовой рессоры трения, то при колебаниях нагрузки от Рз до Р4
режим работы такой рессоры в любой момент нагружения изо-
бражался бы точками контура А'АВВ'А'. Мы уже знаем, что в
этом случае колебания нагрузки в пределах, ограниченных пря-
мыми IV и V, воспринимаются рессорой жестко. Благодаря нали-
чию в комплекте пружин, работа подвески будет протекать по-
другому. Предположим, что комплект рессор нагружается по ха-
рактеристике IV до точки Л, после чего начинается разгрузка
комплекта. В этом случае в пределах изменения нагрузки между
194
характеристиками IV и V листовые рессоры не работают и про-
гиб комплекта изменяется только за счет наличия пружин. Про-
ведем из точки А прямую А—2, параллельно характеристике пру-
жины. Эта прямая и будет являться характеристикой комплекта
на этом участке разгружения. В точке 2 вступают в работу листо-
вые рессоры и при дальнейшей разгрузке комплекта до точки В'
прогиб рессор изменяется по характеристике V. При изменении в
точке В' нагрузки с убывающей на возрастающую листовые рес-
соры, ввиду наличия трения, опять выключаются и прогиб комп-
лекта изменяется по характеристике В'—1 пружин. В точке 1
вступают в работу листовые рессоры и при дальнейшем нагруже-
нии комплекта его прогиб растет по характеристике IV.
Таким образом, комплект, состоящий из листовых рессор и
пружин, воспринимает колебания нагрузки любой интенсивности.
При этом мелкие колебания нагрузки, не превышающие величи-
ны силы трения листовых рессор, воспринимаются только пружи-
нами и поэтому не гасятся, а колебания большой интенсивности
воспринимаются и пружинами и листовыми рессорами. Гашение
этих колебаний происходит за счет внутреннего трения листовых
рессор.
Как видно из рис. 83, е, жесткость комплекта при колебаниях
нагрузки на разных участках нагружения различна. За период
нагружения она меняется четыре раза: на участках 1—А и 2—В'
жесткость комплекта будет равна эквивалентной жесткости рес-
сор и пружин, а на участках В'—1 и А—2 — жесткости пружин.
При сокращении пределов колебания нагрузки Р точка 1 и
точка А перемещаются в направлении точки 4 и сливаются с по-
следней. Так же точка 2 и В' сливаются с точкой 3. В этот мо-
мент контур А2В'1А превращается в линию 3—4, представ-
ляющую собой отрезок характеристики пружины. При колебани-
ях нагрузки комплекта в пределах АР листовые рессоры выклю-
чены, эквивалентная жесткость комплекта невелика. Поэтому при
расчетах подвески следует вычислять величину вертикальных уско-
рений, которые будут получать надрессорное строение при этих
колебаниях. Ускорения не должны превышать допустимых по ус-
ловиям плавности хода подвижного состава.
Частота собственных колебаний надрессорного строения на
пружинах при выключенных листовых рессорах определяется
уравнением:
=i К? <5»
где жесткость комплекта пружин Ж следует выражать в кг!см
или т)см, а статическую нагрузку комплекта Рст—соответствен-
но в кг или т.
Максимальный размах колебаний надрессорного строения, при
которых комплект работает только за счет пружин, равен АД Вер-
13* 195
тикальное ускорение, получаемое кузовом при колебаниях, опре-
деляется из выражения:
аг = — ш2 = 4к2 — v2 =
1 2 2
= 314 • Д/ — ж/сек2, (51')
Рст
где Af выражается в м.
По условиям физиологического воздействия на организм чело-
века эти ускорения не должны превышать 0,76 н-1,2 м/сек2 при
мягких диванах и частоте v, не превышающей соответственно
8 3 гц.
Определение жесткости и гибкости рессорного подвешивания
по условиям устойчивости вагона от опрокидывания
и валкости кузова
Из изложенного выше следует, что по условиям комфорта-
бельности обслуживания пассажиров и динамического воздейст-
вия подвижного состава на путь, гибкость рессорного подвешива-
ния должна быть возможно большей. При этом повышается плав-
ность хода и уменьшаются ускорения колебательных движений
вагона. Однако, с увеличением гибкости рессор улучшается каче-
ство хода вагона только в вертикальной плоскости. При движе-
нии в кривой с ростом гибкости рессорного подвешивания возрас-
тает крен кузова и возникает боковая качка с большими амплиту-
дами. Поэтому гибкость рессорного подвешивания ограничивает-
ся по условиям устойчивости вагона от опрокидывания и валко-
сти кузова.
Устойчивость вагона от опрокидывания под действием боковых
сил при движении в кривой оценивают коэффициентом попереч-
ной устойчивости у\= представляющим собой отношение
**ст
разгрузки колеса Г7д, связанной с действием боковых сил при
движении вагона в кривой, к статической нагрузке 11ст колеса на
рельс. При Пд = Пст начинается опрокидывание вагона. Усло-
вием движения вагона в кривой без опрокидывания является не-
равенство Пд<^Пст или т] < 1. В расчетах практически прини-
мают т] < 0,2 0,25.
Величину Пд определяет момент Мн = Н (hc + боковой
силы Н относительно плоскости головок рельсов и момент
Mg = GK • А, связанный с креном кузова:
D
пд = н--------
~ ' [1 0гс
nQS L \
А
(52)
196
При этом получаем:
п т(лс+— ) + д
пст s
(52')
Для вагонов бестележечного исполнения величина Д смещения
центра тяжести кузова с вертикальной оси вагона при движении
в кривой определяется по формуле (24хх), для тележечных ваго-
нов с безлюлечным центральным подвешиванием — по формуле
(24"'), для вагонов на тележках с шарнирно-маятниковой люль-
кой— в результате решения системы уравнений (26х). При конст-
руктивном расчете из формулы (52х), задаваясь величиной коэф-
фициента поперечной устойчивости ц, определяется Д, а по вели-
чине Д — статический прогиб рессорного подвешивания fcm.
Пример 1. Определить допустимый по условиям опрокидывания статиче-
ский прогиб и гибкость рессорного подвешивания вагона РВЗ по следующим
данным: вес кузова с полной пассажирской нагрузкой = 19 т, расстояние
от центра тяжести кузова до середины рессор hcp = 1,2 м, расстояние от се-
редины рессор до оси колесной пары hco = 17,5 см, расстояние между сере-
динами опорных поверхностей рессор центрального подвешивания 1Л = 1,2 м,
диаметр колеса равен 700 мм, расчетная боковая сила Н — 0,15G^.
Задаваясь величиной коэффициента поперечной устойчивости т] = 0,25, из
формулы (52') найдем Д:
А = 1 • 5 — f + hc0
/ 700 \
= 0,25 • 1600 - 0,15 11200 + 175+ — ) = 141 мм.
Из формулы (24") определяем fcm:
12л
1200-’________
1200 ,
|5'-л- + '
Находим гибкость рессорного подвешивания;
г = f-cm- = — = 6,95 « 7 мм/т.
GK 19
Пример 2. Определить коэффициент поперечной устойчивости вагона
МТВ-82 по следующим данным: у = 0,12; hc = 150 см; D = 780 мм.
Смещение центра тяжести кузова вагона МТВ-32 при у = 0,12 подсчитано
в примере на стр. 122: Д = 11 см. По формуле (52') получаем:
/ D \ / 78 \
Т Л. + — +Д 0,12 150 ++ 11
k 7 V 7-------= 0,21.
fem —
4 • 1200
160
= 132 мм.
=
Помимо устойчивости от опрокидывания вагона, рессорное
подвешивание должно обеспечивать определенный запас устой-
чивости против валкости кузова. Валкостью называется неспособ-
ность кузова восстанавливать свое вертикальное положение после
197
бокового наклона. Условием устойчивости кузова против валко-
сти является неравенство:
12б
У
$ ь h
или —f=kB * hc ,
(53)
>hc
где: — коэффициент запаса устойчивости против валкости
кузова,
/' — приведенный прогиб рессорного подвешивания.
При одинарном рессорном подвешивании приведенный прогиб
равен статическому. В этом случае под 1б нужно понимать рас-
стояние между серединами опорных поверхностей рессор поперек
кузова. При двойном рессорном подвешивании:
/'=А + (^)2-Л, (53')
\ ''Л 1
где f6 и — статический прогиб буксовых и люлечных рес-
сор. Под 1б и 1Л в этом случае нужно понимать расстояния меж-
ду серединами опорных поверхностей буксовых и люлечных рес-
сор поперек тележки. При распределении статического прогиба
между ступенями двойного рессорного подвешивания обычно при-
нимают:
А = 0,3/™ и Л = 0,7fcm.
Пример 1. Определить запас устойчивости против валкости кузова ваго-
на РВЗ-6. Гибкость рессорного подвешивания вагона Г = 4,58 мм[т; вес кузо-
ва при полном заполнении пассажирами GK = 19 т.
Статический прогиб рессорного подвешивания вагона будет равен:
f = Г • GK = 4,58 • 19 = 87 мм.
По данным примера /, приведенного выше, имеем:
1Л = 1,2 м\ hcp = 1,2 м. По формуле (53) получаем:
1,22
/2
к = --------=--------—------=6,9
в Vcm^cp 2-0,087.1,2
Пример 2. Определить допустимый по условиям валкости кузова статиче-
ский прогиб и гибкость двойного рессорного подвешивания тележечного ва-
гона по следующим данным: 1$ — 188 см\ 1Л= 126 см\ hc = 150 см\
= 22 т.
По формуле (53) определяем допустимый приведенный статический прогиб
рессорного подвешивания, задаваясь кв = 3:
/2
1б
^в ’ hc
1882
2 • 3 * 150
= 39,3 см.
Примем f6 = ®t%,fcm и = При этом получим:
/'=/(?+(-^Ул = 0,ЗЛт+ . О,7/ст=/ст[о,3 + (-^У .0,7],
\ 1л / \ 1Л / L \ 1л 1 J
198
откуда определяется фактический статический прогиб рессорного подвешива-
ния вагона:
('1б\2 /188V
0,3 + 0,7 — 0,3+ — *0,7
\ / \ 126 /
/<5 = 0,3 fcm = 0,3 • 210 = 63 мм,
Л = 0,7 fcm = 0,7 • 210 = 147 мм.
Допустимая по условиям валкости кузова гибкость рессорного подвешива-
ния будет:
Г = --ст = _ 9 55 мм/т.
GK 22
Гибкость рессорного подвешивания пассажирских трамвайных вагонов по
ГОСТ 8802—58 должна быть не менее 5 мм/т. При такой гибкости статический
прогиб рессорного подвешивания двухосных вагонов колеблется в пределах
30 75 мм, а четырехосных — в пределах 80= 130 мм.
Выбор характеристик затухания рессорного подвешивания
Рессорное подвешивание вагона должно быть выбрано с та-
ким расчетом, чтобы полностью была исключена возможность
резонанса собственных и вынужденных колебаний надрессорного
строения. Условием резонанса колебаний является равенство пе-
риодов Тс и Тв — собственных колебаний надрессорного строения
и вынужденных колебаний возбуждающей силы: Тс= Тв. Если
путь, проходимый вагоном между импульсами возмущающей си-
лы, равен Z6, то период ее изменения при скорости вагона v бу-
дет равен:
Тв = • 3,6 сек,
V
где 1в — путь в я,
v —скорость в км I час.
Приравнивая Тс и Тв можно найти критическую скорость ва-
гона, отвечающую режиму резонанса:
' vK = = 3,6Ze • v (54)
‘ с
На загородных линиях и в черте города на обособленном по-
лотне при стыковом пути основным возбудителем вынужденных
колебаний трамвайных вагонов являются удары на рельсовых
стыках. При неблагоприятных обстоятельствах они могут вызвать
опасное раскачивание кузова на рессорах. На бесстыковом пути
в черте города на улицах общего пользования основным возбуди-
телем вынужденных колебаний являются лыски на колесах и
овальность бандажей. Принимая, например, lQ = л • D = 2,4 м и
\, = 1н-3 гц (частота собственных колебаний кузова на рессо-
рах), получим:
vK = 3,6/в • = 3,6 • 2,4 • Н -н 3) = 9 н- 26 км)час.
199
Принимая 1в =12 м (длина рельсового звена), при тех же
условиях получим:
vK =43 -ь 130 км!час.
Для исключения возможности резонанса собственных и вы-
нужденных колебаний надрессорного строения могут быть два
пути: увеличение жесткости подвески или соответствующий выбор
ее коэффициента относительного трения. Приемлемым является,
очевидно, только второй путь. Коэффициент относительного тре-
ния рессорного подвешивания выбирается из условия, чтобы ра-
бота сил внутреннего трения рессор за полупериод колебания
превышала работу возмущающей силы за то же время.
Работа сил трения за полупериод колебания определяется из
уравнения (см. формулу 47):
AT = ±- = <tPcm-h.
Работа возмущающей силы за полупериод колебания равна
приращению потенциальной энергии, получаемой рессорами при
сжатии на величину Л, где h — расстояние между низшей и выс-
шей точками положения колеса на рельсовом пути за период из-
менения возмущающей силы. При движении по стыковому пути Л
определяется как разность уровней оси колеса, находящегося на
стыке и в середине рельсового звена; при определении величины
возмущающей силы от лыски — как разница уровней колеса, ког-
да последнее стоит на лыске и вне лыски. В первом случае вели-
чина h в зависимости от состояния пути может составлять от 4
до 10 мм, во втором случае не превышает 1 н-2 мм.
При дополнительном сжатии рессор на величину h возмущаю-
щая сила изменяется от нуля до h -Ж, где Ж — жесткость рес-
сорного подвешивания. Потенциальная энергия сжатой пружины,
равная работе возмущающей силы, за полупериод колебания бу-
дет равна:
• 2 z 2
Из условия Ат > Ав получаем:
ср • Рстп • п > -—
откуда
Пример. Определить величину коэффициента относительного трения рес-
сорного подвешивания по условию гашения колебаний надрессорного строе-
ния вагона при движении по стыковому пути при h = 10 мм и fcm = 80 мм.
По формуле (55) получим:
200
Формула (55) определяет коэффициент относительного трения
всего рессорного подвешивания:
F3
где F3—приведенная сила трения всего рессорного подвешива-
ния;
Р — его статическая нагрузка.
уоб можно выразить через коэффициенты относительного тре-
ния отдельных рессор epi, <р2, исходя из того, что каждая из
рессор имеет силу трения:
Л = <Pi • Л; Л = ?2 • Л. • • •,
где Pi, Р2— нагрузки, приходящиеся на отдельные рессоры. При-
нимая, что F = F1 + F2 + /73, получим:
F± + F9 + • • Pi । Р<> /кс/\
= - 'Р-------= ?1^ + (?27- • • • <55>
Расчет листовых рессор и пружин
Расчет листовых рессор и пружин включает в себя определе-
ние напряжений в материале рессор и прогибов их под характер-
ными нагрузками кузова. Рессоры ходовых частей, поддерживаю-
щие кузов и подрессоренные массы тележки, воспринимают стати-
ческую нагрузку кузова с пассажирами, собственный вес подрес-
соренных частей ходовой части, а также добавочные вертикальные
нагрузки. Рессоры работают в условиях однозначного переменно-
го напряженного состояния и поэтому должны рассчитываться с
учетом явлений усталости. Однако практически прозводится толь-
ко расчет их на прочность по максимальным нагрузкам, а допу-
скаемые напряжения выбираются с учетом явлений усталости.
Напряжения в материале и прогибы рессор обычно вычисля-
ют для следующих характерных нагрузок:
1) от веса кузова без пассажиров (тара);
2) от веса кузова при заданном наполнении пассажирами.
3) от наихудшего сочетания расчетных нагрузок (максималь-
ная нагрузка);
4) от пробной нагрузки.
Пробной нагрузкой листовой рессоры называется нагрузка*
вызывающая полное распрямление ее листов. Пробной нагрузкой
пружины называется нагрузка, вызывающая полное сжатие пру-
жины до соприкосновения витков.
Максимальная нагрузка люлечных рессор определяется с уче-
том нагрузки от веса кузова с пассажирами, вертикальной дина-
мической нагрузки, связанной с ударами колес при движении по-
неровностям пути (обычно принимают /Сд=1,1); добавочной вер-
тикальной нагрузки от перераспределения веса кузова между хо-
201
довыми частями передней и задней стороны вагона при тормо-
жении; добавочной вертикальной нагрузки, связанной с действи-
ем боковых сил при движении вагона в кривой. За расчетный
режим работы вагона при расчете рессор на максимальные на-
грузки принимается обычно режим экстренного торможения ваго-
на в кривой. Наиболее нагруженными при этом являются люлеч-
ные и буксовые рессоры первой тележки.
При подсчете максимальных нагрузок буксовых рессор, кроме
перечисленных нагрузок, учитываются еще и кососимметричные
нагрузки. Определение величин всех этих нагрузок производится
по методике, изложенной в § 19.
Расчетная нагрузка Рр и расчетный прогиб fp для вновь
проектируемых рессор и пружин определяются по формулам:
рр = Р6р (1 + Кп)-, fp = fcm (1 + Кп\ (56)
где: Рбр—статическая нагрузка рессоры от веса кузова с пас-
сажирами при максимальном наполнении;
fcm — расчетный статический прогиб рессоры;
Кп > 0,7 — конструктивный запас прочности.
Расчетная нагрузка Рр обычно приравнивается пробной на-
грузке рессоры. Напряжения в материале рессор при пробной
нагрузке берутся равными допускаемым.
Напряжения в материале цилиндрических пружин, навитых из
прутка круглого сечения, определяются по формуле:
8PD
* V
тш3
(56')
где — коэффициент Чернышева, определяемый по формуле:
, , 1,252 , 0,876
или
где С =------индекс пружины.
d
Прогиб / пружины под нагрузкой Р определяется по форму-
ле (49).
При новом проектировании по формулам (57) и (49) опреде-
ляются конструктивные характеристики пружины: d, D и п. При
этом в формулы (57) и (49) вместо т, Р и f подставляются соот-
ветственно [т], Рр и fp. Кроме того, необходимо задаться величи-
ной индекса пружины. Обычно принимают С = 3,5-н8. Высота
пружины Нсв в свободном состоянии и при полном соприкосно-
вении витков (под пробным грузом)— Нсв определяются уравне-
ниями:
Нс, =fp + d(n + 1); Нп = d(tt + 1).
(57")
202
Угол навивки пружины, определяемый из уравнения
fn + drt
, не должен превышать 10°.
В тех случаях, когда в результате расчета пружины получает-
ся слишком большой диаметр прутка или витка, вместо одноряд-
ной пружины ставят эквивалентную ей двухрядную пружину.
Пружины комплекта двухрядной пружины в целях рационально-
го использования материала рассчитывают так, чтобы под на-
грузкой Р прогиб и напряжения в материале его пружин были
одинаковы и равны прогибу и напряжениям в материале эквива-
лентной однорядной пружины. Таким образом, можно записать
следующие условия эквивалентности однорядной и двухрядной
пружины:
Ро = Pl + Р2< fo - fl = Z>; т0 = = х2, (58)
где величины с индексами 1 и 2 относятся к наружной и внутрен-
ней пружинам комплекта двухрядной пружины, а величины с ин-
дексом 0 — к эквивалентной однорядной пружине.
Кроме того, можно определить и соотношение между диамет-
рами прутков пружин комплекта. Предусматривая между витка-
ми пружин радиальный зазор т, необходимый для того, чтобы
в процессе работы внутренняя пружина не терлась о наружную
(т = 3 -4- 5 мм), из рис. 81 получим:
Do Di dy d2
—=- = —-------- — m,----- ,
2 2 2 2
откуда, учитывая, что D\ = d\*C и D2 — d2'C, после преобразова-
ний получим:
d = (С-1)^-2/п
2 С 4- 1
Раскрывая уравнения (58) с использованием этих зависимо-
стей можно получить определенные соотношения между размера-
ми эквивалентных однорядной и двухрядной пружин.
Например, при С = 4,5 и т = 3 будем иметь*: di = 0,845^ + 0,5;
£>1=0,8450 + 2,2; d2 = 0,536d—0,8; О2 = 0,536 0—3,5.
Напряжения в пружинах комплекта двухрядной пружины, а
также эквивалентная жесткость комплекта Ж=Ж1 + Ж2 равна на-
пряжениям и жесткости однорядной пружины. Жесткости Ж\ и Ж2
внутренней и наружной пружины комплекта вычисляются по фор-
муле (49). Прогиб двухрядной пружины определяется формулой:
/=< <58'>
/Л
Для обеспечения устойчивости пружины из прутка круглого се-
чения, кроме оттяжки концов, должно быть обеспечено определен-
* Технический справочник железнодорожника, том 6, стр. 743.
203
ное соотношение между высотой Нсв пружины в ненагруженном
состоянии и ее средним диаметром D:
< 3,5. (58")
Напряжения в материале листовых рессор определяются по
формуле:
3PL
а =--------------------кг!см2,
2 (тп + п) • b • s2Z
(59)
а прогибы по формулам (42).
По этим же формулам производится и расчет листовых рессор
при новом проектировании.
Расчет резиновых рессор
Резина хорошо работает на сжатие и срез и плохо на растяже-
ние. Поэтому резиновые рессоры проектируются как рессоры сжа-
тия, рессоры сдвига или рессоры сжатия-сдвига. Рассмотрим поря-
док расчета элемента кольцевой рессоры сжатия-сдвига, изобра-
женного на рис. 84, а.
Под действием нагрузки Р элемент рессоры получает верти-
кальный прогиб Д который складывается из двух деформаций рес-
соры: деформации сжатия на величину /а и деформации сдвига
на величину причем:
fa = f • sin а; /т = f • cos а, (60)
где а — угол, образуемый опорными поверхностями кольца с на-
правлением действия силы Р. Силы, вызывающие эти деформации,
определяются уравнениями:
Ра = Р • Sin а; Рх = Р • cos а. (60х)
При условии, что относительная деформация резины при сжа-
Л А
тии е= — , где Н — толщина кольца и при сдвиге у= — не пре-
н н
вышают соответственно 20 и 35%, можно принять линейную за-
висимость между соответствующими напряжениями и относитель-
ной деформацией:
a = s.£=A£HX = T.G=A.G’) (60")
где Е и G — модули упругости резины соответственно при сжатии
и сдвиге.
Кроме того, напряжения пит могут быть выражены уравне-
ниями:
а = и т = -у , (60'")
204
Рис. 84. К расчету резиновых рессор:
а — элемент кольцевой рессоры сжатия-сдвига; 6 — элемент кольцевой рес-
соры сдвига; в — элемент кольцевой рессоры сжатия; г — график для опре-
деления статического модуля упругости резины при сжатии Е в функции
коэффициента формы амортизатора Ф и твердости по Шору — h
205
где F = л • d • В.— площадь поперечного сечения кольца.- Плоскость
сечения F перпендикулярна к направлению силы Р« и параллельна
направлению силы Р- . Сравнивая уравнения 60—60z,/, можно по-
лучить следующие выражения для сил ft и :
(6O1V)
п 11
Из геометрических соотношений (см. рис. 84, а) и в соответ-
ствии с выведенными уравнениями зависимость между нагрузкой
рессоры Р, с одной стороны, и ее геометрическими и упругими
характеристиками, с другой стороны, может быть выражена
уравнением:
F • Е FE
Р = Ра • sin а + • cos а = ------- • sin а ------- /х • cos а =
н н
FE FG
= ---(/ • Sin а) sin а --(/ • cos а) cos а =
Н Н
= f — (Е sin2a + G • cos2 a) (60v >
H
Из уравнения (60v) непосредственно находим жесткость эле-
мента кольцевой рессоры:
= — = — (£ • sin2 а + G • cos2 a). (60VI>
/ н
Статический модуль сдвига резины зависит от ее твердости /г,
измеряемой в соответствии с ГОСТ 263—53 (твердость по Шору)
и определяется по формуле:
о = (60VII>
Статический модуль упругости сжатия Е в отличие от модуля
сдвига G зависит не только от твердости резины Л, но и от так на-
FH
зываемого коэффициента формы амортизатора ф = ~~, представ-
ке
ляющего собой отношение площади опорной поверхности ft, вос-
принимающей нагрузку, к площади свободной боковой поверхно-
сти Fc (поверхности выпучивания). Для рассматриваемого элемен-
та кольцевой рессоры FH = л • d • В и ft в =2- л- d- Я, поэтому в этом
случае:
ф = — = ~'d'B = В_ ' (60vlll>
Fc 2к • d • Н 1Н
График для определения статического модуля упругости рези-
ны по величине коэффициента формы амортизатора для разных
значений твердости h приведен на рис. 84, е.
Принимая в полученных уравнениях а = 0 и а = 90°, получаем
уравнения для расчета соответственно кольцевой рессоры сдвига
и кольцевой рессоры сжатия.
206
Для кольцевой рессоры сдвига, полагая а = 0, получаем
(рис. 84, б):
£1 Г
где F=t-d-B-P=—-f,
- F' °. • ф — d - В _ В_ (60iX> Н ’ Fc d • Н 2Н ' v Л
Для кольцевой (рис. 84, в): рессоры сжатия, полагая а = 90°, получаем
f = Р=Ра. а = 1^ ,Е=Р> (60* >
£1 Г-
Пример. Определить жесткость к напряжение в материале кольцевой рес-
соры (рис. 84, а) по следующим данным: внешний диаметр кольца Dx —
= 336 мм, внутренний диаметр кольца D2 = 254 мм, высота кольца Н = 41 мм,.
твердость резины по Шору h = 55, число последовательно включенных колец
п = 7.
Рассматриваемая рессора является рессорой сжатия. Для одного резино-
вого кольца такой рессоры получаем:
Площадь нагружения F н\
FH = к • d • В
. D1~D2 =3,14Х
33,6 + 25,4 33,6-25,4 _
X-----------• ------------= 380 см2.
Коэффициент формы:
В Dx — Do 33,6 — 25,4
Ф = — = —1-------- = — -------— = 0,5.
2Н 2-2Н 2-2- 4,1
По рис. 84, г, при Ф = 0,5 и h =« 55 получаем Е = 63 кг/см2.
Жесткость кольца буДет:
F . Е 380-63
Жо =-------=-----—— = 5850 кг! см.
Н 4,1
Жесткость и гибкость комплекта из 7 колец будут:
1
Гк = Жк
5850
----—-------= 83о кг см;
п 1
—— 0,0012 см!кг = 12 мм!т.
835 ' '
Глава VIII
ХОДОВЫЕ ЧАСТИ ДВУХОСНЫХ ВАГОНОВ
§ 32. ИСПОЛНЕНИЕ ХОДОВЫХ ЧАСТЕЙ БЕСТЕЛЕЖЕЧНЫХ ВАГОНОВ
Ходовые части трамвайных двухосных бестележечных ваго-
нов состоят из колесных пар, осевых букс с подшипниками, бук-
совых лап.
Для направления колесных пар, определения положения осей
колесных пар относительно рамы вагона, воспринятия колесными
парами от кузова горизонтальных сил, а также для передачи от
колесных пар кузову силы тяги (на моторных вагонах), к раме
вагона крепятся четыре буксовых лапы, по две с каждой стороны
вагона.
Буксовые лапы ограничивают перемещение колесной пары
вдоль и поперек вагона и в то же время обеспечивают вертикаль-
ные перемещения рамы вагона относительно оси колесной пары.
Применяются буксовые лапы стальные литые, штампованные и
кованые (рис. 85).
Для обеспечения жесткости в направлении поперек вагона
буксовые лапы, показанные на рис. 85, а имеют ребра жестко-
сти, а буксовые лапы, показанные на рис. 85, в — упорные
кронштейны.
К буксовым лапам крепятся буксовые направляющие (лица),
между которыми помещаются осевые наружные буксы.
Пазы букс и буксовые направляющие (лица) смазываются
солидолом (ГОСТ 1033—51).
Изображенные на рис. 85, а буксовые лапы не имеют в своей
нижней части струнки, так как представляют собой достаточно
жесткую конструкцию. Буксовые лапы других типов имеют струн-
ку (см. рис. 85, б и рис. 85, г).
Нагрузка от веса кузова вагона и пассажиров воспринимается
колесными парами посредством рессорного подвешивания.
На двухосных пассажирских бестележечных вагонах применя-
ется двойное рессорное подвешивание, состоящие из четырех
надбуксовых листовых полуэллиптических рессор, восьми цилин-
208
дрических пружин, шпинтонов, серег и других, соединяющих их
деталей (рис. 86).
На бестележечных вагонах со свободными осями колесных
пар, для обеспечения продольных и поперечных перемещений над-
буксовых рессор, серьги рессорного подвешивания выполняются
в виде продолговатых колец из круглой стали (см. рис. 86).
Серьги рессорного подвешивания на бестележечных вагонах
со свободными осями располагаются наклонно. Благодаря на-
Рис. 85. Буксовые лапы трамвайных двухосных бестележечных вагонов:
а — буксовая лапа стальная литая двухосных моторных и прицепных вагонов КТМ-1
и КТП-1; б — буксовая лапа стальная штампованная, двухосного прицепного вагона
М и С; в — буксовая лапа стальная кованая с упорными кронштейнами двухосного
прицепного вагона ПС; г — буксовая лапа стальная кованая двухосного прицепного
вагона.
клонному расположению серег, рессорное подвешивание, при от-
клонении надбуксовой рессоры из среднего положения, развивает
возвращающую силу, т. е. возвращает надбуксовую рессору и
буксу и, следовательно, колесную пару в среднее положение, как
только прекратится действие силы, отклоняющей колесную пару
из среднего положения (после выхода вагона из кривого участка
пути на прямой путь).
При жесткой базе бестележечного вагона и, седовательно, при
отсутствии значительных продольных и поперечных перемещений
рессоры, серьги рессорного подвешивания выполняются из поло-
совой стали с двумя отверстиями и надеваются своими отверстия-
ми непосредственно на валики, соединяющие их с рессорами и
шпинтонами.
Шпинтоны в кронштейнах устанавливаются наклонно, под уг-
лом от 15 до 45° к вертикали.
14 Заказ 1372 209
to
о
Рис. 86. Ходовые части бестележечного вагона КТМ-1:
/ — рессора листовая полуэллиптическая; 2— лапа буксовая; 3 — буковая направляющая; 4 — букса осевая наружная; 5 — валик; 6 — ро-
лик; 7 —серьга; 8 — шпинтон; 9 — гайка шпинтона; 10 — контргайка шпинтона; //—шайба сферическая; 12 — шайба нижняя; /3 — пру-
жина цилиндрическая; 14 — шайба верхняя; /5 — кронштейн; 16 — гайка валика; /7 — прокладка резиновая; 18 — колесная пара.
Такое расположение шпинтонов обеспечивает при регулиров-
ке рессорного подвешивания меньшие изменения угла наклона
серег, чем при вертикальном расположении шпинтонов.
Наиболее распространенными бестележечными вагонами яв-
ляются вагоны КТМ-1 и КТП-1.
На рис. 86 избражен узел ходовой части вагона КТМ-1.
Колесные пары вагона КТМ-1 имеют жесткие колеса и ось с
наружными шейками для подшипника трения скольжения.
На осевые буксы хомутом опираются надбуксовые одиннадца-
тилистовые рессоры. Для снижения шума, возникающего при дви-
жении колесной пары по рельсовому пути, между хомутом рессо-
ры и гнездом в корпусе буксы ставится резиновая прокладка.
К раме вагона заклепками прикреплены четыре буксовых ла-
пы. К буксовым лапам прикреплены буксовые направляющие,
между которыми помещаются осевые наружные буксы.
Кузов вагона посредством восьми кронштейнов, прикреплен-
ных болтами к раме вагона, опирается на цилиндрические пру-
жины. В отверстия кронштейнов вложены шпинтоны. Между
кронштейнами и пружинами помещены верхние цилиндрические
шайбы. Цилиндрические пружины при помощи нижних цилинд-
рических и сферических шайб, шпинтонов с гайкой и контргайкой,
и серег подвешиваются к ушкам коренного листа надбуксовых
рессор.
Для соединения шпинтонов с серьгами и серег с листовой по-
луэллиптической рессорой в отверстия ушков шпинтонов и корен-
ного листа рессоры вставляются валики, на которые надеваются
ролики с желобом для серьги.
§ 33. ОДНООСНЫЕ И ДВУХОСНЫЕ ТЕЛЕЖКИ
Одноосные поворотные тележки
На рис. 87 показан общий вид одноосной поворотной тележки
вагона БФ. Тележка состоит из рамы, колесной пары, осевых
букс с подшипниками, надбуксового рессорного подвешивания,
кузовного рессорного подвешивания, опор для кузова и пружин-
ного останова.
На тележке подвешивается тяговый двигатель типа ДМ-1А.
Тележка оборудована механическим колесно-колодочным тормо-
зом с двухсторонним нажатием колодок каждого колеса.
Тележки друг с другом не связаны и каждая из них при вхо-
де вагона в кривую • поворачивается самостоятельно относительно
кузова.
Рама тележки состоит из двух продольных балок, (боковин),
соединенных заклепками с передними и задними поперечными
балками при помощи угловых коробок.
Продольные балки (боковины) рамы тележки и угловые ко-
робки отливаются из углеродистой стали марки 25Л. Передние
и задние изогнутые поперечные балки рамы тележки выполнены
14* 211
3 4 5 6 8
Рис. 87. Общий вид одноосной поворотной тележки вагона БФ:
/ — эксцентриковая опора кузова; 2 — пружина цилиндрическая эксцентри-
ковой опоры кузова; 3— рама тележки; 4 — колесная пара; 5 — букса осе-
вая наружная; 6 — надбуксовое рессорное подвешивание; 7 — кожух над-
колесный; в —тяговый двигатель типа ДМ-1А; 9 — пятниковая опора ку-
зова; 10 — рессора листовая полуэллиптическая пятниковой опоры кузова;
// — угольник останова; /2 — направляющая останова; 13 — шпинтон остано-
ва; 14 — пружина останова.
212
из швеллера. Каждая продольная балка-боковина имеет лапы с
буксовыми направляющими (лицами), между которыми помеща-
ются осевые наружные буксы. Лапы каждой продольной балки
связаны между собой при помощи струнки.
Между задними поперечными балками, в проеме, располагает’
ся коробка подпятника.
На передних угловых коробках рамы тележки установлены
плиты и гнезда для эксцентриковых опор кузова.
К передним поперечным балкам рамы тележки крепится пру-
жинный останов тележки.
К задним угловым коробкам рамы тележки прикреплены крон-
штейны для подвески тягового двигателя.
К продольным балкам рамы тележки прикреплены надколес-
ные кожухи.
Колесные пары тележек вагона БФ имеют жесткие колеса и
ось с наружными шейками.
Осевые наружные буксы с подшипником трения скольжения
имеют торцовый вкладыш.
Надбуксовое рессорное подвешивание каждой одноосной по-
воротной тележки состоит из двух десятилистовых полуэллипти-
ческих рессор, четырех цилиндрических пружин, шпинтонов и
шайб.
Кузов вагона БФ опирается на каждую одноосную поворот-
ную тележку в трех точках — на пятниковой опоре и на двух экс-
центриковых опорах.
Пятниковая опора кузова на тележке состоит из шарового
пятника, укрепленного на раме вагона и подпятника, опирающе-
гося нижней плоскостью на листовую полуэллиптическую рессо-
ру, подвешенную на двух шпинтонах к задним поперечным бал-
кам рамы тележки.
Поворот тележки относительно кузова при движении вагона
по кривым участкам пути происходит вокруг пятника.
Для устранения сдвига шарового пятника с подпятника на
шаровой пятник надевается кольцо — полушария из двух половин.
Опорные поверхности пятника и подпятника смазываются осе-
вым маслом.
Эксцентриковые опоры одноосных поворотных тележек обес-
печивают поперечное перемещение передней стороны каждой те-
лежки по дуге окружности радиуса 1840,5 ±3 мм при повороте
тележки около пятника на угол до 5° от среднего положения.
Каждая эксцентриковая опора состоит из двух частей — подушек,
вдвигающихся одна в другую. На среднюю часть каждой эксцен-
триковой опоры, между подушками надета цилиндрическая пру-
жина.
Эксцентриковые опоры отливаются из углеродистой стали мар-
ки 25Л, устанавливаются в гнездах, имеющихся на раме тележ-
ки, и опираются на стальные цементованные и закаленные плиты.
Кузов вагона опирается на эксцентриковые опоры также по-
средством стальных плит и гнезд.
213
Верхняя и нижняя поверхности катания эксцентриковых опор
представляют собой каждая две цилиндрические поверхности
радиусом 160 мм, между которыми находится плоская поверх-
ность шириной 50 мм.
Поверхность катания эксцентриковых опор и скользящие по-
верхности, которыми сопрягаются их верхняя и нижняя полови-
ны, смазываются солидолом.
На эксцентриковые опоры и их гнезда для предохранения от
загрязнения надеваются гофрированные брезентовые чехлы.
При движении вагона по прямому пути эксцентриковые опоры
занимают вертикальное положение. При входе вагона в кривую
каждая тележка под действием усилия, возникающего между ре-
бордой колеса и губкой внутреннего рельса, поворачивается око-
ло пятника и в двух других точках перекатывается на эксцентри-
ковых опорах по плитам.
При входе вагона на прямой путь после кривой тележки воз-
вращаются в первоначальное положение благодаря эксцентрично-
сти поверхности эксцентриковых опор и под действием пружин-
ного останова тележки.
Пружинный останов состоит из двух угольников, приклепан-
ных к передним поперечным балкам рамы тележки, коробки с
направляющими, приклепанной к раме вагона, двух шпинтонов
и пружины.
При отклонении тележки в сторону от среднего положения со-
ответствующий угольник перемещает прилегающую к нему голов-
ку шпинтона и сжимает пружину. При выходе вагона из кривого
участка на прямой участок пути пружина, разжимаясь, заставля-
ет тележку вернуться в среднее положение.
Двухосные тележки
На рис. 88 показан общий вид двухосной тележки вагона МС.
Двухосная тележка вагона МС состоит из рамы, колесных
пар, осевых букс с подшипниками, надбуксового рессорного под-
вешивания, 'кузовного рессорного подвешивания и направителей
кузова.
На тележке вагонов МС устанавливаются тяговые двигатели
типа ДТИ-60 или ПТ-35 и пневматический осевой компрессор.
Тяговые двигатели имеют осевое подвешивание.
Тележка вагона МС имеет колесно-колодочный тормоз с двух-
сторонним нажатием колодок каждого колеса.
База тележки вагона МС жесткая, т. е. суммарный зазор меж-
ду пазами букс и буксовыми направляющими (лицами), вдоль и
поперек тележки, находится в пределах от 2 до 6 мм (для каж-
дого направления).
Рама тележки (рис. 89) состоит из двух боковин, двух средних
поперечных балок, двух промежуточных поперечных балок, двух
концевых поперечных балок, двух нижних поперечных балок и
двух продольных балок. Боковины связаны между собой попереч-
214
Рис. 88. Общий вид двухосной тележки вагона МС:
/ — рама тележки; 2 — букса осевая наружная; 3 — рессора листовая полуэллиптическая надбуксового рессорного подвешивания; 4 — серь-
га надбуксовой рессоры; 6 — шпинтон; 6 — пружина цилиндрическая кузовного рессорного подвешивания; 7 — колесно-колодочный тормоз;
8 — колесная пара; 9 — направитель кузова нижний; 10— серьга кузовной полуэллиптической рессоры; // — рессора полуэллиптическая
qJ кузовного рессорного подвешивания; 12 — тяговый двигатель типа ДТИ-60; 13 — осевой компрессор.
ними балками, а средние поперечные балки связаны между со-
бой продольными балками.
Детали рамы тележки имеют между собой заклепочные сое-
динения. Места соединений деталей рамы тележки усилены на-
кладками, уголками и косынками. Боковины, поперечные балки,
накладки, уголки и косынки рамы тележки изготовлены из стали
марки Ст. 3.
Рис. 89. Рама тележки вагона МС:
/ — боковина рамы тележки; 2 — направитель кузова нижний; 3 — кронштейн для крепле-
ния струнки; -/ — струнка; 5 — кронштейн надбуксового рессорного подвешивания; 6 — бал-
ка поперечная нижняя; 7 — буксовые направляющие (лица); 8 — воротник боковины;
9 — балка поперечная концевая; 10 — балка поперечная промежуточная; 11 — кронштейн
подвески двигателя; 12 — балка продольная; 13— балка поперечная средняя; 14— крон-
штейн подвески осевого компрессора; 15 — кронштейн подвески узлов колесно-колодочного
тормоза; 16 — поддон для цилиндрической пружины; 17 — планка-основание для полуэл-
липтической рессоры; 18 — косынка верхняя угловая.
Боковины рамы тележки — штампованные из стального листа
толщиной 10 мм. Они имеют коробчатое поперечное сечение. Каж-
дая боковина имеет два буксовых выреза, в которых помещают-
ся осевые наружные буксы.
Кроме буксовых вырезов, боковина имеет четыре окна: край-
ние для обеспечения доступа к узлам колесно-колодочного тормо-
за и средние — для снижения веса рамы.
В местах буксовых вырезов боковина усилена воротниками,
прикрепленными к ней с внутренней стороны.
216
С обеих сторон каждого буксового выреза к боковине при-
креплены болтами буксовые направляющие.
Внизу каждого буксового выреза установлена струнка. Для
крепления струнки к боковине с обеих сторон каждого буксового
выреза приварены кронштейны.
Средние поперечные балки и продольные балки рамы тележ-
ки выполнены из швеллера № 12. Промежуточные поперечные
балки выполнены из двух уголков размером 90X90X8 мм, свя-
занных между собой планками. Концевые поперечные и нижние
поперечные балки выполнены из швеллера № 10.
К боковинам рамы тележки с внутренней стороны прикрепле-
ны кронштейны для подвески узлов колесно-колодочного тормоза
и с наружной стороны — кронштейны для надбуксового рессорно-
го подвешивания.
К средним поперечным балкам рамы тележки приварены и
прикреплены кронштейны для подвески тяговых двигателей, осе-
вого компрессора и узлов колесно-колодочного тормоза.
По углам рамы тележки на верхних угловых косынках, сое-
диняющих боковины с концевыми поперечными балками, установ-
лены планки, являющиеся опорой для полуэллиптических рессор
кузовного рессорного подвешивания.
В местах сопряжения боковин с промежуточными поперечны-
ми балками верхние угловые косынки, прикрепленные к бокови-
нам, образуют основание для установки нижних направителей
кузова.
В средней части рамы тележки на верхних горизонтальных
полках боковин установлены поддоны для цилиндрических пру-
жин кузовного рессорного подвешивания.
Колесные пары тележки вагона МС имеют жесткие колеса и
ось с наружными шейками.
На тележке установлены осевые наружные буксы с подшип-
ником трения скольжения.
Буксы своими пазами соприкасаются с буксовыми направляю-
щими (лицами), укрепленными на раме тележки.
Буксовые пазы и рабочая поверхность буксовых направляю-
щих смазываются солидолом.
Надбуксовое рессорное подвешивание тележки вагона типа
МС (см. рис. 88) состоит из четырех восьмилистовых полуэллип-
тических рессор, опирающихся своими хомутами на осевые на-
ружные буксы, соединенных серьгами и шпинтонами с кронштей-
нами, установленными на раме тележки.
Полуэллиптические рессоры имеют незамкнутые ушки, а
шпинтоны имеют головку в виде крюка, что позволяет соединят!
их серьгой без применения валиков.
На стержне шпинтона имеется резьба, на которыю наверты
вается гайка.
Посредством шпинтонов регулируется положение тележки по*
высоте относительного уровня головок рельсов.
217
Рессорное подвешивание кузова вагона МС на тележке со-
стоит из четырех девятилистовых полуэллиптических рессор, рас-
положенных по углам рамы тележки, соединенных серьгами с
кронштейнами, укрепленными на раме вагона и четырех цилин-
дрических пружин, расположенных в поддонах над боковинами
в средней части тележки.
Связь кузова с тележкой на вагонах МС, кроме рессор, осу-
ществляется еще посредством четырех пар направителей кузова.
Направители кузова воспринимают горизонтальные силы, воз-
никающие при пуске, торможении и движении вагона по кривым
участкам пути, и силу тяги.
Каждая пара направителей кузова состоит из нижней и верх-
ней части. Нижняя часть направителя кузова, установленная на
раме тележки, имеет коробчатое сечение, а верхняя — прямо-
угольное сечение.
Суммарный зазор между рабочими поверхностями нижней и
верхней части направителя должен быть от 2 до 8 мм.
Нижние и верхние части направителя кузова образуют под-
вижное соединение тележки с рамой вагона. Они обеспечивают
перемещение кузова относительно тележки в вертикальном на-
правлении на величину прогиба рессор кузовного рессорного под-
вешивания и ограничивают продольное и поперечное перемеще-
ние кузова относительно тележки.
Рабочие поверхности направителей кузова смазываются соли-
долом.
Глава IX
ХОДОВЫЕ ЧАСТИ ЧЕТЫРЕХОСНЫХ ВАГОНОВ
§ 34. ДВУХОСНЫЕ ПОВОРОТНЫЕ БЕЗБАЛАНСИРНЫЕ ТЕЛЕЖКИ
Двухосные поворотные безбалансирные тележки типов 2ДСа
и 2ДС6 применены на вагонах МТВ-82 и КМ.
На тележках типа 2ДСа установлены тяговые двигатели типа
ДТИ-60, имеющие рамно-осевое подвешивание. Осевые наруж-
ные буксы тележек типа 2ДСа имеют подшипники трения сколь-
жения.
В отличие от тележек типа 2ДСа на тележках типа 2ДС6
применено рамное подвешивание тяговых двигателей. Осевые
наружные буксы тележек 2ДС6 имеют роликовые подшипники.
На рис. 90 показан общий вид двухосной поворотной безбалан-
сирной тележки типа 2ДС6.
Тележка типа 2ДС6 состоит из рамы, колесных пар, осевых
букс с подшипниками, надбуксового рессорного подвешивания,
центрального рессорного подвешивания, опоры для кузова и
шкворневого соединения. Тележка имеет ограничители поворота.
На тележке установлены тяговые двигатели типа ДК-255.
Каждый тяговый двигатель посредством карданного вала соеди-
нен с одноступенчатым редуктором.
Для избежания появления электрокоррозии на роликах под-
шипников наружных осевых букс непосредственно на ось колес-
ной пары тележки установлено заземляющее устройство.
Тележки 2ДС6 и 2ДСа имеют колесно-колодочный тормоз
с нажатием колодок с одной стороны колеса.
Рама тележки состоит из двух боковин (рис. 91) и двух по-
перечных балок полого замкнутого сечения, соединенных между
собой при помощи сварки. Места соединений деталей рамы уси-
лены косынками. Боковины, поперечные балки, косынки изготов-
лены из стали марки Ст. 3.
Боковины рамы тележки имеют переменное по ширине сече-
ние. Они сварены из двух швеллеров № 16 и усилены накладка-
ми толщиной 10 мм. Поперечные балки сварены из двух швелле-
ров № 20 и усилены по концам с нижней стороны накладками
толщиной 16 жж.
2i9
К боковинам рамы тележки приварены литые буксовые лапы
из стали марки 20Л. На каждой боковине имеется четыре бук-
совых лапы: две крайних и две средних.
Рис. 90. Общий вид двухосной безбаланси'рной тележки типа 2ДС6:
/— рама тележки; 2— тяговый двигатель; 3 — карданный вал; 4 — односту-
пенчатый редуктор; 5 — колесная пара; 6 — подпятник; 7 — колесно-колодоч-
ный тормоз; 8 — балка шкворневая; 9 — балансир осевой наружной буксы;
10 — рессора эллиптическая центрального люлечного рессорного подвешива-
ния; // — нижняя люлечная балка; 12 — букса осевая наружная; 13— пру-
жина цилиндрическая надбуксового рессорного подвешивания; 14 — зазем-
ляющие устройства; 15 — ограничитель поворота тележки.
К буксовым лапам привариваются стальные цементированные
и закаленные буксовые направляющие (лица). Между буксовы-
ми направляющими (лицами) помещаются осевые наружные
буксы.
Каждая буксовая лапа имеет опорную чашку для цилиндри-
ческой пружины надбуксового рессорного подвешивания. Кроме
220
того, крайние буксовые лапы имеют концевые кронштейны для
поперечных траверс подвешивания тяговых двигателей.
К верхней плоскости боковины приварены уголки для оттор-
маживающих пружин тормозной траверсы. К нижней поверхно-
Рис. 91. Рама тележки типа 2-ДСб:
1 — буксовые лапы; 2—опорная скоба; 3— упор для колодочных башмаков;
4 — боковина; 5 — уголок для оттормаживающей пружины тормозной траверсы;
6 — буксовые направляющие (лица); 7 — кронштейн крепления поперечной тра-
версы для подвешивания тягового двигателя; 8 — кронштейн подвески редук-
тора; 9 — поперечные балки; 10 — ушки для установки верхней траверсы под-
вески двигателя; 11 — кронштейны для подвески узлов колесно-колодочного тор-
моза; 12 — упор для ограничения поворота тележки вокруг оси при сходе ва-
гона с рельсов; 13 — кронштейны для серег подвешивания тормозной траверсы.
сти боковин приварены опорные скобы для транспортировки ва-
гона при поломке оси колесной пары. С внутренней стороны бо-
ковин приварены кронштейны для подвески узлов колесно-коло-
дочного тормоза.
