Унифицированная экипажная часть грузовых тепловозов 2ТЭ10В, 2ТЭ116 и ТЭ109. Комбинированная опора кузова с круглым скользуном

Унифицированная экипажная часть грузовых тепловозов 2ТЭ10В, 2ТЭ116 и ТЭ109

При создании унифицированной бесчелюстной тележки для новых тепловозов, которые должны были заменить тепловозы 2ТЭ10Л, был сохранен ставший уже традиционным в отечественном тепловозостроении принцип распределенного нагружения тележки через четыре опоры кузова, установленные на боковинах тележки, что обеспечивает снижение массы тележки и создает предпосылки для получения высокого значения коэффициента использования сцепной массы.

Для улучшения динамических качеств бесчелюстной тележки, предназначенной для грузовых тепловозов с нагрузкой от оси на рельсы 225 кН и для экспортных тепловозов с конструкционной скоростью 120 и 140 км/ч и нагрузкой 195—205 кН, возникла необходимость в создании комбинированной опоры кузова ограниченных габаритных размеров, которая должна обеспечивать поворот и поперечное перемещение тележек относительно кузова. В результате совместных работ, проведенных производственным объединением «Ворошиловградский тепловозостроительный завод» (ПО ВТЗ) и ВНИТИ, были разработаны опоры с роликами, работающими при поперечном относе кузова, и скользунами, работающими на поворот тележки, а также роликовая опора в комбинации с резинометаллическими элементами, в которой был использован положительный опыт эксплуатации роликовых опор тележек тепловозов ТЭЗ и 2ТЭ10Л.

Комбинированная роликовая опора (КРО)  состоит из нижнего корпуса 8, установленного на тележке, и верхнего корпуса 6, установленного на кузове.В нижнем корпусе размещаются ролики 9 и их опорная плита 10, поверхность которой для перекатывания роликов при относе кузова выполнена цилиндрической. Корпус опоры заполняется жидкой смазкой. Угловые перемещения тележек происходят за счет перемещения армированного антифрикционной пластмассой круглого скользуна2по полированной стальной пластине 1, закрепленной в верхнем корпусе. Скользун соединен с роликовым аппаратом через верхнюю плиту 7, гнездо 4 и шаровую опору 3.   Шаровое   соединение  компенсирует непараллельность плоскости кузова и тележек. Скользун охватывается направляющей   рамкой 5,   не   несущей   вертикальной нагрузки, и свободно вращается в ней. Боковые поверхности трения рамки также   армированы   антифрикционной   пластмассой.

Комбинированная опора кузова с круглым скользуном

Комбинированная резинометаллическая опора

Круглый скользун и направляющая рамка, не несущая вертикальной нагрузки, исключают необходимость относительного перемещения гнезда и шаровой опоры и этим самым исключает возможность появления задиров. Между наличниками рамки и корпусом скользуна имеется зазор 6 мм. Благодаря зазору между рамкой и наличниками верхней опоры движение скользуна происходит с меньшим сопротивлением, что также снижает момент, препятствующий повороту тележек. Рабочие поверхности плиты и скользуна при сборке смазывают консистентной смазкой. Предусмотрена запрессовка смазки в зону трения через каждые 50 тыс. км пробега.

При перемещении роликов по цилиндрическим поверхностям создается возвращающая сила.

Р_в=Q/2(r₀ – r_p)y_k

где   Q — нагрузка на опору, кН;

г₀ — радиус цилиндрической  поверхности опорных  плит,  мм;

r_р — радиус  роликов,   мм;

y_k — смещение верхней  плиты относительно  нижней,  мм.

Жесткость перемещения равна

Ж=Q/2 (r₀ – r_p)

т. е. жесткость эквивалентна подвеске кузова на маятниках длиной

L_экв=2 (r₀ – r_p)

Опоры прошли всесторонние стендовые испытания и испытания в эксплуатации.

Комбинированная резинометаллическая опора (РМО) состоит из семи резинометаллических элементов 1 установленных на роликовую опору 5. Блок резинометаллических элементов размещен в конусе 2, выступы которого упираются в главную раму 3. Резинометаллические элементы конусом 2 и брезентовым чехлом 4 защищены от воздействия солнечных лучей. Жесткость сжатия блока резинометаллических элементов равна 5,5 кН/мм, а жесткость сдвига 0,2 кН/мм. При нагрузке на опору НО кН статический прогиб резинометаллических элементов равен 20 мм. Поперечная жесткость резинометаллических элементов эквивалентна подвеске кузова на маятнике длиной 550 мм. В обеих конструкциях опор увеличение возвращающей силы при поперечном относе кузова более 20 мм на сторону создается включением в шкворневом узле пружины жесткостью 4 кН/мм. Резинометаллические опоры кузова обеспечивают стабильные значения момента М, препятствующего угловому повороту тележек, независимо от пробега в эксплуатации. При определении момента на стенде на новом тепловозе (2ТЭ116-213) и тепловозах 2ТЭ116-222 и 2ТЭ116-230 после пробега 400 тыс. и 1 млн. км момент был в пределах 25—32 кН • м.

Унифицированная бесчелюстная тележка имеет индивидуальное рессорное подвешивание, состоящее из пружин 7 и фрикционных гасителей колебаний 6. Рама тележки опирается на каждую буксу через комплекты пружин, попарно установленные на приливах букс 3, 2. Между пружинами и рамой тележки расположены резинометаллические прокладки 4. Статический прогиб рессорного подвешивания равен 121 мм, эквивалентный—около 100мм. Букса поводками / и 5 с резинометаллическими втулками соединена с рамой тележки. Жесткость пары поводков одной буксы вертикальная— 176—196 Н/мм, поперечная горизонтальная 2,94— 3,23 кН/мм, продольная — 90 кН/мм.