4 Тема. Колесные пары
Колесные пары находятся в непосредственном взаимодействии с рельсовым путем и жестко воспринимают удары от него из-за неровностей в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Особенно велико это воздействие при высоких скоростях движения, при проходе рельсовых стыков и кривых.
Конструкция колесных пар тепловозов в основном определяется способом передачи вращающего момента от тяговых электродвигателей к оси колесной пары.
При опорно-осевом подвешивании тяговых электродвигателей (Рис.8.) 2ТЭ116, М62 детали колесных пар в основном унифицированы. Унифицированная колесная пара состоит из оси 9 и двух колесных центров 5 (литых или штампованных) с надетыми на них бандажами 4. Бандажи удерживаются на центрах за счет сил трения между соприкасающимися поверхностями; для дополнительного крепления в пазы бандажей заведены бандажные кольца из специального стального проката. Для передачи вращающего момента от тягового двигателя к колесной паре на ось насажено зубчатое колесо 8.
Колесные пары тепловозов с опорно-рамным подвешиванием тяговых двигателей (тепловозы ТЭП70) отличаются от унифицированных колесных пар отсутствием жестко посаженного на ось зубчатого колеса.
Устройство колесной пары тепловоза ТЭП70 последних выпусков представлено на рис.9. На ось 1 насажены колесные центры 2, из которых один (левый) имеет выгнутый наружу диск для размещения муфты привода, а второй (правый) — прямой с четырьмя пальцами 16, запрессованными в приливы центра.
Оси колесных пар изготовлены из осевых заготовок получаемых, из слитков мартеновской стали ГОСТ 4728-59. При опорно-рамном подвешивании двигателей ось в средней части менее нагружена, поэтому ее диаметр в этой части несколько уменьшен и для облегчения она выполнена со сквозными отверстиями. В торцах осей с обеих сторон расточены отверстия диаметром 80мм для запрессовки в них втулок с квадратным отверстием для хвостовика привода скоростемера. Наличие таких втулок во всех осях делает их взаимозаменяемыми. На поясок, примыкающий к торцу оси, у унифицированной колесной пары наносятся знаки и клейма, содержащие номер завода-изготовителя, дату изготовления (год и месяц), номер плавок и порядковый номер оси, а также приемочные клейма ОТК. завода-изготовителя и приемщика. Колесные центры. Центры могут быть литыми или катаными. Катаные центры легче литых на 42 кг. Изготовляют колесные центры из стали повышенного качества 25ЛП1. Бандажи колесных пар тепловозов изготавливают из раскисленной мартеновской стали с содержанием углерода не выше 0,65%- с добавлением лигированых металлов.
Зубчатые колеса. На тепловозах вращающий момент от тягового двигателя к колесной паре передается односторонним зубчатым редуктором, находящимся на оси между колесами. Для смены зубчатого колеса требуется расформирование колесной пары, поэтому его долговечность должна быть больше или равна долговечности оси, т. е. определяется пробегом тепловоза в 2,5—3 млн. км. В связи с этим к материалу и качеству изготовления зубчатых колес предъявляются высокие требования. Они изготовляются, из легированной стали 45ХН, а шестерни двигателей - высоколегированной стали 20ХНЗА.
Зубчатые колеса тягового редуктора имеют прямые зубья. Зубчатые колеса тяговых редукторов у всех тепловозов выполняют с модулем зацепления, равным 10мм (модуль зацепления показывает, сколько миллиметров диаметра колеса приходится на один зуб). Применяемые ранее на тепловозах 2ТЭ10Л и ТЭМ2 зубчатые колеса с модулем зацепления, равным 11мм, имели незначительный срок службы из-за повышенного износа зубьев.
Поверхностное упрочнение зубьев значительно повышает их износостойкость.
Рис.8.Колесная пара тепловоза2ТЭ116. Рис.9. Колесная пара тепловоза ТЭП70.
4-бандаж; 5-Колесный центр; 8-зубчатый венец; 9-ось;
Упругое самоустанавливающееся зубчатое колесо. Одним из серьезных конструктивных мероприятий, направленных на увеличение срока службы зубчатых колес, является применение в них резинометаллических упругих элементов. Все грузовые тепловозы оборудуются упругими самоустанавливающимися зубчатыми колесами (УСЗК).