К опорным скобам приварены упоры для башмаков, ограни-
чивающие возможность смещения тормозных колодок с поверхно-
221
сти катания бандажей. На наружной вертикальной стенке каж-
дой боковины приварены упоры для ограничения поворота тележ-
ки вокруг оси шкворня при сходе вагона с рельсов. При повороте
на предельный угол тележка своими упорами упирается в Т-об-
разные кованые упоры, установленные на раме вагона.
К вертикальным наружным стенкам поперечных балок прива-
рены ушки установки верхних траверс подвешивания тяговых
двигателей и кронштейны для подвешивания редукторов. На од-
ной поперечной балке привариваются кронштейны для серьги
подвешивания тормозной траверсы. Кронштейны подвешивания
редукторов отлиты из углеродистой стали марки 20Л.
Колесные пары тележки 2ДС6 (см. рис. 90) имеют жесткие
колеса.
Надбуксовое рессорное подвешивание тележки типа 2ДС6 со-
стоит из восьми цилиндрических пружин.
Рама тележки опирается посредством цилиндрических пружин
на осевые наружные буксы, а осевые буксы передают нагрузку
посредством подшипников на шейки осей колесных пар. Под пру-
жины подложены стальные шайбы с направляющими стаканами,
под которыми стоят резиновые прокладки для поглощения шума
во время движения вагона.
Центральное рессорное подвешивание кузова вагона МТВ-82
на тележках — люлечное.
Люлечное рессорное подвешивание (рис. 92) состоит из ниж-
ней люлечной балки, шарнирно-подвешенной к поперечным бал-
кам рамы тележки на четырех подвесках, двух двухрядных
эллиптических рессор и шкворневой балки.
Нижняя люлечная балка выполнена из двух швеллеров № 10,
к концам которых приварены кованые подрессорные балки.
Подрессорные балки имеют в средней части гнезда для рес-
сорных хомутов, а по концам цапфы для подвешивания на под-
весках. Подвески расположены наклонно.
Нижняя люлечная балка имеет возможность перемещаться на
подвесках в поперечном направлении относительно рамы тележки.
На нижней люлечной балке, в гнездах подрессорных балок,
устанавливается с каждой стороны по одной двухрядной эллипти-
ческой рессоре.
Между поперечными балками рамы тележки помещается
шкворневая балка. Шкворневая балка тележки выполнена из двух
стальных полос, верхней и нижней, соединенных сваркой и двумя
вертикальными ребрами. Верхняя и нижняя полосы, в средней
части, около отверстия для шкворня, усилены накладками.
Шкворневой балке придается форма бруса равного сопротив-
ления, определяемая условиями нагрузки на балку.
По концам шкворневой балки с нижней ее стороны привари-
ваются гнезда, которыми они опираются на эллиптические рессоры.
Возможность качания люльки поперек тележки обеспечивается
наличием зазоров между шкворневой балкой и боковинами рамы
тележки.
222
При перемещении шкворневой балки относительно рамы тележ-
ки, она своими боковыми наружными поверхностями скользит по
лицам, укрепленным на поперечных балках рамы тележки.
Кузов четырехосного вагона опирается на тележки (рис. 92)
двумя пятниками, укрепленными на шкворневых балках рамы и
передает нагрузку на подпятники, установленные на шкворневых
балках тележек.
Рис. 92. Центральное рессорное подвешивание и опоры для кузова вагона
на тележке типа 2ДС6:
/ — рессора эллиптическая двухрядная; 2 — балка предрессорная; 3 — нижняя люлечная
балка; 4 — балка поперечная рамы тележки; 5 — балка шкворневая тележки; 6 — под-
веска; 7 — боковина рамы тележки; 8—гнездо для хомута эллиптической рессоры;
9 — коробка; 10 — роликовый скользун; // — плоский скользун; /2 — балка шкворневая
рамы вагона; 13 — пружина; 14 — пятник; /5 — подпятник; 16— шкворень; 17 — кольцо
защитное.
Опоры кузова трамвайного четырехосного вагона на двухосной
поворотной тележке должны обеспечивать:
1. Передачу на тележку вертикальной силы от веса кузова ва-
гона и груза (пассажиров).
2. Передачу на тележку от кузова горизонтальных сил, возни-
кающих при пуске, торможении и движении вагона по кривым
участкам пути.
3. Передачу от тележки кузову силы тяги (на моторных ваго-
нах).
223
4. Поворот тележки относительно кузова при вписывании ваго-
на в кривые участки пути и при прохождении вагоном неровностей
пути.
5. Устойчивость кузова в поперечном направлении, против опро-
кидывания под влиянием центробежной силы, давления ветра или
перемещения центра тяжести груза (пассажиров) в кузове.
6. Соединение кузова вагона с тележкой.
Пятник и подпятник изготовлены из углеродистой стали мар-
ки 20Л.
Опорная поверхность пятника — сферическая выпуклая и у
подпятника — сферическая вогнутая.
Опорные поверхности пятника и подпятника смазываются осе-
вым маслом.
На шкворневой балке рамы вагона установлена масленка для
смазки пятника, соединенная трубкой с пятником. Пятник имеет
восемь отверстий диаметром 8 мм и канавки на сферической опор-
ной поверхности. Для предохранения опорных поверхностей пят-
ника от загрязнения, к нему приваривается защитное кольцо.
Между пятником и шкворневой балкой рамы вагона, а также
между подпятником и шкворневой балкой тележки ставятся -про-
кладки из фанеры толщиной 10 мм для поглощения шума при
движении вагона.
Шкворневая балка рамы вагона, пятник, подпятник и шкворне-
вая балка тележки имеют отверстия, расположенные на одной оси,
через которые проходит шкворень, связывающий кузов с тележкой.
Сверху шкворень имеет головку, которая помещается между
стенками шкворневой балки рамы вагона. Для удобства при выта-
скивании головка шкворня имеет ушко. Нижний конец шкворня
заканчивается резьбой, на которую навинчивается корончатая гай-
ка. На шкворень, под его головку, надевается пружина, которая
дает нежесткое соединение кузова с тележкой, необходимое для
перемещений пятника на подпятнике и устраняет дребезжание
шкворня.
Опоры кузова вагона на тележках в виде пятника и подпятника
со сферическими опорными поверхностями позволяют тележке при
движении поворачиваться относительно кузова не только вокруг
вертикальной оси, но и в боковых направлениях и не обеспечива-
ют устойчивость кузова на тележках при крене. Поэтому на та-
ких тележках и на раме вагона устанавливаются еще боковые
опоры-скользуны (см. рис. 92).
Боковые опоры-скользуны нужны для ограничения наклона
кузова относительно вертикальной осевой плоскости вагона в мо-
мент вписывания в кривую и при движении по кривым участкам
пути.
Скользуны на тележках — роликовые. Они установлены по кон-
цам шкворневой балки тележки и укреплены на осях в коробках,
приваренных к этой балке.
224
Скользуны на раме вагона — плоские. Они имеют в плане фор-
му дуги, что обеспечивает их соприкосновение с роликовыми сколь-
зунами, как на прямом пути, так и на кривых участках пути.
Суммарный зазор между роликовыми скользунами и плоскими
скользунами на одной тележке должен быть в пределах от 2
до 10 мм.
При вписывании в кривую и при движении по кривым участ-
кам пути роликовый скользун тележки, с внешней стороны кри-
вой, приходит в соприкосновение с плоским скользуном, установ-
ленным на раме вагона, и перекатывается по нему.
§ 35. ДВУХОСНЫЕ ПОВОРОТНЫЕ ДВУХБАЛАНСИРНЫЕ ТЕЛЕЖКИ
На рис. 93 показан общий вид двухосной поворотной двухба-
лансирной тележки вагона ЛМ-49. Тележка состоит из рамы, колес-
ных пар, осевых букс с подшипниками, надбуксового рессорного
подвешивания, центрального рессорного подвешивания, опоры для
кузова и шкворневого соединения. На большей части вагонов
ЛМ-49 на тележках установлены тяговые двигатели типа ДК-255,
имеющие рамное подвешивание. На части вагонов ЛМ-49 на
тележках установлены тяговые двигатели типа ДТИ-60, имеющие
рамно-осевое подвешивание.
Тележки оборудованы колесно-колодочным тормозом с нажа-
тием колодок с одной стороны колеса.
Тележки вагонов ЛП-49 аналогичны по конструкции тележкам
вагонов ЛМ-49, но не имеют устройств для подвешивания тяго-
вых двигателей и редукторов.
Рама тележки (рис. 94) состоит из двух боковин, двух сред-
них поперечных балок и двух концевых поперечных балок, сва-
ренных между собой. Места соединений деталей рамы усилены
косынками.
Боковины, поперечные балки и косынки изготовлены из стали
марки Ст. 3. Каждая боковина собрана из двух швеллеров № 14,
обращенных стенками друг к другу и расположенных на рассто-
янии 10 мм. Средняя часть каждой боковины выгнута книзу, чем
достигается низкая посадка кузова вагона. Концы каждой боко-
вины также выгнуты книзу, чтобы исключить задевания тележек
за раму вагона при повороте на кривых участках пути. В припод-
нятых частях боковины между швеллерами приварены буксовые
лапы, к которым, в свою очередь, приварены буксовые направля-
ющие (лица).
К боковинам и средним поперечным балкам рамы тележки
прикреплены кронштейны для подвески колесно-колодочного тор-
моза.
Между буксовыми направляющими (лицами) помешаются осе-
вые наружные буксы. В нижней части буксовые лапы каждой
буксы соединяются стрункой. Внутренние буксовые лапы, лежа-
щие с каждой стороны тележки, соединяются продольной тягой,
увеличивающей прочность боковины в вертикальной плоскости.
15 Заказ 1372 225
Каждая средняя поперечная балка рамы тележки состоит из
двух швеллеров № 14, которые сварены между собой горизон-
тальными полками и образуют балку с замкнутым профилем.
Ф78О АБВГ
/800
Рис. 93. Общий вид двухосной поворотной двухбалансирной тележки вагона
ЛМ-49:
1 — рама тележки; 2 — колесная пара; 3 — букса осевая наружная; 4 — пружина
цилиндрическая двухрядная надбуксового рессорного подвешивания; 5 — поддон для
пружины; 6 — подпятник; 7 — колесно-колодочный тормоз; 8 — рессора эллиптиче-
ская двухрядная центрального рессорного подвешивания; 9 — балансир; 10 — одно-
ступенчатый редуктор; 11 — защитный кожух над карданным валом; 12 — кардан-
ный вал; 13 — тяговый двигатель типа ДК-255.
Концевые поперечные балки рамы тележки выполнены из
швеллера № 14.
По концам (сверху и снизу) средние поперечные балки рамы
тележки связаны с боковинами косынками и, кроме того, снизу
усилены накладками из швеллера № 10. Средние поперечные бал-
ки рамы тележки имеют в вертикальных стенках отверстия для
226
валиков, на которых подвешены люлечные подвески, а в нижних
горизонтальных полках вырезы, через которые проходят эти
подвески.
А~Б
Рис. 94. Рама тележки вагона ЛМ-49:
/ — балка поперечная концевая; 2 — боковина; 3 — струнка; 4 — балка поперечная сред-
няя; 5— кронштейн для подвешивания узлов колесно-колодочного тормоза; 6 — тяга
продольная; 7 — лапа буксовая; 8 — буксовые направляющие (лица); 9— кронштейн
крепления траверсы подвески двигателя; 10 — кронштейн подвески редуктора; // —
кронштейн крепления защитного кожуха над карданным валом; 12 — поддоны; 13 — на-
правитель песочного рукава.
В местах установки, валиков с внутренней стороны вертикаль-
ных стенок балки приварены накладки, увеличивающие опорную
поверхность для валиков.
На каждой средней поперечной балке рамы тележки приварен
кронштейн с двумя ушками для шарнирного закрепления травер-
сы, на которой подвешивается тяговый двигатель ДК-255. На тех
15* 227
же балках приварены кронштейны для подвески редуктора и
кронштейны для защитного кожуха над карданным валом.
В каждой концевой поперечной балке сделаны опорные по-
верхности с поддонами для цилиндрических пружин и отверстия
для болтов закрепления второго конца траверсы тягового дви-
гателя. Рама тележки не имеет ограничителей поворота.
К концевым поперечным балкам рамы тележки крепятся на-
правители для песочных рукавов.
Колесные пары тележки имеют осевые наружные буксы с ро-
ликовыми подшипниками.
Рис. 95. Центральное рессорное подвешивание и опоры для кузова вагона
1 на двухосной поворотной двухбалансирной тележке:
/ — нижняя люлечная балка: 2 — шкворневая балка тележки; 3—подпятник; 4 — мас-
ленка; 5 — шкворень; 6—пятник; 7 — шкворневая балка рамы вагона; 8 — средняя попе-
речная балка рамы ’ тележки; 9 — роликовый скользун; 10—рессора двухрядная эллипти-
ческая системы Брауна; //—подвеска; 12 — балка подрессорная; 13 — пружина цилиндри-
ческая.
Надбуксовое рессорное подвешивание тележек (см. рис. 93)
состоит из двух балансиров, четырех двухрядных цилиндрических
пружин и поддонов для установки пружин.
Каждый балансир состоит из двух балок, изготовленных из
полосовой углеродистой стали марки Ст. 5.
Балансиры своими концами опираются на осевые наружные
буксы. Нагрузка на балансиры передается от рамы тележки по-
средством цилиндрических пружин. Верхние поддоны для цилинд-
рических пружин приварены к боко.винам рамы тележки.
228
Нижние поддоны установлены шарнирно на балансирах и со-
единяются с ними при помощи валика.
С внутренней стороны тележки к балансирам приварены план-
ки, которые служат направляющими для тормозных башмаков
колесно-колодочного тормоза.
Центральное рессорное подвешивание кузова вагонов ЛМ-49
на тележках — люлечное. Люлечное рессорное подвешивание со-
стоит из нижней люлечной балки, шарнирно подвешенной к сред-
ним поперечным балкам рамы тележки на четырех подвесках,
двух комплектов эллиптических рессор и шкворневой балки
(рис. 95).
Нижняя люлечная балка выполнена из швеллера № 14, к кон-
цам которого приварены кованые подрессорные балки.
На подрессорных балках в средней части расположены гнезда
для рессорных хомутов и по концам цапфы для подвешивания на
подвесках к средним поперечным балкам рамы тележки.
На нижней люлечной балке в гнездах подрессорных балок ус-
танавливаются с каждой стороны по одной двухрядной эллипти-
ческой рессоре.
Шкворневая балка тележки изготовлена из двух швеллеров
№ 20, связанных между собой снизу приваренным листом и свер-
ху поперечными приваренными планками.
По концам шкворневой балки тележки с нижней ее стороны
привариваются гнезда, которыми она опирается на эллиптические
рессоры, а с верхней стороны привариваются сварные коробки, в
которых на осях установлены роликовые скользуны.
Кузов вагона опирается на тележки двумя пятниками (см.
рис. 95), укрепленными на шворневых балках рамы и передает
нагрузку на подпятники, установленные на шкворневых балках
тележек.
§ 36. ДВУХОСНЫЕ ПОВОРОТНЫЕ МОСТОВЫЕ ТЕЛЕЖКИ
На рис. 96, а показан общий вид (в плане сверху) двухосной
поворотной мостовой тележки вагона РВЗ-6. Тележка состоит из
двух колесных пар, двух кожухов, внутри которых помещены на
подшипниках качения оси колесных пар, двух продольных балок
с шапками, центрального рессорного подвешивания кузова на те-
лежке, опоры для кузова и шкворневого соединения.
Колесные пары тележки имеют подрезиненные колеса с рези-
новыми прокладками в виде отдельных цилиндрических вклады-
шей.
Колеса колесных пар сверху закрыты кожухами, что устраняет
попадание воды с колес на тяговые двигатели.
На продольные балки тележки опираются две траверсы, к ко-
торым подвешены тяговые двигатели.
К кронштейнам, установленным на продольных балках тележ-
ки, на пружинах подвешены рельсовые тормоза (по одному рель-
совому тормозу на каждой стороне тележки).
229
• 0£6
2712
7
Рис, 96. Общий вид двухосной поворотной мостовой тележки вагона РВЗ-6:
а — вид сверху: / — кожух осевой-; 2 — траверса подвески тягового двигателя; 3 — карданный вал: 4 — двухступенчатый редуктор; 5 — тя-
говый двигатель; 6^—гнездо пятника (подпятник); 7 — шкворневая балка; 8 — механический барабанный тормоз;
б — вид сбоку: 9 — продольная балка; 10— шарнирная тяга; //— пружина цилиндрическая подвески рельсового электромагнитного тор-
моза; 12 — рельсовый электромагнитный тормоз; 13— колесная пара 14—кожух надколссный; 15 — пружина двухрядная цилиндрическая;
16 — рессора резиновая кольцевая.
Тележка имеет механический барабанный тормоз, действую^
щий на валы редукторов. На рис. 96, б показан вид тележки
РВЗ-6 сбоку.
Осевой кожух (рис. 97) состоит из двух неравных половин,
имеющих вертикальный разъем. Половины кожуха скрепляются
между собой болтами. Концевые части кожуха представляют со-
бой осевые внутренние буксы с радиальным роликовым сфериче-
ским двухрядным подшипником № 3620, а его средняя часть яв-
ляется частью кожуха двухступенчатого редуктора и имеет фла-
нец для крепления горловины кожуха редуктора.
Буксовые подшипники воспринимают радиальную и осевую на-
грузку от веса вагона и пассажиров и передают ее на ось колес-
ной пары.
Кожух обеспечивает точность установки подшипников качения
и, следовательно, правильность положения оси колесной пары.
Для разгрузки оси колесной пары от усилия; передаваемого на
цилиндрическое зубчатое колесо редуктора, рядом с ним помещен
радиальный шариковый однорядный подшипник № 221.
Осевые внутренние буксы, со стороны колес закрыты лаби-
ринтной крышкой, укрепленной на болтах.
Снаружи, в местах установки продольных балок, осевой кожух
имеет упоры в виде прямоугольных выступов, сделанные для того,
чтобы он не мог проворачиваться в шапках продольных балок
тележки.
Для подачи смазки в подшипники осевых букс, на кожухе ус-
тановлены масленки.
С целью предохранения роликовых подшипников от электро-
эррозии на каждом осевом кожухе установлено заземляющее ус-
ройство.
Заземляющее устройство состоит из двух щеткодержателей с
угольно-графитными щетками, прижатыми к оси колесной пары.
Тележка имеет две продольных балки. Каждая продольная
балка (рис. 98) состоит из стального сварного корпуса, имеюще-
го замкнутый профиль прямоугольного сечения и разъемных ша-
пок по концам, которыми,она соединяется с осевыми кожухами.
Каждая шапка состоит из двух частей. Верхняя часть шапки
приварена к корпусу балки, а нижняя часть шапки скреплена
болтами с верхней частью. В шапках имеются гнезда, в которые
входят выступы, имеющиеся на осевых кожухах.
На верхней плоскости каждой продольной балки приварены:
подставка для резиновой кольцевой рессоры центрального рессор-
ного подвешивания, опора траверсы тягового двигателя с двумя
кронштейнами, два упорных кронштейна шкворневой балки и
кронштейны опорной траверсы подвески второго тягового двига-
теля. Для восприятия тормозного усилия при действии рельсо-
вого электромагнитного тормоза по центру продольной балки те-
лежки на нижней ее плоскости приварен упор, который охваты-
вается лапами кронштейна рельсового тормоза. Соединение
232
ПВО
Рис. 97. Кожух осевой двухосной поворотной тележки вагона РВЗ-6:
/—упор; 2 — масленка; <3 — подшипник шариковый радиальный № 221; -/ — горловина кожуха редуктора; 5 — фланец кожуха редуктора;
6 — заземляющее устройство; 7 — ось колесной пары; 8—подшипник роликовый сферический двухрядный № 3620; 9 — букса осевая;
10 — крышка лабиринтная.
234
Рис. 98. Продольная балка двухосной поворотной мостовой тележки вагона РВЗ-6: fl
1 — корпус балки; 2 — кронштейн крепления траверсы для подвески тягового двигателя; 3 — опора для тра-
версы подвески тягового двигателя; 4 — кронштейн длг подвешивания рельсового электромагнитного тор-
моза; 5 — подставка для резиновой кольцевой рессоры; 6 — упор для рельсового электромагнитного тормоза;
7 — кронштейн для крепления шарнирной тяги шкворневой балки; 8 — кронштейн упорный для шкворневой
балки; 9 — цапфа для аварийной буксировки вагона; 10 — кронштейн опорный для траверсы подвески вто-
рого тягового двигателя; 11 — верхняя часть шапки; 12 — нижняя часть шапки.
продольных балок тележки с осевыми кожухами осуществляется
через упругие резиновые прокладки.
Снизу к корпусу каждой продольной балки приварены две
цапфы для аварийной буксировки вагона.
Вагоны РВЗ-6 имеют центральное безлюлечное рессорное под-
вешивание кузова на тележках. Центральное рессорное подвеши-
вание (рис. 99) состоит из двух комплектов резиновых кольце-
вых рессор, соединенных последовательно с двухрядными цилинд-
рическими пружинами, и шкворневой балки тележки.
На продольных балках тележки в подставках установлены ре-
зиновые кольцевые рессоры. Каждая рессора состоит из семи ре-
зиновых колец, разделенных друг от друга стальными тарелями.
На верхнее кольцо каждой резиновой рессоры установлен под-
дон, в котором помещена двухрядная цилиндрическая пружина.
Для устранения ударов поддона об продольные балки тележки,
при большой динамической нагрузке внутри кольцевой подставки
помещена резиновая подкладка.
Поперек тележки установлена шкворневая балка, которая сво-
ими концами опирается на двухрядные цилиндрические пружины.
Шкворневая балка отливается из углеродистой стали марки 25Л.
Средняя часть шкворневой балки усилена накладкой.
На торцах шкворневой балки прикреплены шарнирные тяги,
соединяющие ее с продольной балкой тележки и ограничивающие
ее вертикальное перемещение.
При центральном безлюлечном рессорном подвешивании, при
вписывании в кривую, кузов вагона получает некоторое отклоне-
ние в поперечном направлении относительно тележки, под дей-
ствием центробежной силы за счет бокового наклона резиновых
рессор и цилиндрических пружин.
После выхода вагона с кривого участка пути на прямой уча-
сток действие центробежной силы на кузов прекращается и он
возвращается в свое исходное положение под действием возвра-
щающей силы от поперечной упругости пружин и рессор цент-
рального рессорного подвешивания.
Кузов вагона РВЗ-6 пятниками опирается чна две двухосные
поворотные мостовые тележки. Пятники стальные, литые, укреп-
ленные болтами к шкворневым балкам рамы вагона.
Каждый пятник (см. рис. 99) входит в гнездо — подпятник,
имеющийся в средней части шкворневой балки тележки.
Поворот тележки при движении вагона по кривым участкам
пути, происходит вокруг пятника.
Пятник имеет опорную конусную и цилиндрическую поверх-
ности. Опорная конусная поверхность представляет собой усечен-
ный конус, обращенный вершиной вниз. Опорные поверхности
подпятника имеют форму, соответствующую опорным поверхнос-
тям пятника.
Между конусными и цилиндрическими опорными поверхностя-
ми пятника и подпятника помещены текстолитовые вкладыши.
Вертикальная нагрузка от веса кузова вагона и пассажиров
235
Рис. 99. Центральное рессорное подвешивание и опоры для кузова вагона РВЗ-6 на двухосной по-
воротной мостовой тележке:
1- пятник: 2 - вкладыши; текстолитовые; 3 — подпятник; 4 — шкворневая балка; 5—поддон; 6 — пружина цилиндри-
ческая двухрядная; 7 - рессора резиновая кольцевая; 8 — тяга шарнирная; 9 подставка для резиновой кольцевой
рессоры; 10 — продольная балка тележки; // — прокладка резиновая; 12 — вкладыш текстолитовый; 13 — крышка
гнезда для пятника в шкворневой балке; 14 — шкворневый болт.
передается пятником и воспринимается опорной конусной поверх-
ностью подпятника.
Затем эта нагрузка посредством цилиндрических пружин и ре-
зиновых кольцевых рессор передается на продольные балки те-
лежки, которые, в свою очередь, передают ее на осевые кожухи.
Осевые кожухи посредством подшипников передают нагрузку на
оси колесных пар.
Горизонтальные усилия от пятника воспринимаются опорной
цилиндрической поверхностью подпятника.
Горизонтальные усилия от шкворневой балки передаются на
продольные балки через резиновые буфера, укрепленные в упор-
ных кронштейнах, установленных на этих балках.
По оси пятника установлен и приварен к нему шкворневой
болт, скрепляющий пятник с крышкой подпятника. Трущиеся по-
верхности пятника, текстолитовых вкладышей и подпятника сма-
зываются универсальной среднеплавкой смазкой «УС» (ГОСТ
1033—51).
Опоры кузова в виде пятника и подпятника/ с конусно-
цилиндрическими опорными поверхностями обеспечивают устой-
чивость кузова на тележках в поперечном направлении без при-
менения боковых опор.
Двухосные поворотные мостовые тележки вагона Т-2
На рис. 100, а показан общий вид (сверху) двухосной пово-
ротной мостовой тележки вагона Т-2, а на рис. 100, б—боковой
вид тележки. Двухосная поворотная мостовая тележка вагона
Т-2 состоит из двух колесных пар, двух кожухов, внутри которых
помещены на подшипниках трения качения оси колесных пар,
двух продольных балок с шапками, центрального рессорного под-
вешивания кузова на тележке, опоры для кузова и шкворневого
соединения. Тележка имеет механический барабанный тормоз,
действующий на валы тяговых двигателей.
Колесные пары тележки имеют подрезиненные безбандажные
колеса. Резиновые прокладки колес имеют форму колец.
На продольные балки тележки опираются две траверсы, к ко-
торым подвешены тяговые двигатели. На одном (коротком) кон-
це траверс, снаружи, укреплены соленоиды управления пружин-
ным приводом механического тормоза.
Каждый тяговый двигатель посредством карданного вала сое-
динен с двухступенчатым редуктором.
К кронштейнам, установленным на продольных балках тележ-
ки, на пружинах подвешены рельсовые тормоза. Каждый осевой
кожух тележки состоит из трех частей: концевой короткой, сред-
ней и концевой длинной, имеющих разъем в вертикальной плос-
кости. Части осевого кожуха скрепляются между собой болтами.
Концевые части кожуха представляют собой осевые внутрен-
ние буксы, а средняя часть его образует кожух двухступенчатого
редуктора.
237
24 25
238
Рис. 100. Общий вид двухосной мостовой тележки вагона Т-2:
а — вид сверху: / — колесная пара; 2 — кронштейн для подвески рельсового электромагнитного тормоза; 3 — рельсовый электромагнит-
ный тормоз; 4 — механический тормоз; 5 — соленоид управления пружинным приводом механического тормоза; 6 — опора для травер-
сы тягового двигателя; 7 — палец шаровой шарнирного соединения комплекта рельсового электромагнитного тормоза с продольной бал-
кой тележки; 8— балка шкворневая; 9 — пружина двухрядная цилиндрическая центрального рессорного подвешивания; 10 — рессора
резиновая кольцевая центрального рессорного подвешивания; //—опора для траверсы тягового двигателя; 12—вал карданный;
13 — траверса подвески тягового двигателя; 14 — штифт; 15— продольная балка тележки; 16— шапка продольной балки тележки;
/7 — двухступенчатый редуктор; 18 — сапун; 19 — заземляющее устройство; 20 — мост тележки; 2/— тяговый двигатель; 22 — кожух над-
колесный; 23 — кронштейн для подвески комплекта рельсового электромагнитного тормоза; 24 — пружина подвески комплекта рельсово-
го электромагнитного тормоза; 25 — кронштейн упорный для шкворневой балки; 26 — поддон для двухрядной цилиндрической пружины,
б — ВИд сбоку: 27 — букса осевая внутренняя; 28—вкладыш текстолитовый конусный; 29 — пятник; 30 — вкладыш текстолитовый ци-
ю линдрический; 31 — болт шкворневый; 32 — крышка; 33 — гнездо для пятника — подпятник; 34 — кольцо опорное; 35 — подстарка кодв-
go цевая для резиновой рессоры; 36 — тяга шарнирная.
В каждой осевой внутренней буксе установлены один радиаль-
ный роликовый сферический подшипник № 2Н3053220. Концевые
части осевого кожуха со стороны колес колесной пары закрыты
торцовым кольцом, укрепленным винтами. Торцовое кольцо своим
лабиринтным уплотнением сопрягается с кольцом, напресованным
на оси колесной пары.
Для заземления электрических цепей вагона непосредственно
на каждом кожухе оси колесных пар, с целью предохранения под-
шипников трения качения от электроэррозии, установлено зазем-
ляющее устройство.
Заземляющее устройство состоит из электрически изолирован-
ного от кожуха щеткодержателя с угольно-графитной щеткой,
прижатой к контактному бронзовому кольцу, напрессованному на
оси колесной пары.
Рядом с заземляющим устройством на осевом кожухе установ-
лен сапун, который соединяет внутреннюю полость кожуха с ок-
ружающей атмосферой. Сапун предохраняет от повышения дав-
ления воздуха во внутренней полости кожуха при нагреве редук-
тора.
Осевой кожух имеет сверху два отверстия для спуска отрабо-
танной смазки, закрывающиеся пробкой на резьбе. Сбоку на ко-
жухе установлены два круглых маслоуказателя.
Продольные балки тележки состоят из стального сварного
корпуса, имеющего замкнутый прямоугольный профиль с горизон-
тальной полкой сверху и стальных литых шапок по концам, кото-
рыми они соединяются с осевыми кожухами. Каждая шапка со-
стоит из верхней и нижней частей. Верхняя часть шапки приваре-
на к корпусу балки, а нижняя часть шапки скреплена болтами с
верхней частью шапки.
Каждая продольная балка одной своей шапкой охватывает
один осевой кожух жестко, без резиновых прокладок, а другой
шапкой охватывает второй осевой кожух, посредством резиновых
прокладок. Для предотвращения возможности поворота осевого
кожуха внутри шапки в верхней части шапки, охватывающей ко-
жух без резиновых прокладок, ставится штифт диаметром 25 мм.
Штифт запрессован в отверстие шапки и входит в отверстие в
кожухе. Во избежания выпадания штифт своей головкой прива-
рен к шапке.
Сверху к горизонтальной полке корпуса каждой продольной
балки приварены: подставка для установки резиновой кольцевой
рессоры центрального рессорного подвешивания, опоры для тра-
верс тяговых двигателей, упорные кронштейны для шкворневой
балки тележки и кронштейны для подвески рельсового электро-
магнитного тормоза.
Для восприятия тормозного усилия при действии рельсового
электромагнитного тормоза к горизонтальной полке корпуса про-
дольной балки снизу с наружной стороны прикреплен шаровой
палец, шарнирно соединенный с рельсовым электромагнитным тор-
мозом. Горизонтальная полка корпуса продольной балки снизу
240
усилена ребрами. Среднее ребро несколько выдвинуто наружу и
к нему крепится шарнирная тяга, соединяющая продольную бал-
ку со шкворневой балкой тележки.
Вагоны Т-2 имеют центральное безлюлечное рессорное подве-
шивание кузова на тележках. Центральное рессорное подвешива-
ние состоит из двух комплектов резиновых кольцевых рессор, сое-
диненных последовательно с двухрядными цилиндрическими пру-
жинами, и шкворневой балки тележки.
На продольных балках тележки в подставках установлены ре-
зиновые кольцевые рессоры. Каждая рессора состоит из шести
резиновых колец, разделенных друг от друга стальными гаре-
лями.
На верхнее кольцо каждой резиновой рессоры установлен
поддон, в котором помещена двухрядная цилиндрическая пружи-
на. Поперек тележки установлена шкворневая балка, которая сво-
ими концами опирается на двухрядные цилиндрические пружины.
Шкворневая балка сварена из трех частей: средней и двух кон-
цевых, отлитых из стали.
Шкворневая балка в средней части образует конусное и ци-
линдрическое гнездо для пятника — подпятник.
К торцам шкворневой балки прикреплены шарнирные тяги,
соединяющие ее с продольной балкой тележки и ограничивающие
ее вертикальное перемещение.
Кузов вагона Т-2 соединен жестко с пятниками, приваренными
к сквозной продольной (хребтовой) балке рамы и опирается ими
на две тележки. Пятники стальные литые. Каждый пятник вхо-
дит в гнездо-подпятник, имеющееся в средней части шкворневой
балки. Поворот тележки, при движении вагона по кривым участ-
кам пути, происходит вокруг пятника.
Пятник представляет собой пустотелый цилиндр, установлен-
ный вертикально. Он имеет опорные, плоскую и цилиндрическую
поверхности.
Для предотвращения износа плоской опорной поверхности
пятника на него надето опорное кольцо, имеющее форму усечен-
ного конуса, обращенного вершиной вниз, которое опирается на
конусное гнездо-подпятник в. шкворневой балке тележки.
Между конусными поверхностями опорного кольца, надетого
на пятник, и подпятника помещен текстолитовый вкладыш. Меж-
ду цилиндрическими поверхностями пятника и подпятника поме-
щен также текстолитовый вкладыш.
По оси пятника установлен шкворневый болт, скрепляющий
пятник с крышкой подпятника.
Трущиеся поверхности пятника, текстолитовых вкладышей и
подпятника смазываются универсальной среднеплавкой смазкой
«УС».
16 Заказ 1372
Глава X
МЕХАНИЧЕСКИЕ ТОРМОЗА
§ 37. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Тормозом называется совокупность устройств, обеспечивающих
создание дополнительного сопротивления движению поезда с
целью остановки его на остановочных Пунктах, снижения ско-
рости перед сигналами ограничения скорости, подтормаживания
на спусках или удержания на подъеме. По принципу преобразо-
вания кинетической энергии движущегося поезда в другие виды
энергии различают две системы тормозов: электрические и меха-
нические. Первые преобразуют кинетическую энергию поезда в
электрическую с помощью тяговых двигателей, обращенных в ге-
нераторы. Полученная электрическая энергия возвращается в тя-
говуц) сеть (рекуперативное торможение) или преобразуется в
тепловую в пуско-тормозных сопротивлениях (реостатное тормо-
жение). В последнем случае энергия поезда в конце концов бес-
полезно рассеивается в атмосферу или, как тепловая энергия, ис-
пользуется для подогрева атмосферного воздуха, поступающего в
пассажирский салон. Принцип работы электрических тормозов
рассматривается в курсе «Электрическое оборудование подвиж-
ного состава трамвая».
Механическим тормозом называется совокупность устройств,
с помрщью которых осуществляется преобразование кинетической
энергии движущегося поезда в тепловую за счет работы сил тре-
ния. В состав механического тормоза входят три группы уст-
ройств:
1) фрикционный механизм (преобразователь)—система уст-
ройств, осуществляющих непосредственное преобразование кине-
тической энергии поезда в тепловую;
2) привод — система устройств, создающих механическое уси-
лие, необходимое для приведения в действие тормоза;
3) тормозная рычажная передача — система рычагов и тяг,
осуществляющих связь привода с фрикционным механизмом (пе-
редачу возбуждения от привода к преобразователю тормоза).
242
Тормозные рычажные передачи классифицируются по харак-
теру обслуживания преобразователей на передачи индивидуаль-
ного, группового и смешанного типа. Принципиальные схемы тор-
мозов с этими передачами показаны на рис. 101. Здесь прямо-
угольниками с буквами В или П обозначены соответственно при-
вод и преобразователи тормоза, а соединительными линиями —
связывающая их система рычагов и тяг, т. е. тормозная рычаж-
ная передача. Стрелками показано направление передачи воз-
буждения от привода к преобразователям.
Рис. 101. Принципиальные схемы тормозов с тормозными рычаж-
ными передачами:
а — индивидуального типа; б — группового типа; в, г — смешанного типа.
Передачами индивидуального типа (рис. 101, а) называются
передачи, образующие несколько самостоятельных цепей, каждая
из которых соединяет один привод и один преобразователь. При-
мерами таких передач является передача барабанного тормоза
вагонов Т-2.
Передачами группового типа (рис. 101, б) называются пе-
редачи, которые обслуживают несколько приводов, обычно два:
главный Вг и вспомогательный (ручной) Вр работающих через
общую систему рычагов и тяг на все преобразователи вагона.
Примерами передач группового типа являются передачи трамвай-
ных ©агонов МТВ-82, МС, ПС, С, М и другие, обслуживающие
одновременно главный воздушный или соленоидный привод и
вспомогательный ручной привод. Степень надежности групповых
передач значительно ниже, чем передач индивидуального типа,
так как неисправность ее (например, обрыв) полностью исключа-
ет возможность торможения вагона. Кроме того, регулировка
групповых передач значительно сложнее, чем индивидуальных.
16* 243
Передачами смешанного типа называются передачи, образую-
щие две или более самостоятельные цепи, соединяющие главные
приводы с тормозными преобразователями и одну цепь соединяю-
щую вспомогательный привод со всеми преобразователями ваго-
на. При этом передача вспомогательного привода является обычно
общей с передачами главных приводов. Некоторые из принци-
пиальных схем тормоза с тормозными рычажными передача-
ми смешанного типа приведены па рис. 101, в, г. На рис. 101 в
показана схема тормоза вагона типа ЛМ-49. Этот вагон
имеет два главных воздушных привода, воздействующих на ко-
лесно-колодочные преобразователи тормоза соответственно первой
и второй тележек, и ручной привод, воздействующий на все пре-
образователи. На рис. 101 г показана принципиальная схема тор-
моза вагонов РВЗ-6 и ЛМ-57. Эти вагоны имеют по 4 преобразова-
теля (вагоны РВЗ-6 клещевого или барабанного типа, ваго-
ны ЛМ-57 — барабанного типа), а также 4 воздушных и один руч-
ной привод. Каждый из воздушных приводов воздействует на пре-
образователь через самостоятельную передачу. Ручной привод ра-
ботает одновременно на все преобразователи.
По принципу реализации тормозных сил механические тормоза
разделяются на две группы: тормоза, реализующие тормозную си-
лу посредством сцепления колес с рельсами; и тормоза, реализу-
ющие тормозную силу без посредства сцепления колес с рельса-
ми. У тормозов первой группы усилия торможения передаются
сначала на колесную пару, а уже последняя при наличии сцепле-
ния колес с рельсами, передает их на рельсы. Максимальная ве-
личина тормозных сил тормозов этой группы ограничивается ве-
личиной предельной силы сцепления колес с рельсами. Поскольку
предельная сила сцепления зависит от состояния рельсового пути,
то и тормозной эффект механических тормозов, реализующих
тормозную силу через посредство сцепления колес с рельсами,
зависит от тех причин. У тормозов второй группы усилия
торможения передаются непосредственно на рельсы, минуя ко-
лесные пары. Понятно, что в этом случае величина реализуемых
тормозных сил не зависит от сцепления колес с рельсами *. По
этой причине для повышения надежности торможения на совре-
менных трамвайных вагонах последних выпусков одновременно
с механическими тормозами первой группы устанавливают и тор-
моза второй группы. Совместное применение этих тормозов по-
зволяет значительно уменьшить тормозные пути и тем самым по-
высить безопасность движения вагонов. Преобразователи механи-
ческих тормозов первой группы представляют собой фрикционный
механизм, одним из элементов которого является тормозная ко-
лодка, а вторым — вращающийся барабан, диск или поверхность
катания колеса. Преобразователи механических тормозов второй
группы (рельсо)вые) представляют собой фрикционный механизм,
* Это не означает, что на величину тормозной силы рельсовых тормозов
не влияет состояние и степень загрязненности рельсового пути.
244
одним из элементов которого является тормозная колодка, в вто-
рым— рельс. На современных трамвайных вагонах нашли приме-
нение электромагнитные рельсовые тормоза. У этих тормозов роль
тормозных колодок выполняют полюсные башмаки электромаг-
нита. Возможно применение и других систем рельсовых тормозов,
например, пневматических.
Тормозная сила механических тормозов образуется при нажа-
тии тормозных колодок на вращающийся элемент преобразовате-
ля или рельс с силой Хк за счет сил трения между элементами
фрикционной пары. Реализация тормозных сил поясняется
рис. 101. На привод В передается возбуждение в виде силы Р
(например, сила нажатия водителя на рукоятку ручного привода
тормоза). Приводом это возбуждение усиливается и на его выхо-
де будет уже равно Qh В частном случае может быть Qi = Р.
Усилие Qi является одновременно усилием на входе тормозной
рычажной передачи. Рычажной передачей оно усиливается и на её
выходе превратится в усилие тп • Q2, где Q2— усилие на вхопе
преобразователя и тп—количество преобразователей, работаю-
щих от рассматриваемого привода. Наконец, усилие Q2 — посту-
пающее на вход преобразователя, трансформируется в нем в уси-
лие нажатия тормозных колодок, равное • Хк , где пгк— число
тормозных колодок в одном преобразователе.
Расчетными характеристиками тормоза являются передаточное
число Пт. коэффициент полезного действия т1Г и величина хода
(углового а или линейного h перемещения) рабочего органа при-
вода при заданном зазоре между тормозными колодками и вра-
щающимся элементом фрикционного механизма или рельсом.
Передаточным числом тормоза Пт называется отношение сум-
мы сил нажатия тормозных колодок на вращающиеся элементы
преобразователей (без учета сил трения в сочленениях и противо-
действия возвращающих пружин привода, рычажной передачи и
преобразователей) к усилию на входе привода:
VX,. mnmK -X*
11- (61)
Р Р V
Коэффициентом полезного действия тормоза v называется от-
ношение фактической суммы сил нажатия тормозных колодок на
вращающиеся элементы тормоза 2^ с учетом трения в сочлене-
ниях и противодействия возвращающих пружин привода, рычаж-
ной передачи и преобразователей к теоретической сумме сил на-
жатия, ^Хк подсчитанной по формуле (61):
— 1~^ф_ — 1Пп ' m“ ХФ _ хф? (61х)
^Хк ПТ' Р тп • ' Х« Х’<
Величина углового а или линейного 1г перемещения рабочего
органа привода при заданном зазоре между тормозными колодка-
* Последнее равенство справедливо только в том случае, когда силы на-
жатия всех тормозных колодок одинаковы.
243
ми и вращающимися элементами фрикционных преобразователей
определяется по закону сохранения энергии из условия равенства
работы силы Р на входе привода на перемещении а или h (а —
дуга, h—линейное перемещение) и работ сил Хк на выходе пре-
образователей на перемещении в направлении действия сил Хк ,
Р h = тп • тк • Хк(о + Д'),
откуда: h = m"' ™кХк(S + Д') = дг(В + Д') (62)
или
Р . а • г = тп • тк Хк-(Ъ-\- Д'),
откуда:
а = тп:™к'г Х“- (8 + Д') = пТ[ 5 + )Рад. (62')
где оч-Д' — зазор между тормозной колодкой и вращающимся
s элементом фрикционного преобразователя (6) и пе-
ремещение всего преобразователя в направлении
действия силы Х/С(Д').
а — угловое перемещение рабочего органа привода в ра-
дианах.
г—расстояние от точки приложения силы Р до оси вра-
щения рабочего органа привода.
Этими же расчетными характеристиками оцениваются и эле-
менты механического тормоза: привод, тормозная рычажная пе-
редача * и преобразователи. Передаточные числа привода (/гв),
ТРП (ппп), и преобразователя (пл) определяются соответственно
уравнениями (см. рис. 101):
Пв = ; Ппп = ; пп = . (63)
Л' Ч<1
Между передаточным числом тормоза Пт и передаточными
числами его элементов существует соотношение:
Пт = =- Па • прп • пп. (63')
Действительно:
тп тк Хк тп ткХк Q, Q2 _
р Р Qi <2з
_ <21 тп • Q., тк-Х,.
~ Р ' Q, ‘ Q, ~Пе'ПР"'П*-
Коэффициенты полезного действия привода (т]в), ТРП (т]р„)
и преобразователя (т]л) определяются уравнениями:
~ __ , тп • 01 . ___ тч • ^ф
Р ' п8 ' Прп Р Qztp ' Пп
* Тормозную рычажную передачу в дальнейшем будем сокращенно обоз-
начать ТРП.
246
В числителях этих формул указаны фактические силы на вы-
ходе, а в знаменателе — соответствующие силы на входе рассмат-
риваемого элемента тормоза.
Между к. п. д. тормоза и. к. п. д. его элементов существует со-
отношение:
Нт = • Ирп >)„. (64')
Действительно:
= Хф =
пт • Р
_ тп ' /пк • ХФ . _
пв ' Прп ‘Пп‘ ?
_. mn' Qy# . mn ’ Хф .
n гл_'Я ’*Рп *п‘
Р ' Пв • прп @2ф * Пп
От надежности и эффективности действия тормозов зависит
безопасность движения поезда. Эффективность тормозов оцени-
вается величиной тормозного замедления, реализуемого поездом
при торможении или величиной тормозного пути.
По интенсивности различают два вида торможения: служеб-
ное и экстренное. Служебное торможение применяется для нор-
мальной остановки поезда на остановочных пунктах или для под-
тормаживания перед сигналами ограничения скорости. Экстренное
торможение применяется в случае необходимости внезапной оста-
новки поезда на возможно более коротком пути (человек на рель-
сах, внезапно обнаруженное повреждение пути впереди по ходу
движения и т. д.).
Максимальные величины тормозных путей при экстренном тор-
можении нормируются правилами технической эксплуатации
(ПТЭ) трамваев и ГОСТом на трамвайные вагоны. Работа поез-
дов на линии с тормозами, не обеспечивающими нормируемые
длины тормозных путей, не допускается.
По ГОСТ 8802—58 тормозной путь трамвайных вагонов при
скорости 30 клфшс, нормальной нагрузке, сухих и чистых рельсах
на горизонтальном участке пути при служебном торможении дол-
жен быть: а) для четырехосных вагонов и поездов — не более
25 м\ б) для двухосных вагонов и поездов — не более 30 м.
При экстренном торможении с дополнительным применением
рельсового электромагнитного тормоза в тех же условиях тормоз-
ной путь для четырехосных и двухосных вагонов и поездов не
должен быть более соответственно 10 м и 12 м.
§ 38. ПРИВОДЫ МЕХАНИЧЕСКИХ ТОРМОЗОВ
Приводы механических тормозов разделяются на стояночные
(ручные), пневматические, соленоидные, электромагнитные и пру-
жинные.
Пневматическими называются приводы, у которых механиче-
ское усилие, необходимое для приведения в действие преобразо-
вателей, создается за счет использования энергии сжатого возду-
247
ха. Эти типы приводов (тормозные цилиндры и тормозные каме-
ры) рассматриваются далее в гл. XIII.
Соленоидными и электромагнитными называются приводы, со-
здающие механическое усилие на выходе за счет электромагнит-
ных сил. Эти типы приводов рассматриваются в курсе «Электри-
ческое оборудование подвижного состава трамвая». Пружинными
называются приводы, создающие механическое усилие на выходе
за счет потенциальной энергии сжатой пружины при ее разжа-
тии.
Главными характеристиками привода являются его надеж-
ность, быстродействие и величина тормозного усилия, создаваемого
на выходе.
Надежность привода оценивается вероятностью отказов в его
работе вследствие неисправности или отказа источника питания,
цепи элементов, связывающих источник питания с приводом, неис-
правности или отказа самого привода или, наконец, элементов, свя-
зывающих привод с передачей тормоза. Рассмотрим с этой точки
зрения пневматический, соленоидный (электромагнитный) и пру-
жинный приводы.
Работа пневматического привода осуществляется за счет ис-
пользования энергии сжатого воздуха. Последний вырабатывается
специальным компрессором, подается по воздухопроводам в ре-
зервуары, выполняющие роль аккумуляторов сжатого воздуха,
затем в систему воздухопроводов — напорную воздушную маги-
страль, из нее через специальный аппарат — редукционный кла-
пан— в магистраль рабочего давления, рабочий резервуар (ре-
зервуар низкого давления) и уже откуда, по мере надобности,—
в тормозную магистраль и тормозные цилиндры или тормозные
камеры *. Надежность пневматического привода зависит от состо-
яния всех этих устройств, и поэтому, естественно, является срав-
нительно низкой. Отрицательными свойствами пневматического
привода является также относительно высокий вес его элементов,
сложность эксплуатации и замерзание в зимнее время.
Рабочей силой соленоидного привода является электромагнит-
ная сила, развиваемая соленоидом. Последний получает питание
от тягового двигателя, работающего при торможении в генератор-
ном режиме, от контактной сети или аккумуляторной батареи.
Включение привода в работу осуществляется с помощью контрол-
лера. Таким образом, надежность работы соленоидных приводов
также зависит от целого ряда устройств, начиная от источника
питания и кончая самим приводом.
Источником тормозной силы пружинного 'привода является
потенциальная энергия сжатой пружины. При своем разжатии
пружина через систему рычагов и тяг передает тормозное усилие
на тормозные колодки. Для отпуска тормоза включается специ-
альный соленоид, который развивает электромагнитную силу, на-
правленную навстречу давлению пружины. Вместо соленоида мо-
* Существуют и другие системы пневматического привода механических
тормозов. Подробнее они будут рассмотрены в гл. XIII.
248
жет использоваться тормозной цилиндр или любой другой привод.
