3 Посадка внутренних колец на шейку оси

Посадка внутренних колец на шейку оси осуществляется или по методу нагрева внутренних колец, или запрессовкой. В результате нагрева диаметр кольца увеличивается до размера, когда кольцо свободно надевается на шейку оси. После остывания кольцо плотно охватывает шейку, обеспечивая прочность соединения. Запрессовка внутренних и лабиринтных колец производится на специальных прессах.

Прессовая посадка подшипников имеет преимущества перед посадкой горячим способом:

а) не требуется подтягивания гаек М110 (для осей РУ1) и болтов тарельчатой шайбы (для осей РУ1Ш) в процессе остывания;

б) ускоряется процесс замены колец, так как не требуется времени на остывание шеек осей и колец после съема и постановки;

в) возможен контроль запрессовки по величине усилия с регистрацией результатов, т.е. выходной контроль.

4 Виды торцевого крепления подшипников на шейке оси

Используют два вида торцевого крепления подшипников:

1) корончатой торцевой гайкой со стопорной планкой;

2) тарельчатой шайбой в комплекте со стопорной шайбой, крепящейся тремя или четырьмя болтами.

На осях РУ1 использовано крепление подшипников с помощью торцевой гайки (рисунок 2.1 в). На торцевой части шейки оси (длина шейки 176 мм) нарезана резьба М110х4 мм. Длина резьбовой части 35 мм (около 9 ниток).

На торце оси имеется паз для стопорной планки (глубина 10 мм). В пазе два отверстия с резьбой М12 для болтов крепления стопорной планки. Торцевая гайка – шестигранная с коронкой, размер под ключ 155 мм. В коронке 11 пазов для стопорной планки. Для равномерного распределения осевой нагрузки на нитки резьбы гайка должна иметь проточку или выточку. Проточка сделана на стороне, противоположной коронке: прямоугольная, сечением 6x10 мм или ступенчатой формы, высотой 10 мм, со сторонами 6 и 2 мм. Выточка делается с этой же стороны на глубину 23+1 мм.

Под болты крепления стопорной планки устанавливают пружинные шайбы. Болты связывают через отверстия в головках мягкой проволокой (диаметр отверстий 1,5 мм).

На осях РУ1Ш торцевое крепление подшипников с помощью тарельчатой шайбы и стопорной шайбы (рисунок 2.1 в). Тарельчатая шайба имеет форму тарелки и после затяжки болтов крепления шайбы пружинит. Шейка оси РУ1Ш длиной 190 мм. Для крепления шайбы первоначально использовали три болта М20, а с начала 80-х гг. ХХ века – 4 болта М20. Количество болтов было увеличено вследствие большого числа случаев обрыва этих болтов в эксплуатации. Тарельчатая шайба имеет выточку для установки на торец шейки оси. Диаметр выточки 130,2 мм, глубина 14 мм.

Стопорную шайбу изготовляют из стали толщиной 1,5 мм. После затяжки болтов их стопорят, загибая концы стопорной планки на грань головок болтов.

Для крепления тарельчатой шайбы используют специальные болты М20х60.4.8, шаг резьбы 2,5 мм (ГОСТ 1759-70). Головки болтов с ложной шайбой на опорной поверхности (ГОСТ 7798-70) диаметром 30 мм, высотой 0,5 – 1 мм.

Резьба на болтах должна быть изготовлена методом накатки. На головке болта ставят клеймо – две последние цифры года монтажа буксы. Лабиринтные кольца изготовляют из стали Ст.5 или ОсВ с натягом 0,08 – 0,1 мм (для ремонта 0,02 – 0,15 мм).

Посадочный диаметр новых лабиринтных колец для осей РУ1, РУ1Ш 165±0,08 мм (диаметр предподступичной части оси 165 с допуском от +0,2 до минус 0,12).

Лабиринт в корпусе буксы и лабиринтное кольцо имеют допуски, обеспечивающие гарантированный зазор в лабиринте после монтажа в пределах 0,75 – 1 мм.

Букса с торцевым креплением гайкой (рисунок 2.1, а; б) имеет корпус 1 с приливами 15, в котором размещены передний 2 и задний 3 подшипники с короткими цилиндрическими роликами.

