§ 47. Рессорное подвешивание
На электровозе применяют листовые рессоры и цилиндрические пружины. В системе первичного рессорного подвешивания (рам тележек на буксах колесных пар) установлены как листовые рессоры, так и цилиндрические пружины (статический прогиб 62 мм); в системе вторичного подвешивания (кузова на рамах тележек) — только листовые рессоры (статический прогиб 73 мм).
Листовые рессоры. Рессоры первичного подвешивания собраны из постепенно укорачивающихся наложенных друг на друга закаленных стальных листов 1 (рис. 114), связанных в одно целое хомутом 2, который надевают на них в горячем состоянии и опрессовывают. Верхние листы длиной 1308 мм называются
коренными; на концах этих листов сделаны отверстия, через которые проходят подвески. Остальные листы имеют длину 1126, 966, 806, 646, 486 и 326 мм, т. е. каждый лист короче предыдущего на 160 мм. Толщина листов 16, ширина 120 мм. Для того чтобы листы рессоры не смещались друг относительно друга, они имеют сверху продольные желоба, а снизу — выступы. Выступ вышележащего листа всегда попадает в желоб нижележащего. Чтобы исключить продольный сдвиг, в центре каждого листа выштамповывается сферическая впадина, на нижней стороне листа при этом образуется сферический выступ. При сборке рессоры выступ каждого вышележащего листа попадает во впадину, сделанную в хомуте. Над верхним коренным листом ставят прокладку 4, также имеющую желобок, впадину и выступы. Между прокладкой и хомутом загоняют клин 3. Жесткость листовой рессоры составляет 192 кгс/мм.
Кроме листовых рессор с продольными желобами и выступами, на электровозах используются рессоры с плоскими листами. Листовые рессоры вторичного подвешивания собраны из 15 листов толщиной по 16 мм.
Для того чтобы листовые рессоры были чувствительны к изменению нагрузки и меньше изнашивались, поверхности листов смазывают невысыхающей смазкой, например, смесью сала с графитом или графита с цилиндровым маслом.
Цилиндрические пружины. Вследствие значительного внутреннего трения между отдельными листами листовые рессоры недостаточно сглаживают небольшие удары, что вредно отражается на электрическом оборудовании электровоза. Поэтому, помимо листовых рессор, на электровозе установлены цилиндрические винтовые пружины, не имеющие трения.
Цилиндрические пружины изготовлены из стального прута диаметром 40 мм (рис. 115), навитого на цилиндр диаметром
Рис. 115. Цилиндрическая пружина
120 мм, равным внутреннему размеру пружины. Для придания пружине необходимой упругости ее, как и листовую рессору, подвергают закалке. Концы цилиндрической пружины стачивают по [Плоскости, перпендикулярной геометрической оси рессоры.
Балансиры. Вследствие неровностей пути электровоз при движении все время покачивается, поэтому одни из рессор во время его хода перегружаются, а другие разгружаются. Кроме того, упругость отдельных рессор с течением времени уменьшается, что вызывает уменьшение нагрузки на их буксы.. Из-за этого перегружаются соседние рессоры и их буксы. Перегрузка рессор и букс может вызвать излом рессоры, а недогрузка букс — боксование колесных пар.' Во избежание перегрузки отдельных рессор их соединяют балансирами; такие рессоры называются сопряженными.
Балансир представляет собой брусок, откованный из стали. Если при движении электровоза одна из сопряженных рессор перегрузится, то через балансир часть нагрузки будет передана на другую (соседнюю) рессору и нагрузка их выравнивается. Так как при этом каждой рессоре приходится воспринимать только часть ударов от толчков колеса, то рессоры можно делать более тонкими и потому более гибкими.
Рессорное подвешивание тележек (первичное подвешивание). Тележки электровоза ЧС2Т имеют различную систему рессорного подвешивания. У первой (со стороны 1-й кабины машиниста) тележки рессоры каждой стороны 2-й и 3-й колесных пар соединены продольными балансирами, а рессоры 1-й колесной пары связаны только с рамой тележки. У второй (со стороны 2-й кабины машиниста) тележки все рессоры каждой стороны соединены продольными балансирами. Между листовыми рессорами и рамами, а также между этими рессорами и балансирами размещены цилиндрические пружины.