Таким образом, надежность работы пружинного привода зависит
в основном от состояния самой пружины и ее рычажной переда-
чи. При неисправности системы отпуска обеспечивается автома-
тическое затормаживание. Подобная система автоматического за-
тормаживания поезда при неисправности системы питания приме-
няется и при воздушном приводе тормоза (автоматический непря-
модействующий тормоз), но там она значительно сложнее и менее
надежна. Поэтому с точки зрения надежности лучшим из всех из-
вестных типов приводов механического тормоза следует считать
пружинный привод.
Быстродействие привода оценивается временем подготовки и
отпуска — величиной промежутка времени от момента начала по-
дачи сигнала на включение (при отпуске — на выключение) при-
вода до момента, когда тормозная сила на выходе привода достиг-
нет своей расчетной величины (при отпуске — спадет до нуля).
Время подготовки и отпуска всего тормоза определяется проме-
жутком времени от момента подачи сигнала на включение (вы-
ключение) привода до того момента, когда достигнет своей рас-
четной величины (спадет до нуля) сила нажатия тормозных ко-
лодок на вращающиеся элементы преобразователей. С точки зре-
ния маневренности тормоза большое значение имеет и величина
времени подготовки и величина времени отпуска. Большое время
подготовки приводит к тому, что в начале торможения тормозной
эффект нарастает медленно. За время подготовки поезд проходит
(при большой скорости) значительное расстояние, что снижает
возможности получения короткого тормозного пути. При боль-
шом времени отпуска (замедленный отпуск) тормоз лишает-
ся маневренности при заклинивании колес (юз), когда для
восстановления сцепления необходимо быстро сбросить тормоз-
ную силу.
При воздушном. приводе тормоза время подготовки склады-
вается из времени заполнения тормозных цилиндров сжатым воз-
духом, поступающим из рабочих резервуаров через кран маши-
ниста (тормозной кран) и затрат-времени на перемещение эле-
ментов тормозной рычажной передачи и преобразователей,
связанное с выборкой зазоров между тормозными колодками и
вращающимися элементами тормоза. В целом это время состав-
ляет более 0,5 сек. При. торможении со скоростью 30 км1час вагон
30
за это время проходит путь 8 = v • t = -- -0,5 = 4,2 л, что co-
о. G
4 9
ставляет не менее • 100 = 14% нормируемой величины тор-
мозного пути.
Таким образом, это время подготовки довольно велико. Такой
же порядок имеет и время отпуска тормоза при воздушном при-
воде. При электромагнитном и пружинном приводе тормоза вре-
мя подготовки и отпуска в 3—4 раза меньше, чем при воздушном,
что является важным их преимуществом.
249
С точки зрения величины тормозных усилий, создаваемых на
выходе тормоза, все три перечисленных типа привода: пневмати-
ческий, соленоидный и пружинный примерно равноценны. Все они
обеспечивают возможность получения нужных тормозных усилий.
Однако, при прочих равных условиях общий вес устройств пнев-
матического привода получается наибольшим, а электромагнит-
ного — наименьшим.
При сравнительно небольшом времени подготовки пневмати-
ческий, соленоидный и пружинный приводы способны передавать
значительные нажатия на тормозные колодки, а управление ими
не требует со стороны водителя больших усилий. Поэтому эти
приводы применяются для служебного и экстренного торможения
вагонов. Большинство трамвайных вагонов оборудовано пневма-
тическим приводом тормоза. Это вагоны МТВ-82, РВЗ-6, ЛМ-57,
ЛМ-49, БФ, КМ и другие. Соленоидным приводом тормоза обо-
рудуются прицепные вагоны, когда на моторных вагонах в каче-
стве служебного используется электрический реостатный тормоз.
Примерами, таких вагонов является прицепной вагон ПС, рабо-
тающий в паре с моторным вагоном МС, оборудованным служеб-
ным реостатным тормозом; прицепной вагон В2-62, работающий
в паре с моторным вагоном Т2-62 и другие. Пружинным приводом
механических тормозов оборудованы трамвайные вагоны Т-2.
Ручными называются приводы, с помощью которых управле-
ние работой преобразователя осуществляется мускульной силой
водителя или кондуктора. Ручным приводом механических тормо-
зов оборудуется весь подвижной состав трамвая, включая мотор-
ные и прицепные вагоны. Этот привод используется для затор-
маживания поезда при стоянке на уклонах, а также в случае от-
каза воздушного или другого основного привода. Для целей слу-
жебного и тем более экстренного торможения этот привод не при-
меняется, так как развивает небольшие усилия на колесах.
Ручные приводы тормозов
На подвижном составе трамвая используется два типа ручных
приводов тормоза: колонка ручного тормоза и рычажный привод.
Наиболее широкое применение на старых вагонах получил
первый тип привода. Колонка ручного тормоза представляет со-
бой механизм типа редуктора, позволяющий увеличить усилие
водителя или кондуктора, приложенное к рукоятке привода, и пе-
редать его на тормозные тяги тормоза. Колонки ручного тор-
моза, нашедшие применение на вагонах трамвая, принципиально
мало отличаются друг от друга. В качестве примера конструкции
этого типа приводов на рис. 102 показана колонка ручного тор-
моза вагона МТВ-82. Механизм колонки помещается в чугунном
корпусе 1 (рис. 102, а). Он состоит из шестеренчатого редуктора,
стопорного механизма, калиброванной цепи, храпового устройст-
ва маховика и других элементов.
Редуктор колонки состоит из малой 4 и большой 11 шестерен,
первая из которых является ведущей, а вторая — ведомой. Веду-
250
щая шестерня 4 насаживается на вал 2, который со стороны шес-
терни укреплен в корпусе колонки, а с противоположной стороны
в отверстии валика 3. Валик 3 укреплен в подшипнике корпуса
колонки. С одной стороны на него насажен на шпонке и укреп-
лён шайбой и гайкой маховик 9. С другой стороны — валик 3 за-
канчивается торцовыми зубьями. Вал 2 в средней части имеет
квадратное сечение. Со стороны, противоположной шестерне 4.
на него последовательно надеты шайба 5, пружина 6 и храпо-
вик 7, зубья которого сцепляются с торцовыми зубьями валика 3.
При вращении маховика по часовой стрелке вал 3, вращаясь,
сцепляется своими зубьями с зубьями храповика 7 и вместе с по-
следним вращает и вал 2. Пружина 6, упираясь с одной стороны
в шайбу 5, а с другой — в храповик 7, поджимает последний к
251
валику 3, обеспечивая надежное сцепление зубьев. При обратном
направлении вращения вала 3 зубья храповика 7 и валика 3 про-
скакивают относительно друг друга, и маховик остается непод-
вижным. Таким образом, храповое устройство маховика обеспе-
чивает неподвижность маховика при отпуске тормоза.
Вращающий момент шестерни 4 передается на ведомую шес-
терню 11. Эта последняя отлита за одно целое со звездочкой 12,
через которую перекинута калиброванная цепь 13. Шестерня II
имеет скользящую посадку на валу 21, а сам вал 21 неподвижно
укреплен в корпусе колонки. Калиброванная цепь соединяется по-
средством проушины 14 с цепью 15, а последняя связана с рычаж-
ной передачей тормоза. Таким образом, при вращении маховика 9'
и связанной с ним через редуктор звездочки 12, калиброванная
цепь подтягивается и увлекает за собой цепь 15. Перемещение
цепи 15 передается через тормозную передачу к преобразователю
тормоза.
Важным устройством колонки является стопорный механизм.
Он состоит из храпового колеса 16, укрепленного на квадратном
конце вала звездочки 12, собачки 17 и оттяжной пружины 18.л
Эта пружина прижимает собачку к храповому колесу, допуская
его вращение только в сторону часовой стрелки. Благодаря сто-
порному механизму и храповому устройству маховика, облегчает-
ся затяжка тормозной системы, так как они дают возможность
производить ее за ряд приемов вращения маховика на небольшие
углы. Вращать маховик на полный оборот не требуется. Кроме
того, стопорный механизм позволяет надежно сохранять ту или
другую затяжку тормозной системы на неопределенно долгое
время. При длительной стоянке вагона в заторможенном состоя-
нии собачка 17 может быть дополнительно заперта штырем, вися-
щем на цепочке снаружи колонки. Этим вообще исключается
опасность случайного растормаживания вагона. Для растормажи-
вания вагона нужно вынуть штырь, запирающий собачку 17, и
нажать на педаль 20. При этом последняя, вращаясь на валике,
потянет за собой тягу 19, связанную с собачкой 17. Собачка, пре-
одолевая действие пружины 18, повернется против часовой стрел-
ки и освободит храповое колесо. При этом под действием оттяж-
ных пружин тормозной передачи зубчатка, а вместе с ней и шес-
терни редуктора получат быстрое вращение в направлении
обратном направлению затяжки. Маховик 9 при исправном храпо-
вом устройстве останется неподвижным.
На рис. 102, б приведена кинематическая схема этой колонки
ручного тормоза. Передаточное число колонки найдем, определяя
силы, действующие в кинематической цепи, начиная от силы
Рруч\ момент силы Ррч на валу 3, равный Рруч • г, где г—.•
расстояние между рукояткой и центром вала 3 и затем момент
на валу 21, равный Р - г -, где —передаточное
число редуктора. Приравнивая этот последний моменту силы Qr
252
равному QiTi, где ц — средний радиус намотки цепи на звездоч-
ке /2, получим:
откуда
Ppy4-r-^-=Qi-r],
21
= _91_ = г £2
8 РрГ1 г/ г.'
(65)
На новых трамвайных вагонах устанавливаются ручные при-
воды рычажного типа. В качестве примера на рис. 103 показан
ручной привод тормоза рычажного типа, устанавливаемый на
трамвайных вагонах типа РВЗ-6 и ЛМ-57.
Привод состоит из рычага 10 храпового устройства и оттор-
маживающего устройства. Все элементы привода укрепляются на
основании 27, которое с помощью болтов 3 крепится к конструк-
циям рамы под полом кабины.
Рычаг 10 привода заканчивается вилкой 12, охватывающей
вал 21. На валике 13, укрепленном в корпусе вилки 12, посаже-
на собачка 22, сцепляющаяся с храповым колесом 23, которое
жестко укреплено на валу 21 с помощью шпонки 24. Вал 21 сво-
бодно поворачивается во вкладышах 20 и 25 и через них с по-
мощью крышек 26 и гаек 14 крепится к основанию 27. При пово-
роте рукоятки рычага 10 на себя в положение, показанное пунк-
тиром, вместе с ним поворачивается вокруг вала 21 и вилка 12.
Собачка 22, упираясь в храповое колесо, заставляет вместе с ним
поворачиваться и вал 21. На шлицевом наконечнике вала 21 сво-
бодно посажена полумуфта 18, которая своими торцовыми зубья-
ми сцепляется с полумуфтой 19. Эта последняя может свободно
поворачиваться относительно вала 21 и во вкладышах 20. При
повороте вала 21 поворачиваются и обе полумуфты, а вместе с
полумуфтой 19 — жестко связанный с ней сектор 2, производя на-
тяжение троса 1 передачи ручного привода тормоза. При обрат-
ном ходе рукоятки тормоза сектор 2 под действием натяжения
троса 1 стремится повернуться в отторможенное положение. Со-
ответствующее усилие от сектора передается на полумуфту 19, от
нее через торцовые зубья на полумуфту 18, а с последней через
шлицевое соединение — на вал 21 и храповое колесо 23. Для пре-
дупреждения обратного вращения храпового колеса, а вместе с
ним и сектора 2 при снятии усилия нажатия с рукоятки 10 слу-
жит собачка 29, укрепленная на основании 27 привода тормоза.
Для предупреждения отжатия торцовых зубьев полумуфт 18 и 19
при передаче через них тормозных усилий служит пружина 16,
которая осуществляет постоянное поджатие полумуфт друг к дру-
гу. Постоянное поджатие собачек 22 и 29 к храповому колесу 23
обеспечивается специальными пружинами 28. Таким образом, за
несколько качений рычага 10 к себе и от себя (ход от себя — под-
готовительный) производится полное натяжение троса 1.
Для оттормаживания вагона водитель должен нажать на пе-
даль 11. Последняя, опускаясь, поворачивает рычаг 6 вокруг ва-
253
254
Рис. 103. Ручной привод рычажного типа.
лика 5, преодолевая при этом противодействие пружины 4. На
рычаге 6 укреплен винт 30. При повороте рычага этот винт упи-
рается в регулировочный винт 7, законтренный гайкой 31 на раз-
двоенном рычаге 15. Рычаг 15, поворачиваясь вокруг своей оси
О—О и воздействуя через упоры 17 на полумуфту 18, заставляет
последнюю отойти влево и выйти из зацепления с полумуфтой 19.
При этом полумуфта 19 освобождается и вместе с насаженным на
ней сектором 2 под действием натяжения троса 1 поворачивается
в отторможенное положение.
Для предупреждения попадания пыли в кабину водителя ниж-
няя часть рычага 10 охватывается гибкой муфтой 9, которая
укрепляется на настиле пола с помощью рамки 32. Для смягче-
ния ударов рычага 10 о рамку 32 при затормаживании вагона и
при возврате его в отторможенное положение устанавливаются
резиновые буферы 8.
Передаточное число пв = рычажного привода опреде-
ляется из соотношения:
Рруч • / = Qi •
откуда
Qi I
пл — .
Рруч г
где Рруч—усилие на рукоятке рычага 10 привода;
Qi — усилие на выходе привода (тросе к)\
I—расстояние от точки приложения силы к рукоятке
рычага 10 до оси вращения храпового колеса 23
(оси вала 21);
г— расстояние от оси вращения храпового колеса до
средней линии троса 1.
Проектирование стояночного тормоза производится из расчета
обеспечения нажатий тормозных колодок, достаточных для удер-
жания поезда на нормируемом уклоне в заторможенном состоя-
нии.
По ГОСТ 8802—58 стояночный тормоз моторного вагона дол-
жен удерживать при сухих и чистых рельсах неограниченное вре-
мя: а) четырехосные вагоны и двухосные вагоны-одиночки—на
уклонах до 100 % о; б) двухосные трехвагонные поезда и четырех-
осные вагоны с прицепным вагоном — на уклоне до 50%0.
Максимальная расчетная сила на рукоятке маховика колонки
ручного тормоза принимается равной 20—30 кг, а на рычаге при-
вода рычажного типа — 40 кг.
§ 39. ФРИКЦИОННЫЙ МЕХАНИЗМ МЕХАНИЧЕСКИХ ТОРМОЗОВ
Фрикционные механизмы (преобразователи) механических
тормозов, реализующих тормозную силу через посредство сцеп-
ления колес с рельсами, разделяются на колесно-колодочные, дис-
255
новые и барабанные. Отдельно рассматриваются рельсовые тор-
моза, реализующие тормозную силу без посредства сцепления ко-
лес с рельсами.
Колесно-колодочные тормоза
Механизм образования тормозной силы. Колесно-колодочный
преобразователь состоит из фрикционной пары, одним элементом
которой является тормозная колодка и вторым — бандаж колеса,
Рис. 104. Схемы образования тормозной силы колесно-колодочным
тормозом:
а — при вращающемся колесе; б — заклиненным колесом; в —схема сил, дей-
ствующих на колодку при наклонной пэдзеске BCt; г. О-- схемы подвески тор-
мозных колодок при правильной установке на колесе.
а также устройств для крепления тормозной колодки и регулиров-
ки ее положения относительно колеса.
Механизм образования тормозной силы колесно-колодочного
преобразователя состоит в следующем. При нажатии тормозной
колодки на вращающееся колесо силой Xк (рис. 104, а) на поверх-
ности трения тормозной колодки и бандажа колеса образуются
силы трения Ть направленные навстречу направлению вращения
колеса. Равнодействующая Тк этих сил будет равна:
ТК = ХК^К, (66)
где — коэффициент трения тормозных колодок.
256
Сила Хк нажатия тормозных колодок на бандажи колес урав-
новешивается реакциями Хб буксовых направляющих рамы те-
лежки или кузова. Сила же трения Тк может быть приведена
к силе Т2 = Тк и моменту Мт = Тк • -у- , препятствующему вра-
щению колеса. Сила Т2 уравновешивается дополнительной
цией рельса ZT. а момент реализуется в виде пары
Во и Во', момент которой Мв = Во • — равен моменту Л1г.
реак-
сил
Сила
Во уравновешивается силой сцепления колес с рельсами То, си-
ла же Во, передаваясь через буксовые направляющие на раму,
действует в сторону, обратную движению вагона, то есть является
тормозной силой. Из условия равенства моментов Мт и Мв по-
лучим:
откуда
ВО^ТК = ХК. (67)
Тормозная сила всего вагона при условии равенства сил нажатия
колодок всех преобразователей будет:
В - тп • тк • Во = тп • ткХк- <р,с = • 5 • Хк, (67')
где тп* тк—число тормозных колодок на вагон.
Тормозная сила Во не может превзойти предельной силы сцеп-
ления колес с рельсами То макс =1000 Пк ф, где Пк —верти-
кальная нагрузка, приходящаяся на колесо (в тоннах) и ф — рас-
четный коэффициент сцепления колес с рельсами. Поэтому усло-
вие нормального торможения колеса и вагона в целом можно за-
писать в виде:
Х1С ср,; < 1000/7/с ф и тп • тк • Х1С < 10000Gr ф, (67" )
где Gt — вес вагона, приходящийся на тормозные оси (тор-
мозной вес). В том случае, когда все оси являются тормозными,
тормозной вес вагона Gt равен его полному весу G.
Отношение 0 суммарного давления тормозных колодок на
бандажи колес к общему весу поезда без пассажиров Go (таре)
называется коэффициентом нажатия тормозных колодок:
• тк • АТ
100Эбо
(68)
Имея в виду формулу (67"), условие нормального торможе-
ния вагона можно представить в виде:
GT
Go
(68')
17 Заказ 1372
257
При (рис. 104, б), т. е. в том случае, когда сила
трения тормозных колодок превысит силу сцепления колес с рель-
сами, колесо заклинивается тормозной колодкой, перестает вра-
щаться и скользит по рельсу, касаясь его только в одной точке.
Такое явление называется юзом. При юзе фрикционная пара
колодка — бандаж перестает быть источником тормозной силы и
последняя образуется за счет трения скольжения колеса по рельсу.
Тормозная сила заклиненного колеса Вю будет равна:
Вю- 1000/7.(69)
где &ск — коэффициент трения скольжения колеса по рельсу.
Сила Вю относительно оси колесной пары дает момент, кото-
рый реализуется в виде пары сил 8Ю и 8Ю Первая из них
уравновешивается реакцией 8Ю подвески, а вторая — дополни-
тельной реакцией рельса.
Коэффициент меньше предельного коэффициента сцепле-
ния колес с рельсами Ф, реализуемого в относительно неподвиж-
ном контакте колеса и рельса, поэтому Bt0<ZB{).
Таким образом, явление юза опасно тем, что связано с паде-
нием тормозной силы и, следовательно, увеличением тормозного
пути вагона. Кроме того, скольжение колес по рельсу одной и
той же точкой вызывает образование па колесе местной выбоины-
лыски, которая при качении колеса дает удары, т. е. приводит к
появлению дополнительных напряжений в рельсах, дополнитель-
ной динамической нагрузке на элементы механической части ва-
гона и является источником шума. Чтобы не допускать явления
юза необходимо соблюдать условие (68'). Это достигается пра-
вильным выбором нажатия Хк тормозных колодок на бандажи
колес, т. е. правильным выбором режима торможения.
Вид тормозной характеристики колесно-колодочного тормоза
определяет характер зависимости коэффициента трения колодок
<?к от силы нажатия колодок Хк и, что особенно важно, от ско-
рости движения вагона V. На подвижном составе трамвая при-
меняются чугунные тормозные колодки. Коэффициент трения этих
колодок уменьшается с увеличением нажатия и увеличивается с
уменьшением скорости движения вагона. По данным эксперимен-
тальных исследований, коэффициент трения чугунных тормозных
колодок вагонов трамвая выражается формулой:
Т/с
2,СП -l 0,6Л-
1 L-0,021/
1 -г 0,С8 V ’
(70)
где <э0 — коэффициент трения тормозных колодок при V = 0 и
Х!С = 2,72 т;
Х1: — фактическое нажатие тормозной колодки на бандаж
колеса, г;
V — окружная скорость на ободе колес, кмIчас.
Коэффициент 9о меняется в пределах от 0,195 до 0,300, состав-
ляя в среднем 0,250.
258
Большое влияние на коэффициент трения и износостойкость
колодок оказывает химический состав чугуна и технология их из-
готовления.
Тормозные колодки изготовляются литьем в землю и должны
соответствовать второй группе второго класса точности по
ГОСТ 1855—55 на отливки из серого чугуна. Твердость по Бри-
неллю у тормозных колодок Московского трамвая принимается в
пределах 286-:-418 ед., у колодок Ленинградского трамвая
335±50 ед. Слишком мягкие колодки быстро изнашиваются,
слишком твердые (отбеленные) сильно изнашивают бандажи
и имеют более низкий коэффициент трения. Некоторые исполне-
ния тормозных колодок показаны на рис. 105.
Вследствие зависимости ук от скорости характеристика тор-
моза с колесно-колодочными преобразователями механически
неустойчива, не обеспечивает полного использования сцепления
колес с рельсами при торможении и создает опасность закли-
нивания колес.
Как и коэффициент трения колодок, тормозная сила ко-
лесно-колодочного тормоза с ростом скорости уменьшается. По-
этому на высоких скоростях, когда тормозной эффект должен
быть особенно сильным тормозная характеристика не позволяет
надежно использовать сцепление колес с рельсами. По мере сни-
жения скорости тормозная сила возрастает до тех пор, пока не
сравняется с величиной предельной силы сцепления колес с рель-
сами. В этот момент колесо заклинивается колодкой и насту-
пает юз.
«Исправить» характеристику тормоза с колесно-колодочными
преобразователями можно, регулируя силу нажатия колодок так,
чтобы тормозная сила В (67х) изменялась по мере снижения ско-
рости вагона так же, как и коэффициент сцепления (сила сцеп-
ления). Для этого нужно ставить на вагоны специальные регуля-
торы нажатия тормозных колодок. В настоящее время на подвиж-
ном составе трамвая такие регуляторы не применяются.
Рассматривая схему образования тормозной силы колесно-ко-
лодочным преобразователем, мы сознательно упростили послед-
нюю. В частности, на схеме рис. 104, а показано, что равнодейст-
вующая Тк сил трения, формирующихся на поверхности сопри-
косновения бандажа и тормозной колодки приложена в точке А
по центру тормозной колодки. Это, однако, будет иметь место
только при условии равномерного распределения силы нажатия
Хк по площади колодки. Фактически же вместе с появлением
сил трения на поверхности трения колодки и бандажа появляется
и момент Тх-а, выворачивающий колодку относительно точки Б
крепления колодки к подвеске. Сила Тх = Т к представляет собой
силу трения, действующую со стороны бандажа колеса на тормоз-
ную колодку. Под действием момента Тх-а удельные давления
на набегающем крае колодки (а) увеличатся, а на сбегающем (б)
уменьшатся. Перераспределение удельных давлений вызовет сме-
щение точки приложения равнодействующей сил трения 7\ из
17* 259
точки А к набегающему краю колодки. Действием момента
Ti-a объясняется неравномерный износ колодки длине: более
Рис. 105. Колодки для колесно-колодочных и дисковых тормозов,
колодки для колесно-колодочных преобразователей тормоза:
а вагона МТВ-82; б — ленинградский тип; в — вагона Т-55; колодки для
колодочно-дисковых преобразователей; г — с запрессованными болтами;
д — безболтовые с «ласточкиным хвостом» для вагонов Т-57.
интенсивный износ набегающего края колодки по сравнению со
сбегающим.
Однако смещение фактической точки приложения силы Тк из
центра тормозной колодки невелико и практически не влияет на
260
результаты расчетов. Более существенным является то, что в схе-
ме рис. 104, а не учтены требования, предъявляемые к установке
тормозных колодок на колесе.
Требования к установке тормозных колодок. К установке тор-
мозных колодок предъявляются следующие требования:
1. Тормозные колодки должны быть подвешены так, чтобы при
отпущенном тормозе на ходу поезда во время тряски они не ка-
сались бандажей, а, наоборот, отходили от колес под действием
собственного веса.
2. Установка колодок должна быть выполнена так, чтобы ре-
акции подвесок по возможности не влияли на работу тормозной
колодки, в частности, не способствовали заклиниванию колодок
между подвеской и бандажом колеса, а также не изменяли рас-
четную силу нажатия при износе колодок и бандажей.
Если колодки в отпущенном состоянии касаются колес, за счет
трения колодки о колесо создается добавочное сопротивление
движению поезда, которое может существенно повысить расход
электроэнергии на движение. Чтобы колодки отходили от колес
при отпущенном тормозе под действием своего веса, подвески БС
тормозных колодок должны быть не вертикальными, а наклонны-
ми, как показано на рис. 104, а пунктиром (5Ci). Однако выпол-
нить этот наклон так, как показано на рис. 104, а нельзя. Дейст-
вительно, если бы подвеска находилась в положении БС\, при ра-
боте тормоза создавались бы силы, стремящиеся заклинить
колодку между подвеской и бандажом колеса. Это иллюстрирует-
ся схемой сил, действующих на колодку при наклонной подвеске,
приведенной на рис. 104, в. Раскладывая силу трения дейст-
вующую на колодку со стороны бандажа на направление подвес-
ки ВСХ и направление силы нажатия Хк получаем силы Т2 и Т\.
Из рисунка видно, что сила Т2 уравновешивается реакцией
подвески в точке Сь а Л увеличивает нажатие Хк колодки на
бандаж колеса. Но увеличение нажатия вызывает увеличение и
силы Т\. При увеличении силы Т\ увеличится и ее составляющая
Т\, что приведет к новому росту нажатия. Так будет продол-
жаться до тех пор, пока сила Т\ превысит силу сцепления колес
с рельсами и колесо заклинится. Таким образом, наклон подве-
сок создает опасность самопроизвольного заклинивания колес и
влияет на расчетную величину силы нажатия колодок.
Чтобы подвески не влияли на работу колодок нужно, чтобы
угол между направлением подвески по линии, проходящей через
центры валиков в точках С\ v Б и прямой, соединяющей центр
колесной пары с центром валика Б подвески колодки, был равен
90°. Оба требования, предъявляемые к установке тормозных ко-
лодок, можно удовлетворить, если подвесить последние так, как
показано на рис. 104, г и д, т. е. ниже плоскости, проходящей через
центры осей колесных пар.
Практически угол 0 между направлением подвески и прямой,
соединяющий центр оси колесной пары с точкой подвески колод-
261
ки, принимается равным 90° при среднем износе колодки и бандажа
колеса. Это обеспечивает наименьшее влияние подвески на вели-
чину расчетной силы нажатия колодок при их износе. Угол а при-
нимается равным 6—10°. При этом овес I тормозной колодки опре-
деляется из уравнения:
/ = —- tgct =ь(0,05 -н 0.09) • D, (71)
где D — диаметр колеса по кругу катания.
На рис. 104, г и д показаны силы, действующие на колесо и
колодку при расположении последней сзади и впереди колес по
ходу движения вагона в случае, когда угол |3 = 90°. Расчетная си-
ла Хк нажатия тормозной колодки на бандаж колеса и реакция
подвески S при такой установке колодок могут быть определены
из условий равновесия сил, действующих на колодку: силы К,
передаваемой на колодку от тяг тормозной рычажной передачи,
силы = Хк реактивного давления бандажа на колодку силы
трения 7\ = Тк и реакции подвески S. Пренебрегая величиной
момента Т\-а, выворачивающего колодку, т. е. полагая, что точ-
ки А и Б совпадают и, составляя уравнения проекций сил на
оси п и т, получим следующую систему уравнений:
К • cos а — Ал, = 0
± Txt S — К • sin а = 0, (72)
где верхние знаки отвечают направлению сил, действующих на
колодку заднего расположения (колодку, расположенную сзади
колеса по ходу движения вагона), а нижние — направлению сил,
действующих на колодку переднего расположения. Из первого
уравнения получим:
Ху = Хк = К • cos а. (72')
Из второго уравнения, решая его совместно с первым и учиты-
вая, что 1\ = Х\ • <?к, получим:
S = К (?/с • COS а ± sin а) = Хк (vK ± tg а)
=.Хк(<?,с± (72")
Уравнение (72') показывает, что при принятой установке сила
нажатия колодок на бандаж колеса зависит только от величины
свеса тормозной колодки (угла а). При изменении направления
движения вагона величина ее не меняется. Уравнение (72") опре-
деляет величину осевой силы, сжимающей или растягивающей
подвеску.
Конструкция подвески тормозных колодок. Требования к кон-
струкции подвески тормозных колодок сводятся к следующему:
установка тормозной колодки должна препятствовать боковому
сползанию колодки с бандажа колеса, обеспечивать равномерный
зазор между колодкой и бандажом колеса при отпущенном тор-
262
мозе, обеспечивать возможность быстрой смены тормозных коло-
док. Для обеспечения последнего требования все колодки крепят-
ся в специальных тормозных башмаках с помощью чеки или кли-
на. Для смены колодки при таком креплении достаточно .вынуть
чеку или клин, после чего колодка легко снимается. Для преду-
преждения сползания колодок с бандажей применяются травер-
сы или ограничители бокового хода в виде направляющих на тор-
мозных башмаках и раме тележки, а для обеспечения равномер-
ного зазора между колодкой и бандажом колеса при отпущенном
тормозе — различные установочные приспособления.
По способу крепления тормозных башмаков к конструкциям
рамы тележки или кузова различают: а) крепление тормозных
башмаков на подвесках; б) крепление на вертикальных подве-
шенных рычагах; в) крепление на траверсах.
Рис. 106. Схемы подвески тормозных башмаков на траверсах:
а — крепление башмаков качающегося типа на траверсах; б — глухая подвеска
башмаков на траверсах.
По степени подвижности башмака относительно конструкции
крепления различают глухую подвеску тормозных башмаков и
подвеску качающегося типа. Лучшим способом крепления тор-
мозных башмаков считается крепление на траверсах. При этом
креплении полностью исключается возможность бокового сполза-
ния колодок с колес при торможении. На рис. 106, а показано
конструктивное исполнение и схема этого крепления колодок при
башмаках качающегося типа. Тормозные колодки 1 крепятся в
башмаках 2 при помощи клина 19. Башмаки шарнирно крепятся
к траверсам 15 или 23 и одновременно подвешиваются к конст-
рукциям рамы тележки с помощью подвесок 11 в точках 12.
Если подвагонное оборудование и в частности тяговые двига-
тели не мешают установке траверс, последние выполняются в ви-
де прямой трубы или прямой поперечины другого сечения. Так
на рис. 106, а выполнена траверса 15. При рамно-осевой подвеске
двигателей последние по своим габаритным размерам не допуска-
263
ют установки прямых траверс. В этом случае приходится делать
кривые траверсы, позволяющие обойти двигатель или другие эле-
менты оборудования, мешающие установке прямой траверсы. Так
на рис. 106, а выполнена траверса 23. Регулировка положения тор-
мозных колодок на колесе в подвеске этого типа осуществляется
с помощью регулировочных пружин 9. Последние надеваются на
крюк 7, который с помощью валика 17 крепится к тормозному
башмаку и проходит через ушко 10, установленное на подвеске//.
Регулировка натяжения пружины 9 производится с помощью ба-
рашка 8.
Передача давления на тормозные колодки осуществляется с
помощью верхних тормозных тяг 16, соединенных через рычаж-
ную передачу с приводом тормоза, вертикальных блуждающих
рычагов 13, нижних тормозных тяг 24 и вертикальных подвешен-
ных рычагов 21. Последние шарнирно крепятся к конструкциям
рамы тележки в точках 20. Точки 12 и 20 называются «мертвы-
ми» точками, так как они неподвижны относительно конструкций
рамы тележки. Схема предусматривает тонкую и грубую регули-
ровку зазоров между тормозными колодками и бандажами колес
по мере их износа. Грубая регулировка зазоров осуществляется
перестановкой валиков 18 в отверстиях вилки 14 верхней тормоз-
ной тяги. Более точная регулировка производится с помощью ку-
лачков 22, установленных на нижних тормозных тягах и выполня-
ющих роль регулировочных муфт. Для оттягивания тормозных
колодок от бандажей колес при отпуске тормоза и обеспечения
одинакового зазора между колодками и бандажами колес служат
оттяжные пружины 3. Регулировка их натяжения производится с
помощью барашков 5. С одной стороны пружины 3 крепятся к
тормозным башмакам 2, а с другой стороны с помощью кронш-
тейнов 4 к конструкциям рамы тележки.
На рис. 106, а показана схема глухой посадки тормозных баш-
маков на траверсах, применяющаяся на некоторых трамвайных
вагонах старых типов. При этой подвеске башмаки 2 жестко кре-
пятся к специальным траверсам 6, соединяющим два тормозных
башмака, расположенных с одной стороны колесной пары.
Траверса 6 подвешивается к раме кузова или тележки с по-
мощью кулачка 7 и подвески 8. Кроме башмаков, к траверсе 6
крепятся с помощью валиков 3 и 9 вертикальные рычаги 4 и 10.
Усилия нажатия передаются на тормозные башмаки от тяг 12 и
13 через вертикальные рычаги и траверсу. Длина траверсной 8 и
башмачных подвесок 5 и // по центрам валиков одинакова, по-
этому при поджатии тормозных колодок к бандажам колес тра-
верса и тормозной башмак перемещаются вправо и вверх парал-
лельно самим себе. Благодаря этому между бандажом и тор-
мозной колодкой при отпущенном тормозе сохраняется зазор без
всяких установочных приспособлений. Для возвращения травер-
сы и тормозных колодок в отторможенное положение служат
пружины 0/7.
Регулировка натяжения этих пружин производится специаль-
264
ной гайкой, укрепленной на кронштейнах рамы тележки или ку-
зова. Тормозная колодка 1 крепится к башмакам клином 14.
Глухая подвеска тормозных колодок в настоящее время не при-'
меняется. Недостатком этого типа подвески является неполное
касание тормозных колодок к бандажам колес при просадке рес-
сор, что вызывает неравномерный износ колодок, увеличение тор-
мозного пути и появление значительных добавочных сил в эле-
ментах конструкции подвески колодок. Кроме того, такая под-
веска затрудняет выверку положения колодок относительно бан-
дажей колес. Подвеска колодок на башмаках качающегося типа
не имеет этих недостатков.
Крепление тормозных башмаков на траверсах нашло широкое
применение на вагонах бестележечной конструкции и отчасти на
двухосных вагонах с двухосной тележкой. Недостатком этой кон-
струкции подвески колодок является ее относительная сложность
и большой вес.
На двухосных тележках четырехосных вагонов крепление тор-
мозных колодок с помощью траверс затруднено вследствие огра-
ниченности монтажного пространства. Поэтому здесь нашли при-
менение другие способы крепления колодок;—крепление на под-
весках и вертикальных подвешенных рычагах. Оба эти способа не
вполне совершенны. Они не исключают возможности бокового
сползания колодок с бандажей колес и связаны с уменьшением
к. п. д. передачи вследствие сил трения между направляющими
при торможении.
На рис. 107 показана схема тормоза на двухбалансирной те-
лежке вагонов ЛМ-49 как пример установки тормозных колодок
в тормозных башмаках качающегося типа на подвесках.
Тормозные колодки 2 у тормоза этого типа крепятся к тормоз-
ным башмакам 1 и 18 с помощью клина 17.
Тормозной башмак шарнирно крепится с помощью валика 15
к двум подвескам 3 и 4, симметрично расположенным с обеих
сторон башмака.
Работа тормоза состоит в следующем. Тормозное усилие от
тормозного цилиндра через продольную тягу 11 передается на
траверсу 9, которая шарнирно крепится к раме тележки с по-
мощью качающихся серег 10 и 12. От траверсы 9 через тяги 13
усилия нажатия передаются на башмаки 18 и колодки 2 двумя
вертикальными рычагами 6 и 7, связанными с башмаком с по-
мощью валика 16. Со стороны, противоположной траверсе 9, вер-
тикальные рычаги 6 и 7 шарнирно крепятся к продольным балкам
рамы тележки с помощью серег 5.
Такое крепление обеспечивает возможность поворота тормоз-
ного башмака относительно подвесок 3 и 4 и рычагов 6 и 7, т. е.
относится к числу подвесок качающегося типа. Равномерность
зазора между тормозной колодкой и бандажом колеса при отпу-
щенном тормозе обеспечивается здесь с помощью оттяжной пру-
жины 14, которая регулируется при постановке новой колодки.
Пружина 14 одним концом укреплена на раме тележки, а дру-
265
266
Рис 107. Тормоз на двухбалансирной тележке трамвайных вагонов ЛМ-49.
гим — на специальном хомутике 20, закрепленном на валике 16.
В нижней части башмаки имеют выступы, которыми упираются
в направляющие, приваренные к балансиру тележки. Эти направ-
ляющие ограничивают боковой ход башмака при износе валиков
и, следовательно, препятствуют сползанию тормозной колодки с
бандажа колеса.
Регулировка тормоза на тележке производится путем изме-
нения длины регулировочной тяги 19.
Отвод тормозных колодок от бандажей колес при отпуске тор-
моза обеспечивается оттяжной пружиной 8, укрепленной с одной
стороны на раме тележки, а с другой—на траверсе 9. При тор-
можении траверса 9, перемещаясь вправо, натягивает пружину S,
а при отпуске тормоза пружина S, сокращаясь, обеспечивает от-
вод траверсы 9, а вместе с ней и тормозных колодок в оттормо-
женное положение.
На рис. 108 показана схема тормоза на тележке типа 2ДС
вагонов МТВ-82 и КМ как пример установки тормозных колодок
в башмаках качающегося типа на вертикальных подвешенных
рычагах без помощи подвесок. Здесь тормозные колодки 1 и 9
крепятся к тормозным башмакам 5 и 11 с помощью чек 7 и 10.
Тормозной башмак шарнирно крепится с помощью валика 4
к вертикальному рычагу 6 или 12. От этих же рычагов на тор-
мозные башмаки передаются и усилия нажатия. Специальных
установочных приспособлений для регулировки зазора между ко-
лодками и бандажами колес в подвеске этого типа не применяет-
ся. Опусканию тормозных колодок на бандажи колес при отпус-
ке тормоза препятствует упор тормозных колодок в торцовую
часть вертикальных рычагов.
Для ограничения боковых качаний тормозного башмака и
предупреждения сползания тормозной колодки с бандажа колеса
на вертикальные рычаги 6 и 12 и на кронштейны 17 продольных
балок 16 рамы тележки привариваются наличники 18 и 19. Зазор
между этими наличниками при нормальной работе колодки уста-
навливается равным 0,5 мм.
Для возвращения колодок в отторможенное положение слу-
жат оттяжные пружины 8 и 15.
Тормозная траверса у тормоза этого типа крепится к раме
тележки с помощью серег 2 и 3. Грубая регулировка тормоза на
тележке осуществляется перестановкой валиков вертикальных
рычагов 12 в отверстиях 14 кронштейна рамы тележки, а тонкая
регулировка — изменением длины регулировочной тяги 13.
По характеру воздействия на колесную пару тормоза с колес-
но-колодочными преобразователями классифицируются на тормо-
за с односторонним и двусторонним нажатием колодок. Эти схе-
мы нажатия колодок приведены на рис. 104, гид. Достоинством
тормозов одностороннего нажатия является то, что они имеют
более простую тормозную передачу и поэтому легче размещают-
ся на тележке и проще регулируются.
267
Рис. 108. Тормоз на тележке 2ДС.
Однако они имеют и ряд недостатков^ главные из которых сле-
дующие:
1. Эти тормоза требуют более значительных нажатий на колод-
ки для создания тормозной силы, равной по величине силе двух-
стороннего нажатия.
Это приводит к необходимости увеличения мощности привода,
а также повышения прочности элементов передачи и их веса.
2. Одностороннее нажатие на буксы приводит к большим до-
полнительным нагрузкам букс, буксовых лап, буксовых подшип-
ников и осей колесных пар, а также создает опасность соскакива-
ния буксовых подшипников с шеек осей (при подшипниках трения
скольжения).
3. Повышенная тепловая напряженность колодок и бандажей,
вызывающая ослабление бандажей и появление трещин на поверх-
ности катания. Более быстрый износ тормозных колодок, вызы-
вающий необходимость более частой регулировки тормозной пере-
дачи и смены колодок.
По этим причинам предпочтительнее двухстороннее нажатие
колодок. Колесно-колодочным тормозом с двухсторонним нажа-
тием колодок оборудуются, как правило, двухосные вагоны. При-
мерами таких вагонов являются вагоны БФ, МС, ПС и др. Четы-
рехосные вагоны чаще оборудуются колесно-колодочным тормозом
с односторонним нажатием колодок, так как его проще разместить
на тележке. Примерами таких вагонов являются вагоны МТВ-82,
ЛМ-49, КМ и др.
Тормозами с колесно-колодочными преобразователями обору-
довано большинство трамвайных вагонов старых типов. Обору-
дуется ими и новый подвижной состав, так как они обладают про-
стотой конструкции, свободно размещаются на тележке и просто
регулируются. Вместе с тем, эти тормоза имеют несколько круп-
ных недостатков, основными из которых являются следующие:
1. Неудовлетворительная тормозная характеристика колесно-
колодочных тормозов с чугунными колодками.
2. Значительный расход металла на колодки. Средний срок
работы колодки до полного износа составляет около 20 дней. Хо-
зяйство, выпускающее на линию 100 вагонов в сутки, имеет ме-
сячный расход тормозных колодок, равный около 9 т.
3. Дополнительный износ поверхности катания бандажей.
4. Зависимость тормозного эффекта от нагрузки вагона и со-
стояния рельсового пути.
По этим причинам в настоящее время колесно-колодочные
тормоза уступают место более совершенным тормозам — диско-
вым и барабанным.
Дисковые тормоза
Механизм образования тормозной силы. Преобразователи дис-
ковых тормозов состоят из фрикционной пары, одним элементом
которой являются тормозные колодки и вторым вращающийся
тормозной диск, а также устройств для крепления тормозных ко-
269
лодок и тормозного диска и регулировки положения колодок отно-
сительно диска. Эти тормоза классифицируются по месту разме-
щения и по характеру воздействия тормозного диска на вал.
Рис. 109. Схема размещения осевого (а) и центрального (б) дискового-
тормозов. Механизм реализации тормозных сил осевыми дисковыми тор-
мозами с односторонним (в) и двухсторонним (г) нажатием колодок.
По месту размещения дисковые тормоза разделяются на осе-
вые и центральные. У тормозов первого типа тормозной диск раз-
мещается на оси колесной пары (рис. 109, а), у тормозов второ-
го типа — в цепи тяговой передачи или на валу тягового двига-
теля (рис. 109, б). По характеру воздействия тормозного диска на
вал различают дисковые тормоза с односторонним и двусторон-
ним нажатием колодок. Схемы образования тормозной силы этих
тормозов показаны на рис. 109, в и г.
При нажатии тормозной колодки на поверхности трения ко-
лодки и диска образуются силы трения, направленные в сторо-
ну, обратную направлению вращения колеса по касательной
к радиусу-вектору, проведенному из центра оси в рассматривае-
270
мую точку поверхности трения. Сила трения dTK, формирую
щаяся на площадке dF поверхности трения будет равна:
= • pdF,
где — коэффициент трения тормозной колодки по тормозному
диску;
р—удельное давление колодки на диск в районе пло-
щадки dF.
Момент этой элементарной силы трения относительно оси дис-
ка определится уравнением:
dMr = pdTK,
где р — радиус-вектор элементарной площадки dF.
Равнодействующая Тк и суммарный момент Мт сил трения
выразятся интегралами, распространенными на всю площадь
трения F.
Мт ---= f dMr = 1 ?<?KpdF,
F F
TK = ^dTK = ^KpdF, (73)
F F
причем в первом случае суммирование должно производиться
арифметически, а во втором — геометрически.
В практических расчетах удобнее представлять силу трения
Т/с произведением силы нажатия Хк , приходящейся на колодку,
и коэффициента трения , а тормозной момент в виде произве-
дения силы Тк на расстояние гн от точки ее приложения до
оси диска:
Мт—Т!С-гн\ ТК = Ъ:.Х!С. (73')
Сравнивая уравнение (73) и (73х) можно получить формулу
для определения /у,:
Ъ; PdF,
F
откуда
гн = f PdF- (74)
Pc F
В частном случае при р = const будем иметь и = const и
уравнение (74) можно представить в виде:
Гн - ф PdF = V • 'ldF = 4 'dF (7 V)
/Л- F Гк r- F P F
где TK = ^,:-p-F. (74")
271
Уравнение (74х) показывает, что при равномерном распреде-
лении давления по площади трения центр приложения равнодей-
ствующей сил трения, формирующихся на поверхности тормозной
колодки, определяется как центр тяжести однородной пластинки.
В частности, для колодки, имеющей форму сегмента, получим
(рис. 109, в):
2 sin3 а
гн = — г------------
3 а — sin а • COS а
ИЛИ
Ь3
гк= — , (74"')
" 12F v 7
где F — а • г2---]/4г2 — Ь2 — площадь трения колодки. (74"")
Рассмотрим схему образования тормозной силы дискового
тормоза с односторонним нажатием колодок (рис. 109, в). В этом
случае сила трения формируется на двух колодках и в сумме
равна 2ТК. Будучи приведена в центр оси она дает силу 2Т\=2Тк
и момент М°т0, причем:
= (75)
Сила изгибает ось. Момент же трения М°то при наличии
сцепления колес с рельсами реализуется в тормозную силу Во со-
вершенно так же, как у колесно-колодочного тормоза (Во — тор-
мозная сила, приходящаяся на одну ось).
Приравнивая момент сил трения М°то моменту тормозной си-
лы = Во-^~ получим:
5о.^- = 2Лг„,
откуда
Во = 4 Тк Хк . (75')
При двухстороннем нажатии колодок (рис. 109, г) осевые си-
лы взаимно уравновешиваются. Момент трения в этом случае
определится уравнением:
М^о = 2ТК • 2гн ~ 4ТК • гн. (76)
Соответственно тормозная сила определится из условия:
Вд0-^=4Тк.гн,
откуда
^ = 87^=8?^^. (76')
272
Если тп— количество дисковых преобразователей на вагон, то
тормозная сила В вагона будет: В = Вд0 • тп.
Тормозной момент центрального дискового тормоза с односто-
ронним и двухсторонним нажатием колодок относительно оси
диска будет выражаться теми же уравнениями (75) и (76), как
и для осевого тормоза. Тормозной момент, приведенный к оси ко-
лесной пары, будет в передаточное число редуктора раз больше
и выразится соответственно уравнениями:
№т11 = м°то-1 = • г« •г (77)
{77')
где i—передаточное число редуктора.
Тормозная сила центрального дискового тормоза с односто-
ронним и двухсторонним нажатием колодок будет определяться
уравнениями (на один тормоз):
Воц = Во.1 = Цк.^.Хк.1, (78)
B^ = B*.i = ^K.^.XK.i. (78')
При заданной конструкции тормоза величины D, гк и i из-
вестны. Следовательно, величину тормозной силы дискового тор-
моза в конечном итоге определяют сила нажатия Хк тормозных
колодок на тормозной диск и коэффициент трения тормозных ко-
лодок. Для дискового тормоза используют асбесто-бакелитовые
колодки следующего состава: бакелитовый лак марки А — 63%,
асбестовые концы— 16%, асбестовая вата — 9% и чугунная крош-
ка— 12%. Такие колодки выдерживают без раздавливания удель-
ное давление до 25 кг/сж2. В условиях эксплуатации они работа-
ют при удельных давлениях порядка 6—15 кг/сж2, т. е. примерно
при тех же давлениях, что и чугунные тормозные колодки. Коэф-
фициент трения асбесто-бакелитовых колодок, как и чугунных,
уменьшается с ростом нажатия и растет с уменьшением скоро-
сти относительного скольжения поверхностей трения. Однако за-
висимость коэффициента трения от скорости у асбесто-бакелито-
вых колодок выражена значительно слабее, чем у чугунных.
В практических расчетах коэффициент трения асбесто-бакелито-
вых колодок принимают равным 0,25—0,3 независимо от скоро-
сти. Некоторые конструктивные исполнения пластмассовых коло-
док для дисковых преобразователей показаны на рис. 105.
Пример. Определить тормозную силу и приведенный к ободу колеса ко-
эффициент нажатия тормозных колодок вагона КТМ-1. Вагон оборудован дву-
мя осевыми дисковыми тормозами с двухсторонним нажатием колодок
18 Заказ 1372 2 73
(рис. 109, г). Колодки сегментные с характеристиками (рис. 109, в): г — 24 см;
b = 40,4 см\ h = 13 см-. Сила нажатия колодки на тормозной диск Хк =2,5 т;
диаметр колеса D = 780 мм. Вес вагона без пассажиров GQ = 12 т.
Центр приложения равнодействующей сил трения, формирующихся на по-
верхности трения тормозной колодки определим по формуле (74'"). Предва-
рительно находим:
b 40,4
sin я = — = -—— = 0,842; а =-- 21' = 1,001 рад., cos а = 0,5409.
2г 2 • 24
По формуле (74'") получаем:
__2_ sin3 а 2 ________0,8423______
н 3 а — sin а-cos а 3 1,001 —0,842-0,5904
Принимая коэффициент трения колодок zk = 0,25, определяем по формуле
(76') тормозную силу одного дискового тормоза:
В% = 8?к • • Хк = 8 • 0,25 • • 2,5 = 1,115 m ---- 1115 кг.