Со стороны колеса корпус закрыт лабиринтным уплотнением 4 (съемный лабиринт) и 5 (лабиринтное кольцо), а впереди – крепительной крышкой 8, укрепленной болтами 16 к корпусу и смотровой крышкой 10 с болтами 6 и шайбами 9.

Рис.2.1 Букса грузового вагона с двумя цилиндрическими роликовыми подшипниками: а – конструкция; б – торцевое крепление внутреннего кольца корончатой гайкой; в – торцевое крепление внутреннего кольца тарельчатой шайбой

Крепительная крышка из стали прочно удерживает наружные кольца роликовых подшипников 2 и 3 в буксе, не позволяя им проворачиваться и перемешаться вдоль оси при вращении колесной пары. Внутренние кольца подшипников закреплены на шейке оси с торца корончатой гайкой 11, стопорной планкой 13 и болтами 12. Между корпусом буксы 1 и крепительной крышкой 8 установлено уплотнительное кольцо 7, обеспечивающее герметизацию буксового узла. Внутренняя полость буксы заполнена смазкой, обеспечивающей надежную работу подшипников в сложных условиях их нагружения.

Другой вариант торцового крепления внутренних колец подшипников отличается следующими особенностями (рисунок 2.1, в). К торцу шейки оси тремя или четырьмя (варианты) болтами 21 укрепляется тарельчатая шайба 17, которая своими выступающими краями нажимает на приставное кольцо 18 и прочно закрепляет внутренние кольца подшипников 19 и 20 на шейке оси 14, удерживая их от продольного сдвига при действии осевых нагрузок. Такое крепление обладает повышенной надежностью в эксплуатации.

Прессовая (как и горячая) посадка обеспечивает закрепление кольца подшипника на шейке оси за счет натяга (разности диаметров шейки оси и внутреннего кольца подшипника).

Для вновь изготавливаемых колесных пар с буксовым узлам грузовых и пассажирских вагонов колеи 1520 мм посадка подшипников на оси должна быть тепловой или прессовой, посадка двухрядных конических подшипников кассетного типа – только прессовой. Подшипники на оси должны быть запрессованы на гидравлических прессах, обеспечивающих скорость движения плунжера от 2,5 до 4 мм/с; конечным усилием 245,4 ÷ 294,3 кН (25÷30 тс) на оси типа РУ1Ш; 343,4÷392,4 кН (35÷40 тс) на оси типа РВ2Ш.

Буксовый узел кассетного типа состоит из одного заправленного на подшипниковом заводе смазкой двухрядного подшипника с коническими роликами со встроенными уплотнениями (рисунок 2.2), седла-нагружателя (или корпуса буксы) и крепительной шайбы. Монтаж-демонтаж кассетных подшипников производится на автоматизированной установке прессовым (холодным) способом.

Рис. 2.2 Кассетный двухрядный подшипник

Объекты исследования

Букса с роликовыми подшипниками, плакаты, твердотельная модель корпуса буксового узла (рисунок 2.3).

Рис. 2.3 Твердотельная модель корпуса буксового узла

Порядок выполнения работы

1) Изучить конструкцию буксы с роликовыми подшипниками. Заполнить таблицы 2.1 и 2.2.

Таблица 2.1

Назначение деталей буксы с подшипниками на горячей посадке

Название детали буксы	Назначение	Материал

Таблица 2.2

Характеристика букс с роликовыми подшипниками

Тип посад-ки	Обозначения подшипников		Габаритные размеры подшипников, мм			Тип торцового крепления подшипников	Взаимное расположение подшипников	Масса буксы, кг
	переднего	заднего	диаметр		шири-на
			наружный	внутренний

2) Открыть твердотельную модель буксового узла в программном комплексе SolidWorks.

3) Запустить SimulationXpress. В мастере SimulationXpress задать материал корпуса буксы, ограничения и нагрузку на буксовый узел в соответствии с вариантом по таблице 1.2.

4) Получить значение коэффициента запаса прочности корпуса буксы от статической нагрузки и отобразить распределение напряжений в корпусе буксы. Сохранить полученные результаты.

5) Проанализировать результаты экспресс анализа прочности корпуса буксы.

6) Составить отчет в редакторе Word, скопировав в него полученные результаты расчёта прочности корпуса буксы с помощью кнопки Print Screen.