При связанных балансирами двух или трех листовых рессорах равнодействующая их нагрузок всегда проходит через одну и ту же точку независимо от нагрузки, передаваемой рессорами на отдельные колеса. Поэтому первая тележка с каждой стороны имеет по две точки подвешивания. Одной из них являются сбалансированные рессоры 2-й и 3-й колесных пар, а другой точкой— 1-я колесная пара. Всего, таким образом, на первой тележке имеются четыре точки подвешивания, на второй — две: по одной на каждую сторону, где сбалансированы рессоры всех колесных пар. Для этой тележки третьей точкой опоры служит межтележеч-ное соединение, через которое передаются вертикальные усилия с рамы одной тележки на другую.
Рис. 116. Рессорное подвешивание тележек электровоза
Передача вертикальной нагрузки от рамы тележки на буксы колесных пар осуществляется цилиндрическими пружинами, балансирами, листовыми рессорами и соединяющими их деталями (рис. 116 и 117).
Рама тележки 7 опирается через кронштейн 6, валик 8, болт 15, гайку 23, тарелку 22, цилиндрическую пружину 21, тарелку 20 и фасонную накладку 19 на коренные листы листовой рессоры 1.
Болты 15 выкованы из стали и имеют в верхней части головку с отверстием, резьбу для гайки 23 и контргайки 14, а в нижней — резьбу для корончатой гайки 17. Эта гайка удерживает втулку 18, которая предохраняет болт 15 от износа. Вывертывание гайки 17 предотвращает шплинт 16. Между стенками отверстий приливов кронштейна 6 и валиком 8 помещены втулки 25.
Между стенками отверстия в болте 15 и валиком 8 установлены силоновые втулки 13 и шайбы 24, допускающие высокие удельные давления. Они служат одновременно изоляцией, препятствующей прохождению тока от рамы тележки через болты 15, и листовые рессоры 1 к корпусу буксы, т. е. через роликовые подшипники. Валик 8 по отношению к кронштейну фиксируется болтом 11 и планкой 10, помещенной в прорезь валика. Для подачи консистентной смазки на трущиеся поверхности валика служит масленка 12.
Балансир 4 (рис. 117, б) или 9 опирается на конец листовой рессоры 1. Все детали этой опоры,, за исключением валиков 3 и 5, стальных закаленных втулок 25, силоновых втулок
Рис. 117. Опора рамы тележек (а) н балансира (б) на листовую рессору (соответственно разрезы АА н ББ к рис. 116), опора рамы тележки на середину балансира (в) и подвеска листовой рессоры к корпусу буксы (г) (соответственно разрез ВВ н ГГ к рнс. 116)
13 и шайб 24, аналогичны деталям опоры рамы, опирающейся на конец листовой рессоры (рис. 117, а).
Рама 7 на середину балансира 4 или 9 (рис. 117, в) опирается с помощью кронштейна 26, валика 27, вокруг которого балансир может поворачиваться. В балансир впрессована втулка 28, изготовленная из марганцовистой стали, содержащей 11 — 13% марганца. Валик 27 фиксируется относительно кронштейна 26 планкой 10, укрепленной болтами 11.
Листовая рессора / подвешивается к корпусу 29 буксы (рис. 117, г) с помощью щек 31 и 34, цапфы которых вставлены в отверстия нижних приливов корпуса буксы и на нижний выступ которых опирается хомут листовой рессоры. В приливы корпуса букс впрессованы втулки 30. В нижней части щеки стянуты двумя болтами 32, самопроизвольному вывертыванию которых препятствуют пластины 33.
После опускания кузова на тележки гайками 23 устанавливается горизонтальное положение листовых рессор / и заданный зазор между корпусом букс и рамой тележек — 35 мм.