0 ' D 78
Тормозная сила вагона будет равна:
В = В$ тп - 1115 • 2 = 2230 кг.
Приведенная к ободу колеса сила нажатия колодок при этой тормозной
силе составит:
В = Ук ' Xnp,
откуда
В 2230
Апр = —= —— =8940 кг.
0,2о
Приведенный к ободу колеса коэффициент нажатия тормозных колодок бу-
дет равен:
Сравнение систем дисковых тормозов. Сравнивая между со-
бой дисковые преобразователи осевого типа и центральные, сле-
дует отметить следующее. Преимуществом осевого дискового пре-
образователя является короткая цепь элементов, нагружаемых
при работе преобразователя: таким элементом является только
колесная пара. У преобразователей центрального типа в эту
цепь, кроме колесной пары, входит также редуктор, а при рас-
положении тормозного диска на валу тягового двигателя со сто-
роны, противоположной карданной передаче,— карданная пере-
дача и вал тягового двигателя.
Сравнивая с этой точки зрения варианты размещения тормоз-
ного диска центрального тормоза на фланце редуктора, на валу
274
тягового двигателя со стороны карданной передачи и на валу тя-
гового двигателя с противоположной стороны (рис. 109,6) следует
отдать предпочтение расположению диска на фланце редуктора.
Благодаря более длинной цепи элементов, отделяющих колесную
пару от тормозного диска, центральный дисковый преобразова-
тель менее надежен, чем осевой, так как он не работает при не-
исправностях (обрывах) в цепи тяговой передачи. Кроме того,
центральный дисковый преобразователь вызывает, особенно при
неправильном выборе нажатия (слишком мощный тормоз) и при
недостаточно точной центровке тормозного диска, быстрый преж-
девременный износ тяговой передачи.
Однако наряду с указанными недостатками, преобразователи
центрального типа имеют два существенных преимущества перед
осевыми:
1. Необходимые давления колодок на тормозной диск преоб-
разователей центрального типа значительно меньше по сравне-
нию с требующимися давлениями колодок на диск осевого пре-
образователя. В связи с этим облегчается передача и другие эле-
менты конструкции центрального преобразователя по сравнению
с осевым.
2. Размещение преобразователей осевого типа на осях колес-
ных пар моторных вагонов связано с трудностями, ввиду ограни-
ченности монтажного пространства.
При рамно-осевой подвеске тягового двигателя применение
осевых дисковых преобразователей практически исключается. Что
же касается преобразователей центрального типа, они размеща-
ются легче во всех случаях.
В конечном итоге выбор места размещения дискового преоб-
разователя определяется конструктивными соображениями. В слу-
чаях, когда условия размещения преобразователя осевого и цен-
трального типа примерно одинаковы и работоспособность редук-
тора достаточна, следует отдавать предпочтение дисковому пре-
образователю центрального типа с расположением тормозного
диска на фланце редуктора.
Сравнивая дисковые преобразователи с односторонним и двух-
сторонним нажатием колодок, следует прежде всего отметить, что
у последних площадь тормозных колодок может быть увеличена
вдвое. В связи с этим работа трения, приходящаяся на каждую
колодку, может быть уменьшена вдвое, а это значительно удлиня-
ет срок службы колодок и время работы тормоза без регулиров-
ки. Общее нажатие на колодки при этом в связи с зависимостью
коэффициента трения от давления также уменьшается, благодаря
чему возможно несколько облегчить передачу тормоза и умень-
шить мощность привода. Наконец, дисковый преобразователь с
двусторонним нажатием колодок загружает вал только тормоз-
ным моментом, а преобразователь с односторонним нажатием ко-
лодок, кроме того, еще и радиальной силой, изгибающей вал. По-
этому со всех точек зрения предпочтение следует отдавать пре-
образователям с двухсторонним нажатием колодок.
18* 275
Конструкция и силовые схемы дисковых тормозов. В качестве
примера исполнения осевого дискового тормоза с односторонним
нажатием колодок на рис. НО показан клещевой тормоз прицеп-
ных трамвайных вагонов С и М. Тормозной диск этого тормоза
выполнен сборным из двух половин, насаживается на ось 1 колес-
ной пары с помощью шпонки 4 и стягивается болтами 2. Каждая
половина диска выполнена из двух шайб, соединенных между со-
Рис. ПО. Дисковый тормоз клещевого типа:
а — конструкция; б — силовая схема при произвольных значениях углов а, 3, 1, — сило-
вая схема, обеспечивающая минимальное влияние этих углов на передаточное число пре-
образователя.
бой внутренними ребрами, придающими диску жесткость, обес-
печивающими хорошую вентиляцию и облегчающими его вес.
Тормозные колодки 21 расположены с обеих сторон диска сим-
метрично относительно его продольной оси. Закрепление колодок
в тормозных башмаках 18 производится с помощью болтов, за-
прессованных в колодки при их изготовлении. Тормозные башма-
ки с колодками вставляются в цилиндры 20, отлитые заодно с
276
опорной рамой 16 тормоза, подвешенной к продольным балкам 5
рамы кузова. С обратной стороны в цилиндры вставляются от-
тяжные пружины 19 и опорные шайбы с нажимными болтами 17.
Нажимной болт ввертывается в тело башмака 18 и скрепляет кон-
струкцию из деталей 21, 18, 19 и 17, образующую вместе с цилинд-
ром 20 тормозной зажим.
К опорной раме 16 с помощью валиков 7 крепятся крестооб-
разно нажимные рычаги 6. Эти рычаги образуют клещи, отчего и
сам тормоз получил название клещевого. К концам рычагов 6 с
помощью валиков 8 крепятся сережки 9, а к сережкам с помощью
валиков 10 — траверсы 11. Траверса с помощью валика 22
няется с регулировочной тягой тормоза, состоящей из двух вилок
13 и 15 с правой и левой резьбой и стяжной муфты 14, имеющей
соответственно правую и левую внутреннюю резьбу. После регу-
лировки тормоза муфта закрепляется для предупреждения само-
отворачивания скобой 12.
Работа тормоза происходит следующим образом. При тормо-
жении на тягу 13 действует сила Q2, направленная вправо. Под
действием этой силы траверса И перемещается вправо, воздейст-
вуя через сережки 9 на нажимные рычаги клещей 6. При этом
один из рычагов поворачивается по часовой стрелке, а второй —
против часовой стрелки. Короткие плечи рычагов 6 сходятся и пе-
редают давление на нажимные болты 17 тормозных зажимов. На-
жимной болт перемещается, преодолевая сопротивление оттяжной
пружины 19, в которую он упирается нажимной шайбой, и переда-
ет давление нажимного рычага за вычетом силы, требующейся на
сжатие возвратной пружины, через тормозную колодку 21 на тор-
мозной диск 3. Происходит затормаживание вагона. После пре-
кращения действия силы Q2 на тяге 13 тормозные колодки 21 под
действием оттяжных пружин 19 отводятся от тормозного диска 3
и торможение прекращается.
На рис. НО, б приведена силовая схема клещевого тормоза.
Составление схемы производится следующим образом. Точки 1, 2,
3 и 4 схемы соответствуют центрам валиков 22, 10, 8 и 7 тормоза.
Точка 5 соответствует точке касания нажимного рычага 6 и на-
жимного болта 17. Отрезки 2—2, 2—3, 3—4 изображают в масшта-
бе длины траверсы, сережки и длинного плеча нажимного рычага
между центрами валиков. Отрезок 4—5 изображает в масштабе
расстояние между центром валика 7 и точкой касания нажимного
рычага 6 и болта 17.
Все рычаги показываются в положении, соответствующем за-
торможенному состоянию при среднем износе колодок.
Силы, действующие в элементах клещевого тормоза и его ха-
рактеристики, определяются следующим образом (рис. ПО, б).
Точкой 1 траверса 2—2 делится пополам. Поэтому сила Q2 рас-
Q., 0
кладывается на две равные силы —- , приложенные в точках 2
r q2 2
траверсы. Сила—— на каждом конце траверсы уравновешивает-
277
ся силой Si, действующей по направлению серьги 2—2 и силой N,
действующей по направлению траверсы. Силы Si и 7V, суммируясь,
дают силу Р\, равную по величине и противоположную по направ-
лению силе • Сила Si растягивает серьгу. Сила 7V, действую-
щая на одном конце траверсы 2—2 уравновешивается такой же
силой М на другом ее конце. Обе силы вызывают сжатие траверсы.
Серьга передает на рычаг 3—4 силу S = Sb которая может быть
разложена на силы /? и Z, действующие в направлении рычага
3—4 и перпендикулярно к нему. Сила R уравновешивается реак-
цией Ri=R в шарнире 4, а сила Z дает относительно точки 4 мо-
мент, равный Z-a. Этот момент уравновешивается моментом Хк- Ь'
реактивного давления диска на тормозную колодку. Таким обра-
зом, можно написать:
Хк -b' = Z -а,
откуда определяется:
Хк = Z • 4.
ь
Имея в виду уравнения, вытекающие из геометрических соотно-
шений (рис. 110, б):
&' = !>• cosy; Z = S-cos?; S = ^--^ = -52-, (79)
COS a 2 COS a
N = Pj . tg a = tg a,
получим уравнение, определяющее величину силы нажатия тормоз-
ной колодки на диск:
w у я р q л a cos 3 /'гл/\
Xк = Z — — S • cos р-----= — • — • --------!---. (79 )
b' b • cos 7 2 b cos a • cos 7
Суммарная сила нажатия колодок на тормозной диск будет:
2 Хк = тк Хк = 2ХК = Q2 — . (79")
b COS a • COS 7
Момент сил трения относительно оси колесной пары определяет-
ся уравнением:
MT=^^XK-rH = Q2-^-^-.
COS a • COS 7
278
Приравнивая момент сил трения к моменту тормозной силы
Мв = BQ —— , получим уравнение, определяющее величину тор-
мозной силы клещевого преобразователя:
Во = • Q2<?K • ~ —с-^1— • гн. (80)
D b COS а • COS 7
Из уравнения (79') найдем передаточное число клещевого пре-
образователя [см. также формулу (63)]:
= т“ • Хк = — . —. (80')
Qo b cos а • cos 7
Уравнения (80) и (80') показывают зависимость передаточного
числа и тормозной силы, развиваемой клещевым тормозом, от уг-
лов а, р, у, величина которых меняется по мере износа колодок.
Особенно заметно влияние угла 7, который изменяется в срав-
нительно широких пределах вследствие короткого плеча b нажим-
ных рычагов клещей. Это является серьезным недостатком клеще-
вого тормоза. Для уменьшения влияния углов а, р, у на величину
передаточного числа пп и тормозной силы Во клещевой тормоз сле-
дует проектировать так, чтобы в заторможенном состоянии при
среднем износе колодок углы (3 и у были равны пулю, как показа-
но на рис. НО, в. В этом случае влияние изменения углов а, р, у
по мере износа колодок на величину пп и Во получается мини-
мальным. Пунктирными линиями на рис. ПО, в показано положе-
ние рычагов тормоза в заторможенном состоянии при новых и пре-
дельно изношенных колодках.
Величину коэффициента полезного действия (к. п. д.) клещево-
го тормоза определяют:
1) потери на трение в сочленениях рычагов и 2) сила противо-
действия оттяжных пружин. Теоретический подсчет к. п. д. ввиду
неопределенности коэффициента трения в сочленениях передачи
затруднителен. Экспериментальные исследования показали, что
при движении вагона вследствие тряски трение в сочленениях ма-
ло сказывается на величине к. п. д.; при торможении же вагона,
находящегося в покое, влияние его весьма значительно. Потери
силы нажатия колодок &ХК, связанные с действием оттяжных пру-
жин и сил трения в сочленениях рычагов тормоза, можно найти из
условия равенства работ по следующему уравнению:
ДХЛ = + , (81)
ь
где о — зазор между тормозной колодкой и тормозным диском;
279
Апр—работа, затрачиваемая на преодоление противодействия
оттяжных пружин при выборе зазора 6;
%Атр—работа трения в каждом из соединений рычагов механиз-
ма при выборе зазора 6.
К. п. д. тормоза определяется по формуле:
- 1 (8Г)
В частности, пренебрегая влиянием трения в сочленениях ры-
чагов клещевого преобразователя, получим:
Апр = Quan • • Ж • О - о;
ДХ = = QHa4 + — /К • 3,
и наконец, а а 2
, у Qnan ~Т~ Ж 3
^ = 1---^= 1---------------т------, (81")
Qi:a4 и Ж— начальное натяжение и жесткость оттяжной пру-
жины.
Пример. Определить передаточное число и коэффициент полезного дей-
ствия клещевого преобразователя вагона С, а также коэффициент нажатия ко-
лодок и удельную тормозную силу. Геометрические характеристики тормоза:
(рис. ПО):
а — 400 мм; b = 100 мм; а = 26°; ? — 0; у = 0;
зазор между тормозной колодкой и диском 6 = 3 мм. Данные оттяжной пру-
жины тормозного зажима: жесткость Ж = 4,5 кг/мм, начальное натяжение
QHa4 — 25 кг. Сила на входе тормозного преобразователя Q2 = 920 кг, рас-
стояние от оси колесной пары до центра тяжести рабочей поверхности тормоз-
ной колодки гн = 184 мм, диаметр колеса £>=^780 мм, вес вагона без пас-
сажиров Go = 7 т.
Передаточное число клещевого тормоза находим по формуле (80'):
а • cos р 400 1
Пп b • cos а • cos 7 100 0,8988 • 1
Сила нажатия тормозной колодки без учета потерь в преобразователе:
^=^^ = 9201М1 = 20.0кг/
Коэффициент полезного действия тормоза по формуле (81"):
<3нач+ 2 Ж - 8
Ъ = 1 --------------------- = 1 --------------------= 0.99.
2050
к
Фактическая сила нажатия тормозной колодки на диск будет:
Хф = Хк • = 2050 • 0,99 ------ 2030 кг.
Суммарная сила нажатия тормозных колодок в расчете на вагой опреде-
лится из уравнения:
2 • X = ХФ • тп • тк = 2030 • 2 • 2 = 8120 кг.
280
Коэффициент нажатия тормозных колодок вагона:
7000
Тормозная сила вагона определится уравнением:
2 2
В = — О. • Гц У • = -—.0,25-184- 8120 = 955 кг.
D ф 780
Удельная тормозная сила вагона:
В 955
b = — =------ ~ 0,14.
Go 7000
Рис. 111. Дисковый тормоз вагонов КТМ-1 и КТП-1:
а — конструкция; б — тормозной зажим тормоза; в — сухарь зажима; г—расчетная
схема тормозного зажима.
В качестве примера исполнения осевого дискового тормоза с
двухсторонним нажатием колодок на рис. 111, а показана схема
281
дискового тормоза, устанавливаемого на моторных и прицепных
трамвайных вагонах типа КТМ-1 и КТП-1. Фрикционный меха-
низм образует неразъемный тормозной диск 7, напрессованный на
ось 6 колесной пары под давлением 20—30 7 и тормозные зажимы
с тормозными колодками 9, укрепленные болтами 5 в гнездах
стальной рамы 4. На поверхности трения тормозного диска 7 при-
крепляются полукольца-щеки, сменяемые по мере износа. Рама 4
подвешивается к раме вагона на подвесках 1. Поджатие тормозных
колодок 9 к диску 7 производится при повороте рычага 2 в направ-
лении часовой стрелки при движении вправо тяги 3, Конструкция
преобразователя обеспечивает возможность смены по мере износа
обоих элементов фрикционной пары: накладок тормозного диска
и тормозных колодок. Болтовое крепление допускает возможность
смены тормозных зажимов.
На рис. 111, б показано устройство тормозного зажима. Тор-
мозной башмак 5 с тормозной колодкой 4, закрепленной на нем
болтами 3 с гайками, имеет на хвостовике напрессованное кольцо 1
со сферической поверхностью. Наличие этого кольца обеспечивает
подвижность башмака во втулке 2, запрессованной в корпусе 7 за-
жима, что позволяет тормозной колодке устанавливаться по плос-
кости тормозного диска и обеспечивает равномерный износ всех
частей колодки по толщине. На торце хвостовика башмака 5 име-
ются крестообразные пазы и выступы, которыми он сцепляется с
такой же формы выступами и пазами, имеющимися на сухаре /5.
Также посредством пазов и впадин происходит соединение суха-
ря 12 с крестообразными впадинами и выступами внутренней пере-
городки корпуса 7.
Такая связь сухарей 15 и 12 с тормозным башмаком и корпу-
сом 7 исключает возможность их проворачивания в корпусе (про-
ворачиванию башмака препятствуют упоры, установленные на ра-
ме 4, рис. 111, а), обеспечивая в то же время подвижность в осе-
вом направлении. Посредством крестообразных впадин и высту-
пов происходит и соединение рычага 6 с сухарями 13 и 14. Такая
связь обеспечивает возможность поворота сухарей в корпусе зажи-
ма вместе с рычагом 6 и подвижность в осевом направлении.
Через отверстия в хвостовике башмака 5, сухарей и рычага 6
пропущен валик 11, упирающийся своей головкой в заточку отвер-
стия башмака. На конец валика, со стороны, противоположной
колодке, надевается пружина 8 и шайба 9, закрепляемая штиф-
том 10. Пружина одним концом упирается в шайбу 9, а вторым —
во внутреннюю перегородку корпуса, имеющую крестообразные
впадины. Пружина находится в сжатом состоянии, благодаря че-
му валик 11, а вместе с ним и тормозной башмак нормально втя-
нуты в корпус зажима.
Сухари 14 и 15, а также 13 и 12 в местах соприкосновения
друг с другом имеют каждый по три спиральных зуба, профиль
которых показан на рис. 111, в. Направление спиралей зубцов у
сухарей 15 и 12 противоположно направлению спиралей зубцов
у сухарей 13 и 14.
282
Поэтому при повороте рычага 6 в направлении, указанном
стрелкой, средние сухари 13 и 14, вращаясь, разжимают .крайние
сухари 12 и 15, которые вращаться не могут. При этом, посколь-
ку сухарь 12 упирается в перегородку корпуса 1, сухари 15, 14,
13, рычаг 6 и тормозной башмак 5, преодолевая противодействие
пружины 8, получают осевое перемещение влево до тех пор, пока
тормозная колодка 4 прижмется к тормозному диску. Так проис-
ходит затормаживание вагона. При оттормаживании рычаг 6, а
вместе с ним и средние сухари 13 и 14 поворачиваются в обрат-
ном направлении и пружина 8 возвращает тормозную колодку,
башмак и сухари в исходное положение.
С расчетной точки зрения зажим может" рассматриваться как
клиновая передача, изображенная на рис. 111, г. Здесь клин б
представляет собой развертку винтовой поверхности сухарей 13 и
14, а рейки а и в — сухарей 15 и 12 по среднему радиусу винта
гср, равному:
г ~
1 ср 4
где Dc—внешний диаметр сухаря (на рис. 111, в указано
Dc = 65 мм);
dc—диаметр отверстия сухаря (на рис. 111, в указано
dc = 2A мм).
Через (3 обозначен угол подъема винтовой линии, через h —
высота подъема винтовой линии при повороте сухаря на угол
<х° = 60° (рис. 111, в, г).
Передаточное число такой передачи можно найти, составляя
уравнение работ силы Q3, приложенной к рычагу зажима, и силы
Хк, равной нажатию тормозной колодки на тормозной диск. Ра-
бота силы Q3 ъа углу поворота ас должна быть равна (без учета
трения в механизме) работе силы Хк на перемещении 2h, связан-
ном с поворотом рычага на угол ас. Ввиду малости угла поворота
рычага, можно считать, что последний находится в вертикальном
положении и работу силы определять из равенства:
Ар = Q3 • 1п • аг, где угол аг дан в радианах.
Работа силы Хк при повороте рычага на угол ас будет равна:
А х = Хк • 2Л.
Приравнивая, получим:
Q3 • 1р > аг = Хк • 2/z,
откуда можно получить зависимость между силами Хк и Q3 и
передаточное число зажима п3:
2тс о
X.- = Qb ,р-^- = Q3 1р ’ (82)
283
где аг и а°—угол поворота рычага соответственно в радианах
и градусах.
Передаточное число тормоза будет (формула 63):
„ __ ’ тк _ ' тк __ „
1Ь^ - — — fLo»
п q2 q3-^-
(82")
Определение к. п. д. зажима т]3 сводится к определению к. п. д.
клиновой передачи, для которой последний выражается, как из-
вестно, уравнением:
Р
*3 tg (? 4- 6)
(83)
где 0 — угол трения, связанный с коэффициентом трения ц соот-
ношением:
tg0 = |Л.
(83')
р — угол подъема винтовой линии зуба сухаря по среднему
радиусу винта гср, определяемый из уравнения:
tg₽ =-------h—- (83")
2к ’ Гср '360°
Фактическое нажатие тормозной колодки на тормозной диск
с учетом трения в винтовом механизме зажима будет:
Хф = хк . 7)3. (84)
Дисковый тормоз Усть-Катавского завода показал себя доста-
точно надежным в работе. Недостатком его является то, что сила
нажатия тормозных колодок на диск зависит от угла у, образуе-
мого рычагами 6 с вертикалью (рис. 111, г). При вертикальном
положении рычагов она достигает максимума, а при отклонении
рычагов от вертикали уменьшается в cos у раз.
При у = 30° имеем cos у = 0,866. Следовательно, тормозная си-
ла, реализуемая тормозом, может меняться по этой причине в
пределах до 13%. Кроме того, на работу зажимов большое влия-
ние оказывает трение на поверхностях зубьев сухарей. К. п. д. за-
жима при плохой смазке зубьев может быть равным примерно
0,7 и ниже. Это обстоятельство, учитывая зависимость коэффи-
циента трения от рода и состояния смазки, состояния погоды и
других факторов, может значительно повысить пределы колеба-
ния тормозной силы, реализуемой тормозом.
Пример. Определить передаточное число, коэффициент полезного дейст-
вия, силу нажатия колодок на тормозной диск и угол поворота вертикально-
го рычага тормоза Усть-Катавского завода по следующим данным: усилие на
вертикальном рычаге (рис. Ill) Q3 = 405 кг; длина рычага/р= 200 мм, зазор
между колодкой и диском в отторможенном состоянии д = 2,5 мм; размеры
сухаря (рис. 111, в, г): Dc = 65 мм; dc = 24 мм; 2/г = 12.2 = 24 мм при
а°с = 60°.
284
Передаточное число зажима определяется по формуле (82').
/9 о 2ти 200 _ 2 3,14
п> — - а • — —----------• .60 •--------= 8,73.
” 2/z с 360 2-12 360
Теоретическая сила нажатия колодки на тормозной диск без учета
в механизме на трение и противодействие оттяжной пружины зажима
Хк Оз • "з = 405 • 8,73 -- 3520 кг.
определяется по формуле
потерь
будет:
К. п. д. зажима
[формула (83")1:
h
tg3
(83). Предварительно
найдем
360
12
2 • 3,14 • 22,2
' ' ср
где средний радиус поверхности сухаря:
Dc 4- dc 6э -f- 24
360
— =0,516; 3--:27О 18',
60 ‘
ср
Принимая коэффициент
чаем из формулы (83'):
= 22,2 мм.
4 4
трения клиновой передачи зажима ц = 0,15, полу-
а
0 arctg fi — 8° 32'.
По формуле (83) получаем к. п. д. зажима:
tgP tg 27’18'
т.п ----------=--------------------= 0,71.
tg (3 -t- 0) tg (27° 18' -I- 8’32')
Фактическая сила нажатия тормозной колодки на тормозной диск по
формуле (84) будет:
Хф -= Хк * Ъ = 3520 • 0,71 = 2500 кг.
Угол поворота оь и смещение Др верхней точки вертикального рычага за-
жима при выборе зазора б между колодкой и тормозным диском определяет-
ся из соотношений:
&
~ Т ------- И ,
27г а г
откуда
или
О
Д = /а ------- = По - о,
Р Р г 2/г з
^Р
1р
Подставляя численные значения величин, получаем:
Др = п3 • о = 8,73 • 2,5 = 21,8 мм\
21,8
— 0,109 рад. или примерно 6° 15'.
/р 200
Д n = S —----1р— И
2rcp tg 3
си
(85)
(85'^
Общая оценка дисковых тормозов
Колодочно-дисковые преобразователи .имеют ряд преимуществ
перед колесно-колодочными в частности:
а) хорошую тормозную характеристику, обусловленную приме-
нением асбесто-бакелитовых тормозных колодок с практически
постоянным коэффициентом трения;
285
б) пониженные расходы на эксплуатацию вследствие большего
срока службы колодок. Срок службы пластмассовых колодок в
4—5 раз превышает срок службы чугунной колодки. По этой при-
чине снижается потребность в тормозных колодках и необходи-
мость в частой регулировке тормоза.
в) пластмассовые тормозные колодки имеют более высокий ко-
эффициент трения по сравнению с чугунными, поэтому для созда-
ния той же тормозной силы в равных условиях колодочно-диско-
вый тормоз нуждается в более легкой тормозной передаче и воз-
будителях меньшей мощности;
г) на работу дискового преобразователя не влияет просадка
кузова на рессорах, так как она не влияет на величину зазора меж-
ду тормозными колодками и диском.
д) на работу дискового преобразователя не влияет состояние
(степень и характер загрязненности) рельсового пути.
Основным недостатком существующих конструкций дисковых
преобразователей является ощутимое изменение тормозного эф-
фекта по мере износа колодок. Центральные дисковые преобразо-
ватели дополнительно нагружают элементы тяговой передачи и
способствуют сокращению срока их службы.
Барабанные тормоза
Классификация и механизм образования тормозной силы.
Барабанные тормоза отличаются от дисковых тем, что у них роль
тормозного диска выполняет тормозной барабан.
По месту размещения тормозного барабана эти тормоза, как
и дисковые, разделяются на осевые и центральные. У тормозов
осевого типа тормозной барабан устанавливается на оси колес-
ной пары, у тормозов центрального типа — в цепи тяговой пере-
дачи или на валу якоря тягового двигателя. Тормозной барабан
осевого барабанного тормоза может отливаться заодно с колесным
центром, насаживаться на ступицу колеса прессовой посадкой на
шпонке или, наконец, непосредственно на ось колесной пары.
Центральный барабанный тормоз устанавливается в тех же мес-
тах, что и дисковый (см. рис. 109, б).
По характеру воздействия тормозного барабана на вал бара-
банные тормоза, как колесно-колодочные и дисковые, разделя-
ются на тормоза с односторонним и двусторонним нажатием ко-
лодок.
Наконец, по месту расположения тормозных колодок барабан-
ные тормоза разделяются на тормоза с наружным и внутренним
расположением колодок.
Барабанные тормоза с внутренним расположением колодок
имеют два существенных преимущества перед тормозами с на-
ружным расположением- колодок:
1. Тормозные колодки у этих тормозов защищены от попада-
ния на поверхность трения влаги и грязи, что обеспечивает боль-
шее постоянство коэффициента трения колодок и, следовательно,
более надежную работу тормоза.
286
2. Расстояние от поверхности трения до оси барабана у тор-
мозов с внутренним расположением колодок больше, чем при
тех же габаритах устройства у преобразователей с внешним рас-
положением колодок, благодаря чему появляется возможность
снизить нажатия на колодки и, следовательно, облегчить переда-
чу и уменьшить мощность привода при том же тормозном
эффекте.
Рис. 112. Барабанный тормоз вагонов ЛМ-57 (а); механизм обра-
зования тормозной силы барабанного тормоза осевого типа (б):
/ — тормозной барабан; 2—тормозной башмак; 3— тормозная колодка;
*/ — ось колесной пары; 5 — колесо.
Конструкция барабанных тормозов. В качестве примера испол-
нения барабанных тормозов центрального типа с наружным рас-
положением тормозных колодок на рис. 112, а показан тормоз
вагона ЛМ-57. Литой тормозной барабан 1 этого тормоза с при-
варенной к нему шлицевой втулкой 33 устанавливается на шли-
цевом наконечнике вала ведущей шестерни 32 редуктора и за-
крепляется на нем гайкой 31 с шайбой 36 и специальной втулкой
35, которая после затяжки гайки крепится штифтами 34. Тормоз-
ные башмаки 4 с прикрепленными к ним тормозными колодка-
ми 29 из пресс-массы ферродо подвешиваются на рычагах 12 и
27, которые, в свою очередь крепятся к специальным кронштей-
нам горловины редуктора с помощью валиков 6 и 26. Приведе-
ние тормоза в действие осуществляется тормозной камерой 20
287
троллейбусного типа, укрепленной с помощью кронштейна бол-
тами 21 на вертикальном рычаге 27. На вагонах последних вы-
пусков вместо тормозной камеры устанавливается тормозной ци-
линдр. При впуске в камеру 20 сжатого воздуха шток 19, пере-
мещаясь влево, воздействует через вилку 15 и рычаг 11 на ры-
чаг 12. Последний, вращаясь вокруг валика 6, прижимает левую
тормозную колодку к тормозному барабану 1. При дальнейшем
выходе штока тормозной камеры вилка 15 уже не может дальше
перемещаться влево. Тогда начнет перемещаться вправо сама тор-
мозная камера 20 вместе с рычагом 27. Последний, вращаясь во-
круг валика 26, прижимает правую тормозную колодку к тормоз-
ному барабану. Так происходит затормаживание вагона. При
выпуске воздуха из тормозной камеры, возвратная пружина 17
заставляет поворачиваться рычаги 12 и 27 в обратном направле-
нии. Вращаясь вокруг валиков 6 и 26, рычаги 12 и 27 отводят
тормозные колодки от барабана. В отторможенном состоянии
тормозные колодки постоянно оттягиваются от барабана благо-
даря действию возвратной пружины 17. Суммарный зазор между
колодками и барабаном в отторможенном состоянии регулирует-
ся с помощью муфты 18, установленной на штоке тормозной ка-
меры. Зазоры между правой и левой колодками и тормозным ба-
рабаном при отпущенном тормозе должны быть равны. Регулиров-
ка этих зазоров в пределах суммарного зазора, установленного
с помощью муфты 18, производится винтовыми упорами 16, 24,
30 и 2. С помощью этих же упоров устанавливается равномерный
зазор между тормозными колодками и барабаном по всей по-
верхности касания колодок, что предупреждает их опускание на
барабан при отпущенном тормозе.
Тормозная сила барабанного тормоза реализуется так же, как
и у колесно-колодочного тормоза. В частности, у тормоза с двух-
сторонним нажатием колодок (рис. 112, б) момент сил трения
Тк, формирующихся на поверхности трения колодок и тормозно-
го барабана, определяется уравнением:
Мг = 27\-^- = 2ХК ,
где D6 — диаметр тормозного барабана по поверхности трения.
Приравнивая этот момент моменту тормозной силы Мв = Во - ,
где D—диаметр колеса по кругу катания, получим:
(86)
откуда
Во=
При расположении тормозного барабана в цепи тяговой пере-
дачи или на валу тягового двигателя соответственно получим:
288
19 Заказ 1372
BQ = 2XK . . Z, (86')
где i — передаточное число редуктора.
В качестве второго примера исполнения барабанных преобра-
зователей на рис. 113 показан центральный барабанный тор-
моз вагонов Т-2 с наружным расположением колодок. Тормозной
барабан 2 преобразователя этого тормоза насаживается на конус-
ном конце вала тягового двигателя со стороны карданной пере-
дачи. Колодкодержатели 4 наружного расположения с прикле-
панными к ним тормозными колодками (накладками) 3 крепятся
с помощью двух валиков 19, имеющих скошенные головки, к флан-
цу 23, который установлен на специальном приливе 24 подшип-
никового щита 1 тягового двигателя и закреплен на нем болта-
ми 25. Валики 19 укрепляются на фланце 23 с помощью наклад-
ки 22 и болта 20. Последний законтривается шайбой 21. Наклад-
ка 22 предупреждает осевое смещение и проворачивание вали-
ков 19. Механизм сжима колодок, состоящий из разжимного ку-
лака 13, вертикального рычага 18, соединенного с тягой 26, двух-
плечих рычагов 8 и промежуточных рычагов 12, крепится с по-
мощью валиков 7 и 15 на литом основании 9, которое в свою
очередь, укреплено на подшипниковом щите 1 тремя болтами 5.
Двухплечие рычаги 8 и промежуточные рычаги 12 свободно и
независимо друг от друга поворачиваются на валиках 7. Валик/5.
наоборот, имеет свободную посадку в приливах основания 9, а
вертикальный рычаг 18 и разжимной кулак 13 наглухо крепятся
на нем: первый с помощью разрезной головки и стяжного вин-
та 14, второй — на шпонке 16. При передаче через вертикальный
рычаг 18 тормозного усилия он поворачивается вместе с раз-
жимным кулаком 13 и валиком 15 в приливах основания 9 в на-
правлении против часовой стрелки. Разжимной кулак при этом,
воздействуя через рычаги 12 и 8 на приливы А колодкодержа-
телей 4, заставляет последние повернуться вокруг валиков 19 и,
преодолевая противодействие разжимной пружины 17, поджать
тормозные колодки 3 к тормозному барабану 2. Отжим тормоз-
ных колодок от тормозного барабана при отпуске тормоза про-
изводит разжимная пружина 17. С помощью регулировочных бол-
тов 10, законтренных гайками 11, осуществляется регулировка
взаимного положения рычагов 8 и 12 и, следовательно, положе-
ния вертикального рычага 18 по мере износа тормозных коло-
док 3. Для уменьшения трения и износа в местах соприкоснове-
ния двухплечих 8 и промежуточных 12 рычагов с разжимным ку-
лаком 13 и приливами А колодкодержателей 4 на их концах уста-
новлены ролики 6. На осях роликов, а также и на осях валиков 7
и 19 установлены масленки.
Фрикционные механизмы механического тормоза вагонов Т-2
оборудованы индивидуальными пружинными приводами с рабо-
чим электромагнитным оттормаживанием. Чугунный литой кор-
пус 33 привода с помощью четырех болтов 29 укрепляется на по-
290
перечной балке рамы тележки. В корпусе помещена тормозная
пружина 41, механизмы электромагнитного и ручного отторма-
живания и передача привода с регулировочной муфтой М.
С внешней стороны боковой крышки корпуса (непоказанной на
рисунке), которая укрепляется на шпильках 64 гайками, на вали-
ке 49 устанавливается еще одно регулировочное устройство, так
называемая трещетка 52. Тормозная сила на выходе привода со-
здается у тормоза этого типа пружиной 41. Через свою верхнюю
тарелку 40 и толкатель 39 пружина 41 передает тормозное уси-
лие на плечо АО литого трехлапника 36 (см. схему привода), за-
ставляя последний поворачиваться в направлении против часовой
стрелки вокруг валика 37 и передавать тормозное усилие через
плечо ОС, регулировочную тягу 38 и кривошип 58 на рычаг 51
трещетки 52 и тормозную тягу 26. С другого своего конца тор-
мозная пружина через тарелку 42 и комплект калиброванных
шайб 44 упирается в дно стакана 43, который свободно встав-
ляется снизу в отверстие корпуса 33 привода и фиксируется в нем
пальцем 45 механизма ручного оттормаживания. На рис. 113 по-
казано положение стакана 43 и рычагов механизма ручного от-
тормаживания в рабочем и отторможенном положении. При уто-
пленном стакане 43 пружина 41 сжата и передает тормозное
усилие через трехлапник 36 на тормозную тягу 26. Усилие сжа-
тия пружины, воспринимаемое при этом стаканом 43, передается
им на палец 45 и воспринимается замком, образованным из впа-
дины на конце пальца 45 и приливом на рычаге ручного оттор-
маживания 48. Ручное оттормаживание производится поворотом
рычага 48 в направлении, показанном стрелкой. При этом прилив
рычага 48 выходит из впадины пальца 45. Под давлением пру-
жины 41 стакан 43 выдавливается из корпуса вниз, палец 45 по-
ворачивается до упора в точке Б в прилив корпуса 33, резко от-
брасывая рычаг 48; тарелка 42 опускается в полость В корпуса
и пружина разжимается.
Механизм электромагнитного оттормаживания привода состо-
ит из катушки 32, неподвижного якоря 31, подвижного якоря 28
и составного толкателя 30. Катушка электромагнита укрепляется
на латунной втулке 63 текстолитовыми шайбами 27, навинченны-
ми на концевые части втулки, имеющие нарезку. Выводы 34 ка-
тушки укреплены в корпусе 33 привода с помощью текстолитовых
втулок 35. Неподвижный якорь 31 имеет плотную посадку в теле
корпуса 33. Подвижный якорь 28 направляется латунным коль-
цом 60 по латунной втулке 61, запрессованной в крышке 62 элек-
тромагнита, и нижним толкателем 30 в осевом отверстии непод-
вижного якоря 31. Этим исключается трение подвижного якоря
о стенки втулки 63 и обеспечивается постоянство воздушного за-
зора между якорем и корпусом крышки 62, которая входит в
магнитную цепь электромагнита. С помощью пружины 59 и тол-
кателей 30 обеспечивается постоянное поджатие подвижного яко-
ря электромагнита к соответствующему плечу трехлапника 36.
В режиме рабочего оттормаживания катушка 32 через реостат
19* 291
подключается к постоянному напряжению 24 в. При этом элек-
тромагнитная сила перемещает подвижный якорь вверх, трех-
лапник поворачивается вокруг валика 37 по часовой стрелке, вы-
ключая (сжимая) тормозную пружину 41. Третье плечо трехлап-
ника заставляет поворачиваться трещетку 52 по часовой стрелке
вокруг валика 49, благодаря чему снимается тормозное усилие с
рычага 57 и преобразователь растормаживается. При движении
вагона катушка электромагнита постоянно находится под током.
Трещетка 52 предназначается для регулировки положения рыча-
га 51 по мере износа тормозных колодок в эксплуатации. Она
представляет собой одноступенчатый червячный редуктор. Его
червячное колесо с помощью шпонки укреплено на валике 49, а
червяк — в корпусе трещетки. При вращении червяка ось трещет-
ки 49 и червячное колесо остаются неподвижными, а корпус вме-
сте с рычагом 51 поворачивается в ту или другую сторону, бла-
годаря чему меняется взаимное положение рычага 51 относитель-
но кривошипа 58. На корпус трещетки укреплен указатель 46, а
на корпусе привода против указателя — пластинка 47 с тремя
рисками: «отторможено», «заторможено» и «регулировка». По по-
ложению стрелки указателя устанавливается потребность в регу-
лировке тормоза. Для фиксации нужного положения рычага 51
на корпусе трещетки под болты 53 крепится упругая пластинка 50
с прикрепленным к пей стерженьком 56, а на вал червяка уста-
навливается шестеренка 57. Пластинка 50 поджимает стерже-
нек 56 в одну из впадин зубьев шестеренки 57 предупреждая
самопроизвольное проворачивание червяка в корпусе трещетки.
При вращении червяка стерженек отжимается вверх и заскаки-
вает в следующую впадину зубьев шестеренки 57, издавая харак-
терный треск.
Регулировка тормоза осуществляется при сборке привода и
преобразователя в отдельности, при спаривании привода с пре-
образователем на тележке и, наконец, в эксплуатации по мере
износа тормозных колодок. Регулировка тормозной силы, разви-
ваемой тормозной пружиной на выходе привода, при неполно-
мерной пружине или ее осадке, производится изменением числа
прокладок 44 в стакане 43. Рычаг 51 корпуса трещетки при сбор-
ке привода путем вращения червяка трещетки и регулировочной
муфты М на тяге 38 устанавливается под некоторым углом к вер-
тикали с таким расчетом, чтобы при выборке зазора между тор-
мозными колодками и барабаном при торможении он занял вер-
тикальное положение. При таком положении рычага 51 указа-
тель 46 устанавливается на риске «отторможенно». При сборке
преобразователя тормоза винтами 10 регулируется зазор- между
тормозными колодками и барабаном. Регулировка тормоза при
спаривании привода с преобразователем на тележке осущест-
вляется изменением длины тормозной тяги 26 путем вращения в
ту или другую сторону ее вилки 55, связанной валиком 54 с рыча-
гом 51 корпуса трещетки. В результате такой регулировки указатель
тормоза при обесточенной катушке электромагнита должен стоять
292
на риске «заторможено», а при включенной катушке — на риске
«отторможено». В экспулатации по мере износа тормозных коло-
док увеличивается ход рычага 51 корпуса трещетки и стрелка
указателя смещается с риски «заторможено» к риске «регулиров-
ка». Когда она достигнет этой риски, необходимо вернуть ее на
риску «заторможено» путем соответствующего поворота червяка
трещетки. Периодически производится регулировка зазора между
тормозными колодками и барабаном винтами 10.
В качестве примера исполнения барабанных тормозов с внут-
ренним расположением колодок па рис. 114 показан центральный
барабанный тормоз вагонов РВЗ-6. Тормозной барабан 25 фрик-
ционного механизма этого тормоза с помощью шпилек 7 крепит-
ся к фланцу 3, установленному на ведущем валу редуктора 6.
С тем же фланцем 8 с помощью четырех болтов, не показанных
на рисунке, соединяется фланцевая вилка карданной передачи.
Тормозные колодки 5 с фрикционными накладками 28 и меха-
низм разжима колодок крепится на неподвижном щите /, жестко
посаженном на горловину редуктора 6. Для предупреждения по-
падания внутрь полости тормозного барабана пыли, влаги и
смазки она закрывается со стороны редуктора защитным коль-
цом 2. Крепление тормозных колодок 5 к щиту 1 горловины ре-
дуктора осуществляется с помощью двух опорных пальцев 5, име-
ющих квадратную шейку, и специальных втулок 4. Втулка 4 име-
ет квадратное отверстие под квадратную часть пальца 3, распо-
ложенное эксцентрично ее внешней поверхности (см. сечение по
Г—Г). Такая конструкция позволяет регулировать поджатие тор-
мозных колодок к тормозному барабану по мере износа в экс-
плуатации соответствующим поворотом пальца 3. Разжатие коло-
док для приведения тормозного устройства в действие осущест-
вляется поворотом (в направлении по часовой стрелке) разжим-
ного кулака 10, па шлицевом конце которого установлен рычаг 11.
Шейка разжимного кулака установлена на втулке в щите 1 гор-
ловины редуктора. Смазка в область шейки подается через отвер-
стие Д от масленки 14. Тормозной преобразователь работает от
воздушного (тормозной цилиндр 15) или ручного привода. При
пневматическом торможении тормозное усилие от штока тормоз-
ного цилиндра 15 передается через регулировочную вилку 17 не-
посредственно на рычаг 11 без промежуточной передачи, а при
ручном торможении — от рукоятки рычажного привода через си-
стему тяг и рычагов 31, 21, 22, 19 (см. рис. 114, а). Шлицевой ва-
лик 20 этой передачи крепится во втулке специального кронштей-
на 29 тележки. Для возвращения колодок в отторможенное поло-
жение при снятии тормозного усилия между ними установлена
оттяжная пружина 9, для возвращения в отторможенное положе-
ние штока тормозного цилиндра и рычагов тормозной передачи
ручного привода — оттяжные пружины 16 и 18.
Тормозной рычаг 11 представляет собой одноступенчатый чер-
вячный редуктор. Его червячное колесо 13 насажено на шлице-
вом наконечнике разжимного кулака 10, а червяк установлен в
293
295
Рис. 114. Барабанный тормоз механического тормоза вагона РВЗ-6:
а _ рычаги ручного привода барабанного тормоза вагона РВЗ-6; б — расчетная схема барабанного тормоза с внутренним расположением
колодок.
корпусе 26 (см. рис. 114, а). Назначением червячной пары являет-
ся регулирование положения рычага, которое достигается соот-
ветствующим поворотом червяка 12. Нужное положение червяка
фиксируется механизмом трещетки. Шарик 27 этого механизма
(рис. 114, а) при повороте червяка заскакивает в соответствую^
щие углубления на его оси, предупреждая возможность самопро-
извольного разрегулирования. Регулировка рычага производится
с таким расчетом, чтобы при заторможенном преобразователе он
занимал вертикальное положение. Регулировка зазора между
верхними концами тормозных колодок и барабаном производит-
ся соответствующей установкой вилки 17 штока при отсутствии
сжатого воздуха в тормозном цилиндре. Зазор между барабаногл
и нижними частями тормозных колодок регулируется соответст-
вующей установкой опорных пальцев 3. При вращении их против
часовой стрелки (см. сечение Г—Г) тормозные колодки прибли-
жаются к барабану, при вращении по часовой стрелке зазор меж-
ду колодками и барабаном увеличивается. При правильной регу-
лировке зазоров между тормозными накладками и барабаном
тормоза (0,4—0,5 мм у верхних концов колодки и 0,2—0,3 мм у
нижних концов) ход штока тормозного цилиндра должен состав-
лять 10—15 мм.
Общая оценка барабанных тормозов. Барабанные тормоза об-
ладают всеми преимуществами дисковых тормозов. Кроме того,
они обычно дают возможность при тех же габаритах получать
большее расстояние от оси барабана до поверхности трения
колодок, чем дисковые тормоза. Последнее позволяет умень-
шить нажатия колодок, необходимые для создания заданно-
го тормозного эффекта, и, следовательно, облегчить тормозную пе-
редачу и уменьшить потребную мощность привода тормоза. Ба-
рабанные тормоза обычно требуют меньше места на оси для
установки по сравнению с дисковыми. Существенным их преиму-
ществом является также и то, что условия размещения тормоз-
ных колодок на барабане и их износа более благоприятны, чем
на диске. В то время, как при работе на барабане тормозная ко-
лодка изнашивается равномерно по всей. поверхности касания с
барабаном, при работе на диске, вследствие разных окружных
скоростей, происходит более интенсивный износ тех частей колод-
ки, которые находятся дальше от оси диска. Эти преимущества
определяют перспективность применения тормозов барабанного
типа на подвижном составе.
Расчет барабанного тормоза вагона РВЗ-6
В качестве примера расчета барабанных тормозов рассмотрим
упрощенный расчет барабанного тормоза с внутренним располо-
жением колодок вагонов РВЗ-6, схема которого приведена на
рис. 114, б. Этот тормоз относится к группе барабанных тормозов
с «фиксированным кулаком». Ось разжимного кулака не меняет
своего положения относительно суппорта. Благодаря этому, обес-
296
печивается равенство давлений правой и левой колодок на тор-
мозной барабан после соответствующей приработки их накладок.
Действительно если допустить, что по каким-то причинам давле-
ние одной из колодок на барабан увеличится, то соответственно
увеличится и износ накладки этой колодки, который приведет в.
конце концов к уравнению давлений XKl и ХКз
Появление давлений XKt и Хк,2 колодок на тормозной бара-
бан преобразователя связано с действием силы Р на рычаге раз-
жимного кулака. Сила Р дает момент относительно оси разжим-
ного кулака, равныйР >1р, который реализуется в виде сил Р\ и Р2
нажатия разжимного кулака на тормозные колодки, причем с
учетом силы Qp противодействия оттяжной пружины рычага и
разжимного кулака получим:
P-lp-Qp-ln = P, А + (87).
где d — расстояние между точками приложения сил Р\ и Р2.
Профиль рабочих поверхностей разжимного кулака подби-
рается так, чтобы расстояние d не менялось при повороте кулака.
Из уравнения (87) определяется передаточное число разжим-
ного рычага (без учета действия силы Qp):
«р = (8П
и к. п. д. передачи от штока тормозного цилиндра ТЦ к разжим-
ному кулаку:
• т Q
^ = 1-------= (87">
где Qp = Qp—~ приведенная к штоку тормозного цилиндра
сила сопротивления оттяжной пружины рычага разжимного ку-
лака.
При упрощенном расчете равнодействующие XKl и Хк*
сил давления тормозных колодок на тормозной барабан прини-
маются приложенными по середине каждой из колодок, как по-
казано на рис. 114, б. В этих же точках принимаются приложен-
ными и равнодействующие Т\ = XKl • и Т2 = Х«2 • <?к сил тре-
ния, формирующихся на поверхностях трения тормозных коло-
док. Величина сил XKt и Х1(2 определяется из уравнений стати-
ческого равновесия моментов сил, действующих на правую и ле-
вую колодки, относительно шарнирных опор О] и О2:
Хк, = А-а + с - QK------------
с - <рк -е
297'
где QK— сила натяжения оттяжной пружины тормозных колодок.
Сила трения ХКз • с?/<3 увеличивает прижатие правой колодки
к барабану (заклиниваемая колодка), а сила трения XKl •
отжимает колодку от барабана (отжимаемая колодка).
Тормозной момент, развиваемый тормозом, определяется урав-
нением:
Мг=^-гб(Х/С1 + Х^ (88')
Из уравнения (87) и (88), принимая XKl = ХКз, опреде-
ляем передаточное число пп и к. п. д. т\п всего преобразователя:
№1 4- Хк2у = 2Zp а+с (88")
" Р d с v ’
= №1 + = J _ Ор _ (88'")
(Ли+*к2)' р р
где (ХК1 + Хк2\—сумма сил нажатия колодок на тор-
мозной барабан без учета сил проти-
водействия оттяжных пружин;
(XKlХк2)# — фактическая сумма сил нажатия ко-
j лодок на тормозной барабан с уче-
том сил QK и Qp противодействия от-
тяжных пружин тормозных колодок и
рычага разжимного кулака;
Q'K = QK-------Ц—2—9 — приведенная сила сопротивления от-
а+С 1р • 12 тяжной пружины тормозных колодок.
b d с2
Удельные давления Рх и Р2 на поверхностях трения тормозных,
колодок определяются уравнением:
Р1 — Р2 — Q 7 — ’ ~ •
Гб • ₽о • Ьк гб • ₽о • Ьк
где Ро = Pi = ₽2 — угол охвата барабана накладками тормозных
колодок.
При расчете тормоза из уравнения (88') при известном Мт
можно определить требуемое нажатие XKi + ХК2 колодок на
тормозной барабан. Приравнивая ХКу = ХКз из уравнений (88)
можно определить силы Pi и Р2 на разжимном кулаке. Из урав-
нения (87) определяется сила Р на штоке тормозного цилиндра,
обеспечивающая заданное нажатие колодок.
Кроме силового расчета, барабанный тормоз проверяется на
работоспособность по условиям износа тормозных колодок (на-
кладок) и допустимым перегревам при торможении.
Износ тормозных накладок определяется величиной удельных
давлений накладок на тормозной барабан и удельной работой
трения при торможении, которые не должны превосходить опре-
298
деленных значений. Удельные давления тормозных накладок на
барабан определяются по формулам* (89). Рекомендуется, чтобы
они не превосходили 10—12 кг!см2. Удельная работа трения Lmp
оценивается величиной кинетической энергии, поглощаемой
преобразователем при торможении, отнесенной к единице площа-
ди поверхности трения тормозных накладок преобразователя:
т v2T
(\ 2
\ VT
1 + 7 — кгм!см2, (89')
/ F
где G — вес вагона при полном заполнении пассажира-
ми, т;
пт — число тормозных преобразователей на вагон;
—скорость начала торможения, в км/час\
F = /д + F2 — суммарная площадь поверхности трения накла-
док одного преобразователя в см2.
В некоторых конструкциях барабанных тормозов удельная
работа трения доходит до 150 кем/см2.
Нагрев тормозов при торможении оценивается величиной
удельной мощности трения Ртр, поглощаемой рабочей поверх-
ностью тормозного барабана в секунду, и температурой Ттр пе-
регрева тормозного барабана за одно торможение. Удельная мощ-
ность трения определяется формулой:
9
mvT
> — 2
тр ~ оТ
?б —
ат
mVT G f \ VT /2
— Л/п 14 — 1 + т — ат кгм/см2сек,
Пт \ / * б
где ат — замедление вагона при торможении в м/сек2}
F6 = к • D6 • Ък — рабочая поверхность тормозного барабана
в см2, определяемая как произведение длины
окружности барабана, диаметром D6 на ши-
рину Ьк накладки тормозной колодки. По
опытным данным при нормальной работе
тормоза величина Ртр не должна превышать
25 кгм/см2 сек.
Величина повышения температуры тормозного барабана за
одно торможение определяется по формуле:
____________________________ ^тр о q
тр “ 427Qr • С
где Qr — вес тормозного барабана и связанных с ним нагре-
ваемых деталей в кг, С = 0,115 кал/кг град (для стали и чугу-
на)— теплоемкость материала тормозного барабана. По опытным
данным для нормальной работы тормозных накладок повышение
температуры барабана за одно торможение не должно превы-
шать 15° С.
299
Пример. Проведем поверочный расчет барабанного тормоза вагона РВЗ-6
(рис. 114). Расчетный вес вагона 6=16,5 т, коэффициент инерции вращаю-
щихся масс вагона 1 + у = 1,18; скорость начала торможения пневматическим
тормозом vm = 16 км/час, передаточное число редуктора i = 7,17, диаметр ко-
леса D + 700 мм, диаметр поршня тормозного цилиндра dltt = 3" = 7,62 см,
рабочее давление воздуха в тормозном цилиндре р = 4 кг/см2; рабочее усилие
сжатия пружины тормозного цилиндра Qm = 20 кг; рабочие размеры: =
= 6,8 см, 1п = 7,8 см; d = 2,1 см; радиус тормозного барабана г$ = 17,5 см\
угол обхвата тормозной накладки р0=115° = 2 рад., ширина тормозной, на-
кладки bk = 6 см. расчетные размеры барабана: с = 13,8 см; а = 14 см;
е=15 см; усилие оттяжной пружины рычага разжимного кулака Qp =
— 18,5 кг; усилие оттяжной пружины колодок Qk = 20 кг.
Усилие на штоке тормозного цилиндра будет:
* • d2 3,14-7,623
Р = р — ц —Qm= —-------------- - 20 = 180 - 20 = 160 кг.
Передаточное число тормозного преобразователя:
1Р а+ с 6,8 14 + 13,8
Сила нажатия колодок на тормозной барабан:
к2
= 160 — 0,65 = 675 кг
2 2
где
'in
Qk . 21 35 Л гг
— = 1 — ----- —---- =0,65,
Р 160 160
= 20
Qp =
/ 7 8
Q„ — = 18,5 —4- = 21 кг.
р 1Р 6,8
1________
/ с2 — «£ • е2
1р _________
~d
-------------------=35 кг.
13,82-0,32 • 152
С2
14+13,8 6Л
2/Г
13,8
Коэффициент нажатия
(2 Хк)пр
G
13,8*-
тормозных колодок, отнесенный к таре вагона:
8ХК • i • гб 8,675 • 7,17-17,5 _ ] 12
D
G-T
70
16 500 —
р
0/с — Qk
а + с
сила нажатия тормозных колодок, приведенная
где (X Хь)пр — суммарная
к ободу колеса.
Удельное давление тормозных колодок на барабан:
675
р =----------= ———= 3,2 кг 1см2 < 10 кг 1см2.
Гб-№к 17,5-2,6
300
16*
Удельная работа трения тормозных колодок
G v2r
Lm„=3,93; — (I+7) 4-=3,93 X
пт 17
16,5
= 3,93—— -1,18 • —— - = 11,6кги/сл2.
при торможении механическим тормозом определится
движения:
G
X — (1 -b I) _ A
nm r‘
Замедление вагона
из основного уравнения
В 1000 G • ° • юоо . 1,12 • 0,3
йт= 102(7(1+7) = 102 0(1 -7) = 102-1,18 =2,8л/се№.
Удельная мощность трения при работе тормоза:
Рщр “ П (1 "г l) р ' ат —
Пт
16,5 16
= 14----— 1,18 ------------------ . 2,8 =
4 3,14-2. 17,5 • 6
= 4,6 кгм/см2сек < 25 кгм/см?сек.
§ 40. ТОРМОЗНЫЕ РЫЧАЖНЫЕ ПЕРЕДАЧИ (ТРП).
Типы и характеристики тормозных рычажных передач. Элемен-
тами тормозной рычажной передачи являются рычаги, тяги, за-
тяжки и распорки, поперечины (траверсы), цепи, тросы, регули-
ровочные устройства, оттяжные пружины, предохранительные пет-
ли и скобы и другие мелкие детали: валики, втулки, шайбы,
шплинты.
Рычаги предназначаются для: а) изменения направления дей-
ствия сил; б) усиления передаваемого возбуждения и в) переда-
чи усилия в другую горизонтальную или вертикальную плоскость.
По характеру расположения различают вертикальные и горизон-
тальные рычаги. По типу подвески различают рычаги с постоян-
ными «мертвыми» точками крепления и свободно устанавливаю-
щиеся (блуждающие). Последние не имеют неподвижных точек
крепления. Они поддерживаются подвесками, скобами или
крепятся с помощью специальных скользунов. По виду (гео-
метрической форме) рычаги разделяются на прямые и кривые
Тяги, затяжки и распорки предназначаются для передачи осе-
вых усилий между рычагами. Затяжками называются короткие
тяги, работающие на растяжение, распорками — короткие тяги,
работающие на сжатие. Тяги, затяжки и распорки имеют по кон-
цам вилкообразные или плоские головки с отверстиями под вали-
ки соединения с рычагами ТРП. Головки отковываются за одно
с тягой или отдельно. В последнем случае они соединяются со
стержнем тяги кузнечной сваркой.
Тяги разделяются на глухие и регулируемые. Регулируемые
тяги имеют многодырные головки или регулировочные муфты.
Тяги с многодырными головками дают возможность грубой регу-
301
лировки посредством перестановки валиков, соединяющих тяги
с рычагами в другие отверстия, благодаря чему удлиняется или
укорачивается расстояние между центрами шарниров тяги. Тяги,
с регулировочной муфтой применяются для тонкой регулировки
ТРП. Они состоят из двух вилок, на стержнях которых выполне-
на правая и левая нарезка, и регулировочной муфты, имеющей
обычно вид трубы с соответственно правой и левой внутренней
нарезкой по краям. Изменение расстояния между центрами отвер-
стий тяг достигается вращением муфты в ту или другую сторону.
После регулировки муфта законтривается во избежание самопро-
извольного развертывания.
Поперечины (траверсы) предназначаются для распределения
силы, передаваемой тягой или рычагом, поровну между преобра-
зователями двух сторон одной тележки или колесной пары. Попе-
речина представляет собой горизонтальный равноплечий рычаг.
Шарнирные соединения рычагов и тяг выполняются с помощью*
валиков. Для увеличения срока службы валиков, в отверстия под
валики рычагов и тяг запрессовываются сменные втулки. Валики
и втулки цементируются.
Конструктивное исполнение основных элементов рычажной пе-
редачи можно уяснить из рис. 106, 107 и 108.
Тормозная рычажная передача устанавливается на раме кузо-
ва и тележках. У вагонов бестележечного исполнения вся система
тормозной передачи подвешивается к раме кузова. У вагонов те-
лежечного исполнения часть рычагов и тяг, составляющих так на-
зываемую центральную часть передачи, подвешивается к раме
кузова, а часть рычагов — на тележках. Подвешивание и соедине-
ние отдельных частей выполняется так, чтобы обеспечивалась воз-
можность их относительного перемещения при движении вагона
на кривых участках пути.
Схемы тормозных рычажных передач (ТРП)
и расчет тормозов
Схемы и конструкция ТРП зависят от типа применяемых при-
водов и преобразователей, а также определяются возможностями
размещения рычагов и тяг под кузовом вагона.
Рассмотрим некоторые из исполнений ТРП колодочно-бандаж-
ного тормоза.
На рис. 115, а приведена схема тормоза вагона МТВ-82Г
тормозная передача которого является примером ТРП группово-
го типа.
Центральную часть этой ТРП составляют две тяги 8—9 и
8'—9' и так называемая трапеция, составленная тормозным ци-
линдром 10" (диаметр цилиндра 254 мм), двумя горизонтальны-
ми рычагами 12—9 и 1Г—9' и затяжкой 10—10'. Передача на те-
лежке включает в себя траверсу 6—6, укрепленную шарнирно с
помощью серег 6—7 на раме тележки (см. рис. 108), вертикаль-
ные рычаги 4—6 и 1—3 и распорки (регулировочные тяги) 3—4,
302
ПИШИ
303
Рис. 115. Тормоз вагона МТВ-82:
а - схема тормоза: 1^-1^ =370 мя,. 1.^ = ^ _ 5 = 129 лг.«, 1^ ^ - 7]0_n = 1^,_](), - '10,_п. “ 237,5 .«ж, « ~ 5’;
расчетная схема перемещения вертикальных рычагов тормозной рычажной передачи на тележке; в — схема переме-
щения горизонтальных рычагов и тяг центральной части тормоза._________________________ _
снабженные регулировочными муфтами М. Передача ручного при-
вода тормоза состоит из цепи 12—13, горизонтального двухплече-
го рычага 13—16 и тяги 16—17.
Работу ТР-П при торможении от воздушного привода можно
представить в виде следующей расчетной схемы.
При подаче сжатого воздуха в тормозной цилиндр его шток
перемещается влево и вращает блуждающий рычаг 12—9 вокруг
временной мертвой точки 10. При этом тяга 8—9, а вместе с ней
траверса 6—6 и вертикальные блуждающие рычаги 6—4 переме-
щаются вправо до тех пор, пока тормозные колодки второй колес-
ной пары коснутся бандажей колес и выберется зазор между бук-
совыми направляющими колесной пары и челюстями рамы тележ-
ки. Вертикальные блуждающие рычаги 4—6 при этОлМ вращаются
вокруг временных мертвых точек 4. Затем рычаги 4—6 начина-
ют вращаться вокруг валиков 5 крепления тормозных башмаков,
а распорки 3—4 перемещаются влево до тех пор, пока коснутся
бандажей колес тормозные колодки первой колесной пары и бу-
дут выбраны соответствующие продольные зазоры между буксо-
выми направляющими. При этом вертикальные подвешенные ры-
чаги 1—3 вращаются вокруг мертвых точек 1.
После того, как будут выбраны зазоры между тормозными
колодками и бандажами колес и продольные зазоры между бук-
совыми направляющими первой тележки для рычага 12—9, мерт-
вой точкой становится шарнир 9. При дальнейшем выходе штока
тормозного цилиндра рычаг 12—9, вращаясь вокруг мертвой точ-
ки 9, перемещает влево затяжку 10—10', а вместе с ней и гори-
зонтальный подвешенный рычаг 11'—9'. Последний вращаясь во-
круг мертвой точки 1Г, перемещает влево тягу 9'—8' и траверсу
6'—6' до тех пор, пока будут выбраны все зазоры между тормоз-
ными колодками и бандажами колес и зазоры в буксовых направ-
ляющих третьей, а затем и четвертой колесных пар вагона. После
выборки всех зазоров на обеих тележках тормозные колодки на-
жимают на бандажи колес и создают тормозную силу.
Указанная расчетная схема работы удобна для определения
основных расчетных характеристик тормоза: передаточного числа
и выхода штока тормозного цилиндра.
Для определения передаточного числа выразим сумму ЪХК
сил нажатия тормозных колодок на бандажи колес через силу Р
на штоке тормозного цилиндра, не учитывая при этом действия
оттяжных пружин ОП и трения в сочленениях передачи.
Сила Р, передаваемая в точке 9 от рычага 12—19 на тягу
8—9 определится из условия равновесия рычага 9—12. Прирав-
нивая нулю сумму моментов сил, действующих на рычаг относи-
тельно точки 10, получим:
Р • /ц—Ю = Pl • /10—9,
откуда
р1 = р^
Ло—9
304
Траверса 6—6 представляет собой
му силы Р2, передаваемые траверсой
6—4 в точках 6 будут равны:
р2 = — Л = — р •
2 2
равноплечий рычаг, поэто-
на вертикальные
рычаги
Л1 —10
Z10 —9
Продольная сила ^2, передаваемая рычагом 4—6 на бандаж
колеса в точке 5 крепления валика тормозного башмака опреде-
лится из условия равновесия рычага 4—6. Приравнивая нулю
сумму моментов сил действующих на рычаг относительно точки 4
получим:
Р2 (Л-5 + h-б) — К2 ‘ Л-5,
откуда
__ р Л—5 1 Л 6 1 р Л1 — 10 Л -5 Л 6
Л-5 2 Ло -9 Л -5
Чтобы определить продольную силу /Q нажатия тормозной ко-
лодки на бандаж колеса первой колесной пары нужно предва-
рительно найти силу Р3, передаваемую на рычаг 1—3 распоркой
3—4.
Приравнивая нулю сумму моментов сил, действующих на ры-
чаг 4—6 относительно точки 5 получаем:
Р2 • Л-6 = Р$ • Л 5,
откуда
р _ р Л 6 _ 1 р Л i-ю . Л-6
Л-5 2 Go-9 Л-5
Приравнивая нулю сумму моментов сил, действующих на ры-
чаг 1—3 относительно точки 1 получаем:
Р.\ (Л-2 + Л-1) = • Z1-2,
откуда
дг _ р Л-2 + Л-i 1 р Gi-io . Л-6 . Л-2 + Л-i
Л-1 2 Ло-9 Л-5 Л- 1
Имея ввиду, что Л-6 = Л-i и Л-з = Z4-5 легко видеть, что
= Таким образом продольные силы К, передаваемые всеми
колодками на бандажи колес у рассматриваемого тормоза равны
по величине. Сила Хк нажатия тормозной колодки на бандаж
колеса, учитывая соотношение (72') будет равна:
лл is 1 г\ Л1 - 10 Л— 5 Л— 6
л.^К' COS а = — Р------- • --------
к 9 / /
z 40-9 *4-5
Передаточное число тормоза определится уравнением:
т — тХк т Л1 - 10 Л-5 + Л-6
1возд р ~ р ~ Т ' Ло- 9 Л -5 LUo 'A, \Z)\J j
305
20 Заказ 1372
где т = 8 — число тормозных колодок на вагон.
Для вагона МТВ-82 пвозд =15,4.
Выход h штока тормозного цилиндра определяется по форму-
ле (62) из условия равенства работ силы Р на выходе привода
на перемещении h и сил Хк на перемещении <5 + Д' тормозных
колодок и всего преобразователя в направлении действия сил Хк*
В рассматриваемом случае, обозначая суммарный продольный за-
зор между буксой и челюстью рамы тележки через Д будем
иметь:
д' = ^-.
COS а
По формуле (62) получим:
А = лв(,за ( В + ~Ч ' <90')
\ COS а/
Такой же результат можно получить, рассматривая непосред-
ственно те перемещения, которые получают рычаги и тяги ТРП
при торможении.
Схема перемещения вертикальных рычагов тормозной системы
при торможении показана на рис. 115, б. Пользуясь этой схемой,
из соотношения:
Д3 _____ b • COS а — А
Zl--2"^Z2-3 Zl-2
получим:
Д3 = (8 cos а + A) Z1^2 1 ?2~3 .
Zl—2
Перемещение точки 6 представим в виде суммы двух переме-
щений (см. рис. 115, б): перемещения Дб, связанного с перемеще-
нием тяги 3—4 при выборке зазоров между тормозными колодка-
ми и бандажами колес и зазоров в буксовых направляющих пер-
вой колесной пары, и перемещения Дб, связанного с выборкой
горизонтального зазора Д + о cos а второй колесной пары. Полу-
чим:
Лс = д; + д; = Д3-Ч 4- (д + Scosa) • /4~5/ Z--6 •
Подставляя выражение для Д3, найдем:
Д6 = 2 (о cosa + Д)--------- .
Zl—2
Перемещение точки 9 равно (без учета выборки зазоров в «со-
членениях передачи) перемещению точки 6 : Дд = Дб.
306
Выход h штока тормозного цилиндра представим в виде сум-
мы двух перемещений: перемещения /г', связанного с выборкой
зазоров первой тележки и перемещения Л", связанного с выбор-
кой зазоров второй тележки (см. рис. 115, в). Составляющую hr
выхода штока находим, принимая при перемещении точки 9 рычага
9—12 точку 10 за временную мертвую точку. Из соотношения:
Л' _ Д9
Ло-11 ^9 — 10
получим:
Л' = Д9 10~11- = 2 (о • cos а +
Z9—10
. < х G-2 Z2 -3 Z10 —11
+ Д)----------- . ---.
4 — 2 Z9 10
Имея в виду, что перемещения точек 9 и 9' равны (Д9 = Д9)'г
определяем составляющую h" выхода штока, принимая за мерт-
вую точку рычага 9—12 точку 9. Легко установить, что h" = h'.
Таким образом, полный выход штока определится уравнением::.
^1—2 + h- 3 ^10—11
h = hf — h" — 2hf = 4(3. cosa + Д)----------- • ------
4-2 ‘9-10
или, учитывая уравнение 90:
h = пвоэд (‘ + •
Эта формула совпадает с формулой 90'.
При торможении от ручного привода на тяге 16—17 появляет-
ся усилие Рруч • пв, где Рруч — усилие на рукоятке маховика
колонки ручного тормоза и пв—передаточное число колонки.
Усилие Рруч • пв на выходе тормозной колодки, воздействуя
в точке 16 на рычаг 16—13, заставляет последний поворачивать-
ся вокруг мертвой точки 14 и через цепь 13—12 передается на
рычаг 12—9. Распределение этого усилия по тормозным колодкам
происходит так же, как и при торможении от воздушного привода.
Усилие на рукоятке маховика тормозной колодки, приведен-
ное к штоку тормозного цилиндра, определится аналогично пре-
дыдущему из уравнения:
п _ о „ Z14-16 Z10-11 Z11 12
~ ^оуч ' ---- • -------------- •
43—14 40—11
Передаточное число тормоза при торможении от ручного при-
вода будет:
п __ Рц * Пвозд ______
ЬРУЧ ~~ р ~ р ~~
*руч *руч
= Па. Пвоэд + . (90->
и oUJU J 1 \ /
43-14 ‘10—11
20*
307
Ручной привод тормоза проектируется с расчетом, чтобы чис-
ло оборотов маховика, которое необходимо сделать для заторма-
живания вагона, не было слишком большим. Определение числа
оборотов маховика, потребного для затормаживания вагона, про-
изводится по формуле (62'). Общее угловое перемещение махови-
ка будет:
(90'")
где Г1 — расстояние от рукоятки до оси вращения маховика.
Число оборотов маховика (пмах), отвечающее углу awav
будет равно:
Чах
амах _ Нруч /g I
2" 2"Г1 \ COS a
(90)'-
Для возвращения в отторможенное положение после снятия
тормозного усилия в состав ТРП включаются оттяжные пружины
ОП (рис. 115, а). Выбор характеристик оттяжных пружин: на-
чального натяжения и жесткости производится так, чтобы, с одной
стороны, обеспечивалось надежное оттормаживание вагона и, с
другой стороны, пружины возможно меньше влияли на величину
к. п. д. передачи. Для этого начальное натяжение пружин долж-
но быть достаточным для преодоления сил трения в сочленениях
передачи, а жесткость возможно меньшей.
Регулировка ТРП вагона МТВ-82 осуществляется перестанов-
кой валиков в отверстиях кронштейна для крепления рычагов
1—3 и Г—3' к раме тележки (грубая регулировка) и с помощью
регулировочных муфт М (тонкая регулировка).
Рис. 116. Схема тормоза вагонов ЛМ и ЛП-49:
J3-4 = Z7—6 " Z3'-4' = Z7'-6' И4° ММ' Z2-3 Z7—8 = Z2'-3' = Z7'-8' = 335 ММ'
Z!7-16 “ 132 Z16-13 = Z16'-13' 100-: Z13-14 = 210 Z14-15 = 228 ^’
z13,_19 .= 500 лмс /20_21 = /21_22 = 165
308
На рис. 116 показана схема тормоза вагонов ЛМ-49 и ЛП-49 на
двухбалансирных тележках с ТРП смешанного типа. Она рабо-
тает от индивидуальных воздушных приводов на каждую тележ-
ку и, кроме того, от общего ручного привода. Центральную часть
ТРП составляют главные горизонтальные подвешенные рычаги
15—17 и 17'—19, тяги 12—13 и 12'—13', цепи 20—19 и 14—22
ручного привода тормоза и блуждающий рычаг 20—23 ручного*
привода тормоза. Передачу на тележке образуют траверса 10—10,
шарнирно укрепленная на раме тележки с помощью серег 10—11,.
вертикальные блуждающие рычаги 6—8 и 4—2, связанные валика-
ми 3 и 7 с тормозными башмаками и подвесками 7—9 и 3—5-
Рычаг 6—8 с помощью серьги 8—10 связан с траверсой 10—10, а
рычаг 2—4 с помощью серьги 1—2 укреплен на раме тележки..
Нижние точки этих рычагов связаны распоркой 4—6, имеющей:
регулировочную муфту М. Расчетная схема работы этой передачи
при торможении от воздушного привода такова. При подаче сжа-
того воздуха в тормозной цилиндр 10" рычаг 17—15, поворачиваясь,
вокруг мертвой точки 16 против направления движения часовой,
стрелки, перемещает вправо тягу 13—12. Траверса 10—10 увлекает
за собой рычаги 8—6 до тех пор, пока последние коснутся банда-
жей колес и будет выбран продольный зазор в буксовых направ-
ляющих второй колесной пары. Рычаг 8—6 в это время вращается,
вокруг временной мертвой точки о. После этого при дальнейшем,
перемещении траверсы 10—10 вправо рычаг 6—8 начинает повора-
чиваться вокруг мертвой точки 7, а распорка 4—6 перемещается
влево до тех пор, пока будут выбраны зазоры между колодками
и бандажами колес и зазоры в буксовых направляющих первой
колесной пары. Аналогично производится затормаживание и вто-
рой тележки. При торможении от ручного привода цепь его, пере-
мещаясь вправо, поворачивает блуждающий рычаг 20—23. По-
следний, вращаясь вокруг временной мертвой точки 20, увлекает
за собой цепь 14—22 и рычаг 15—17. После выборки зазоров меж-
ду тормозными колодками и бандажами колес и зазоров в буксо-
вых направляющих первой тележки для рычага 20—23 временной
мертвой точкой становится точка 22. При перемещении точки 23
вправо рычаг 23—20, вращаясь вокруг мертвой точки 22, застав-
ляет перемещаться влево цепь 20—19 и поворачиваться рычаг
19—17. Вращаяеь вокруг мертвой точки 16, рычаг 19—17 за-
ставляет перемещаться тягу 13—12 влево до тех пор, пока
не будут выбраны все зазоры между колодками и банда-
жами колес и зазоры в буксовых направляющих второй
тележки.
Расчет тормоза вагонов ЛМ-49 и ЛП-49 аналогичен расчету
тормоза вагона МТВ-82. Передаточное число этого тормоза при
торможении от воздушного привода равно 8,9 и при торможении
от ручного привода — 739.
Рассмотрим далее некоторые схемы тормозов с дисковыми
и барабанными преобразователями. На рис. 117, а изображена
схема тормоза прицепного вагона типа С с осевыми дисковыми
309
GC
s
Рис. 117. Схема тормоза прицепного вагона С (а); схема тормозной рычажной передачи руч-
ного привода тормоза вагона РВЗ-6 (6).
преобразователями клещевого типа. Передача этого тормоза от-
носится к типу групповых.
Она работает от воздушного или ручного привода. При тор-
можении от воздушного привода усилие штока тормозного ци-
линдра 8" заставляет поворачиваться главный горизонтальный
рычаг 1—5 вокруг мертвой точки /. Этот рычаг, в свою очередь,
перемещает влево тягу 5—6. Далее расчетная схема работы ТРП
может быть представлена в следующем виде. Под действием
гяги 5—6 рычаг 6—8 поворачивается вокруг временной мертвой
точки <?,’ увлекая за собой регулировочную тягу клещевого преоб-
разователя второй колесной пары до тех пор, пока тормозные
колодки коснутся тормозного диска. После этого, при дальней-
шем выходе штока для рычага 6—8 мертвой точкой становится
точка 7. Рычаг 6—8, поворачиваясь вокруг точки 7, увлекает
вправо тягу 8—9. При этом кривой рычаг 9—11, вращаясь вокруг
мертвой точки //, увлекает за собой регулировочную тягу клеще-
вого преобразователя первой колесной пары.
Если обозначить через Р усилие на штоке тормозного цилинд-
ра, то усилие Pi, передаваемое на тягу 5—6, будет:
Усилия Q2 на регулировочных тягах преобразователей найдут-
ся из уравнения: _____
Q. = . Azl; (91)
Z7-8 Zl-5 Z7-8
Передаточное число ТРП будет равно:
где тп = 2 — число преобразователей на вагон.
Общее передаточное число тормоза будет:
П-возд = Прп Пп> <91")
где пп— передаточное число клещевого преобразователя (фор-
мула 80').
Если о — зазор между тормозной колодкой и диском, то пере-
мещение регулировочной тяги при торможении, связанное с вы-
боркой зазоров 3, будет равно:
v=^-s-
И, наконец, выход штока тормозного цилиндра определится из
уравнения:
А = (91"")
311
При торможении вагона от ручного привода тормозное усилие
от маховика колонки ручного тормоза через тягу 13—14 пере-
дается на двухплечий рычаг 14—16. Последний, вращаясь под
действием этого усилия вокруг мертвой точки 15, увлекает за со-
бой тягу 16—18 и цепь 18—4, передавая усилие торможения на
рычаг 1—5. Усилие на маховике колонки Рруч, приведенное
к штоку тормозного цилиндра, будет равно:
Ppii = Ppv4-ne-^- (92)
45-16 4-2
где пв — передаточное число колонки ручного тормоза.
Суммарная сила нажатия тормозных колодок на диски
при торможении от ручного привода будет:
2Ж = Рруч пв -у4-'5 • • прп пп. (92')
45—16 4 — 2
Передаточное число тормоза при торможении от ручного при-
вода определится уравнением:
14-15 ^1-4
ПРП = — = -----------пР» п"' (92")
*руч 45-16 4 — 2
Число оборотов маховика, необходимое для затормаживания
вагона, при торможении от ручного привода найдется из соотно-
шения [см. формулу (62х) и (90,,,/)]:
«иаж = 2- • (93)
На рис. 117, б приведена схема ТРП ручного тормоза ваго-
нов РВЗ-6 с барабанными преобразователями. Передача относит-
ся к числу групповых. Тормозные преобразователи на рисунке не
показаны.
При передаче на рукоятку привода рычажного типа нажатия
Рруч, на выходе привода появляется усилие Q — Рруч • п6,
где —передаточное число привода. Усилие Q передается через
стальной витой трос Г на ролик 2х, который распределяет его по-
ровну между ветвями троса 3х. Усилие -у-, приходящееся на тя-
гу 31 рычажной передачи, соединенной с рычагом 21 (см. рис.
114, а. На рис. 117, б и 114, а приняты одинаковые обозначения),
заставляет поворачиваться этот последний вместе с приваренным
к нему валиком 20 во втулке 29, установленной в приливе балки
подвешивания тягового двигателя, в направлении стрелки К. На
шлицевом конце валика 20 с помощью разрезного хомутика, затя-
гиваемого болтом 30, укреплен рычаг 22. Этим рычагом тормозное
усилие
312
где Z2i и Z22 длины рычагов 21 и 22, передается через регулировоч-
ную гайку 24 на тягу 19 и с последней на рычаг 11. Тормозной
момент на рычаге И (без учета противодействия оттяжных пру-
жин 16 и 18) будет равен:
£ *22
где 1р — длина рычага между серединой отверстия под тягу 19
и центром кулака (точкой Б). На тормозные колодки будут пере-
даваться усилия:
Мр ___ Q 1р
а 2 /22 а
где а — расстояние между точками Е упора кулака 10 в тормоз-
ные колодки 5. При отпуске тормоза под действием оттяжной
Рис. 11S. Схемы тормозов с колодочно-дисковыми преобразователями
вагонов Усть-Катавского завода:
а — вагона КТМ-1; пвозд = И,2, г/г = 0,65; б — вагона КДМ-2 (вертикальные ры-
чаги тормозных зажимов и рукоятка привода ручного тормоза условно показаны
в горизонтальной плоскости).
пружины 17 возвращается в исходное положение рычаг 11 и шток
тормозного цилиндра 15, а под действием оттяжной пружины 18—
рычаги 22, 21 и тяга 19. При этом рычаг 21 поворачивается про-
тив направления стрелки К до упора в балку подвески двигателя
в точке Л.
Вторая половина усилия Q через трос 3' и ролик 4' передает-
ся на второй тормозной преобразователь первой тележки вагона.
Тросом 5' на вторую тележку передается усилие Q. Передача уси-
313'
лий к преобразователям второй тележки аналогична передачи
усилий к преобразователям первой тележки.
Подобно передачи вагонов РВЗ-6 выполнена передача ручного
тормоза и вагонов ЛМ-57.
Наконец, на рис. 118 показаны схемы тормозных рычажных
передач дискового тормоза вагонов КТМ и КТП Усть-Катавского
завода.
На рис. 118, а приведена схема тормоза вагона КТМ-1. ТРП
этого тормоза целиком подвешивается к раме кузова. Тормозные
рамки ТР преобразователей укрепляются на раме кузова тремя
подвесками П и оттяжкой О каждая. Тормозные диски Д, укреп-
ленные на осях колесных пар, на рисунке не показаны. Верти-
кальные рычаги Р тормозных зажимов Т посредством тяг связа-
ны с траверсами 10—11 и 10'—1Г. Тормоз приводится в дейст-
вие от воздушного привода — тормозного цилиндра 10" — и ручно-
го привода — колонки ручного тормоза. При торможении от воз-
душного привода шток тормозного цилиндра, перемещаясь впра-
во, поворачивает рычаг 1—5 вокруг мертвой точки 1. Тяга 4—6,
перемещаясь вправо, заставляет поворачиваться равноплечий ры-
чаг 6—8 вокруг временной мертвой точки 7 до тех пор, пока рыча-
ги Р, поворачиваясь, заставят прижаться тормозные колодки к
диску преобразователя второй колесной пары. После этого для
рычага 6—8 мертвой точкой становится точка 8. При дальнейшем
перемещении тяги 4—6 вправо рычаг 6—8, поворачиваясь вокруг
точки 8, увлекает вправо затяжку 7—7, а вместе с ней и рычаг,
8—6, который, вращаясь вокруг мертвой точки 8, заставляет пе-
ремещаться вправо регулировочную тягу 6—9 до тех пор, пока
рычаги Р, поворачиваясь, прижмут тормозные колодки к диску
преобразователя первой колесной пары. Работа ТРП при тормо-
жении от колонки ручного тормоза ясна из чертежа.
Схема тоомоза вагона КТМ-2, приведенная на рис. 118, б от-
личается от схемы тормоза вагона КТМ-1 только типом ручного
привода, длинами рычагов и установкой оттяжной пружины ОП
центральной части ТРП. Рычаги Р этой ТРП показаны совмещен-
ными с горизонтальной плоскостью.
Приведем основные расчетные соотношения тормоза КТМ-2.
Обозначим через Р давление на штоке тормозного цилиндра и
найдем силу Р3 передаваемую на рычаг тормозного зажима. По-
следняя при равномерном распределении давления Р между
зажимами определится из уравнения:
Р, = — Р • — • —. (94)
4 /1-4 /7_8
Передаточное число ТРП от штока тормозного цилиндра до
рычага зажима будет равно:
^ = 2^-±±. (94')
4-4 z7—8
.314
Передаточное число тормоза при торможении от воздушного
привода найдется из уравнения:
^возд (Прп)возд ’ ^3* (94 )
где и.з — передаточное число зажима (формула 82').
Сила на рукоятке ручного привода Рпуч, приведенная к штоку
тормозного цилиндра, определится уравнением:
(Р )Гг = р . п
У1 pvvfupue Гр\<4 ’
ч-з
lAB
где п& =---- • ------передаточное число ручного привода;
1БВ D6
1аб и 1бв —длины плеч рычага по рис. 118, б;
Dx и D6 — диаметры храпового колеса и барабана руч-
ного привода;
—— = (пр/2)5_3 — передаточное число ТРП от точки 5 крепле-
Zl-3
ния троса ручного тормоза до штока тор-
мозного цилиндра.
Передаточное число тормоза при торможении от ручного при-
вода найдется уравнением:
^руч = (95)
Определение выхода штока тормозного цилиндра при тормо-
жении от воздушного привода определяется *по формуле (62), ко-
торая в этом случае получает вид:
А — 8 • пло3д'
где 8—зазор между тормозной колодкой и тормозным диском.
По этой* же формуле определяется и длина As каната, которую
потребуется выбрать при торможении от ручного привода (пере-
мещение точки 5) :
^5 = (^р/гЬ-З * (Прп^возд ^3 ’
При одном полном качании рукоятки ручного тормоза (к себе
и от себя) храповое колесо привода поворачивается на величину
шага зуба tXK равную:
. TtD v
txK ~ Т” ’
где z— число зубцов храпового колеса.
При повороте храпового колеса на величину tXK выбирается
длина каната Zv, определяемая из соотношения:
хк __ 1Х
~Dx ~~Ё>б
«откуда
315
Число полных качаний рукоятки прук, необходимое для за-
тормаживания вагона ручным тормозом, будет:
^РУК=~- (95')
§ 41. ПОЛНЫЙ РАСЧЕТ ТОРМОЗОВ
Задача расчета тормоза состоит в таком выборе его характе-
ристик, при котором обеспечивались бы нормируемые тормозные
пути и надежная работа тормоза. Для расчета тормоза задают:
1) вес поезда G; 2) тормозной путь при торможении с заданной
скорости; 3) предельный уклон, на котором поезд должен надеж-
но удерживаться ручным тормозом; 4) величину выхода штока
тормозного цилиндра или соленоида и число оборотов маховика
(число качаний рукоятки) привода ручного тормоза при нормаль-
ной регулировке тормоза (нормальном зазоре б между тормозны-
ми колодками и вращающимися элементами фрикционного пре-
образователя); 5) особые требования.
Расчет тормоза включает в себя проектирование привода,
ТРП и преобразователей и определение их характеристик — пере-
даточных чисел и коэффициентов полезного действия. При проек-
тировании тормозов нужно ориентироваться на использование
прогрессивных конструкций тормозных приводов и преобразова-
телей и максимальное использование сцепления колес с рельсами
при торможении с целью повышения надежности тормозного ре-
жима и его динамических показателей.
В современной практике укоренилось правило проектировать
тормоза с одинаковым нажатием тормозных колодок на вращаю-
щийся элемент преобразователя. С точки зрения использования
сцепления колес с рельсами при торможении такая практика про-
ектирования тормозов не оправдывает себя, так как н§ учитывает
динамического перераспределения нагрузок вагона между коле-
сами, связанного с действием сил инерции. Это же последнее мо-
жет достигать 20% и даже более. Поэтому у вагонов, предназна-
чающихся для одностороннего движения, целесообразно давать
разные нажатия тормозных колодок с расчетом полного исполь-
зования сцепного веса при экстренном торможении поезда.
При заданных параметрах тормозного режима: замедлении а!П
или тормозного .пути расчет тормоза начинается с определения не-
обходимой тормозной силы В на ободе колес с использованием
известных методов теории электрической тяги.
Рассмотрим более простую методику расчета тормоза при
постоянном коэффициенте трения колодок <р/е = const. После опре-
деления тормозной силы В в этом случае следует проверить ее
величину по условию сцепления колес с рельсами: В < 1000 Осц.
Если окажется, что тормозная сила превышает предельную силу
сцепления колес с рельсами, это будет означать, что в данном
случае нормируемый тормозной путь можно будет получить толь-
ко при совместной работе тормозов, реализующих тормозную силу
через сцепление колес с рельсами, и рельсовых тормозов.
316
В начале следует рассчитывать ТРП основного привода. Вы-
брав тип тормозных преобразователей и предполагая, что коэф-
фициент трения тормозных колодок не зависит от давления их на
вращающийся элемент фрикционной пары находим суммарное
фактическое давление тормозных колодок всех преобразователей,
требующиеся для создания тормозной силы В. Для колесно-ко-
лодочных преобразователей [см. формулу (67')].
2^=-. (96)
Для дисковых преобразователей (см. формулу (75'), (76'),
(78) и (78'):
2^=— (96')
2?к rH i
Для барабанных преобразователей (см. формулу (86) и (86'):
2И =A.£._L. (96")
D6 L
При применении дисковых или барабанных преобразователей
осевого типа в формулах (96') и (96") будем иметь /=1.
Определив и выбрав тип привода, находим передаточ-
ное число тормоза гьт (см. формулы (61) и (61')
_ ЪХФ
р рлт
(97)
Если привод выбран из числа существующих исполнений, то
сила Р на его выходе известна. К. п. д. тормоза т\т определяет-
ся по формуле (64'). Если привод и преобразователь выбраны из
числа существующих исполнений, то здесь известны и
К. п. д. ТРП yipn в первом приближении можно принимать рав-
ным единице.
Полученная величина Пт должна удовлетворять условию
[см. формулу (62)];
тгг(В + Д') hH,
(97')
где hH — нормируемый ход рабочего органа привода.
Если это условие не выполняется, то необходимо подобрать из
числа существующих или рассчитать другой привод.
Определив далее фактические давления /7Ь 772, 773 и 774 (для
двухосных вагонов П\ и П2), передаваемые колесными парами на
рельсы при экстренном торможении с учетом перераспределения
веса, связанного с действием сил инерции, распределяем найден-
ное передаточное число тормоза между преобразователями каж-
дой из колесных пар, исходя из условий:
TZir ’ ^2т • Язт : ^4т = 7?! : П2 : 77g • 774
TZir + ntr + #зг + П4т = Пт \ ПY + 772 + 77g + 774 = G. (98)
317
Поскольку мы условились, что на все тормозные оси работают
преобразователи одного типа, то можно написать:
’ ^РП ’ Hfl Ч
П1Т = Пв п2рп пп ит. д. (98'}
Соответственно передаточные числа ТРП к каждому из пре-
образователей будут:
fl\pn----------,
Л3 • Пп
Iley J'
rtipn =----------и т. д. (98"}
"в ’ Пп
Для вагонов тележечного исполнения передаточные числа ТРП
к первой (npn)i и второй (/zpn)ii тележкам найдутся из уравне-
ний:
= (98 }
Величины (прп){ и (/грл)п являются исходными для проекти-
рования центральной части ТРП.
Распределение передаточного числа прп между центральной
частью ТРП и ТРП на тележках производится по конструктив-
ным соображениям из условий рационального размещения на ва-
гоне. Принимая передаточное число центральной части ТРП к
первой тележке равным (/zp4)i, передаточное число центральной
части ТРП ко второй тележке (/грц)н определим из уравнения:
(^рц)п~ (^pn)nJ- (99)
Передаточные числа ТРП на тележках к преобразователям
каждой оси будут равны:
__ Щрп. . "Арш — — , {прп)\ __ тЧрп . ПЪрт — » (Прп)\\ Ио — П'2рп • Н'-рт • , П\рп ipm (nPn)u ’
По этим данным подсчитываются длины плеч рычагов цент-
ральной части ТРП и передачи на тележках.
Важное значение при расчете тормоза имеет правильный вы-
бор кинематической схемы ТРП и регулировочных устройств.
Передаточные числа ТРП подсчитывались нами в предполо-
жении, что все рычаги и тяги, находящиеся в одной плоскости,
друг другу параллельны. Практически же это условие не соблю-
дается, причем углы между рычагами и тягами меняются по ме-
ре износа колодок. Поэтому ТРП нужно проектировать с таким
расчетом, чтобы ее передаточное число возможно менее зависело
от регулировки и мало менялось по мере износа элементов фрик-
318
ционной пары преобразователей. Для соблюдения этого требова-
ния кинематическую схему ТРП нужно составлять так, чтобы в
заторможенном состоянии при среднем износе фрикционных эле-
ментов тормозов все рычаги ТРП были параллельны друг другу
и перпендикулярны соответствующим тягам. Регулировочные
приспособления в это время должны занимать среднее положение
(муфты наполовину завернуты, валики установлены в средние от-
верстия регулировочных тяг), а шток тормозного цилиндра или
соленоида выходить на половину своего допускаемого максималь-
ного хода.
Регулировочные приспособления должны допускать стягива-
ние и распускание ТРП так, чтобы рычаги и тяги можно было
правильно устанавливать как при новых, так и при предельно из-
ношенных элементах фрикционной пары тормозов. Целесообразно
предусматривать двойную регулировку ТРП: отдельно для цент-
ральной части у главного привода для регулирования хода его
рабочего органа и непосредственно у преобразователей на те-
лежках. *
Проектирование ТРП удобно производить графическим постро-
ением ее кинематической схемы в трех положениях: при новых,
среднеизношенных и предельно-изношенных фрикционных эле-
ментах тормозов в заторможенном положении. Масштаб этих по-
строений следует брать достаточно крупный, например 1:5. Из
построений определяется необходимая длина стяжных муфт и пре-
дельные положения отверстий в валиках регулировочных тяг.
ТРП должна удобно размещаться под вагоном и на тележках,
все части ее должны допускать быструю и легкую их замену, не
препятствовать осмотру и съему подвагонного оборудования, не
касаться осей колесных пар и колес при просадке рессор и т. д.
При проектировании стояночного тормоза действующая сила
поезда на уклоне Z%o определяется из условия:
Fd = G(t’;'00-w0), (100)
где G —вес поезда в т и wQ — удельное основное сопротивление
движению поезда в кг/т. Тормозная сила, требующаяся для удер-
жания поезда на уклоне в заторможенном состоянии будет равна:
В — К • ?0 2 к = ‘ пруч Bq ~
= G(Z°/00 + -w0), (1007
где К — коэффициент, зависящий от типа преобразователей тор-
моза.
Например, для вагона, оборудованного центральными бара-
банными тормозами с двухсторонним нажатием колодок форму-
ла (86):
где в = • тп = Ътп • Хк • • i
2тпХк = ^Хк.
Следовательно, в этом случае /< = • Z.
319’
— коэффициент трения колодок при нулевой скорости сколь-
жения элементов фрикционной пары тормоза.
Из уравнения (100z) при известных KvQPpy4, G, Z%0 и
определяется пруч — передаточное число тормоза моторного ва-
гона от ручного привода.
Получив величину пруч необходимо найти число оборотов
маховика (число качаний рычага) ручного привода тормоза, тре-
бующееся для затормаживания поезда.
Величину п yt( можно представить уравнением:
^руч = ' Крп * Прп * ’ (100 )
где — передаточное число ручного привода;
прп—передаточное число ТРП основного привода и
Прп—передаточное число от тяги на выходе ручного привода
до рабочего органа основного привода.
При известных пв, п°рп и пп из уравнения (100") определяет-
ся величина пврп и затем соответственно проектируется ТРП
между приводом ручного тормоза и ТРП основного привода.
Расчет деталей тормоза на прочность производится обычными
методами сопротивления материалов.
Пример. Рассчитать тормоз двухосного вагона, рассчитанного для одно-
стороннего движения, используя тормозные преобразователи, а также воздуш-
ный и ручной приводы вагона КТМ-2, Вес вагона без пассажиров G = 12 т, в
том числе вес кузова G^ = 10 т, вес пассажиров при среднем наполнении Gn =
= 3,2 т и при максимальном наполнении — 8,5 т, база вагона В = 3400 мм, вы-
сота центра тяжести кузова над осью колесной пары hc — 1200 мм, коэффици-
ент инерции вращающихся масс Ки = 1,16.
Тормозную силу определяем из следующих соображений. По требованиям
ГОСТ 8802—58 тормозной путь порожнего вагона при торможении на площад-
ке на сухих и чистых рельсах со скорости 30 км/час не должен превышать
30 м.
Расчетный тормозной путь вагона с учетом отрезка пути, проходимого за
время подготовки при tnoo = 0,5 сек. (воздушный привод), будет:
lm = ln-Vm- tnod ^7 = 30 - 30 • 0.5 = 30 - 4,17 = 25,83 м.
3,6 3,6
Необходимую величину тормозной силы вагона определяем по
формуле:
v2T 302
В = 3,93(? •/С • — = 3,93- 12 • 1,16 • ---= 1900 «г.
lm 25,83
Вторым документом, нормирующим величину тормозного пути,
являются ПТЭ. По требованиям ПТЭ трамваев тормозной путь
порожнего вагона на площадке (рельсы сухие и чистые) при тор-
можении со скорости 35 км/час не должен превышать 35 м.
В этом случае, как и выше, получаем В = 2230 кг. Из двух полу-
ченных цифр в запас надежности принимаем В = 2230 кг. Тормоз-
ной коэффициент, отвечающий этой тормозной силе, будет:
Ь= — = = 0,186.
G 12 000
320
На сухих чистых рельсах реализация такого тормозного коэф-
фициента вполне возможна.
Для тормоза вагона Усть-Катавского завода гн = 17,4 см
(см. пример на стр. 272). Принимая диаметр колеса 0 = 780 мм и
= 0,25 (бакелитовые колодки) по формуле (96') подсчитыва-
ем фактическую силу нажатия тормозных колодок , требую-
щуюся для создания тормозной силы В:
. _ В D 1
Ф 2?к гн i
2230
2 • 0,25
— . _L =20000 кг.
17,4 1
В качестве привода тормоза возьмем тормозной цилиндр (10")
(диаметр цилиндра 254 мм). Сила на его штоке при давлении воз-
духа в рабочих резервуарах р = 4 кг!см2 будет:
п ксР . 3,14.25.42 . пппп
Р — р — — 4 —---------— 4- 2020 кг.
Г 4 4 1
К. п. д. привода определяется силой трения поршня о стенки
цилиндра и противодействием возвращающей пружины. Послед-
няя имеет жесткость Ж = 0,3 кг)мм и предварительное сжатие
324 мм. Принимая выход штока цилиндра при торможении
h = 70 мм, получим следующее значение силы противодействия
пружины:
ЬР = рнач h = 324 • 0,3 +0,3 -70-118 кг.
К. п. Д. привода, пренебрегая силой трения поршня о стенки
цилиндра, будет равно:
1 ^Р 1 118 ЛПЯ
ж — 1 — — 1-------— 0.94.
1 Р. 2020
К. п. д. преобразователя = 0,71 (см. расчет на стр. 285).
Принимая в нервом приближении к. п. д. тормозной рычажной
передачи = 1, получим к. п. д. тормоза равным:
Tlr ~ Ve • Чрп • 'Чп = 0,94 • 1 • 0,71 = 0,657 — 0,66.
Передаточное число тормоза, обеспечивающее расчетную силу
нажатия колодок при принятом типе привода, определится урав-
нением (97):
^Хк ^Хф 20000
Пт =-----—--------=-----------~ 15.
Р Р^т 2020 - 0,66
Проверим соблюдение условия (97'), полагая нормальный за-
зор между тормозной колодкой и тормозным диском, равным
2,5 мм. В этом случае:
пт(Ъ + Д) - 15 • (2,5 + 0) - 37,5 < hH = 65 мм.