Для того чтобы при подъеме тележек за их рамы одновременно поднимались и колесные пары, на рамах укреплены предохранительные скобы 2 (см. рис. 116), в которые входят горизонтальные приливы корпусов букс. Предохранительные скобы 2 используются также для вывешивания колесной пары при ее повреждении, когда необходимо транспортировать электровоз.
Рессорное подвешивание кузова (вторичное подвешивание)-Кузов электровоза опирается на каждую тележку через две боковые опоры и ванны 2, укрепленные на хомутах 13 листовых рессор 14 (рис. 118 и 119).
Хомуты соединены фасонной поперечной балкой, состоящей из трубчатой части 18 и приваренных к ней кронштейнов 12; хомуты рессор прикреплены к балке болтами 17 (по восемь болтов у каждой рессоры).
Концы листовых рессор с помощью валиков 11, щек 10 и валиков 19 (рис. 120) шарнирно связаны с люлечными подвесками 9 и 20. Последние своими проушинами опираются на седла камней 6 и 21. Камни в свою очередь укреплены на валике 16, проходящем через втулку 23, впрессованную в отверстие кронштейнов 7 и 1. Последние шпильками и гайками прикреплены к раме тележки. Точное положение кронштейнов 7 и 1 на балках тележек фиксируется штифтами 22.
К раме прикреплены также предохранительные крюки 15, на которые при обрыве люлечных подвесок опирается конец листовой рессоры.
Чтобы исключить перемещение листовых рессор люльки в продольном направлении под воздействием сил трения между скользуном и опорной поверхностью ванн, один из кронштейнов 7 каждой стороны тележки соединяют через палец 8, поводок 5, валик 4 и вилку 3 с корпусом ванны 2.
Рис. 119. Соединения листовых рессор вторичного подвешивания
рельса
Рис. 120. Подвеска листовых рессор
Во время движения электровоза по прямому участку пути подвески 9 и 20 обеих сторон кузова (рис. 121, а) располагаются симметрично относительно вертикали. Система находится в равновесии и продольные оси кузова и тележек электровоза совпадают.
При входе электровоза в кривую его передняя тележка под действием силы, направленной от головки наружного рельса к гребню бандажа первой по ходу колесной пары, поворачивается относительно кузова и одновременно смещается в сторону от его продольной оси. Кузов же еще некоторое время продолжает прямолинейное движение. При этом подвески 9 и 20, расположенные со стороны наружного рельса, займут положение, близкое к вертикальному, а подвески, расположенные со стороны внутреннего рельса, наклонятся еще больше (рис. 121, б). В результате возникнет горизонтальная сила, стремящаяся вернуть систему в равновесие, и под действием этой силы балка вместе с листовыми рессорами и опирающимся на них кузовом отклоняется вслед за тележкой.
Применение нежесткой связи кузова с тележкой в поперечном направлении значительно снижает воздействие электровоза на путь при входе его в кривые. В этом случае первоначально на наружный рельс действует только сила от массы тележки, а затем постепенно по .мере отклонения люлечного подвешивания увеличивается горизонтальная сила от массы кузова.
При движении электровоза по прямому участку пути и отклонении тележки от продольной оои кузова ((например, при сильном боковом ветре также изменяется величина наклона правых и левых подвесок 9 и 20. Возникает горизонтальная сила, стремящаяся возвратить тележку в положение, при котором ее продольная ось совпадала бы с продольной осью кузова. В поперечном направлении тележка может отклоняться от оси кузова на ±30 мм. Если внешняя горизонтальная сила, направленная от головки наружного рельса к гребню бандажа колесной пары тележки, по каким-либо причинам окажется больше максимальной горизонтальной возвращающей силы от изменения наклона подвесок, то тележка сместится в поперечном направлении по отношению кузова па 30 мм и разница между внешней и возвращающей силами передастся через шкворень от рамы тележкШ на раму кузова.
При прогибе листовых рессор вторичного подвешивания кузов приближается к раме тележки. Шкворень в этом случае скользит внутри шара поперечной балки. Перемещение кузова ограничивается зазором между его рамой и специальными упорами на рамах тележки, равным 30—36 мм.