21 Заказ 1372
321
Расчет ТРП проведем из условия полного использования сцеп-
ления колес с рельсами (тормозного веса вагона) при экстренном
торможении со средней пассажирской нагрузкой. Тормозной
коэффициент при этой нагрузке:
Ь = — -------—------= 0,146,
G 12000 + 3200
Добавочная нагрузка на первую ось и равная ей разгрузка
задней оси определится уравнением (18"):
Пп = + 1000 GK • • — -
* в ка
= + 1000(10 + 3,2) • — • = 585 «г,
- v ' 3400 1,16
0,585
12+3,2
что составляет
•2 - 100 = 8% номинальной нагрузки оси.
Фактические нагрузки, передаваемые осями на рельсы, в рас-
сматриваемом режиме торможения будут:
/7 = I2+A2 0 585 = 7 185г
1 2
/7 = 10_+Л.2. _ о,585 = 6,015г.
2
Распределяем передаточное число тормоза между первой и
второй колесной парой, исходя из формулы (98):
: Я2т =:/72: ЛцЧ-^2г=
/71 + П2 = С?.
После преобразований получаем:
П, 1С 7,185 0 17
П\т — ------- — 15 ----;------- — 8,17,
Z7J +/72 7,185-4-6,015
/?2 1Е 6,015 £» QQ
п2т — пт— = 15 -------- = 6,83.
G 13,2
Учитывая, что передаточное число преобразователя Усть-Ка-
тавского завода пп = 8,73 (см. пример расчета на стр. 285), по
формулам (98") установим передаточные числа рычажной пере-
дачи от привода к каждому из преобразователей:
_ «1Г П\рп — п« • «п = 8,17 - = 0,937, 1 • 8,73
_ л2г _ flip п — пв Пп = --6,83 = 0,783. 1 • 8,73
По этим данным подсчитаем длины плеч рычагов ТРП. Схему
ТРП примем по рис. 118, б как у вагона КТМ-2. По этой схеме
передаточные числа рычажной передачи от штока тормозного ци-
линдра к преобразователям выражаются уравнениями:
322.
_ Qi _ А-з z6-7 + Ч-з . Ч'-з'
P Z1-4 4-3 Z6'-T + ^7'—8'
Примем как у вагона КТМ-2 Zi—з = 308 мм и Zi_ 4 = 308 +
+ 205 = 513 мм.
Тогда, исходя из величины п2рп найдем:
А-_±=Й2йр. _^1 = о,783. ^ = 1,3
/7_8 Ч-З 3^о
или
/б-7 =1,3- /7-8.
Предположим по условию размещения тормоза требуется со-
хранить общую длину рычага /б-8 равную 300 4- 270 >= 570 мм,
В этом случае из условий:
Ze—7 = 13 Z7-8 и Ze—7 + Z7-8 = 570 мм. находим
.Z7_8 = 248 мм и Ze-7 = 322 мм. Нужную величину передаточного
числа /гпп получаем подбором плеч рычага 6—8. Вычисляем
предварительно:
А - Z1~3 . /б~7 + /7~8 = 308 . 322 +248 1 38
Zj_4 ^7—8 3^3 248
Исходя из величины п2рп найдем:
Ч’ —з' = 0*937 __ q g28
^б'~7' Ч’—з' А 1,38
Предположим по условию размещения тормоза требуется
иметь Z6'_7' — 1з-7 = 322 мм. В этом случае получим Ч'-з' =
= 543 мм.
Проектирование стояночного (ручного) тормоза в соответст-
вии с требованиями ГОСТ 8802—58 выполним так, чтобы он на-
дежно удерживал вагон на уклоне 1ОО°/оо- Действующая сила по-
езда на уклоне 1ОО°/оо при максимальной пассажирской нагрузке
будет равна [формула (100)]:
Fd = О (Woo “ ^0) = (12 + 8,5) • 100 = 2050 кг
(полагаем в запас надежности wo = O).
Принимая тормозную силу при ручном торможении равной Рд
найдем соотношение тормозных сил при действии ручного и рабо-
чего приводов тормоза:
y 2030 — 0 92
1 “ В 2230
21* 323
Таким же должно быть, очевидно, и соотношение сумм сил на-
жатия колодок на тормозные диски. Следовательно:
ЪХфРу. - Т ‘ 2^ = 0,92 • 20000 - 18 400 кг.
Или с учетом к. п. д. тормозов, ТРП и привода, полагая
0,71; т]рП = 1 и 1,
получим:
^Хруч = — . ^Хфруч = 4^- = 26000 кг.
” \т J 0,71
Используем привод рычажного типа вагона КТМ-2. Принимая
максимальную силу тормозилыцика Рруч= 30 кг, найдем пере-
даточное число тормоза:
^ХРуЧ _ 26 000
''РУ« р ~
^руч
Представим величину пруч уравнением (100"). Здесь пп- прп =
= 15, а величина пв определяется уравнением (см. рис. 118, б):
п 1аб d* — 280 = 96 7
ПЯ ' 1ББ D6 " ™ * 150 - “ ' ’
Из уравнения (100") определяем потребное передаточное чис-
ло от тяги на выходе ручного привода до штока тормозного ци-
линдра:
По рис. 118, б имеем:
Q5 ’ (А-5 I Л-4) = Р • 6-3,
откуда
в Р Z4-5 + Zl-4
Прп ~ Q, ’
где Q$ — усилие на выходе ручного привода. Учитывая, что по
принятому ранее Д-з = 308 мм и /1-4 = 513 мм, из полученного
уравнения находим длину плеча /4-5 рычага /—5:
/4—5 = Прп • 1\— з— /1—4= 2,18 • 308 —513“— 160 мм
Глава XI
ТЯГОВЫЕ СЦЕПНЫЕ И ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ
УСТРОЙСТВА
Тяговые сцепные устройства предназначены для соединения
двух или нескольких трамвайных вагонов, передачи тягового уси-
лия от моторного вагона к прицепному», смягчения толчков и уда-
ров при торможении и удержания вагонов на определенном рас-
стоянии друг от друга.
Наиболее распространены на трамвайных вагонах сцепные
устройства буферные и типа «Рукопожатие». Применяются также
автоматические сцепные устройства.
§ 42. ТЯГОВЫЕ СЦЕПНЫЕ УСТРОЙСТВА
Тяговый буфер
Тяговый буфер (рис. 119) состоит из стержня переменного се-
чения углеродистой стали марки Ст. 20 или Ст. 3. С одной сторо-
ны стержень имеет литую буферную головку из стали марки
Ст. 20 (ГОСТ 977—60) или сварную из стали марки Ст. 3.
Головка образует плоскость, которая воспринимает усилия при
набегании друг на друга сцепленных вагонов. В головке стержня
тягового буфера имеется гнездо для сцепки и отверстие для шты-
ря, соединяющего стержень со сцепкой. С другой стороны стер-
жень имеет резьбу на хвостовике. Стержень испытывается на рас-
тяжение под нагрузкой 10 тыс. кг. На квадратную часть стержня
со стороны хвостовика надевается стальной хомут — литой из ста-
ли марки Ст. 25, кованый или штампованный из стали марки
Ст. 20 (ГОСТ 1050—60) или Ст. 3 (ГОСТ 380—60). Хомут имеет
с одной стороны квадратное отверстие для установки на стержне,
с другой стороны круглое отверстие для крепления валиком тяго-
вого буфера на раме вагона. В работе хомут подвержен растяже-
нию, сжатию и изгибу. На хвостовик стержня надета спиральная
пружина, изготовленная из стали марки Ст. 60 или 65 сечением
325
Рис. 119. Тяговый буфер:
/ — стержень; 2 — хомут; 3 — упорная шайба; 4 —пружина; 5 — направляющая шайба; 6 — гайка; 7 — шплинт;
8 — втулка рамки; 9 — гнездо для сцепки; /0 — отверстие для штыря; // — буферная головка; 12 — хвостовик
стержня; 13 — сцепка; 14 — штырь; 15 — предохранительная скоба; 16 — цепь; /7 — обушок.
150 X 7 мм (ГОСТ 1050—60) конической формы с правой навив-
кой. Пружина одной стороной упирается через шайбу в хомут,
другой в направляющую шайбу, закрепленную гайкой на хвосто-
вике стержня. Тяговый буфер укрепляется на раме вагона посред-
ством валика с гайкой и шплинтом и может поворачиваться во-
круг валика при проходе вагоном кривых участков пути. Пружи-
на тягового буфера предназначена для смягчения растягивающих
и сжимающих усилий, возникающих в буфере во время движения
поезда.
Под площадкой вагона подвешивается подбуферная скоба
для поддержания и направления тягового буфера. Для фиксации
тягового буфера в нерабочем состоянии он закрепляется штырем
на подбуферной скобе.
На трамвайном вагоне типа ЛМ-57 в тяговом буфере стальная
пружина заменена на резиновый амортизатор.
Тяговый буфер имеет недостатки: опасность для сцепщика при
сцепке, преждевременный износ отверстий под штырь в сцепной
планке и буферной головке, что вызывает толчки при трогании и
при подходе поезда к остановке; большая затрата времени на
сцепку и расцепку; большой вес тягового буфера; открытый хо-
мут не предохраняет пружину от загрязнения и не удерживает
смазки.
Тяговый буфер типа «Рукопожатие»
Отличается от других тяговых буферов сцепной головкой
(рис. 120). Сцепная головка имеет вилкообразный наконечник
и плоский прилив с цилиндрическими отверстиями для шты-
рей. Сцепная головка снабжена рукояткой для удобства сцеп-
ки. При сцеплении взаимное расположение отверстий в головках
для штырей строго фиксируется. Сцепка происходит быстро, без
передвижения вагона при сцепке. Остальные детали по принципу
работы и подвески под вагоном ничем не отличаются от описан-
ного выше тягового буфера.
На вагонах Т-2 (рис. 121) установлено тяговое сцепное уст-
ройство, работающее по принципу тяговых буферов выше описан-
ных. Отличием является сцепная головка, которая имеет фикси-
рующий зев и то, что стержень по всей длине одного сечения.
Подвеска тягового сцепного устройства осуществлена так же при
помощи хомута, укрепленного валиком на раме вагона.
Автоматическое сцепное устройство
На рис. 1^2 показано автоматическое сцепное устройство.
Сцепка производится автоматически, а расцепка при помощи
специального замкового выступающего рычага, при повороте ко-
торого освобождается запор замка. При сцеплении одновременно
производится соединение междувагонной электропроводки.
327
Рис. 120. Тяговой буфер
типа «Рукопожатие»:
/ — пружина; 2 — вилка
добавочного сцепления;
3 — пружина вилки доба-
вочного сцепления; 4 —
скоба; 5 — хомут буфера;
6 — стержень; 7 — сцепная
головка.
2
I
Рис. 121. Тяговый бу-
фер вагона Т-2:
/ — пружина; 2 — хомут; 3--
стержень; 4 — сцепная го-
ловка; 5 — направляющий
зев.
85
4/7/7
I
Рис. 122. Автоматическое сцепное устройство:
f - упор; 2 — рычаг; 3 — палец; 4 — отверстие замка; 5 — валик; 6 — головка
валика.
329
660
Рис. 124. Автоматическая лобовая сетка вагона РВЗ-6:
Л — фартук; Б — сетка, / — деревянные планки фартука; 2 — деревянные планки сетки; 3 — труба; -/ — шарнир; 5 — кронштейн, подъ-
ема сетки.
Добавочное сцепление
Для предотвращения разрыва поездов при обрыве стержней
тяговых сцепных устройств на вагонах КМ, X, МС, С — устанав-
ливается добавочное сцепление. Его устройство состоит в сле-
дующем: через лобовой перонный угольник вагона в отверстие
квадратного сечения проходит стержень с вилкой. У моторных ва-
гонов с пружиной, гайкой и
направляющей шайбой, у при-
цепных вагонов без пружины.
Вилки добавочного сцепле-
ния соединяются цепью со
сварными звеньями. Концы
цепи имеют стальные планки,
которые укрепляются на вил-
ках, при помощи сцепного
штыря со струбциной. При об-
рыве стержней тяговых сцеп-
ных устройств, моторный и
прицепной вагоны остаются
сцепленными при помощи до-
бавочного сцепления.
§ 43 ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ
УСТРОЙСТВА
В целях предупреждения
несчастных случаев с пасса-
жирами, трамвайные вагоны
оборудуются предохранитель-
ными устройствами: предохра-
нительными лобовыми сетка-
ми, междувагонными сетками
и боковыми подвагонными ог-
раждениями.
Предохранительные лобовые
сетки
На вагонах устанавливает-
Рис. 123. Предохранительная лобо-
вая сетка с пневмоприводом:
/--кронштейн; 2 — сережки; 3 — шток;
4 - -сеточные цилиндры; 5 — деревянные
планки; 6' — каркас из труб.
ся два типа предохранитель-
ных лобовых сеток; сетка с
пневматическим приводом и
автоматическая лобовая сетка.
Лобовая предохранительная сетка с пневматическим приводом
Сетка (рис. 123) состоит из рамы, собранной из стальных труб,
на которой укреплены деревянные рейки. Сетка подвешивается
на кронштейнах, установленных на раме площадки и удерживает-
ся в гнездах кронштейнов двумя пружинами. Сетка приводится
331
Рис. 125. Автоматическая лобовая сетка вагона Т-2:
/—фартук: 2 —рама; 3 — рычаги подъема сетки.
332
в действие посредством двух воздушных сеточных цилиндров,
укрепленных на раме вагона, штоки которых соединены с сеткой.
Сетка устанавливается на высоте 200—250 мм над головкой рель-
сов. Управление пневматическим приводом сетки производится
водителем при помощи тормозного крана.
Автоматическая лобовая сетка
Под передней площадкой вагона РВЗ-6 находится предохра-
нительная сетка (рис. 124). Она опускается автоматически при
соприкосновении расположенного перед сеткой фартука (щита)
с лежащим на рельсах предметом. Сетка устанавливается на
расстоянии 1,5 м от обшивки переднего борта кузова, а фартук —
на уровне переднего борта, на высоте НО—120 мм от головки
рельса.
В нерабочем положении сетка удерживается защелкой по
центру трубы сетки, на раме вагона. При ударе по фартуку (щит)
тяга, идущая от фартука к защелке, передвигается вглубь вагона
по его оси, освобождает защелку, а сетка под действием своего
веса опускается на рельсы. Для подъема сетки в кабине водителя
установлен шарнирный рычаг, соединенный с сеткой тягами. При
нажатии на этот рычаг сетка поднимается, защелка попадает
в свое гнездо и, благодаря пружине, запирает сетку в поднятом
состоянии, возвращая тягу с фартуком в первоначальное положе-
ние. На вагонах КТМ-2 устройство сетки аналогично по конструк-
ции и действию, но предусмотрена педаль в кабине водителя, при
нажатии которой опускается сетка. На вагонах Т-2 (рис. 125) в
лобовой части под вагоном расположена решетка, при ударе ко-
торой производится опускание- путеочистителя (предохранитель-
ной решетки) с резиновой планкой. Подъем путеочистителя в пер-
воначальное состояние производится рычагом для подъема из ка-
бины водителя.
Междувагонные предохранительные сетки
Сетки между вагонами подвешиваются к площадочным щит-
кам и лобовым угольникам кузовов вагона при помощи штырей:
два вертикальных стальных угольника при навешивании сетки на
штыри располагаются со стороны прицепного и моторного ваго-
нов, имеют шарнир, который выпрямляется или сгибается в зави-
симости от расстояния между вагонами. Вертикальные угольни-
ки со штырями соединены между собой шарнирно-горизонталь-
ными стальными планками. Эти планки так же шарнирно соеди-
нены при помощи треугольников с вертикальными пружинами,
которые заканчиваются ушками.
Боковые подвагонные ограждения
На вагонах старых типов с обеих сторон устанавливается бо-
ковое подвагонное ограждение в виде вертикальных металличе-
ских кронштейнов, к которым прикреплены деревянные планки.
333
Глава XII
СХЕМЫ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
§ 44. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО
ОБОРУДОВАНИЯ ВАГОНОВ МТВ-82 С ПРЯМОДЕЙСТВУЮЩЕИ
ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМОЙ
Пневматическое оборудование вагона МТВ-82 состоит из на-
порной тормозной, дверной и вспомогательных систем. На вагоне
устанавливается мотор-компрессор ТКВ-1. Как показано на
рис. 126, атмосферный воздух через фильтр поступает в компрес-
сор, откуда в сжатом состоянии проходит в обратный клапан
масловлагоотделитель, из масловлагоотделителя сжатый воздух
поступает в два резервуара высокого давления, затем по напор-
ной трубе в редукционный клапан и из редукционного клапана —
в резервуар низкого давления. Из резервуара низкого давления
сжатый воздух подводится к тормозному крану водителя, цилинд-
рам привода песочниц, вибратору пневматического звонка и к
двухстрелочному манометру, одна из стрелок которого показывает
давление в резервуаре низкого давления. Между вторым резер-
вуаром высокого давления и редукционным клапаном к напорной
трубе присоединен электропневматический регулятор давления,
который предназначен для автоматического включения и выключе-
ния электродвигателя компрессора. При помощи регулятора
давления поддерживается давление в напорной системе от 4,5 до
6,2 кг/см2.
Для 'предупреждения повышения давления в напорной систе-
ме сверх 'нормы, при неисправности регулятора давления на пер-
вом резервуаре высокого давления присоединен предохранитель-
ный клапан.
На вагоне МТВ-82 установлен тормозной цилиндр диаметром
254 мм и тормозной кран типа Я. К тормозному крану подводят-
ся трубы: от резервуара низкого давления — тормозная, соединяю-
щая кран с тормозным цилиндром атмосферная, соединяющая
кран с шумоглушителем, и сеточная, соединяющая кран с сегоч-
334
Рис. 126. Принципиальная схема пневматического оборудования вагонов МТВ-82:
/ — компрессор; 2 — двигатель; 3 — регулятор давления^ 4— фильтр; 5 — клапан обратный; 6 — маслоотделитель; 7 — резервуар высоко-
го давления; 8 — клапан предохранительный; 9 — магистраль напорная; 10 — клапан редукционной;* // — резервуар низкого давления;
/2 — цилиндр тормозной; 13 — труба тормозная; /-/ — тормозной кран водителя; /5 — труба низкого давления; 16 — шумоглушитель!»
17 — труба с сеточным цилиндрому 18 — цилиндр сеточный; 19 — клапан вибратора; 20 — зибратор; 21 — звонок; 22 — клапан песоч-
ниц; 23 — цилиндр песочниц; 24 — манометр; 25 и 26 -— краны разобщительные; 27 — щетка стеклоочистителя; 28 — цилиндр стеклоочи-
стителя; 29 — вентиль; 30 — цилиндр дверной; 31 — кран двери кондуктора; 32—кран дверной аварийный; 33 — кран концевой;
31 — кран спускной; 35 — дверной трубопровод; 36 — дверной кран водителя; 37 — труба аварийного крана; 38 — питающая труба ава-
рийного крана; 39 — трубы дверного цилиндра; 40 — разобщительный кран.
ными цилиндрами. Для наблюдения за давлением сжатого возду-
ха имеется двухстрелочный манометр: одна стрелка которого по-
казывает давление в резервуарах высокого давления, другая в
резервуаре низкого давления. При повороте рукоятки тормозного
крана на положение «служебное торможение» или «экстренное
торможение» сжатый воздух поступает из резервуара низкого
давления через тормозной кран, тормозной трубопровод в тор-
мозной цилиндр вагона, который приводит в действие механиче-
ский тормоз вагона. При повороте рукоятки тормозного крана на
положение «отпуск» сжатый воздух из тормозного цилиндра че-
рез тормозной кран поступает в атмосферную трубу, через шумо-
глушитель в атмосферу и происходит оттормаживание вагона.
Для подачи водителем звукового сигнала посредством пневмати-
ческого привода на ножном звонке установлен вибратор. Посып-
ка песка на рельсы производится песочницами с пневматически^
приводом. Привод в действие вибратора пневматического звонка
и пневматических цилиндров песочниц для посыпки песка, про-
изводится водителем, который нажимает ногой на клапан ви-
братора звонка и клапан песочницы. Вагон МТВ-82 оборудо-
ван лобовой предохранительной сеткой с пневматическим при-
водом.
Управление приводом лобовой предохранительной сетки произ-
водится посредством тормозного крана водителя при повороте ру-
коятки в положение экстренного торможения.
Для удаления дождя и снега со стекол лобового окна кабины
водителя установлены два стеклоочистителя, которые приводятся
в действие сжатым воздухом. Регулирование давления воздуха,
поступающего в цилиндры стеклоочистителей производится вен-
тилями стеклоочистителей. От второго резервуара высокого дав-
ления по напорному трубопроводу сжатый воздух подходит к ци-
линдрам стеклоочистителей через вентили стеклоочистителей. На
каждой из двух дверей, имеющихся на вагоне для открывания и
закрывания, установлено по два дверных цилиндра двухпоршне-
вого типа. К каждому цилиндру подведены две трубы. Схема уп-
равления дверями вагона составлена так, что ими может управ-
лять водитель и кондуктор.
Дверные цилиндры передних дверей соединяются с краном
управления дверями, установленным в кабине водителя, и с кра-
ном экстренного открывания дверей, установленным на перего-
родке кабины водителя в салоне вагона возле выходной (перед-
ней) двери. Дверные цилиндры задних дверей присоединены ко
второму резервуару высокого давления и крану управления две-
рями, который помещается у рабочего места кондуктора и соеди-
няется через четырехходовой кран с краном управления дверями
в кабине водителя.
В зависимости от положения пробки четырехходового крана
водитель может управлять как входными, так и выходными дверя-
ми вагона или только выходными (передними), а кондуктор вход-
ными.
.336
§ 45. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО
ОБОРУДОВАНИЯ ВАГОНОВ МТВ-82 С КЛАПАНОМ СМ-3
И НОЖНЫМ ТОРМОЗНЫМ КРАНОМ
Как показано на рис. 127 автоматический тормоз на вагоне
МТВ-82 с ножным тормозным краном и клапаном СМ-3 дейст-
вует следующим образом.
При наполнении пневматической системы вагона сжатым воз-
духом, вагон находится в заторможенном состоянии с давлением
в тормозном цилиндре, равном давлению рабочего резервуара.
При этом золотник клапана СМ-3 займет такое положение, при
котором тормозной цилиндр отключен от тормозного крана и по-
следний никакого изменения тормозного режима произвести не
может. Для оттормаживания вагона надо повернуть рукоятку
трехходового крана, установленного в кабине водителя, при этом
золотники клапана СМ-3 передвинутся и откроют доступ сжатого
воздуха из тормозного цилиндра к тормозному крану и сжатый
воздух через атмосферное отверстие тормозного крана выйдет в
атмосферу. Вагон оттормозится. Одновременно с этим клапан
СМ-3 соединит резервуар низкого давления с тормозным краном.
Торможение осуществляется нажатием педали ножного тормоз-
ного крана. Величина нажатия педали ножного тормозного крана
определяется при служебном торможении в зависимости от не-
обходимого тормозного эффекта. Экстренное торможение осуще-
ствляется полным (до отказа) нажатием на педаль тормозного
крана, при этом, когда давление в тормозном цилиндре достигнет
3 ат, автоматически включится пневматический клапан песочницы
и откроет доступ сжатого воздуха в цилиндры песочниц, чем при-
водятся в действие песочницы вагона. При полном (до отказа)
нажатии педали тормозного крана сжатый воздух поступает в се-
точные цилиндры и приведет в действие лобовую предохрани-
тельную сетку.
§ 46. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО
ОБОРУДОВАНИЯ ВАГОНОВ КТМ-1 И КТП-1 С ПРЯМОДЕЙСТВУЮЩЕЙ
ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМОЙ И УСТРОЙСТВОМ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИМ
АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАТОРМАЖИВАНИЕ ПРИ РАЗРЫВЕ ПОЕЗДА
При прямодействующей тормозной системе с устройством,
обеспечивающим автоматическое затормаживание при разрыве
поезда на вагонах КТМ-1 и КТП-1, клапаны автоматического
действия при служебном и экстренном торможении не работают,
так как их золотники остаются неподвижными в течение всего
времени работы вагонов, после того, как в начале работы вагона
водителем при помощи тормозного крана произведена зарядка
напорного воздухопровода.
Пневматическое оборудование вагона КТМ-1 состоит из на-
порной, тормозной и вспомогательных систем (рис. 128). На ва-
гоне устанавливается мотор-компрессор типа Э-300.
22 Заказ 1372 3 37
Рис. 127. Принципиальная схема пневматического оборудования вагонов МТВ-82 с клапаном
СМ-3 и ножным тормозным краном:
/ — тормозной кран; 2 — кран песочницы и сеточного цилиндра; 3 — звонок; 4 — трехходовой кран; 5 — кла-
пан вибратора; 6 — клапан песочницы; 7 — манометр; 8 — клапан; 9— кран трехходовой; 10 - стоп-кран;
И — контактор.
Атмосферный воздух через фильтр поступает в цилиндры ком-
прессора, откуда в сжатом состоянии проходит в масловлагоот-
делитель. Из масловлагоотделителя сжатый воздух через обрат-
ный клапан поступает в два запасных резервуара высокого дав-
ления, затем по напорной трубе в редукционный клапан и из ре-
дукционного клапана в резервуар низкого давления. Из резервуа-
ра низкого давления сжатый воздух подводится: к тормозному
крану водителя, к клапану автоматического торможения, к при-
Рис. 128. Принципиальная схема пневматического оборудования
вагонов КТМ-1 и КТП-1;
1 — мотор-компрессор; 2 — фильтр; 3 — маслоотделитель; 4 — клапан об-
ратный; 5 — резервуар высокого давления; 6 — регулятор давления;
7 — клапан предохранительный; 8 — резервуар низкого давления; 9 — кла-
пан редукционный; 10 — тормозной кран; 11 — цилиндр сетки; 12 — шумо-
глушитель; 13 — клапан автоматического торможения; /-/ — вибратор звонка;
15 — цилиндр песочницы; 16 — цилиндр стеклоочистителя; 17 — клапан пу-
сковой: 18 — вентиль стеклоочистителя; 19 — штуцер межвагонного соедине-
ния; 20 — цилиндр тормозной; 21 — рукав резино-тканевый двухпроводный;
22 и 23 — манометры; 24 — резервуар прицепного вагона; 25 — тормозной
цилиндр; 26 — клапан автоматического торможения.
водам песочниц, к стеклоочистителю и вибратору пневматическо-
го звонка. Между вторым резервуаром высокого давления и ре-
дукционным клапаном к напорной трубе присоединен электро-
пневматический регулятор давления, который предназначен для
автоматического включения и выключения электродвигателя ком-
прессора. При помощи регулятора давления, поддерживается дав-
ление в напорной системе от 4,5 до 6,2 кг/см2. Для предупрежде-
22* 339
ния повышения давления в напорной системе сверх нормы, при
неисправности регулятора давления, на первом резервуаре высо-
кого давления устанавливается предохранительный клапан. На
вагоне КТМ-1 установлен один тормозной цилиндр диаметром
254 мм и тормозной кран водителя типа В. К тормозному крану
водителя подводятся трубопроводы:
1. Прямодействующий, соединяющий кран с тормозным ци-
линдром (тормозной Г}).
2. Напорный воздухопровод (//).
3. От резервуара низкого давления (Р).
4. Атмосферный, соединяющий кран с шумоглушителем.
5. Сеточный, соединяющий кран с сеточными цилиндрами.
Для наблюдения за давлением сжатого воздуха имеются два
манометра. Один манометр присоединен к резервуару низкого
давления, второй манометр — к резервуарам высокого давления.
На моторном вагоне установлен специальный золотниковый
клапан СМ-3, к нему подводятся четыре воздухопровода: от ре-
зервуара низкого давления (Р); тормозной, идущий к прицепно-
му вагону (Т2); от тормозного цилиндра (7\) и напорный воздухо-
провод (//).
Напорный и тормозной воздухопроводы как на моторном, так
и на прицепном вагонах подходят к междувагонным штуцерам.
Штуцер соединяет посредством двойного резино-тканевого меж-
дувагонного рукава (внутри большого диаметра, находится рукав
меньшего диаметра) пневматическую систему моторного и при-
цепного вагонов. На прицепном вагоне установлен золотниковьш
клапан автоматического торможения СП-2, к которому подводят-
ся четыре воздухопровода: от резервуара прицепного вагона
(Т4); от тормозного междувагон-ного (Т2); от нашорного междува-
гонного (//); от тормозного цилиндра (Т3).
При повороте рукоятки, тормозного крана на положения «слу-
жебное торможение» и «экстренное торможение», сжатый воздух
из резервуара низкого давления через тормозной кран поступает
В тормозной воздухопровод (7\), в тормозной цилиндр моторного
вагона, в клапан СМ-3 и в тормозную магистраль, далее по меж-
дувагонному рукаву на прицепной вагон к клапану СП-2, затем
через воздухопровод к тормозному цилиндру прицепного вагона.
Таким образом, служебное и экстренное торможение происходит
одновременно на моторном и прицепном вагонах как прямодейст-
вующее без участия клапанов СМ-3 и СП-2 (золотники клапанов
при этом неподвижны).
При разрыве поезда и междувагонного рукава сжатый воздух
из напорного воздухопровода выйдет в атмосферу, в результате
чего золотники в клапанах СМ-3 и СП-2 переместятся в такое
положение, при котором в клапане СМ-3 разобщаются воздухо-
проводы 1\ и Т2, в клапане СП-2 — Т3 и Т4, а воздухопроводы Н
и Т1 на моторном вагоне и Т4—Т3 на прицепном вагоне сообща-
ются (см. рис. 128).
340
В таком положении клапан СМ-3 тормозит моторный вагон
тормозным краном водителя, через который сжатый воздух посту-
пает в тормозной цилиндр по воздухопроводу 71, а на прицепном
вагоне одновременно сжатый воздух поступает через клапан
СП-2 из запасного резервуара прицепного вагона в тормозной
цилиндр, что обеспечивает затормаживание оторвавшегося при-
цепного вагона.
Приведение в действие вибратора пневматического звонка и
пневматических цилиндров песочниц для посыпки песка на рель-
сы, производится водителем, который нажимает ногой на клапан
вибратора звонка и клапан песочницы.
Вагон КТМ-1 оборудован лобовой предохранительной сеткой
с пневматическим приводом. Управление пневматическим приво-
дом лобовой предохранительной сетки производится посредством
тормозного крана водителя. Для удаления дождя и снега со
стекла лобового окна кабины водителя установлен стеклоочи-
ститель, который приводится в действие сжатым воздухом. Пуск
в действие и остановка стеклоочистителя производится разобщи-
тельным краном. Регулирование давления воздуха, поступающего
в стеклоочиститель, производится вентилем стеклоочистителя.
Пневматическое оборудование прицепного вагона КТП-1 со-
стоит из резервуара для автоматического торможения, тормозного
цилиндра диаметром 203 мм и клапана автоматического тормо-
жения СП-2.
Тормозной воздухопровод и резервуар соединены с тормозным
цилиндром через клапан автоматического торможения СП-2.
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
* ВАГОНОВ КМ И С ПРЯМОДЕЙСТВУЮЩЕЙ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМОЙ
И УСТРОЙСТВОМ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИМ АВТОМАТИЧЕСКОЕ
ЗАТОРМАЖИВАНИЕ ПРИ РАЗРЫВЕ ПОЕЗДА
При прямодействующей тормозной системе с устройством,
обеспечивающим автоматическое затормаживание при разрыве
поезда на вагонах КМ и С, клапаны автоматического действия
при служебном и экстренном торможении, как и на вагонах
КТМ-1 и КТП-1, не работают, так как их золотники остаются не-
подвижными в течение всего времени работы вагонов, после того
как в начале работы вагона водителем при помощи тормозного
крана произведена зарядка напорного воздухопровода.
Пневматическое оборудование вагона КМ (рис. 129) состоит
из напорной, тормозной, вспомогательных систем и дверной пнев-
матики. На вагоне устанавливается мотор-компрессор типаТКВ-1.
Атмосферный воздух через фильтр поступает в цилиндры-ком-
прессора, откуда в -сжатом состоянии проходит обратный клапан
т поступает в масловлагоотделитель. Из масловлагоотделителя
жатый воздух поступает в два запасных резервуара высокого
хавления, затем по напорной трубе в редукционный клапан и из
редукционного клапана в резервуар низкого давления. Из резер-
341
вуара низкого давления сжатый воздух подводится: к тормозному
крану водителя, к клапану автоматического торможения, к кла-
пану песочниц, к стеклоочистителю и вибратору пневматического
звонка, Между вторым резервуаром высокого давления и редук-
ционным клапаном к напорной трубе присоединен электропнев-
матический регулятор давления, который предназначен для авто-
матического включения и выключения электродвигателя компрес-
сора. При помощи регулятора давления, поддерживается давле-
ние в напорной системе от 4,5 до 6,2 к,г!см2. Для предупреждения
повышения давления в напорной системе сверх нормы, при неис-
правности регулятора давления, на первом резервуаре высокого
давления устанавливается предохранительный клапан. На вагоне
КМ установлен тормозной цилиндр диаметром 254 мм и тормоз-
ной кран водителя типа В.
К тормозному крану водителя подводятся трубопроводы:
1. Соединяющий кран с тормозной магистралью междувагон-
ной.
2. Напорный.
3. От резервуара низкого давления.
4. Атмосферный, соединяющий кран с шумоглушителем.
5. Сеточный, соединяющий кран с сеточными цилиндрами.
Для наблюдения за давлением сжатого воздуха имеются два
манометра. Один манометр присоединен к резервуару низкого
давления, второй манометр — к резервуарам высокого давления.
На моторном вагоне установлен специальный золотниковый
клапан СМ-3, к нему подводятся четыре воздухопровода: от ре-
зервуара низкого давления (Р); тормозной, идущий к прицепному
вагону (7'2); от тормозного цилиндра (Pi) и напорный воздухопро-
вод (Н).
Напорный и тормозной воздухопроводы как на моторном, так
и на прицепном вагонах подходят к междувагонному рукаву. Ру-
кав соединяет посредством резино-тканевого междувагонного ру-
кава пневматическую систему моторного и прицепного вагонов. На
прицепном вагоне установлен золотниковый клапан автоматиче-
ского торможения СП-2, к которому подводятся четыре воздухо-
провода: от резервуара прицепного вагона (Р); от тормозного
междувагонного (Т2); от напорного междувагонного (//); от тор-
мозного цилиндра (Pi).
При повороте рукоятки тормозного крана на положения «слу-
жебное торможение» и «экстренное торможение» сжатый воз-
дух из резервуара низкого давления через тормозной кран посту-
пает в клапан СМ-3 в тормозной цилиндр моторного вагона и
из клапана СМ-3 в тормозную магистраль по междувагонному
рукаву на прицепной вагон к клапану СП-2, через воздухопро-
вод к тормозному цилиндру прицепного вагона. Таким образом,
служебное и экстренное торможение происходит одновременно на
моторном и прицепном вагонах как прямодействующее без уча-
стия клапанов СМ-3 и СП-2 (золотники клапанов при этом не-
подвижны).
342
При разрыве поезда и междувагонного рукава сжатый воздух
из напорного воздухопровода выйдет в атмосферу, в результате
чего золотники в клапанах СМ-3 и СП-2 переместятся в такое
положение, при котором в клапане СМ-3 разобщаются воздухо-
проводы Ti и Т2, в клапане СП-2 — Р и Я, а воздухопроводы Н
и на моторном вагоне и Т\ — Р на прицепном вагоне сообщают-
ся (см. рис. 129). В таком положении клапан СМ-3 тормозит мо-
торный вагон тормозным крапом водителя, через который сжа-
тый воздух поступает в тормозной цилиндр, а на прицепном ваго-
не одновременно сжатый воздух поступает через клапан СП-2 из
запасного резервуара прицепного вагона в тормозной цилиндр, что
обеспечивает затормаживание оторвавшегося прицепного вагона.
Приведение в действие вибратора пневматического звонка
производится водителем, который нажимает ногой на клапан ви-
братора звонка.
Вагон КМ оборудован лобовой предохранительной сеткой с
пневматическим приводом. Управление пневматическим приводом
лобовой предохранительной сетки производится посредством тор-
мозного крана водителя. Для удаления дождя и снега со стекла
лобового окна кабины водителя установлен стеклоочиститель, ко-
торый приводится в действие сжатым воздухом. Пуск в действие
и остановка стеклоочистителя производится разобщительным кра-
ном. Регулирование давления воздуха, поступающего в стекло-
очиститель, производится вентилем стеклоочистителя.
Моторный вагон оборудован автоматическим клапаном песоч-
ниц, который соединен воздухопроводами с резервуаром низкого
давления, тормозным цилиндром и с цилиндром песочниц. Золот-
ник автоматического клапана песочниц при достижении давления
в тормозном цилиндре 3 кг/см2 займет такое положение, при ко-
тором откроет доступ сжатого воздуха из резервуара низкого дав-
ления в цилиндры песочниц для посыпки песка на рельсы. Одно-
временно цилиндры песочниц соединены воздухопроводом с ре-
зервуаром низкого давления через клапан с педалью. Приведение
в действие цилиндров песочниц производится водителем, который
нажимает ногой на педаль клапана.
На каждой из двух дверей вагона для закрывания и открыва-
ния установлено по одному двухпоршневому дверному цилиндру.
Схема управления дверями составлена так, что ими может управ-
лять водитель передней выходной и задней входной дверями, кон-
дуктор задней входной дверью. Для экстренного торможения мо-
торного к прицепного вагонов кондуктором или пассажиром внут-
ри вагонов установлены по два двухходовых стоп-крана. Экстрен-
ное торможение происходит при повороте стоп-крана в таком
же порядке, как при разрыве поезда или разрыве междувагонного
рукава. Стоп-краны установлены на напорной трубе, от них выве-
дены вертикальные стойки, связанные с пробками. На верхнем
конце стойки надета ручка. При положении экстренного тормо-
жения стоп-краном, он соединит тормозные цилиндры с резервуа-
ром низкого давления помимо тормозного крана, а тормозные ци-
343
линдры, в свою очередь, приводят в действие механические тор-
моза вагонов.
Пневматическое оборудование прицепного вагона С состоит из
резервуара для автоматического торможения, тормозного цилинд-
ра диаметром 203 мм, клапана автоматического торможения
СП-2, двух двухпоршневых дверных цилиндров (один на выход-
ной передней двери, второй на выходной задней двери), двух
двухходовых стоп-кранов для экстренного торможения кондукто-
ром или пассажиром и крана управления дверями, установлен-
ного на месте кондуктора прицепного вагона.
§ 48. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО
ОБОРУДОВАНИЯ ВАГОНОВ ЛМ 49 и ЛП-49 С КОМБИНИРОВАННОЙ
ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМОЙ
При пневматической комбинированной тормозной системе мо-
торный вагон имеет прямодействующее торможение, а прицепной
вагон — автоматическое. В комбинированной системе сочетаются
преимущества прямодействующей и автоматической тормозных
систем. Недостатком пневматической комбинированной системы
является ее сложность по сравнению с прямодействующей систе-
мой.
Пневматическое оборудование моторного вагона ЛМ-49 состо-
ит из напорной, тормозной, дверной и вспомогательной систем
(рис. 130, а).
На вагоне устанавливается мотор-компрессор типа Э-300 или
ЭК-4. Атмосферный воздух через фильтр поступает в цилиндры
компрессора, откуда в сжатом состоянии проходит в масловлаго-
уловитель (конденсатор). Из конденсатора сжатый воздух посту-
пает в резервуары высокого давления, затем по напорной трубе
в редукционный клапан и из редукционного клапана в резервуар
низкого давления.
Из резервуара низкого давления сжатый воздух подводится
к тормозному крану водителя, стеклоочистителю и пневматиче-
ским приводам дверей и пантографа.
Между вторым резервуаром высокого давления и редукцион-
ным клапаном к напорной трубе присоединен электропневмати-
ческий регулятор давления, который предназначен для автома-
тического включения и выключения электродвигателя компрессо-
ра. При помощи регулятора поддерживается давление в напорной
системе от 4,2 до 6,0 кг/см2. Для предупреждения повышения дав-
ления в напорной системе сверх нормы при неисправности регу-
лятора давления к напорной трубе, между первым и вторым ре-
зервуарами высокого давления, присоединен предохранительный
клапан.
На вагонах ЛМ-49 установлено два тормозных цилиндра диа-
метром 254 мм и тормозной кран водителя типа К.
К торзмозному крану подводятся трубы:
1) низкого давления от резервуара;
344
2) прямодействующая (тормозная), соединяющая кран с тор-
мозными цилиндрами;
3) поездная, для торможения прицепного вагона, соединенная
междувагонными резино-тканевыми рукавами с поездной трубой
на прицепном вагоне;
4) атмосферная, соединяющая кран с шумоглушителем;
5) песочная, соединяющая кран с песочницами;
6) сеточная, соединяющая кран с сеточными цилиндрами;
7) звонковая, соединяющая кран с вибратором звонка.
Для наблюдения за давлением сжатого воздуха имеются два
манометра. Один манометр присоединен к резервуарам высокого
давления, второй манометр присоединен к поездной трубе.
При повороте рукоятки тромозного крана на положения «слу-
жебное торможение» или «экстренное торможение» сжатый воз-
дух из резервуара низкого давления поступает через тормозной
кран по прямодействующей (тормозной) трубе в тормозные ци-
линдры, которые приводят в действие механический тормоз мо-
торного вагона. Одновременно поездная труба соединяется с ат-
мосферной трубой. Давление сжатого воздуха в поездной трубе
понижается, что приводит в действие тройной клапан на прицеп-
ном вагоне и вызывает торможение прицепного вагона.
Для экстренного торможения моторного вагона пассажиром
внутри вагона установлен двухходовой стоп-кран. Кран установ-
лен на прямодействующей (тормозной) трубе под полом вагона.
От него выведена вертикальная стойка, связанная с его пробкой.
На верхнем конце стойки надета ручка. Ручка крана имеет два
положения. При одном положении ручки стоп-кран обеспечивает
проход воздуха по прямодействующей трубе из тормозного кра-
на водителя в тормозные цилиндры и обратно.
При втором положении ручки стоп-кран соединяет тормозные
цилиндры непосредственно с резервуаром низкого давления по-
мимо тормозного крана водителя, а тормозные цилиндры, в свою
очередь, приводят в действие механический тормоз вагона. Для
подачи водителем звукового сигнала посредством пневматиче-
ского привода на ножном звонке установлен вибратор.
Посыпка песка на рельсы производится пневматическими пе-
сочницами шиберного или сифонного типа.
Вагон ЛМ-49 оборудован лобовой предохранительной сеткой
с пневматическим приводом. Управление вибратором звонка, пе-
сочницами и пневматическим приводом лобовой предохранитель-
ной сетки производится тормозным краном водителя.
На каждой из трех дверей, имеющихся на вагоне, для откры-
вания и закрывания установлено по два дверных цилиндра двух-
поршневого типа (по одному на каждую створку двери). К каж-
дому дверному цилиндру подведены две трубы. Со стороны
малого диаметра дверные цилиндры соединены трубой с резерву-
аром низкого давления, а со стороны большого диаметра—с че-
тырехходовым краном управления дверями, установленными в ка-
бине водителя.
345
Рис 130 Принципиальная пневматическая схема оборудования вагонов с комбинированной тормозной системой:
а — вагон ЛМ-49:
1 — двигатель компрессора- 2 — тормозной цилиндр; 3 — дверной цилиндр; 4 — резервуар 78 л; о — резервуар 55 л; 6 — конденсатор;
7—пилинди пантографа- 8 — ручной насос; 9 — электропневматический регулятор; 10 — тормозной кран; //—четырехходовой кран; 12 — двух-
упплпли коан- 13 — обратный клапан- /4 — предохранительный клапан; 1о — всасывающий стакан; 16 — стеклоочиститель; /7-вибра-
TOD воздушного звонка- 18 -привод песочницы; 19 - вентиль стекло очистителя; 20 - ограничитель воздушного пантографа; 21 - разоб-
щительный коан 3//'- 22 — ножной клапан; 23 — разобщительный кран 3/3' ; 24 — разобщительный кран */4; 25 - манометр; 26 — всасы-
вающий рукав- 27 - соединительный рукав; 28 - нагнетательный рукав; 2$ - нагнетательная труба; 30 - напорная труба; 31 - прямо-
действующая труба- 32 — поездная труба; 33 — цилиндры подвагонной сетки; 34 - шумоглушитель; 35 — редукционный клапан;
36 — резервуар 44 Л; 37 — разобщительный кран; 38 — поездная труба; 39 — пылеловка; 40 — соединительный рукав;
41 — трехходовой кран; 42 — дверной цилиндр; 43 — стоп-кран; 44 — резервуар 55 Л; 45 — обратный клапан; 46 —
тройной клапан; 47 — выпускной клапан; 48 — тормозной цилиндр.
Кран управления дверями соединен с резервуаром низкого
давления и атмосферой.
Четырехходовой кран управления дверями позволяет откры-
вать все двери, закрывать все двери, открывать переднюю дверь
при закрытых средней и задней дверях, открывать среднюю и зад-
нюю двери при закрытой передней двери. В случае необходимо-
сти открывания дверей кондуктором в его кабине установлен
двухходовой кран, которым можно открывать только среднюю и
заднюю двери.
Для удаления дождя или снега со стекла лобового окна каби-
ны водителя установлен стеклоочиститель, который приводится в
действие сжатым воздухом. Пуск в действие и остановка стекло-
очистителя производится разобщительным краном.
Регулирование давления воздуха, поступающего в стеклоочи-
ститель, производится вентилем стеклоочистителя.
На вагонах ЛМ-49 установлен пантограф с пневматическим
приводом. Подъем и опускание пантографа производится пневма-
тическим цилиндром. Во избежание самопроизвольного опуска-
ния пантографа, при утечке воздуха из цилиндра, цилиндр непре-
рывно подпитывается сжатым воздухом из резервуара низкого
давления, через ограничитель подачи воздуха — муфту, имеющую
проходное отверстие малого диаметра для воздуха.
При отсутствии сжатого воздуха в напорной системе ваго-
на пантограф может быть поднят путем нагнетания воздуха в
цилиндр пантографа ручным’ насосом, установленным в кабине
водителя.
Управление пантографом производится посредством трехходо-
вого крана.
Кран имеет три положения:
1) питание цилиндра пантографа от ручного насоса;
2) питание цилиндра пантографа от резервуара низкого дав-
ления;
3) опускание пантографа, т. е. выпуск воздуха из цилиндра
в атмосферу.
Для экстренного опускания пантографа внутри вагона уста-
новлен кран. При повороте рукоятки крана из вертикального в
горизонтальное положение кран соединяет цилиндр пантографа
с атмосферой.
Пневматическое оборудование прицепного вагона ЛП-49 со-
стоит из тормозной и дверной систем (рис. 130, б).
Тормозная система вагона состоит из поездной трубы, двух
тормозных цилиндров диаметром 203 мм, тройного клапана, ра-
бочего резервуара и стоп-крана.
Поездная труба проходит вдоль вагона и соединена междува-
гонными резино-тканевыми рукавами с поездной трубой мотор-
ного вагона.
От поездной трубы сделано ответвление к тройному клапану.
Для защиты тройного клапана от засорения в месте ответвления
от поездной трубы установлена пылеловка.
348
Тройной клапан, в свою очередь, одним отверстием посредст-
вом трубы соединен с рабочим резервуаром, а другим отверс-
тием — с тормозными цилиндрами.
Запас сжатого воздуха для торможения прицепного ваго-
на хранится в рабочем резервуаре.
При постановке рукоятки тормозного крана водителя на по-,
ложения «служебное торможение» или «экстренное торможение»,
давление воздуха в поездной трубе понижается, т. е. сжатый воз-
дух из поездной трубы через тормозной кран и шумослушатель
выходит в атмосферу.
Понижение давления воздуха в поездной трубе приводит в
действие тройной клапан, который соединяет рабочий резервуар
с тормозными цилиндрами. Сжатый воздух поступает из рабоче-
го резервуара в тормозные цилиндры, и прицепной вагон тормо-
зится одновременно с моторным вагоном.
При постановке рукоятки тормозного крана водителя на поло-
жение «оттормаживание» поездная труба соединяется с резервуа-
ром низкого давления и давление воздуха в ней начинает повы-
шаться. Тройной клапан при этом приходит в действие и соеди-
няет тормозные цилиндры с атмосферой, т. е. производит оттор-
маживание прицепного вагона.
Одновременно тройной клапан соединяет поездную трубу с
рабочим резервуаром, т. е. производит его зарядку.
В случае неисправности тройного клапана прицепной вагон
может быть отторможен посредством выпускного клапана, присо-
единенного к трубе, соединяющей тройной клапан с тормозными
цилиндрами. При приведении в действие выпускного клапана по-
следний соединяет тормозные цилиндры с атмосферой.
Для экстренного торможения прицепного вагона кондуктором
или пассажиром внутри вагона, у места кондуктора установлен
стоп-кран, присоединенный к ответвлению от поездной трубы.
Экстренное торможение прицепного вагона происходит при
повороте ручки стоп-крана из вертикального положения в гори-
зонтальное. При этом стоп-кран соединяет поездную трубу с
атмосферой, давление воздуха в поездной трубе понижается и
приходит в действие тройной клапан. Тройной клапан, в свою
очередь, соединяет рабочий резервуар с тормозными цилиндрами,
которые приводят в действие механический тормоз.
При разрыве поезда и разъединении или разрыве междува-
гонных рукавов происходит автоматическое торможение прицеп-
ного вагона в том же порядке, как при приведении в действие
стоп-крана.
Пневматическая дверная система прицепного вагона ЛП-49
состоит из дверных цилиндров, двухходового крана, запасного ре-
зервуара и обратного клапана.
Сжатый воздух поступает в дверную систему прицепного ва-
гона из запасного резервуара, присоединенного к рабочему резер-
вуару через обратный клапан. Запасной дверной резервуар на-
полняется сжатым воздухом из поездной трубы, причем воздух
349
проходит через тройной клапан, рабочий резервуар и обратный
клапан.
Прицепной вагон ЛП-49 имеет три двери. На каждой двери
установлено два дверных цилиндра двухпоршневого типа. К каж-
дому дверному цилиндру подведены две трубы.
Со стороны малого диаметра дверные цилиндры соединены
трубой с запасными дверными резервуарами, а со стороны боль*
шого диаметра с двухходовым краном управления дверями, уста-
новленным на рабочем месте кондуктора.
Двухходовой кран управления дверями соединен с запасным
резервуаром и атмосферой.
Кран управления дверями позволяет открывать и закрывать
все двери прицепного вагона.
§ 49. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО
ОБОРУДОВАНИЯ ВАГОНА РВЗ 6 С ДОТОРМАЖИВАЮЩЕЙ
ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМОЙ
Пневматическое оборудование вагона РВЗ-6 состоит из напор-
ной, тормозной, дверной и вспомогательных систем (рис. 131).
На вагоне устанавливается мотор-компрессор типа ТКВ-к
Атмосферный воздух через фильтр поступает в цилиндры ком-
прессора, откуда в сжатом состоянии проходит через обратный
клапан в масловлагоотделитель. Из масловлагоотделителя сжа-
тый воздух поступает в резервуар высокого давления, затем по
напорной трубе в редукционный клапан и из редукционного кла-
пана в резервуар низкого давления (вспомогательный резервуар).
Из резервуара низкого давления сжатый воздух подводится к
тормозному крану водителя и к электропневматическому венти-
лю дотормаживания, между которыми на трубопроводе уста-
навливается переключательный клапан, при помощи которого раз-
дельно осуществляется торможение вагона автоматически при
помощи электропневматического вентиля или водителем при по-
мощи тормозного крана. Из резервуара низкого давления сжа-
тый воздух подводится к клапану песочниц, к клапану и вибрато-
ру пневматического звонка. Между резервуаром высокого давле-
ния и редукционным клапаном к напорной трубе присоединен
электропневматический регулятор давления, который предназна-
чен для автоматического включения и выключения электродвига-
теля компрессора.
Для предупреждения повышения давления в напорной систе-
ме сверх нормы, при неисправности регулятора давления, к на-
порной трубе у резервуара высокого давления присоединен пре-
дохранительный клапан. На вагоне РВЗ-6 установлено четыре
тормозных цилиндра с диаметром 78 мм (внутренний диаметр).
К тормозному крану подводятся три трубы: от резервуара низ-
кого давления, соединяющая кран с тормозными цилиндрами и
атмосферная, соединяющая кран с шумоглушителем. Для наблю-
дения за давлением сжатого воздуха имеется двухстрелочный
350
Сл
о атмосферу
Рис. 131. Принципиальная схема пневматического оборудования вагона РВЗ-6:
/ — шланг; 2 — цилиндр тормозной; <3 — вентиль включающий 4 — привод песочницы; 5—фильтр; 6 — рукав всасывающий; 7 — мотор-
компрессор; 8 — клапан обратный; 9 — маслоотделитель; 10 — кран спускной; //—клапан предохранительный; /2 — фильтр; 13—резер-
вуар высокого давления; /•/ — резервуар низкого давления; 15 — вибратор; 16 — клапан вибратора; 17 — клапан песочницы; 18 — шу-
моглушитель; 19—автоматический выключатель торможения; 20— клапан переключательный; 21 — клан разобщительный; 22 — клапан
редукционный; 23 — кран открывания дверей; 24 — дверной цилиндр; 25 — манометр двухстрелочный; 26 — стеклоочиститель; 27 — вентиль
стеклоочистителя; 28 — тормозной кран; 29 — электропневматический вентиль дотормаживания; 30 — кран разобщительный; 31 — регуля-
тор давления; 32 — выключатель песочницы; 33 — привод песочницы.
манометр, одна стрелка которого показывает давление в резер-
вуаре высокого давления, другая — в резервуаре низкого давле-
ния.
Рабочим тормозом на вагоне РВЗ-6 является электрический
тормоз. Пневматический тормоз служит для дотармаживания ва-
гона сжатым воздухом. Дотормаживание вагона происходит ав-
томатически при истощении электрического тормоза при помощи
электропневматического вентиля дотормаживания и может быть
произведено водителем при помощи тормозного крана. Тормоз-
ной кран установлен в кабине водителя на случай, если произой-
дет авария с электрическим тормозом вагона или неисправность
с электропневматическим вентилем дотармаживания. При пово-
роте тормозного крана на положение «торможение» сжатый воз-
дух из резервуара низкого давления поступает через тормозной
кран в переключательный клапан, который под давлением сжато-
го воздуха переместится и закроет проход сжатого воздуха к
электропневматическому вентилю дотормаживания и откроет до-
ступ сжатого воздуха в тормозные цилиндры вагона и в автома-
тический выключатель торможения, установленный в схеме на
тормозной трубе, чтобы не могло произойти совмещение электри-
ческого торможения с пневматическим. Тормозные цилиндры при-
ведут в действие механический тормоз.
При повороте тормозного крана на положение «отпуск» сжа-
тый воздух из тормозных цилиндров по тормозной трубе через
тормозной кран поступает в атмосферную трубу крана и через
шумоглушитель выйдет в атмосферу — вагон оттормозится.
Для дотормаживания вагона автоматически при истощении
электрического тормоза ih для замещения в случае невключе-
ния электрического тормоза по неисправности в схему введен
электропневматический вентиль дотормаживания (выключающе-
го типа). При отсутствии возбуждения катушек вентиль через
свой клапан по трубопроводам соединяет резервуар низкого дав-
ления с тормозными цилиндрами вагона, которые, в свою очередь,
приводят в действие механические тормоза вагона. При возбуж-
дении катушек вентиль своим клапаном закрывает доступ сжато-
го воздуха из резервуара низкого давления в тормозные цилинд-
ры и сообщает тормозные цилиндры с атмосферой, происходит
оттормаживание вагона.
Для подачи водителем звукового сигнала посредством пнев-
матического привода на ножном звонке установлен вибратор.
Посыпка песка на рельсы производится пневматическими песоч-
ницами. Управление вибратором звонка, песочницами произво-
дится посредством нажатия ногой на педали клапанов водителем.
Посыпка песка на рельсы может осуществляться автоматически
при экстренном торможении рельсовыми электромагнитными тор-
мозами, для чего в схему дополнительно введены два электро-
пневматических вентиля включающего типа и переключатель-
ный клапан. При торможении рельсовыми электромагнитными
тормозами возбуждаются катушки вентилей и через свои клапа-
352
ны открывают доступ сжатого воздуха в цилиндры песочниц, ко-
торые приводят в действие песочницы вагона. На каждой из двух
дверей, имеющихся на вагоне, для открывания и закрывания
установлено по два дверных цилиндра двухпоршневого типа. К
каждому цилиндру подведено две трубы. Со стороны малого диа-
метра дверные цилиндры соединены трубой с резервуаром высо-
кого давления, а со стороны большого диаметра—с кранами уп-
равления дверями, установленными в кабине водителя и на ра-
бочем месте кондуктора. Краны управления дают возможность
управлять дверями выхода и входа раздельно и одновременно.
Для удаления дождя и снега со стекла лобового окна кабины
водителя установлены два стеклоочистителя, которые приводятся
в действие сжатым воздухом; пуск в действие и остановка стек-
лоочистителей производится разобщительным краном. Регулиро-
вание давления воздуха, поступающего в стеклоочистители,
производится вентилем стеклоочистителя.
23 Заказ 1372
Глава XIII
КОМПРЕССОРЫ, МЕХАНИЗМЫ И ПРИБОРЫ
ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
§ 50. КОМПРЕССОРЫ
Компрессоры для подвижного состава трамвая можно клас-
сифицировать по следующим признакам: по способу привода в
действие — осевые компрессоры и мотор-компрессоры; по спосо-
бу сжатия воздуха — одноступенчатого действия, по характеру
всасывания и нагнетания — простого действия; по числу рабочих
цилиндров — двух-и трехцилиндровые; по способу соединения —
компрессоры с непосредственным соединением с валом двигателя
и с зубчатой передачей.
По расположению оси рабочих цилиндров — компрессоры с го-
ризонтальными цилиндрами или вертикальными цилиндрами.
На трамвайных вагонах СССР применяются компрессоры ти-
пов: Э-300, ТКВ-1 и ЭК-4.
Компрессор Э-300
Компрессор Э-300 является первым отечественным мотор-ком-
прессором. Общий вид компрессора показан на рис. 132.
Поршневой, двухцилиндровый с горизонтальным расположе-
нием цилиндров, одноступенчатого сжатия, приводится в действие
двигателем постоянного тока типа ДК-407А.
Компрессор состоит из: чугунного корпуса (картер и блок
двух цилиндров составляют одно целое), клапанной коробки с
двумя всасывающими и двумя нагнетательными клапанами, ко-
ленчатого вала с шатунами, вращающегося в подшипниках, чу-
гунных поршней с двумя компрессионными и одним маслосбра-
сывающим кольцом на каждом поршне. Вал двигателя через шес-
теренную передачу соединен с коленчатым валом компрессора.
На конический конец вала двигателя посажена малая веду-
щая шестерня на двух половинках, на общей шпонке укреплен-
ная гайкой; в зацепление с ней входит большая шестерня — ведо-
мая, насаженная на диск коленчатого вала компрессора. Малая
354
Рис. 132. Компрессор Э-300:
/ — якорь; 2 — коробка якоря; 3 — полюс с катушкой; “/ — коленчатый вал; 5—
шестерня малая; 6 — шестерня большая; 7 — подшипник вала двигателя;
8 — подшипник коленчатого вала; 9 — шатун; 10 — блок цилиндра; // — корпус
компрессора; 12 — клапан; 13 — прокладка уплотняющая; 14—поршень; /5 — па-
лец; 16 — шпилька; 17 — клапанная коробка; 18 — вал двигателя; 19 — втулка
корпуса компрессора; 20 — коробка коллектора; 2/— шайба нажимная; 22 —гай-
ка; 23 — шайба якорная; 24 — корпус двигателя; 25 — болт; 26 — крышка дви-
гателя; 27 — шпилька; 28 — гайка малой шестерни; 29 — болт большой шестерни;
30 — диск коленчатого вала; 31 — крышка шатуна: 32 — болт шарнирный;
33 — головка шатуна; 34 — прокладки регулировочные; 35 — пробка упорная;
36 — втулка цилиндра.
23*
355
и большая шестерни изготавливаются из стали марки Ст. 5. Ма-
лая шестерня имеет 16 зубцов, большая — 82 зубца. Большая ше-
стерня, состоящая из двух половин, скрепляется шестью болтами и
шестью заклепками, после чего нагретая в масле до 100° С са-
жается на диск коленчатого вала, чем обеспечивается прочное
крепление шестерни на диске коленчатого вала.
Коленчатый вал и шатуны изготовляют из стали марки Ст. 5,
штампованные или кованые, с последующей станочной обработ-
кой.
Коленчатый вал опирается на скользящие бронзовые подшип-
ники или стальные подшипники с -заливкой баббитом Б-83
(ГОСТ 1320—55).
Подшипники помещены в гнездах корпуса-компрессора. Гнез-
да имеют откидные крышки.
С шейками коленчатого вала соединены шатуны (нижняя
большая головка).
В верхнюю головку шатуна запрессовывается бронзовая втул-
ка. Нижняя головка шатуна разъемная; в месте разъема устанав-
ливаются стальные прокладки толщиной 0,2 мм, до 20 шт. Внут-
ренняя полость головки заливается баббитом марки Б-83
(ГОСТ 1320—55).
Поршни компрессора чугунные из чугуна СЧ-40 с тремя коль-
цами: верхние два—компрессионные, одно нижнее — маслосъем-
ное. Поршневые кольца изготовляются из антифрикционного чу-
гуна. Маслосъемное кольцо в отличие от компрессионных имеет
фаски, которые при установке в канавку поршня обращены в
сторону его днища. Замки поршневых колец косые.
Поршень скрепляется с шатуном при помощи пальца, который
вытачивается из стали 20Х. Палец цементируется. Осевые пере-
мещения пальца ограничиваются шпилькой, закрепляемой в
поршне. Цилиндры компрессора в блоке с картером образуют
общий корпус.
В цилиндры впрессованы сменные гильзы. Крышкой цилинд-
ров является клапанная коробка, представляющая собой чугун-
ное литье с четырьмя камерами для клапанов: две средние каме-
ры для двух нагнетательных клапанов, две наружные камеры для
двух всасывающих клапанов.
Нагнетательные клапаны соединены каналом со средней ка-
мерой клапанной коробки, которая, в свою очередь, соединена с
нагнетательной трубой компрессора. Всасывающие клапаны со-
единены каналом с нижней камерой клапанной коробки, которая
соединена с всасывающей трубой компрессора. Клапаны изго-
товляются из стали марки Ст. 5 и имеют форму стакана.
Смазка всех трущихся частей компрессора производится во
время его работы путем разбрызгивания масла из картера. Масло
разбрызгивается большой шестерней и шатунами. Заливка масла
в картер компрессора производится через верхнее отверстие в
корпусе, спуск отработанного масла из картера производится че-
рез отверстие внизу корпуса компрессора.
356
Компрессор заливается компрессорным маслогл марки Л
(ГОСТ 32—53) зимой, марки Т (ГОСТ 1861—54) летом.
При работе двигателя компрессора и вращении коленчатого
вала происходит возвратно-поступательное движение поршней.
Так как кривошипы коленчатого вала смещены по отношению
друг к другу на 180°, то в одном из цилиндров происходит всасы-
вание воздуха из атмосферы и одновременно в другом сжатие
ранее засосанного воздуха. Работа цилиндров компрессора регу-
лируется всасывающими и нагнетательными клапанами. При вса-
сывании воздуха нагнетательный клапан под действием собствен-
ного веса закрыт, а всасывающий, вследствие разрежения воз-
духа под поршнем, открыт и обеспечивает засасывание воз-
духа.
При сжатии всасывающий клапан под действием давления
воздуха в цилиндре закрыт, а нагнетательный открыт и обеспечи-
вает нагнетание сжатого воздуха через нагнетательную трубу
компрессора в резервуары вагона.
Компрессор Э-300 подвешивается под кузовом вагона на люлы
ке. Люлька состоит из двух загнутых стальных полос (скоб), со-
единенных стальными планками на сварке. Верхние концы, скоб
крепятся к раме вагона болтами. Мотор-компрессор лапами опи-
рается на люльку и крепится к ней болтами. Между лапами
мотор-компрессора и люлькой устанавливаются резиновые амор-
тизирующие прокладки.
! Компрессор ТКВ-1
Общий вид компрессора показан на рис. 133.
Одноступенчатый трехцилиндровый компрессор простого дей-
ствия с вертикальным расположением цилиндров приводится в
действие двигателе?,! постоянного тока типа КБМ, компрессор с
двигателем соединен непосредственно при помощи эластичной
муфты. Компрессор состоит из следующих частей: корпуса (кар-
тера), блока цилиндра, поршней, клапанной коробки, шатунов и
коленчатого вала, вращающегося в подшипниках.
Эластичный диск муфты соединяет коленчатый вал компрес-
сора с валом якоря двигателя. В рабочих условиях эластичный
диск воспринимает вращающий момент, передаваемый от двига-
теля к компрессору, а также толчки при пуске и вибрационную
нагрузку, возникающую при вращении валов, расположенных,
вследствие неточности сборки, со смещением осей или под неболь-
шим углом друг к другу.
В чугунном литом корпусе (картере) компрессора располо-
жены роликовые подшипники, на которые опирается коленчатый
вал. Задний подшипник коленчатого вала — радиальный с корот-
кими цилиндрическими роликами без бортов на внутреннем коль-
це, размером 40 X 90 Х2 3 мм № 32308 (ГОСТ 8328—57), закла-
дывается в буксу, которая крепится к картеру компрессора. В
задней стенке буксы находится отверстие с резьбой для демонта-
357
Рис. 133. Компрессор ТКВ-1:
/ — картер; 2 —цилиндр; поршень; 4 — клапанная коробка; 5 — шатун; 6 — коленчатый вал; 7 — задний
’подшипник; 8 — передний подшипник; 9 — букса; 10 — уплотнение; //— блок цилиндра.
жа подшипника, которое в собранном виде закрывается
пробкой.
Передний подшипник коленчатого вала (со стороны муфты
сцепления), запрессованный в тело картера компрессора, имеет
короткие цилиндрические ролики — радиальный, с одним упор-
ным бортом на внутреннем кольце. Размеры подшипника
45 X 100 X 25 мм № 62309 (ГОСТ 8328—57). Подогретые до тем-
пературы 100° внутренние кольца подшипников монтируются на
коленчатом валу.
Коленчатый вал изготовляется из круглой стали марки Ст. 45
(ГОСТ 1050—57). Кривошипы коленчатого вала расположены
под углом 120°, что обеспечивает более равномерную работу ком-
прессора. Поршни соединяются с коленчатым валом при помощи
шатунов. Внутренняя поверхность нижней большой головки шату-
нов (разъемная) заливается оловянистым баббитом марки Б-16
(ГОСТ 1320—55) и соединяется с коленчатым валом. В верх-
нюю малую головку шатуна плотно запрессовывается бронзовая
втулка, и шатун при помощи пустотелого стального цементиро-
ванного пальца соединяется с поршнем. Для предохранения от
бокового перемещения пальцев в отверстия по концам устанав-
ливаются ограничительные пробки из алюминия. На разъемной
части (крышке) большой головки шатунов плотно укрепляется
на двух медных заклепах маслоразбрызгиватель.
Поршни компрессора отлиты из алюминиевого сплава, на
каждый поршень монтируются четыре кольца: верхние три ком-
прессионные, одно нижнее маслосъемное. Поршневые кольца из-
готавливаются из антифрикционного чугуна.
К верхнему фланцу корпуса компрессора на болтах крепится
блок цилиндров. В цилиндрах блока запрессованы три чугунные
сменные гильзы, которые при износе могут быть заменены дру-
гими.
На верхнем фланце блока цилиндров устанавливается клапан-
ная коробка, которая одновременно является крышкой блока ци-
линдров.
Клапанная коробка состоит из корпуса, трех всасывающих и
трех нагнетательных клапанов. Каждый клапан состоит из седла
с шлифованной поверхностью с восьмью калиброванными отвер-
стиями, штампованного из калиброванного материала пластинча-
того клапана-мембраны толщиной 0,8 мм (сталь марок ЗОХГСА,
ДХМ) с шлифованной поверхностью прилегания к седлу, кони-
ческой пружины из стали диаметром 1 мм, с высотой в’ свобод-
ном состоянии 10+ 1,1 мм и стойки. Собранные клапаны уста-
навливаются в клапанную коробку между седлом клапана и опор-
ной поверхностью. В корпусе клапанной коробки ставится про-
кладка из красной меди. Смазка всех трущихся частей во время
работы производится путем разбрызгивания масла из картера
маслоразбрызгивателями, укрепленными на крышках большой
головки шатунов.
359
Масло заливается в картер компрессора через масленку, уста-
новленную в нижней части картера. Масленка имеет два отвер-
стия: верхнее—для заливки масла и нижнее — для слива отрабо-
танного масла; оба отверстия во время работы закрыты пробка-
ми, ввернутыми в тело масленки.
Компрессор заливается компрессорным маслом марки Т
(ГОСТ 1861—44)—летом и марки Л (ГОСТ-.89^427^- зимой.
При работе двигателя поршни, соединенные с коленчатым ва-
лом посредством шатунов, совершают возвратно-поступательное
движение. При движении поршня вниз, вследствие разрежения, в
цилиндре происходит отжатие мембраны всасывающего клапана
от седла, и воздух из всасывающей камеры клапанной коробки,
соединенной с атмосферой, поступает (через восемь отверстий в
седле клапана) в камеру цилиндра компрессора. При всасыва-
нии нагнетательный клапан прижат к седлу пружиной и дав-
лением сжатого воздуха.
При движении поршня вверх происходит сжатие и нагнетание
воздуха в резервуары вагона. Сжатый воздух из цилиндра ком-
прессора поступает в нагнетательную камеру клапанной коробки,
отжимает мембрану нагнетательного клапана и через отверстия
в седле поступает в камеру нагнетания клапанной коробки и по
нагнетательному трубопроводу в резервуары вагона.
Компрессор ТКВ-1 подвешивается под вагоном на специаль-
ной люльке. Люлька крепится к раме вагона. Люлька состоит из
двух загнутых стальных полос (скоб), соединенных стальными
планками на сварке. Верхние концы скоб крепятся к раме вагона,
мотор-компрессор при помощи кронштейнов болтами укрепляет-
ся к люльке. Между кронштейнами и люлькой в местах крепле-
ния болтами устанавливаются резиновые амортизаторы.
Компрессор ЭК-4
Общий вид компрессора ЭК-4, показанный на рис. 134, порш-
невой двухцилиндровый с одной ступенью сжатия, приводится в
действие электродвигателем постоянного тока, закрытого типа
ДК-408В.
Компрессор состоит из следующих частей: корпуса, блока ци-
линдров, поршней, клапанной коробки, шатунов коленчатого ва-
ла, вращающегося в шарикоподшипниках, и двухступенчатого ре-
дуктора.
Вал двигателя через редуктор соединен с коленчатым валом
компрессора.
Корпус компрессора отлит из серого чугуна. Внутри корпуса
расположены две опоры для подшипников коленчатого вала и
оси редуктора.
Блок цилиндров отлит также из чугуна. Наружная поверх-
ность блока цилиндров для лучшего охлаждения снабжена реб-
рами.
Коленчатый вал и шатуны стальные, штампованные. После
360
механической обработки они подвергаются термообработке. Ко-
ленчатый вал опирается на два шариковых подшипника №411,
один из которых имеет свободное продольное перемещение, а вто-
рой стопорным пружинным кольцом закреплен в корпусе компрес-
Рис. 134, Компрессор ЭК-4:
1 — картер; 2 — коленчатый вал; 3 — цилиндры; 4 — поршни; 5 — шатуны;
6 — шарикоподшипник; 7 — кривошипы; 8 — блок цилиндров; 9 — клапанная
коробка; 10 — болты; И— люк подшипника; 12 — заглушка; 13 — крючок
маслоразбрасывателя; 14 — маслоразбрасывающее кольцо; 13 — электродви-
гатель; 16 — фланцевое соединение с двигателем; /7 — люк с крышкой;
18 — болт; 19 — сапун; 20 — крышка.
В верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая втулка;
нижняя головка шатуна разъемная, внутренняя полость ее зали-
вается баббитом марки Б-83.
Поршни компрессора с четырьмя кольцами: два верхних — два
компрессорных; два нижних — маслосъемные. Поршневые кольца
изготовляются из антифрикционного чугуна. Маслосъемные коль-
361
ца в отличие от кохлпрессионных имеют фаски, которыми при
установке в канавку поршня обращены в сторону его днища.
Замки у всех поршневых колец косые.
Поршень скрепляется с шатуном при помощи пальца, кото-
рый вытачивается из стали 20Х. Палец пустотелый, снаружи це-
ментированный. Осевые перемещения пальца ограничиваются дву-
мя плоскими пружинными стопорными кольцами.
Двухступенчатый редуктор имеет четыре кованых косозуб-
чатых цилиндрических колеса и шестерни из стали 40Х, подверг-
нутые термической обработке. Ведущая шестерня первой ступени
укреплена на валу двигателя. Промежуточные зубчатые колеса
и шестерня выполнены в виде блока, причем зубчатое колесо пер-
вой ступени^передачи посажено на удлиненную ступицу шестерни.
В ступицу 'блока запрессована бронзовая втулка, посредством
которой он опирается на ось. Ось пустотелая и в средней несущей
части имеет эксцентриситет по отношению к опорным шейкам,
равный 0,25 мм. Поворотом оси на некоторый угол можно регу-
лировать боковой зазор между зубьями передачи. Для этого на
половине дуги окружности одной из опорных шеек оси предусмот-
рены четыре радиальных отверстия. Выбранное при сборке поло-
жение оси фиксируется стопорным винтом. Зубчатое колесо вто-
рой ступени передачи установлено на хвостовике коленчатого ва-
ла компрессора.
Клапанная коробка представляет собой отдельную деталь.
Место соединения ее с блоком уплотнено паронитовой про-
кладкой.
В клапанной коробке на медных уплотняющих прокладках
установлены два всасывающих и два нагнетательных клапана,
которые прижимаются резьбовыми стаканами. Клапанные пласти-
ны изготовлены из стали и подвергнуты термообработке.
Смазка трущихся поверхностей компрессора и редуктора, а
также подшипника вала якоря электродвигателя (со стороны ве-
дущей шестерни) осуществляется подачей масла из картера вра-
щающимися зубчатыми колесами и маслоразбрызгивателями на
шатунах.
Проверка уровня масла производится специальной линейкой.
Действие компрессора ЭК-4 аналогично действию компрессо-
ра Э-300.
Основные технические данные компрессора приведены в
табл. 6.
Сопоставляя между собой компрессоры Э-300 и ТКВ-1 (наи-
более распространенные в эксплуатации, следует указать на сле-
дующее различие: компрессор Э-300 по сравнению с ТКВ-1 более
сложен по конструкции из-за наличия шестеренной передачи,
которая особенно при изношенных зубьях в работе дает большой
шум. Компрессор Э-300 имеет большие габариты, чем компрессор
ТКВ-1. К преимуществу компрессора Э-300 следует отнести мень-
ший износ деталей, чем у компрессора ТКВ-1, так как он имеет в
три раза меньше число оборотов коленчатого вала.
362
Таблица 6
Техническая характеристика компрессора ТКВ-1 Э-300 ЭК-4
Число ступеней сжатия . . 1 1 1
Давление конечное .... 8 кг/см2 8 кг/см2 8 кг'см2
Производительность эффек-
тивная 397 л/мин 350 л1мин 350 л/мин
Охлаждение Воздушное Воздушное Воздушное
Число цилиндров . 3 2 2
Ход поршня 64 мм 124 мм 92 мм
Диаметр поршня 78 мм 105 мм 112 мм
Передаточное число редуктора — — 3,93
Число оборотов коленчатого
вала . . . 7- * 775 об/мин. 233 об''мин. 280 об/мин.
Ток Постоянный Постоянный Постоянный
Напряжение 550 в 600 в 600 в
Мощность электродвигателя . 2,8 кет 2,1 кет 2,7 кет
Число оборотов электродви-
гателя ' . . . 77b об/мин. 1200 об/мин. 1100 об/мии.
Вес агрегата 350 кг 340 кг 272 кг
Габаритные размеры в мм 405x295x448 770x638x458 966X623X418
Тип электродвигателя . . . КБМ ДК-407А ДК-408В *
§ 51. АППАРАТЫ НАПОРНОЙ СИСТЕМЫ
Резервуары
Воздушные резервуары служат для запаса сжатого воздуха,
необходимого для приведения в действие пневматической тор-
мозной системы, механизмов дверей, песочниц и другого пневма-
тического оборудования.
По своей конструкции резервуар представляет собой закры- .
гый сосуд (рис. 135), состоящий из двух штампованных выпуклых
сферических или вогнутых днищ, сваренных с цилиндрической
обечайкой. Резервуары изготовляются из листовой мартеновской
стали толщиной 3 мм марки Ст. 3 и свариваются качественными (
электродами (ГОСТ 2523—57). На резервуаре устанавливается
Таблица 7
Тип вагона Количество резервуаров Емкость в л
запасный рабочий запасная рабочая
КТМ-1 2 1 78 41
МТВ-82 2 1 80 40
РВЗ-6 1 1 НО 15
ДМ-57 - 2 1 78 и 55 25
ДМ-49 2 1 78 55
КМ 2 1 80 40
ДП-49 1 1 55 44
С — 1 — 48
363
спускной кран для удаления масла и влаги. Резервуары крепятся
хомутами к раме вагона.
Для предохранения от коррозии резервуары окрашивают. Ре-
зервуары подвергаются гидравлическому испытанию под давле-
нием 12 кг/см2.
Рис. 135. Резервуар трамвайного вагона:
/ — корпус; 2 — днище; 3— бобышка с резьбовым отверстием; -/ — штуцер; 5 — шту-
цер для предохранительного клапана.
Резервуары различаются емкостью, которая показана в
табл. 7.
Фильтр
Для защиты пневматического оборудования вагона от попада-
ния пыли, засасывание которой неизбежно вместе с воздухом, при-
меняется фильтр (рис. 136). Фильтр состоит из металлического
корпуса, внутри которого заложены воронкообразные металличе-
ские сетки. Пространство между сетками заполнено слегка про-
364
масленным конским волосом. К корпусу фильтра болтами при-
креплена чугунная крышка со штуцером, куда ввертывается труб-
ка для присоединения к компрессору. Корпус имеет прилив с от-
верстиями для крепления фильтра к раме вагона. Фильтр уста-
навливается перпендикулярно потоку фильтруемого воздуха.
Рис. 136. Фильтр;
/ — корпус; 2 — сетка; 3 — прижимная планка; 4 — крышка.
Воздух, засасываемый в вагон компрессором, проходит через
фильтр и, соприкасаясь с промасленным волосом, оставляет на
нем частицы пыли.
М ас л о вл агоотде л ите л ь
Для очистки сжатого воздуха от масла и влаги применяется
масловлагоотделитель (рис. 137). Масловлагоотделитель состоит
из чугунного корпуса с Крышкой. Верхняя камера между сталь-
ными съемными сетками корпуса заполняется металлической
стружкой. Сжатый воздух с большой скоростью поступает в ниж-
нюю камеру, где благодаря увеличению сечения скорость движе-
ния воздуха уменьшается, и крупные частицы масла и влаги вы-
365
падают. При потере скорости воздух, изменяя направление дви-
жения, проходит через стружку внутри масловлагоотделителя и
очищается от оставшихся частиц масла и влаги.
Выпавшие масло и вода оседают на дне и выпускаются через
кран. Масловлагоотделитель устанавливается на напорном воз-
духопроводе между компрессором и запасным резервуаром. На ва-
гонах ЛМ-49 и ЛМ-57 применяется масловлагоотделитель (кон-
денсатор), показанный на рис. 138. Корпус изготовляется из
трубы. К корпусу приварены днища и фланцы с резьбой для
присоединения труб. На нижней цилиндрической поверхности
корпуса устанавливается спускной кран для удаления скатившей-
ся влаги и масла. Внутри корпус разделен на четыре камеры пе-
регородками разной длины. Воздух, поступая от компрессора, по-
падает в правую верхнюю камеру и проходит по всей длине. За-
тем воздух поступает в две нижние камеры и проходит снова по
маслоотделителю в обратном направлении и далее по верхней ле-
вой камере и выходному отверстию в резервуары. Увлекаемое
одновременно с воздухом масло удаляется, а влага из сжатого
воздуха конденсируется в виде воды и также задерживается в
масловлагоотделителе.
Электропневматические регуляторы давления
Для поддержания постоянного давления воздуха в запасных
резервуарах устанавливается электропневматический регулятор
давления, который автоматически включает и выключает двига-
тель компрессора при определенном давлении.
Применяется той типа регуляторов давления: АК-5А, АК-11А
(вагоны МТБ ЛМ-49, ЛМ-57), АК-11Б (вагоны РВЗ-6). АК-5А
состоит из трех частей: цилиндра, приводного механизма и элек-
трических контактов с дугогасительным устройством, в основа-
нии цилиндра сделано отверстие для подводки сжатого возду-
ха. Верхняя часть цилиндра закрывается крышкой с отверстием в
центре для выхода стержня штока. Внутри цилиндра находится
резиновая диафрагма, на которой покоится стержень с тарелкой
и пружина штока. Пружина штока внутри цилиндра сжата при
помощи двух регулировочных винтов, ввернутых в крышку.
Сжатый воздух из напорного трубопровода вагона поступает
в отверстие цилиндра и создает давление на резиновую диафраг-
му. При давлении воздуха под диафрагмой при превышающем
усилии пружины штока (6 лсг/сти2), последняя сжимается и шток
передвигается вверх, приходит в действие укрепленный на нем
приводной механизм и размыкает подвижной контакт с непо-
движным. При разрыве контактов разрывается цепь питания дви-
гателя компрессора.
При снижении давления в напорном трубопроводе вагона до
4 кг/см2 диафрагма и шток цилиндра опускаются. При этом замк-
нутся электрические контакты (подвижный с неподвижным) и
электрическая цепь питания мотора-компрессора восстановится.
367
А-А
32 9 10J1
7,8,9
29 28
2С\
33
30, 31,9
12
33
19
15
17
Рис. 139. Электропневматический регулятор
давления АК-11А:
прокладка; 2 — основание; 3 — винт (М6Х32
ГОСТ В—1941—42); 4 — шайба пружины (ГОСТ
6472—52); 5 — кожух; 6 — камера; 7 — винт; 8 —
шайбы (Мб—ОСТ НКТП—3100); 9—пластина; 70-
шпилька; //—гайка (№ 5 ГОСТ 5927—51); 12 —
винт; 13 — пружина; 14 — упор; /5 — ось; 16 —
шплинт (15X8 ГОСТ 397—41); /7 — винт (М5—22
ГОСТ В—1491—42); 18 — шайба пружинная (ГОСТ
6402—52); 19—мембрана; 20 — фланец;
(М5 X 10 ГОСТ В-1491—42); 22 — рычаг;
24 — пружина; 25 — подвижной контакт;
(М5 X 15 ГОСТ В—1941—42); 27 — шайба
НКТП—3100); 28 — контакт; 29 — катушка;
(Мб—25 ГОСТ В-1941—42); 31 — гайка
5927—51); 32 — регулятор перепада;
давления выключения.
21 — винт
23 — шунт;
26 — винт
(М5 ОСТ
30 — винт
.. (М5—ГОСТ
33 — регулятор
Регулятор АК-11А собирается на общем изоляционном осно-
вании (рис. 139). На одной стороне изоляционного основания
устанавливаются неподвижно три направляющие шпильки с ре-
гулировочным механизмом, состоящим из винта, подвижной
планки, пружины с упором в нижней части, мембраны, подвиж-
ного рычага на призме, фасонной латунной пластинки (подвиж-
ной контакт) и пружины.
В другой части основания устанавливается неподвижный кон-
такт с дугогасительным устройством (катушка и камера). При-
бор закрывается кожухом из пластмассы.
Сжатый воздух из напорного трубопровода вагона поступает
в отверстие под мембраной и создает давление на мембрану, пре-
вышающее усилие пружины (6 кг/см-).
Пружина регулировочного механизма сжимается и переме-
щает конец подвижного рычага с пружиной контакта. Ры^аг
опускается вниз, его призма нажимает на подвижной контакт, по-
следний отходит от неподвижного контакта и размыкает цепь пи-
тания двигателя-компрессора. Когда давление в напорном тру-
бопроводе вагона упадет до 4 кг/см2, пружина регулировочного
механизма разжимается, перемещает подвижной рычаг и пружи-
ну контакта.
В свою очередь, пружина устанавливает подвижной контакт в
первоначальное положение включения с неподвижным контак-
том, при этом цепь питания двигателя-компрессора восстанавли-
вается.
Регулятор давления типа АК-11Б отличается от АК-ПА тем,
что у него отсутствует дугогасительное устройство.
АК-11Б устанавливается на вагонах РВЗ-6. Напряжение це-
пи 50 в. Регулятор давления типа АК-11А устанавливается в це-
пи высокого напряжения 550—600 в на вагонах МТВ-82 и ЛМ-49.
Предохранительный клапан
Для защиты пневматического оборудования (резервуаров, тру-
бопроводов) от повышения давления, в случае неисправной рабо-
ты регулятора давления, между двумя запасными резервуарами
устанавливается предохранительный клапан (рис. 140). Он состо-
ит из чугунного корпуса с отверстиями в верхней части. В корпус
ввернут стакан. Внутри стакана внизу установлен латунный кла-
пан, прижатый к седлу шайбой с пружиной. Сверху пружина
упирается в регулировочную пробку, ввернутую в стакан. На ре-
гулировочную пробку навертывается крышка.
При повышении давления воздуха в запасных резервуарах
выше 7 атм сжатый воздух преодолевает давление пружины. Пру-
жина сжимается, открывает клапан, и воздух проходит под кла-
пан через отверстие в стакане в атмосферу. Выпуск лишнего воз-
духа предохранительным клапаном производится до предела
его регулировки, после чего пружина закрывает клапан.
24 Заказ 1372 369
Редукционный клапан
Редукционный клапан (рис. 141) устанавливается между глав-
ным резервуаром и краном водителя для питания тормозной ма-
гистрали пониженным давлением.
Наличие этого клапана дает возможность держать в главных
резервуарах давление до 8 кг!см2, что увеличивает запас сжатого
воздуха.
Рис. 140. Предохрани-
тельный клапан:
/ — корпус; 2 —стакан; 3 —
клапан; 4 — пружина; 5 —
шайба; 6 — пробка; 7--
крышка; 8 — отверстие в
корпусе.
Рис. 141. Редукционный клапан:
/ — нижняя часть; 2 — верхняя часть; 3— кла-
пан; 4 — седло клапана; 5 — пружина клапана.
6 — гайка пружины клапана; 7 — прокладка из
кожи; 8 — пружина регулировочная большая,
9 — пружина регулировочная малая; /0 —шай-
ба; // — стакан регулировочный; /2 — винт сто-
порный; 13—пробка алюминиевая; 14 — на
жимной стакан диафрагмы; 15 — диафрагма
16 — нажимная шайба.
В некоторых схемах редукционный клапан устанавливается
для питания пониженным давлением дверной и вспомогательной
магистрали от напорной.
Корпус редукционного клапана состоит из двух частей: ниж-
ней и верхней, скрепленных болтами. В верхней части по-
мещается клапан в запрессованном седле. Клапан прижимается
к седлу пружиной, помещающейся в выточке заглушки, которая
ставится на уплотнительной кожаной прокладке. В нижней части
помещается поршень. Регулирующие пружины опираются на
370
упорные шайбы. Регулировка пружин . производится регулирую-
щим стаканом, который во избежание самоотвинчивания закреп-
ляется винтом для предохранения резьбы от смятия под винт
алюминиевой пробкой. В соединении между частями закрепляют-
ся диафрагмы из тонкой листовой латуни или нержавеющей ста-
ли. Средняя диафрагма ставится сплошной, а верхняя и нижняя
с отверстиями для выхода воздуха из пространства между диаф-
рагмами. На диафрагме сверху кладется нажимная шайба, на ко-
торую опирается клапан.
Под усилием пружины диафрагмы прогибаются вверх, и кла-
пан находится в приподнятом состоянии. Воздух через отверстие
в седле поступает, в трубопровод низкого давления и через кресто-
вый клапан в камеру под диафрагмой. Как только давление на
площадь диафрагмы выравнивается с усилием пружин, далее диа-
фрагмы начнут прогибаться вниз, клапан сядет на притирочную
плоскость, и доступ воздуха в трубопровод низкого давления пре-
кратится. По мере расходования воздуха или утечек давление
под диафрагмами понизится и диафрагмы снова прогнутся вверх
и приподнимут клапан, после чего вновь произойдет пополнение
воздуха. Таким образом редукционный клапан поддерживает все
время равномерное давление в трубопроводе низкого давления до
4 кг/см2.
Обратный клапан
Обратный клапан (рис. 142) служит для пропуска воздуха в
одном направлении — от компрессора к резервуарам. Обратный
клапан состоит из чугунного корпуса с двумя полостями, чугун-
От1,5до2мм
Рис. 142. Обратный клапан:
/ — корпус; 2 — крышка; 3 — клапан; 4 — прокладка.
ных крышек и стального клапана, притертого к седлу корпуса.
Воздух от компрессора через первую полость попадает под кла-
пан и поднимает его, проходит во вторую полость Б и далее — в
запасные резервуары вагона. Когда компрессор прекращает ра-
боту. клапан под давлением сжатого воздуха во второй полости Б
прижимается к своему седлу, не давая возможности пройти воз-
духу в обратном направлении.
24* 371
Манометр
Для наблюдения за давлением сжатого воздуха в напорной и
тормозной системах в кабине водителя устанавливаются маномет-
ры с одной или двумя стрелками. Манометр состоит из металли-
ческой коробки, внутри которой помещается тонкостенная изогну-
тая латунная трубка. Один конец трубки соединен со штуцером
для подвода сжатого воздуха, а другой (запаянный конец) соеди-
няется с системой рычажков в виде зубчатого сектора с зубчатым
колесом, вращающихся на одной оси со стрелкой. Стрелка пере-
мещается по циферблату с делениями, показывающими давление
в кг! см-. Манометр градуируется по эталону и пломбируется. При
попадании в манометр сжатого воздуха латунная трубка выпрям-
ляется, сектор поворачивается, передвигая зубчатое колесо. Ось
стрелки перемещает стрелку по циферблату с делениями. Мано-
метр с двумя стрелками вместо двух манометров показывает од-
новременно давление сжатого воздуха в напорной и тормозной
системах, для чего внутрь коробка помещаются два комплекта
латунных изогнутых трубок с механизмами.
Спускные краны
Краны предназначены для спуска масла и воды из резервуа-
ров и масловлагоотделителя. Спускной кран (рис. 143) с одной
стороны имеет нарезку для ввертывания в резервуар или масло-
влагоотделитель, с другой стороны — отверстие для спуска влаги
и масла.
Воздухопроводы
Соединение отдельных приборов и аппаратов пневматической
системы трамвайных вагонов осуществляется воздухопроводами
из стальных труб и резино-тканевых гибких рукавов (рис. 144).
Стальные трубы применяются различных диаметров, с внут-
ренним диаметром 19—25 мм для магистральных воздухопрово-
дов и от 6 до 18 мм для присоединения отдельных приборов и
аппаратов.
Для соединения воздухопроводов применяют как соединитель-
ные части: газовые фитинги, угольники, тройники, крестовины и
накидные гайки, для чего концы труб воздухопроводов наре-
заются.
Гибкие резино-тканевые рукава применяются для междува-
гонных соединений, песочных рукавов и других соединений в виде
подводки к тормозным и дверным цилиндрам вагонов РВЗ-6,
всасывающего рукава вагона ЛМ-49 и др.
Магистральный воздухопровод вагона КМ и С соединяется
сплошным междувагонным резино-тканевым рукавом.
372
Магистральный воздухопровод на вагонах ЛМ-49 и ЛП-49 со-
единяется междувагонным резино-тканевым рукавом при помощи
специальных чугунных сцепных головок.
Рис. 143. Спускные краны:
1 — корпус; 2—ручка; 3 — пробка; 4 — крышка; 5 — пру-
жина; 6 — прокладка; 7 — ниппель; 8 — штифт.
Рис. 144. Междувагонный рукав.
Магистральный воздухопровод вагонов КТМ-1 и КТП-1 соеди-
няется двойным междувагонным резино-тканевым рукавом, соеди-
ненным штуцерами, причем на каждом штуцере хомутом укреп-
лен наружный рукав с внутренним диаметром 28 мм. Внутри шту-
цера установлена посредством гайки и контргайки труба, про-
ходящая в головке штуцера. На другом конце этой трубы шту-
373
цера проволокой укрепляется внутренний рукав с внутренним
диаметром 13 мм.
Герметичность соединения сцепных головок обеспечивается
вставленными в них уплотнительными резиновыми кольцами.
Резино-тканевые рукава состоят из внутреннего резинового
слоя, нескольких прокладок прорезиненной ткани и наружного
резинового слоя (ГОСТ 1335—51).
Размеры рукавов соответствуют табл. 8.
Таблица 8
Внутренний диаметр в мм Минимальная толщина резиновых слоев Число тканевых прокладок Наружный диаметр в мм
номинальный размер допустимое отклонение
внутренний I слой | наружный слой номиналь- 1 ный 1 допустимое отклонение
13 1,5 0,4 2 22 + 1,5
22 3,5 1.3 3 38 ±1,5
25 +0,5 —1,0 3,5 1,3 4 43 ±1,5
28 3,5 1,3 4 47 ±2
32 3,5 1,3 5 51,5 ±2
§ 52. АППАРАТЫ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ
Тормозной кран типа К
Тормозной кран типа К служит для комбинированного тормо-
жения, т. е. торможения моторного вагона прямодействующим
тормозом и прицепного вагона автоматическим тормозом. Тормоз-
ной кран устанавливается в кабине водителя на подоконном
поясе.
Корпус тормозного крана состоит из трех частей: верхней,
средней и нижней (рис. 145).
Нижняя часть корпуса соединяется трубами от рабочего ре-
зервуара моторного вагона, цилиндрами предохранительных се-
ток, цилиндрами песочниц вибратора и поездной трубой, идущей
на прицепной вагон.
Средняя часть имеет также семь каналов, совпадающих с от-
верстиями нижней части корпуса.
На верхней поверхности средней части, называемой зеркалом,
имеются канавки и отверстия.
На зеркало накладывается золотник крана, каналы которого
(при повороте рукоятки) могут быть соединены через канавки
отверстия зеркала с рабочим резервуаром, тормозным цилиндром,
цилиндром песочниц и сеток, с атмосферой через шумоглушитель,
с вибратором звонка и поездной трубой, идущей на прицепной ва-
гон. При повороте рукоятки крана вправо происходит торможе-
ние, при повороте рукоятки влево — оттормаживание.
374
к песочнице
К поездной
труде
К про йод. труде
8 атмосферу
к напорной труде
Кздонку
к лодоб.сетке
Средняя часть
Нижняя пасть
Рис. 145. Кран водителя типа К:
/ — верхняя часть корпуса; 2 — средняя часть корпуса; 3 — нижняя часть корпу-
са; 4—пружина; 5 — пружина ручки; 6 — золотник; / —стержень; 8 — звонко-
вый клапан; 9 — пружина; 10 — цилиндр ручки крана; // — рычаг для нажима
звонкового клапана; 12 — главный рычаг ручки; 13 — прокладка; /4 — венчик;
15 — стопорный палец; 16 — фиксирующая пружина.
375
co
резервуара
Атмосфера
песочниц
7 тормозного
цилиндра
I Нулевое положение
Из сеточных
В шумоглушитель цилиндров
Из песочнииы
К песочнице
4
Из воздушного
резервуара
В шумоглунмЬ
Торможение с песком
Из воздушного
резервуара
2 Полный отпуск
Из тормозного
цилиндра
ИЗ сеточных
цилиндров
3. Полное торможение
Из воздушного
резервуара
В тормозной
цилиндр
в тормозной
цилиндр
5 Торможение с песком
Из воздушного и сеткой
резервуара
К песочнице
К тормозному
цилиндру
к тормозному
линдру
Из воздушного •
резервуара
К сеточным
цилиндром
Рис. 146. Кран водителя типа Я:
/ — нижняя часть корпуса; 2 — верхняя часть корпуса; 3 — золотник: 4 — кольцо; 5 —рукоятка; 6 — стержень; 7 — пружина; 8 и 9 — про-
кладки.
Тормозной кран типа Я
Предназначен для прямодействующего торможения.
Корпус тормозного крана чугунный, состоит из двух частей:
нижней и верхней, скрепленных четырьмя болтами (рис. 146). К
нижней части корпуса подведены трубы от рабочего резервуара,
тормозного цилиндра, цилиндров предохранительной сетки, шумо-
глушителя и цилиндров песочниц.
На зеркале крана установлен круглый бронзовый золотник,
имеющий каналы, предназначенные для соединения соответствую-
щих труб во время работы крана. Золотник повертывается на
зеркале с помощью рукоятки, надеваемой на пятигранный конец
стержня. Рукоятка снабжена стопорным устройством, фиксирую-
щим ее положения. Шпиндель рукоятки проходит через верхнюю
часть корпуса и в нижней час4и имеет отверстие с пружиной,
прижимающей золотник к зеркалу. Герметичность воздушной ка-
меры крана, образуемой верхней и нижней частями, достигается
кожаными прокладками. При повороте вправо рукоятки крана
происходит оттормаживание, при повороте рукоятки влево — тор-
можение.
Повертывая золотник рукояткой по зеркалу, достигают соеди-
нения различных отверстий и каналов золотника и зеркала. При
движении по зеркалу золотник может занимать положения: нуле-
вое, служебный отпуск, полный отпуск, служебное торможение^
полное торможение, торможение с песком, торможение с песком и
сеткой.
Расположение окон в нижней части крана при различных по-
ложениях вагона (см. рис. 146).
При нулевом положении тормозные каналы зеркала и золот-
ника между собой разобщены. В нулевом положении рукоятка
может быть снята с крана.
При полном торможении воздух из воздушного резервуара по
двум открытым каналам поступает в тормозной цилиндр. При
торможении с песком воздух из воздушного резервуара поступает
в тормозной цилиндр и в цилиндры песочниц, и при торможении с
опусканием предохранительной сетки сжатый воздух поступает
в сеточные цилиндры.
На вагонах МТВ-82 и КМ соединение песочниц с тормозным
краном не сделано.
Тормозной кран типа В
Тормозной кран типа В служит для прямодействующего тор-
можения моторного и прицепного вагонов, оборудованных устрой-
ством для автоматического затормаживания при разрыве поезда.
Установлен в кабине водителя, аналогично крану типа Я.
Работа и устройство крана (рис. 147) аналогичны крану ма-
шиниста типа Я, за исключением того, что он одновременно слу-
жит для подзарядки клапана СМ. Подзарядка производится при
377
крайнем правом положении рукоятки. Крайнее левое положение
^рукоятки обеспечивает полное торможение с опусканием сетки.
Каждому промежуточному положению рукоятки соответствует
свое вполне определенное давление в тормозном цилиндре, сле-
довательно, и тормозной эффект.
Повертывая золотник рукояткой по зеркалу, достигают соеди-
нения различных отверстий. При движении по зеркалу золотник
может занимать одно из следующих положений: нулевое, отпуск
(поездное положение), зарядка СМ и отпуск, служебное тормо-
жение, полное торможение, полное торможение с опусканием
сетки.
Взаимное расположение окон в нижней части тормозного кра-
на и золотника при различных основных положениях показано
на рис. 147.
Ножной тормозной кран (см. рис. 148) устанавливается под
полом кабины, педаль его расположена на площадке с правой сто-
роны водителя. Верхнее положение педали соответствует отпуску,
крайнее нижнее—полному тормозу с давлением в тормозных ци-
линдрах, равным 4 кг/см2. Каждому промежуточному положению
педали соответствует свое вполне определенное давление в тор-
мозных цилиндрах.
Корпус крана состоит из двух частей: верхней и нижней с об-
щей крышкой, скрепленных болтами.
В верхней части корпуса размещены: рычаг, крышка, нажим-
ная шайба, пружина, нажимной стакан. В нижней части корпуса
размещается: тормозная камера, резиновая диафрагма, втулка с
шайбой, прижимное кольцо, клапан, верхняя и нижняя пружины,
крышка нижняя. Кран имеет три положения: в свободном состоя-
нии педаль рычага крана дает возможность пропускать сжатый
воздух из тормозного цилиндра через клапан СМ и атмосферу;
служебный тормоз осуществляется нажатием педали рычага кра-
на, глубина нажатия подбирается в зависимости от необходимо-
го тормозного эффекта, полный тормоз с автоматическим включе-
нием песочниц осуществляется резким нажатием на педаль рыча-
га крана до предела.
Кран регулирует зарядку и разрядку клапана СМ и тем са-
мым подачу сжатого воздуха в тормозной цилиндр через клапан
СМ из рабочего резервуара или выпуск его из тормозного ци-
линдра в атмосферу.
Тройной клапан
Тройной клапан служит для автоматического затормаживания
поезда в случае его разрыва.
Клапан (рис. 149) состоит из следующих главных частей: кор-
пуса, крышки, поршня со штоком, большого и малого золотников.
Корпус клапана и крышка отлиты из чугуна. Корпус скреп-
ляется болтами с крышкой. Между ними ставится кожаная про-
-378
кладка. В корпус впрессованы две бронзовые втулки — короткая
и длинная.
Рис. 148. Ножной тормозной кран:
1— нижняя часть корпуса; 2 — верхняя часть корпуса; 3 — крышка; 4 — рычаг;
5—рычаг; 6 — нажимная шайба; 7 — пружина; 8 — нажимной стакан; 9 — гайка;
10 — шайба; // — втулка; 12 — диафрагма; 13 — клапан верхний; 14 — пружина;
/5— пружина; 16 — крышка; 17 — шайба; 18— болт с гайкой; 19—прокладка;
20 — прижимное кольцо; 21 — фильтр; 22 — шайба; 23 — винт; 24 — прокладка;
25 — клапан нижний.
В корпусе, внутри короткой втулки, помещается и может пе-
ремещаться бронзовый поршень со штоком. В кольцевую выточку
в поршне вложено бронзовое уплотняющее кольцо, обеспечиваю-
379
щее воздухонепроницаемость между поршнем и втулкой. Шток
имеет две выемки, внутри которых помещены, большой и малый
золотники, изготовленные из латуни.
В короткой втулке имеется небольшой канал, который откры-
вается, когда поршень находится в крайнем правом положении.
Длинная втулка имеет на внутренней поверхности зеркало, к
которому прилегают золотники.
Рис. 149. Тройной клапан трамвайного типа;
/ — корпус; 2 — крышка; 3 — гайка; 4 — поршень; 5 — набивочное коль-
цо; 6 — втулка; 7 — золотниковая втулка; 8 — золотник большой; 9 — зо-
лотник малый; 10—пружина; // — пружина; /2 — пружина; 13 — про-
кладка; 14 — пробка.
Золотники прижимаются к зеркалу пружинами; большой зо-
лотник— плоской пружиной и малый золотник — цилиндрической
пружиной.
Зеркало имеет три отверстия: одно, соединенное с атмосферой,
и два, соединенные тормозной трубой с тормозными цилиндрами.
Большой золотник, на поверхности обращенный к зеркалу,
имеет выемку. Поршень разделяет внутреннюю полость клапана
на две камеры.
Первая камера клапана (со стороны крышки) соединяется с
поездной трубой, а вторая посредством трубы соединяется с тор-
мозными цилиндрами.
380
Тройной клапан выполняет три действия:
1) наполнение рабочего резервуара сжатым воздухом из
поездной трубы (зарядка);
2) наполнение тормозных цилиндров сжатым воздухом из ра-
бочего резервуара (торможение);
3) выпуск сжатого воздуха из тормозных цилиндров в атмос-
феру (оттормаживание).
Тр ойной клапан устанавливается на прицепных вагонах ЛП-49
и других, имеющих пневматическое оборудование с комбиниро-
ванной тормозной системой.
Действие тройного клапана происходит в следующем поряд-
ке. Во время движения поезда поршень тройного клапана, вместе
с золотниками занимает крайнее правое положение, как показано
на рис. 149.
Тормоз на вагоне бездействует, происходит только зарядка
рабочего резервуара сжатым воздухом из поездной трубы. Сжа-
тый воздух поступает в первую камеру клапана и по каналу, име-
ющемуся в короткой втулке, проходит во вторую камеру клапана
и далее по трубе поступает в рабочий резервуар^. Тормозные ци-
линдры при этом соединены с атмосферой.
Торможение вагона происходит при понижении давления воз-
духа в поездной трубе. При этом давление воздуха в первой ка-
мере клапана понижается и поршень, под действием на него раз-
ности давлений воздуха во второй и первой камерах, переместит-
ся влево.
Поршень, перемещаясь влево, переместит посредством штока
большой и малый золотники. Малый золотник откроет отверстие
в зеркале и соединит рабочий резервуар с тормозными цилиндра-
ми, а большой золотник перекроет отверстие в зеркале, соединяю-
щее тормозные цилиндры с атмосферой. Одновременно поршень,
•передвигаясь влево, перекроет канал в короткой втулке и тем са-
мым исключит возможность выхода сжатого воздуха из рабочего
резервуара в поездную трубу.
В зависимости от величины понижения давления воздуха в
поездной трубе происходит либо служебное, либо экстренное тор-
можение вагона.
Оттормаживание вагона происходит при повышении давления
воздуха в поездной трубе.
При этом повысится давление воздуха в первой камере клапа-
на, поршень переместится вправо, под действием на него разно-
сти давлений воздуха в первой и второй камерах, и посредством
штока переместит вправо большой и малый золотники. Малый
золотник перекроет отверстие в зеркале и прекратит доступ воз-
духа из рабочего резервуара в тормозные цилиндры, а большой
золотник соединит своей выемкой отверстие в зеркале от тормоз-
ных с атмосферным отверстием. Одновременно при перемещении
в крайнее правое положение поршень откроет канал в короткой
втулке и сжатый воздух из поездной трубы будет поступать в ра-
бочий резервуар.
381
Между крышкой клапана и поршнем установлена пружина,
которая способствует, при оттормаживании, перемещению порш-
ня вправо, в случае недостаточной разности давлений воздуха в
первой и второй камерах клапана.
Выпускной клапан
Выпускной клапан предназначается для выпуска сжатого воз-
Рис. 150. Выпускной клапан:
1 — корпус; 2 — штуцер; 3 — клапан;
4 — пружина; 5 — штифт; 6 — ручка.
духа из тормозных цилиндров в
атмосферу в случае неисправно-
сти тройного клапана.
Выпускной клапан (рис. 150)
установлен на тормозной трубе.
Он состоит из корпуса, штуцера,
ввернутого в корпус, клапана с
резиновой прокладкой, пружины,
штифта и ручки. При среднем
положении ручки пружина при-
жимает клапан с прокладкой к
седлу корпуса.
При повороте ручки в левую
или правую сторону ее выступ
Рис. 151. Переключательный клапан;
1 — крышка седла; 2 — клапан в собранном
виде; 3 — корпус.
приподнимает клапан с прокладкой вверх, при этом воздух из тор-
мозных цилиндров через отверстие А выходит в атмосферу.
Переключательный клапан
Клапан служит для переключения на автоматическое тормо-
жение тормозной системы вагона РВЗ и ЛМ-57. Переключатель-
ный клапан (рис. 151) состоит из трех основных частей: стального
литого корпуса с седлом внутри для клапана, крышки и медного
382
цилиндрического клапана, имеющего с обеих сторон выточки, в
которые закладываются резиновые шайбы. Клапан с резиновыми'
шайбами вкладывается в направляющую втулку крышки седла,
ввернутую в корпус клапана. Корпус имеет три отверстия, к ко-
торым подведен сжатый воздух.
При подаче сжатого воздуха в одно из боковых отверстий
медный клапан прижимается к противоположному седлу, пере-
крывает доступ ко второму боковому отверстию и пропускает воз-
дух лишь вверх. Так как в одной стороне переключательного кла-
пана сжатый воздух подведен от тормозного крана, а к противо-
положной — от электромагнитного вентиля торможения, то при
работе одного из указанных приборов другой отключается, и
сжатый воздух либо от крана машиниста, либо от вентиля тор-
можения попадает через верхнее отверстие переключательного
клапана в тормозные цилиндры. Так же работает переключатель-
ный клапан, установленный между клапаном пневматической пе-
сочницы, приводимой в движение ногой водителя, и вентилем пе-
сочницы, работающим автоматически при включении экстренно-
го тормоза вагона.
Клапан СП-2
Клапан СП на прицепных вагонах устанавливается под ваго-
ном у тормозного цилиндра и служит для автоматического тормо-
жения вагона (рис. 152) при его разрыве.
Этот клапан соединяет запасный резервуар с тормозным ци-
линдром прицепного вагона при разрыве поезда.
Клапан СП состоит: из корпуса, трех крышек, большой и ма-
лой резиновой диафрагмы, штока с шарнирным рычагом золот-
ника, зеркала на корпусе, пружины золотника.
Камера Р постоянно сообщается с запасным резервуаром; ка-
мера П каналом соединена с камерой Р, а камера Б сообщается
с атмосферой. Камера Н постоянно соединена с напорной магист-
ралью и через канал с шариковым клапаном соединяется с ка-
мерой Р.
Канал IV через золотник может соединяться с тормозным ци-
линдром. К корпусу подведены четыре воздухопровода: напорная
магистраль сообщается с камерой Н, тормозная магистраль сое-
динена с каналом IV, воздухопровод от запасного резервуара со-
общается с камерой Р и воздухопровод от тормозного цилиндра
соединен с каналом III тормоза. При отсутствии сжатого возду-
ха на вагоне клапан занимает положение автоматического тор-
моза, при наличии давления и магистрали клапан занимает поло-
жение прямодействующего тормоза.
Клапан СМ-3 (рис. 153)
При наличии сжатого воздуха в камере Н на шайбу со сторо-
ны камеры Н будет действовать большая сила, чем со сторо-
ны камеры 77, так как давление в этих камерах одинаковое, но
383
площадь верхней диафрагмы больше площади нижней диафраг-
мы, шток клапана переместится.
При служебном и экстренном торможении под действием дав-
ления на диафрагму втулка и скрепленный с ней шток перемес-
тится вниз, рычаг повернется вокруг оси и переместит шток и с
Рис. 153. Клапан СМ-3:
/ — корпус; 2 — крышка; 3 — крышка;
-/ — крышка; 5 — шток; 6 — втулка; 7 —
втулка; 8 — рычаг; 9 — ось; 10 — валик;
// — шток; 12 — золотник; 13 — пружина;
14 — кронштейн; 15— шайба; 16 — втул-
ка; /7 — прокладка; 18 — пружина; 19 —
диафрагма малая; 20 — кольцо; 21 — шай-
ба; 22 — диафрагма большая; 23—коль-
цо; 24 — шайба; 25 — гайка.
Рис. 152. Клапан СП-2:
Н — камера между крышкой и диафраг-
мой; М — золотник; Л — шток; Р — зо-
лотниковая камера; А — камера между
диафрагмами.
ним золотник, тогда каналы /// и IV сообщаются (трубы Т\ и Т2)
через золотник клапана и будет происходить одновременно слу-
жебное торможение моторного и прицепного вагонов, кроме того,
камера Р сообщится с камерой Н через канал /<з, соединит каме-
ры Р с камерой Н, рабочий резервуар с напорным воздухопрово-
дом для автоматической зарядки клапана независимо от крана
машиниста.
При разрыве поезда камера Н окажется соединенной с атмос-
ферой, тогда от давления в камере П и действия пружины
шток переместится вверх и золотник разъединит каналы III и IV
(трубу Т2 с трубой ГО, т. е. труба Т\ будет автоматически разоб-
щена с атмосферой. В этом случае моторный вагон будет тормо-
зиться непосредственно через тормозной кран.
384
Тормозной цилиндр
Тормозной цилиндр, снабженный герметически уплотненным
поршнем, служит для передачи давления воздуха посредством
штока этого поршня на рычажно-тормозную передачу. На ваго-
нах в зависимости от конструкции тормозной системы устанавли-
вается один, два или четыре тормозных цилиндра, имеющих оди-
наковый принцип работы. На вагонах применяются тормозные
цилиндры: диаметром 254 мм на моторных вагонах, 203 мм — на
прицепных и автомобильного типа вагонов РВЗ и ЛМ-57.
На моторных вагонах КМ, МТВ, ЛМ-49 устанавливаются тор-
мозные цилиндры диаметром 254 мм, на прицепных вагонах С,
КТП и ЛП-49 — диаметром 203 мм, а на вагонах РВЗ и ЛМ-57
устанавливаются тормозные цилиндры автомобильного типа с
внутренним диаметром 78 мм на вагоне РВЗ и 76 мм на вагоне
ЛМ-57.
Тормозные цилиндры диаметром 254 мм или 203 мм состоят
из чугунного или стального корпуса, передней и задней крышек,
укрепленных болтами к корпусу. Для уплотнения между корпу-
сом и задней крышкой поставлена резиновая прокладка. Перед-
няя крышка имеет отверстие для направляющей трубы, соеди-
ненной с поршнем. В корпусе цилиндра находится поршень с пру-
жиной одностороннего действия. Поршень состоит из тарелки,
склепанной с трубой, и кожаного манжета, пропитанного спе-
циальным составом, пружинного разрезного кольца. Пружинное
кольцо прижимает манжет к стенкам цилиндра. Пружина, нахо-
дящаяся на поршне, отжимает в крайнее оттормаживающее поло-
жение поршень, когда нет сжатого воздуха в цилиндре. В выемке
тарелки поршня свободно лежит шток, который соединен с вил-
кой, а вилка соединена валиком с рычагом тормозной системы.
При впуске сжатого воздуха в цилиндр поршень перемещает-
ся, перемещает шток и сжимает пружину, шток, в свою очередь,
приводит в действие рычаги тормозной системы. При выпуске
сжатого воздуха из цилиндра пружина возвращает поршень в ис-
ходное положение. Свободная посадка штока в поршне дает воз-
можность перемещать его рычагом ручного тормоза при тормо-
жении вручную. Вращение шгока в исходное положение при тор-
можении ручным тормозом осуществляет оттяжная пружина,
установленная на тормозном рычаге. Тормозные цилиндры укреп-
ляются на раме вагона, исключение составляют вагоны РВЗ и
ЛМ-57, у которых цилиндры устанавливаются на тележках.
§ 53. АППАРАТЫ ДВЕРНОЙ СИСТЕМЫ
Цилиндр дверного привода
Двери вагонов открываются и закрываются при помощи двер-
ных воздушных цилиндров и рычажной передачи. На трамвайных
вагонах различаются два типа цилиндров: двухпоршневой ци-
линдр, работающий на разности давления воздуха из-за разных
25 Заказ 1372 385
/ ОткрыВание дВерей
площадей поршней (РВЗ, КТМ, ЛМ-49, ЛМ-57, МТВ), и одно
поршневой цилиндр (КМ и С).
Схема действия дверного цилиндра показана на
рис. 154.
К клапанной коробке дверного цилиндра подводится воздухо-
провод от крана управления дверями. Камера Б постоянно сооб-
щается с напорным воздухопроводом.
Если воздухопровод клапанной коробки сообщен с атмосферой,
го поршень под давлением сжатого воздуха в камере Б цилиндра
будет находиться в край-
нем положении, которое
на одних вагонах соот-
ветствует открытой двери,
а на других вагонах за-
крытой двери.
Для перемещения порш-
ня в цилиндре влево на-
до подвести сжатый воз-
дух к воздухопроводу кла-
панной коробки дверного
цилиндра. Пройдя кла-
панную коробку, пере-
двинув шарик, воздух по-
ступит во внутреннюю
полость поршня. Так
как площадь поршня со
стороны камеры А боль-
ше площади поршня в
камере 5, поршень, прео-
долевая давление в каме-
ре Б, будет перемещать-
ся влево со штоком и за-
кроет дверь на одних ва-
гонах и откроет дверь
на других вагонах. Ско-
рость движения поршня
цилиндра регулируется клапанной коробкой.
Регулировочный вентиль состоит из корпуса, регулировочных
болтов, пробки и двух шариков, выполняющих функцию клапа-
нов.
Устройство однопоршневого дверного цилиндра дано на
рис. 155.
Краном управления дверями по воздухопроводу сжатый воз-
дух подводится к регулировочному клапану, затем во внутреннюю
полость цилиндра со стороны кромки. Поршень со штоком пере-
местится в левую сторону и при помощи рычага, соединенного со
штоком, закрывается дверь.
Для открытия двери сжатый воздух подается по воздухопро-
воду во внутреннюю полость цилиндра со стороны сальника, одно-
386
11 Закрывание Мерей
Рис. 154. Схема действия дверного цилинд-
ра вагона МТВ-82:
/ и 2 — регулировочные винты; 3 и 4 — шарико-
вые клапаны.
временно воздухопровод от регулировочного клапана соединит
внутреннюю полость цилиндра со стороны крышки через кран с
атмосферой и поршень со штоком возвращается в правую сторо-
Рис. 155. Цилиндр дверного привода вагона КМ:
1 — корпус; 2 — поршень регулировочный; <? — клапан; 4 — шток; 5 — манжеты.
ну. Скорость движения поршня зависит от величины отверстия в
регулировочном клапане. Величина отверстия в регулировочном
клапане регулируется винтом.
Кран управления дверями
Кран управления дверями (рис. 156) служит для впуска и
выпуска сжатого воздуха из дверных цилиндров вагона. Краном
управления дверями можно осуществлять раздельно открывание
или закрывание передней двери независимо от средней и задней,
а также закрывание и открывание всех дверей вагона.
На нижней поверхности корпус имеет зеркальную поверхность
с одним отверстием и тремя дуговыми канавками, соединенными
с трубопроводом.
Сверху и снизу корпус закрыт крышками, скрепленными вин-
тами. Между нижней крышкой и корпусом проложена резиновая
прокладка.
К зеркальной поверхности корпуса прилегает распределитель-
ный диск, насаженный на палец. Распределительный диск имеет
две канавки, расположенные по окружности. Прижимается диск
к корпусу пружиной и давлением воздуха, поступающего в по-
лость нижней крышки через специальную канавку.
На верхнем конце пальца надеты фиксирующая шайба и ру-
коятка. Для фиксации положений крана эта шайба имеет три от-
верстия, в которые заходит шарик, расположенный вместе с
пружиной в отверстии корпуса.
К крану подводятся трубы, соединяющие:
напорную трубу с отверстием а\ дверные цилиндры передней две-
387
Рис. 156. кран управления
« — схема управления с двумя дверями; б - схема управления с тремя две
щая шайба; 5 - корпус; 6 - шарик; 7 - пружина; 8 - палец, 9 - прокладоч
а) Обе двеои открыты
К цилиндру пе-
редней двери
11
— В am МО-
~ двери
'Ц. 13 / а
Ппгтупление воздуха из резервуара
Задняя дверь
Передняя дверь открыта, открыта,
задняя- закрыта пер едняя - закрыта
К цилиндру передней Л
двери^
К цилиндру
В атмостеру^г^р^В^раднеи
'задней двери
Ъ&атмо-
стеру
&=.К
^МНдРУ
rt/ Zq--f-~ задней двери
Поступление воздуха
из резервуара
III
IV
\ — ' К цилиндру
.11 и Ш двери
-в атмосферу^---
~к цилиндру
1 [ двери
Из напорной трубы
Из напорной трубы
К цилиндру
7 и 1И двери
В атмосферу
~К цилиндру
1 двери
дверями водителем:
рями. / — винт; 2 — ручка; 3 — крышка фиксирующей шайбы; 4 — фиксирую-
щее кольцо; 10 — распределительный диск; // — пружина; 12 — крышка.
389
ри с отверстием г; дверные цилиндры средней и задней две-
рей с отверстием б; отверстие в крана для сообщения с атмос-
ферой.
При повороте рукоятки крана вместе с ней поворачивается рас-
пределительный диск, соединяющий канавками отверстия в кор-
пусе между собой.
Рис. 157. Кран управления
дверями кондуктором:
/ — корпус; 2 — конус; 3 — ручка;
4 — пружина: 5 — крышка.
Схема действия крана управления дверями
по положениям изображена на
рис. 156, а для вагонов с двумя
дверями и рис. 156, б с тремя
дверями (Л'4-49).
Канавки, показанные на схе-
ме штрих-пунктирными линиями,
находятся на распределительном
диске, канавки и отверстия, по-
казанные сплошной линией, на-
ходятся на зеркале крана.
/ I положение. Воздух из на-
борной трубы поступает в левую
канавку распределительного дис-
ка, правая канавка диска соеди-
няет отверстия биг крана с от-
верстием В. При таком положе-
нии воздух из дверных цилинд-
ров будет выходить в атмосферу,
двери вагона будут откры-
ваться.
II положение. Одна канавка
распределительного диска соеди-
няет напорную трубу с отверсти-
ями а и г. Воздух поступает в
дверные цилиндры передней две-
ри, которые при этом положении
закрываются. В то же время ци-
линдры средней и задней дверей
через отверстие б соединяются с
атмосферой (отверстие в), и две-
ри будут открываться, а у крана
вагонов с двумя дверями передняя дверь открывается, задняя
'Закрыта.
/// положение. Меняется соединение отверстий, в результате
передняя дверь будет открыта, средняя и задняя закрыты, у кра-
на вагонов с двумя дверями обе двери закрыты.
IV положение. Канавки распределительного диска соединяют
отверстия г, а и б на зеркале корпуса. Сжатый воздух через на-
порную трубу поступает в дверные цилиндры; при этом положе-
нии все двери закрываются. У крана вагонов с двумя дверями от-
крыта задняя дверь, закрыта передняя.
V положение. Полностью соответствует первому положению
крана.
390
Двухходовой кран управления дверями (кондуктором)
На вагонах ЛМ-49 и ЛП-49 для управления дверями на мес-
те кондуктора устанавливается двухходовой кран. Устройство
крана показано на рис. 157.
Корпус крана имеет три наружных отверстия для присоедине-
ния трубы от крана управления дверями водителя, атмосферной
трубы и трубы от цилиндров средней и задней дверей.
На корпусе крана со стороны ручки имеются два упора, рас-
положенные под углом 90°. Упоры ограничивают перемещение
ручки. Кран имеет два положения ручки: закрывания и открыва-
ния дверей.
Кран управления дверями кондуктором на вагонах МТВ-82 и
РВЗ-6 такой же, как и кран управления дверями водителя.
Кран выключения дверей
На перегородке кабины водителя вагонов РВЗ-6 и МТВ-82 уста-
новлен кран выключения дверей (рис. 158). Кран имеет подвод-
В атмосферу
^7
К крову, дыо'илу
Рис. 158. Кран включения дверей:
/ — корпус; 2 — пробка; 3 — наконечник; 4 — пружина; 5 — ручка; 6 — кронштейн;
7 — угольник; 8 — ниппель; 9 — винт; 10 — винт; // — штифт; /2 — шайба; 13 — шайба.
ку сжатого воздуха от дверных цилиндров крана водителя и со-
единение с атмосферой. Кран имеет два положения: верхнее —
рабочее положение и нижнее—краны водителя и кондуктора от-
ключены от воздухопровода. В этом случае открывание и закры-
вание дверей возможно только вручную.
§ 54. АППАРАТЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
Стеклоочиститель и вентиль стеклоочистителя
Стеклоочиститель приводится в действие сжатым воздухом.
Между стеклоочистителями (рис. 159) и трубопроводами сжатого
воздуха установлены пусковые вентили по одному на каждый
391
Стеклоочиститель. Вентили установлены на пульте управления в
кабине водителя.
19 18 18 13 15 17 7 /4 13
2 3 14 5 5 7 8
Рис. 159. Стеклоочиститель и вентиль стеклоочистителя:
а — поршень в левом положении; б — поршень в правом положении: 1 — перед-
няя крышка цилиндра; 2 — отверстие в атмосферу; 3— ниппель выпускного кла-
пана; 4 — выпускной клапан; 5 — цилиндр стеклоочистителя; 6 — стержень; 7 — тя-
га управления; 8 — стопорный винт; 9 — ось; 10— зубчатый сектор; // — зубча-
тая рейка; /2 — поршень; 13 — кожаный манжет; 14 — распорное кольцо; /5 — нип-
пель штока поршня; 16 — втулка; 17 — канал правой полости цилиндра; 18 — спу-
скной клапан; 19 — ниппель; 20 — ниппель; 2/— канал подвода воздуха к стек-
лоочистителю; 22—канал; в —(вентиль): / — корпус; 2 — гайка; 3 — клапан; 4—ста-
кан; 5 — направляющая клапана; 6 — пружина; 7 — стакан; 8— крышка.
Вентиль состоит из корпуса, к которому с левой стороны через
трубку подводится сжатый воздух из резервуаров.
В корпусе находится шток, на конце которого помещен пор-
шень с кожаной шайбой. В поршне закреплен клапан.
392
С правой стороны на поршень давит пружина, насаженная на
шток, которая упирается правым концом в регулировочную гай-
ку, а левым концом — в поршень. Для вращения гайки имеется
головка. Когда гайка отвинчена, пружина не нажимает на пор-
Рис. 160. Сеточный цилиндр:
/ — корпус; 2 — крышка; 3—шток; 4 — гайка; 5—пружина; 6 — шайба; 7 — ман-
жет; 8 — кольцо распорное; 9 — поршневая тарелка; 10 — пробка.
шень, клапан закрывает отверстие в гайке и сжатый воздух в
стеклоочиститель не поступает.
При ввинчивании в корпус гайки пружина сжимается и на-
жимает на поршень; при этом клапан отходит в левую сторону,
отверстие в гайке открывается и сжатый воздух поступает к стек-
лоочистителю. Вращая головку вентиля, можно изменять величи-
ну отверстия под клапаном, регулируя давление воздуха, посту-
пающего в стеклоочиститель, и тем самым регулировать скорость
движения щетки.
У стеклоочистителя в цилиндре находится сдвоенный поршень
с уплотняющими кожаными манжетами. Шток, соединяющий оба
поршня, имеет зубчатую рейку, с которой зацепляется зубчатый
сектор. Сектор находится на оси и стопорится винтом.
Заказ 1372 393
При передвижении поршня внутри цилиндра вправо и влево
будет поворачиваться на некоторый угол зубчатый сектор, а вмес-
те с ним ось со щеткой.
Пневматический привод лобовой предохранительной сетки
Привод состоит из двух пневматических цилиндров, установ-
ленных под вагоном. Цилиндр (рис. 160) привода состоит из: кор-
пуса с крышкой, скрепленной с корпусом болтами, поршня с ко-
жаным или резиновым манжетом, штока и пружины. Управле-
ние пневматическим приводом сетки производится водителем при
помощи тормозного крана. При постановке рукоятки на положе-
ние экстренного тормоза сжатый воздух поступает в сеточные
цилиндры, давит на поршень, перемещает его вниз вместе со што-
ком, сжимая пружину. Шток, шарнирно связанный с сеткой, опус-
кает сетку. При выпуске сжатого воздуха посредством тормозного
крана из сеточных цилиндров пружина, имеющаяся в сеточном
цилиндре, перемещает поршень вверх вместе со штоком, а шток
поднимает сетку.
Песочницы
Песочницы предназначены для посыпки песка на рельсы для
повышения коэффициента сцепления рельса с бандажом колеса.
По конструкции на вагоны устанавливаются два типа песоч-
ниц: ковшовая или сифонная.
Ковшовая песочница (рис. 161) состоит из ящика ковша с ши-
берной заслонкой, гофрированного брезентового рукава и пневма-
тического цилиндра для поворота заслонки.
При подаче сжатого воздуха в цилиндр поршень последнего
со штоком повернет заслонку, которая открывает выход для пес-
ка из ящика в рукав, находящийся над рельсом. Для прекраще-
ния подачи песка на рельс перекрывается подача сжатого возду-
ха в цилиндр песочницы (рис. 161, б). Ящики и пневматический
привод песочницы размещаются в вагоне под сидениями.
Песочница сифонного типа (рис. 162) состоит из чугунной чаш-
ки, муфты, колена и гайки. При подаче сжатого воздуха в трубо-
провод от тормозного крана в сопло в камере и муфте создается
разрежение: воздух из атмосферы, попадающий через отверстие
в чашке, увлекает за собой песок, находящийся в ней, в резуль-
тате песок из ящика подается в песочный рукав.
Ножной и пневматический звонок
Звонок служит для подачи водителем сигнала. Состоит из
звонковой чашки, корпуса, ударника (в виде двуплечего рыча-
га) и ножной педали с пружиной. Этот же звонок имеет пневма-
тический привод в виде вибратора. Управление пневматическим
334
Рис. 161. Ковшовая песочница:
а—разрез песочницы; /—резервуар песочницы; 2 — деревянный ящик; 3 — привод песочницы; 4 — рукав; б — цилиндр песочницы; / — корпус;
2— шток поршня; 3 — манжет поршня; 4 — диск поршня; 5 — распорное кольцо; 6 — поршень; 7 — пружинная шайба; 8 — гайка; 9—пру-
жина; 10 — крышка цилиндра; // — головка штока.
приводом звонка производится ножным клапаном или тормоз-
ным краном водителя (тормозной кран типа К) (рис. 163).
Вибратор состоит из корпуса, бойка и двух пружин.
Клапан вибратора имеет корпус, клапан, штифт с мембраной,
пружину и педаль.
Пружина прижимает клапан к отверстию, через которое сжа-
тый воздух поступает к вибратору. При нажатии на педаль по-
Рис. 162. Сифонная песочница:
1—чашка; 2 — муфта; 3 — гайка затяжная; 4 — колено; 5 — сопло;
6 — штифт; 7 — металлический ящик; 8 — атмосферное отверстие.
следняя надавит на штифт и откроет клапан. Сжатый воздух по-
ступит в вибратор, переместит боек, который ударит по чашке.
В момент удара боек, находясь в крайнем положении, закрывает
впускное отверстие и открывает выпускное. Доступ воздуха в ви-
братор прекращается, а находящийся в нем воздух выходит на-
ружу. В это время пружины возвратят боек в прежнее трложе-
ние. Передвижение бойка и удары его о чашку будут происхо-
дить до тех пор, пока не прекратится нажатие на педаль.
Цилиндр пантографа
Цилиндр пантографа предназначен для подъема и опускания
пантографа при помощи рычажно-пружинного механизма
(рис. 164). Внутри корпуса помещается поршень с манжетом.
Шток поршня соединяется с шатуном при помощи болта с вил-
кой. В дне корпуса имеется отверстие, к нему подводится сжатый
396
Рис. 163. Пневматический звонок:
/—педаль ножного звонка; 2 — педаль пневматического звонка; 3 — рычаг клапана вибратора; -/ — втулка клапана вибра-
тора; 5—диафрагма; 6 — пружина; 7—клапан; 8 — боек; 9 и 10 — пружины; // — звонковая тарелка; /2 — шрифт; 13 — кла-
пан вибратора; 14 — корпус вибратора.
Рис. 164. Цилиндр пантографа:
/-КОРПУС- 2-крышка- 3 -поршень; 4 - манжет; 5 - распорное кольцо; 6 - поршневая шайба; 7-шпилька; 8 - болт;
1 корпу . р р _ шаТуН; ю — прокладка; 11 — втулка.
262
воздух, в результате чего перемещается поршень со штоком и при-
водит в движение рычажно-пружинный механизм, который подни-
мает пантограф. При выпуске сжатого воздуха из цилиндра пан-
тограф опускается под действием собственного веса, при этом пе-
ремещая поршень цилиндра в первоначальное положение.
Подъем и опускание пантографа производится из кабины во-
дителя при помощи трехходового крана, соединяющего цилиндр
с напорной трубой сжатого воздуха и атмосферной трубой.
Ручной насос пантографа
При отсутствии сжатого воздуха на вагоне для подъема пан-
тографа в кабине водителя устанавливается ручной насос
(рис. 165).
• Насос состоит из цилиндра, основания с фланцем к верхней
крыше. В цилиндре помещается поршень, закрепленный в кон-
це штока гайкой. Верхний конец штока связан с рычагом. Для
уменьшения трения при перемещении штока в крышке цилиндра
установлена бронзовая втулка.
Насос имеет два клапана: всасывающий и нагнетательный.
Всасывающий клапан, состоящий из корпуса, прокладки клапана
и пружины, располагается в днище основания насоса. Корпус
нагнетательного клапана ввернут в боковое отверстие основания
насоса и состоит из свернутых между собой трех частей; внутри
корпуса помещается нагнетательный клапан, на нижний конец ко-
торого надета пружина, а верхним он опирается на резиновую
прокладку.
При подъеме рычага соединенный с ним шток с поршнем пе-
реместится вверх, создавая в цилиндре под поршнем разрежение,
вследствие чего приподнимается всасывающий клапан, сожмет
пружину и атмосферный воздух поступит в цилиндр насоса.
Одновременно нагнетательный клапан под действием своей пру-
жины и разности давления под клапаном и под ним пере-
кроет отверстие корпуса и разъединит насос от трубы к цилинд-
ру пантографа. При обратном перемещении поршня вниз под
поршнем повысится давление воздуха, всасывающий клалан под
действием сжатого воздуха сверху прижимается и перекрывает
отверстие для поступления воздуха из атмосферы, а нагнетатель-
ный клапан оказывает на него давление снизу, вследствие пере-
текания по каналам сжатого воздуха приподнимается и сжатый
воздух через трубу поступит в цилиндр пантографа. Для подъема
пантографа ручным насосом надо произвести до 15 качаний ры-
чага.
Шумоглушитель
Для уменьшения шума при выпуске сжатого воздуха в атмос-
феру из тормозной системы под полом площадки вагона устанав-
ливается шумоглушитель (рис. 166).
399
5 — распорное
10 —
14 — крышка;
18 — средняя часть кор-
27 — прокладка; 22 — пру-
Рис. 165. Ручной насос пантографа:
1 — основание; 2 — цилиндр; 3 — шток; 4 — тарелка;
кольцо; 6 — манжет; 7 — шайба; 8 — корпус клапана; 9 — клапан;
пружина; 11 — прокладка; 12 — фланец; 13 — втулка;
15 — 16 — рычаги; 17 — нижняя часть корпуса;
пуса; 19 — верхняя часть корпуса; 20 — клапан;
жина.
400
Шумоглушитель состоит из чугунного цилиндра, внутри кото-
рого расположены ребра, перекрывающие друг друга. Сжатый
воздух, ударяясь в плоскости этих ребер, теряет скорость, выхо-
Рис. 166. Шумо-
глушитель:
1 — корпус; 2 — пе-
регородки; 3 — от-
верстия.
дит в атмосферу с меньшим шумом. Верхняя часть шумоглуши-
теля имеет нарезку, при помощи которой он навертывается на
трубу. Нижняя часть шумоглушителя имеет отверстие для выхода
воздуха в атмосферу.
26
ЛИТЕРАТУРА
1. Алексеев А. П., Каштановский Л. Н., Тастевен Е. Э.,
Ч е ж и к Н. И., Ш пол я некий М. Н. Цельнометаллический трамвайный
вагон. Машгиз, 1958.
2. Вагоны. Под редакцией Винокурова М. В. Трансжелдориздат, 1953.
3. Вагоны трамвайные пассажирские. ГОСТ 8802—58.
4. Карвацкий Б. Л. Тормоза. Часть I. Трансжелдориздат, 1939.
5. К о б о з е в В. М. Исследование коэффициента трения тормозных колодок
вагонов трамвая Электромеханика и автоматика. Научные доклады Высшей
школы, Советская наука, № 1, 1959.
6. Когте в а 3. Н., Резник М. Я., Романов Г. И., Тар вид Л. М.,
Шредер Б. Л. Цельнометаллические четырехосные трамвайные вагоны
ЛМ-49 и ЛП-49. Лениздат, 1954.
7. Кутыловский М. П. и Федотов А. И. Подвижной состав трам-
вая. Изд. МКХ РСФСР, 1948.
8. Кутыловский М. П. и Хавин М. Н. Трамвайные вагоны РВЗ.
Изд. МКХ РСФСР, 1957.
9. Кутыловский М. П. и Сургучев В. Д. Электрическая тяга на
городском транспорте. Изд. МКХ РСФСР, 1954.
10. Кутыловский М. П. Электрическое оборудование подвижного со-
става трамвая. Изд. МКХ РСФСР, 1960.
11. Кутыловский М. П. Аэродинамические испытания модели вагона
МТВ. Электромеханика и автоматика. Научные доклады Высшей школы, Со-
ветская наука, № 3, 1958.
12. Кутыловский М. П. Исследование сопротивления движению по-
движного состава трамвая. Электромеханика и автоматика. Научные доклады
Высшей школы, Советская наука, № 2, 1958.
13. Машиностроение. Энциклопедический справочник. Том I, книга 2,
Машгиз, 1948.
14. М и н о в Д. К. Механическая часть электрического подвижного соста-
ва. Госэнергоиздат, 1959.
15. Перки с Д. И. Исследование механического тормоза троллейбуса с
пневматическим и электрическим приводом. Изд. Отдела научно-технической
информации Академии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова. 'Вып. 2,
1960.
16. Правила технической эксплуатации трамваев (ПТЭ). Изд. МКХ РСФСР,
1961.
402
17. Технический справочник железнодорожника. Том. 6. Трансжелдориз-
дат, 1952.
18. Чертой М. С. Устройство, ремонт и содержание подвижного соста-
ва трамвая. Изд. МКХ РСФСР, 1959.
19. Клопотов К. К. Подвижной состав городского электротранспорта за
рубежом.
20. Бондаревский Д. И., Васильев Г. И., Жиц М. 3. Подвиж-
ной состав трамвая и метрополитена. Изд. МКХ РСФСР, 1960.
26*
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава I. Общие сведения о подвижном составе
§ 1. Назначение и классификация подвижного состава . . . 3
§ 2. Типы трамвайных вагонов . ..........................4
§ 3. Требования, предъявляемые к современному подвижному со-
ставу .........................................................15
§ 4. Правила технической эксплуатации трамваев и ограничение
параметров подвижного состава .................................18
§ 5. Колебательные процессы подвижного состава . . .22
Глава II. Кузова трамвайных вагонов
§ 6. Общие сведения о кузовах ... ... 26
§ 7. Внутренняя планировка кузова . . ... 29
§ 8. Конструкция кузова (рама, каркас стенок и крыши, наруж-
ная обшивка) .................................................30'
§ 9. Внутреннее и наружное оборудование кузова . . .47
§ 10. Вентиляция и отопление кузова...........................55
§ 11. Основные понятия о расчете кузова.......................59
Глава III. Передаточные механизмы
§ 12. Общие сведения о приводах . .....................67
§ 13. Конструкция зубчатых колес .............................73
§ 14. Передаточные механизмы рамно-осевых тяговых двигателей 79
§ 15. Передаточные механизмы с независимой подвеской и про-
перечным расположением........................................79
§ 16. Передаточные механизмы тяговых двигателей с независимой
подвеской и продольным расположением..........................36
§ 17. Нагрузки, действующие в элементах привода . . .94
Глава IV. Классификация и основные элементы ходовых частей
трамвайных вагонов
§ 18. Принципы устройства и основные элементы ходовых частей
трамвайных вагонов . ..............................102
§ 19. Расчетные нагрузки элементов ходовой части . . 106
Глава V. Колесные пары
§ 20. Общие сведения о колесных парах . . . 131
§ 21. Колесные пары с жесткими колесами . . . 132
§ 22 Колесные пары с подрезиненными колесами . . 140 v
40ч
Глава VI. Вагонные осевые буксы
§ 23. Общие сведения об осевых буксах .... .150
§ 24. Буксы осевые с подшипником трения скольжения . 151
§ 25. Буксы осевые с роликовыми подшипниками . . 153
Глава VII. Рессоры и рессорное подвешивание
§ 26. Назначение рессорного подвешивания и механизм, смягчаю-
щий действие рессор . 163
§ 27. Классификация рессор и рессорных подвешиваний . . 166
§ 28. Конструкция и основные характеристики листовых рессор
трения . . 171
§.29. Конструкция и основные характеристики пружин . 186
§ 30. Конструкция и основные характеристики резиновых рессор_. 187
§ 31. Расчет рессорного подвешивания и рессор . . .191
Глава VIII. Ходовые части двухосных вагонов
§ 32. Исполнение ходовых частей бестележечных вагонов . 208
§ 33. Одноосные и двухосные тележки .... .211
Глава IX. Ходовые части четырехосных вагонов
§ 34. Двухосные поворотные безбалансирные тележки 219
§ 35. Двухосные поворотные двухбалансирные тележки . 225
§ 36. Двухосные поворотные мостовые тележки . . . 229
Глава X. Механические тормоза
§ 37. Общие сведения и определения .... . 242
§ 38. Приводы механических тормозов ... . 247
§ 39. Фрикционный механизм механических тормозов . 255
§ 40. Тормозные рычажные передачи ТРП ... . 301
§ 41. Полный расчет тормоза................................. . 314
Глава XI. Тяговые сцепные и предохранительные устройства
§ 42. Тяговые сцеппыр устройства . 325
§ 43. Предохранительные устройства . 331
Глава XII. Схемы пневматического оборудования
§ 44. Принципиальная схема пневматического оборудования ваго-
нов МТВ-82 с прямодействующей тормозной системой . . 334
§ 45. Принципиальная схема пневматического оборудования ваго-
нов МТВ-82 с клапаном, СМ-3 и ножным тормозным краном . 337
§ 46. Принципиальная схема пневматического оборудования ваго-
нов КТМ-1 и КТП-1 с прямодействующей тормозной системой
и устройством, обеспечивающим автоматическое затормажи-
вание при разрыве поезда......................................337
§ 47. Принципиальная схема пневматического оборудования ваго-
нов КМ и С с прямодействующей тормозной системой и устрой-
ством, обеспечивающим автоматическое затормаживание при
разрыве поезда................................................341
§ 48. Принципиальная схема пневматического оборудования ваго-
нов ЛМ-49 и Л П-49 с комбинированной тормозной системой . 344
105
§ 49. Принципиальная схема пневматического оборудования ваго^
на РВЗ-6 с дотормажи1вающей системой..........................350
Глава XIII. Компрессоры, механизмы и приборы пневматического
оборудования
§ 50. Компрессоры . ....
§ 51. Аппараты напорной системы
§ 52. Аппараты тормозной системы »
§ 53. Аппараты дверной системы
§ 54. Аппараты вспомогательной системы
. 354
. 363
о 374
. 385
. 391
. 402
Литература
ОПЕЧАТКИ
Стра- ница Строка Напечатано Следует читать
14 G ОА-
20 XGK = ДС/\ = —
снизу к п ио Л D
69 12 с" - с • с' С с" — —
снизу с
79 форму- ^^омакс ^омакс
ла 7 Л^мин ^мин ™<мнн 2,мин
94 2 снизу Л/Г Р ^zo ^zo — Ez0 2 у _ А1о — г го су
96 3 снизу Enn Е нл = FH F F F 1 НП L НА Н
М. П. Кутыловский, В. М. Кобозев, М. Н. Хавин, В. Л. Шредер
Механическое оборудование подвижного состава трамвая
Зак. 1372
Михаил Петрович Кутыловский, Вадим Михайлович Кобозев,
Борис Леонидович Шредер, Михаил Николаевич Хавин
Механическое оборудование подвижного состава трамвая
Редактор М. С. Черток
Редактор издательства В. А. Чекрыжов
Техн, редактор Ф. М. Хенох Корректор Л. А. Савранская
Сдано в набор 9/V 1963 г. Подписано к печати 19/ХП 1963 г.
Формат бум. 60X9G’/|t; Печ. л. 27,25 (в т. ч. 4 вкл.) Уч.-изд. л. 28,0
Л112034 Изд. № 1074 Тираж 1800 Цена 1 р. 13 коп. Заказ 1372
Издательство Министерства коммунального хозяйства РСФСР
Москва, К-12, Ипатьевский пер., 14
Московская типография № 28 Главполиграфпрома
Государственного комитета Совета Министров СССР по печати,
Москва, Е-398, ул. Плющева, 22
15200
osoe*j
Рис. 7. Общий вид четырехосного вагона Т-2:
/—кабина водителя; // — салон (/ — место водителя, 2 - п\льт; 3 — место кондуктора; 4 — двухместные диваны; 5 -- одноместные диваны; 6 — ширмовая двухстворчатая дверь;
7 — откидные окна).
Рис. 8. Общий вид двухосного моторного вагона Г-55 п придонного В-55,
Заказ 1372
I
Рис. 23. Рама кузова вагона МТВ-82:
/ — основная рама; II — площадочные рамы.
/ — продольные балки (две) — швеллер № 27; 2— поперечные крайние балки (две)— швеллер № 18; 3 — промежуточные поперечные балки (шесть) — швеллер 12* 4—шквор-
невые балки (две); 5 — продольные балки для установки оборудования и смотровых люкоЬ — швеллер №12 (две); 6 — уголок 30X30X5; 7 — уголок 65X65X8; 8 — уголок
53X50X6; 9—уголок 40X40X5; 10— укосины основной рамы; //—торцовые балки (две)— швеллер № 18; 12 — диагональные и промежуточные балки (швеллеры и }6голки); /^ — уко-
сины рамы площадок.
/2
Рис.
точный ^ийд^”/5-звоиок7,“^-вибратор7Т?'-клапанИЯ:/«1^оРоемоэКД'йОН""Ли55?'1®"; 5 ~ РезеРвуар низкого давления; 6
ТПППМРИМЯТииотгиЙ <зл ~___________V ’ * ’ " -
мотор-компрессор; 2 — фильтр; 3 — регулятор давления;
тХевмТт» контактор’; 24 -"лапай
ичй nvr/nn. Qf ______ _______
— тормозной^ цилиндр; /7
129. Принципиальная пневматическая схема с автоматическим тормозом вагонов КМ и С:
: автоматического " тор;.!оже1^Ре3Ст?-зар ДЫС°к?2Яна^^пИмЛ„ 7 ПРЗД0ХраНительный^’^па?А S 7 манометР: Й-манометр; М - кран тормозной типа В; //-кран; 12 - се-
р - V. 13, /а_ в-та’ан автоматического торможения СП-2; /2 —обратный клапан; 20 — масловлагоотделитель; 21 — кран- 22 — кран- 23 — ыек-
иый рукай; Л-вдл^ндр"дВерн;го,'поИВода“Р певицы. ~кран «еря™; штуцер на неровном щитке; 30 - междувагонный соедниит’ель-
цепочно
Tp.<P3/s
W
К клапану СМ-2
11
-10
Н сеточному цилиндру
И тормозному цилиндру
К шумоглушителю.
J Трубн3/^
— т —
743 ---------
Ручка и креплениеее
цел одно снять! (
DQ взаимное расположение окон 5 золотнике и нижней
' части крана при разных
Нулевое положение п™л Л м
Из сети
ои разных положениях руколткн
поездное положение крайнпе правое
Л положение
Виз ум оглуши? ель
В шумоглушитель
В клапан СМ-2
s>
^учкаи ее крепление
условно снятш-----
Л
Из торм. цилиндра
Из Воздушного резервуара
2
Рис. 147. Кран машиниста типа В*
-золотник; 3— верхняя часть; 4 — шпиндель; 5 — пружина. 6 — прокладка- 7 и а— шайба;
11 — гайка соединительная; 12— шайба; 13 — ручка; 14— болт Мб—15; 15 — болт М12 -Ьэ;
Из торм.
цилиндра
из comow
цилиндра
Служебный тормоз Полное торможение
‘ тормцилиндр
Из воздушногорезервуара
^Полнея торможение с
опусканием сетки
_ g сеточный цилиндр
дижняя часть;
9 - фИанец соединительной гайки; 10—шайба;
16 — г^йка М 12; 17 — шайба.