В огличие от большинства отечественных конструкций на тепловозе ТЭМ7 вертикальные усилия на раму двухосной тележки со стороны промежуточной рамы передаются через кронштейны на плече 373 мм относительно продольной оси боковины. В результате этого боковины, кроме изгиба, нагружены крутящим моментом, а поперечные балки рамы тележки — дополнительным изгибающим моментом.
Интересна схема нагружения рамы тележки тепловоза «Кестрел», где нагрузка от кузова через люлечный брус с четырьмя консольными опорами передается на пружины, установленные в раме тележки. Сама же рама тележки опирается на 4 комплекта пружин, передающих нагрузку балансирам рессорного подвешивания. Поскольку на каждую буксу средней колесной пары опираются два балансира, плечи их подобраны так, что нагрузка от каждого из них на среднюю буксу в 2 раза меньше, чем на крайние.
Такая схема нагружения весьма благоприятна с точки зрения обеспечения прочности рамы тележки, которая в центральной части находится под воздействием небольшого изгибающего момента. Однако в конструкцию введены дополнительные массивные детали — люлечный брус и балансиры, что увеличивает массу неподрессоренных частей.
Рассматривая различные конструктивные схемы рам тележек, необходимо помнить, что они выбираются в первую очередь из условий обеспечения необходимых ходовых качеств тепловоза и, следовательно, сложность силового нагружения конструкции не следует считать ее недостатком. Вопросы прочности являются здесь подчиненными, и задача конструкторов и исследователей состоит в обеспечении необходимой прочности при возможно меньшей массе, что приводит к экономии металла и снижению затрат на производство. В то же время неучет условий нагружения при выборе конструктивных схем может привести к неоправданному усложнению конструкции и увеличению ее массы.
При выбранной схеме тележки решающее влияние на ее габаритные размеры и массу ее рамы оказывает выбор конструкции основных несущих узлов. Наиболее распространены у современных локомотивов сварные и сварно-литые рамы тележек. Применение современной технологии сварки наряду с такими прогрессивными методами обработки швов, как аргонно-дуговое оплавление, позволило значительно снизить массы рам тележек новых локомотивов. Так, масса рамы трехосной тележки современного тепловоза 2ТЭ10В (3370 кг) мощностью 2200 кВт в секции с нагрузкой от колесной пары на рельсы 230 кН меньше массы рамы тележки тепловоза ТЭЗ (3600 кг) мощностью 1470 кВт с нагрузкой на рельсы 210 кН и значительно меньше массы рамы тележки тепловоза ТЭ1 (4615 кг) мощностью 736 кВт.
Масса рамы двухосной тележки нового электровоза ВЛ82 мощностью 6160 кВт составляет 3140 кг, а электровоза ВЛ8 мощностью 4070 кВт — 5750 кг.
Схема тележки дизель-поезда ДР-1:
1 — рама тележки; 2 — кронштейн, S — пружина первой ступени рессорного подвешивания, 4 — букса, 5 — балка второй ступени рессорного подвешивания, 6 — пружина второй ступени рессорного подвешивания, 7 — надрессорная балка; 8 — кузов. 9 — тяговый поводок
Конструкции соединения поперечной балки с боковиной:
1 — боковина; 2 — сварной шов; 3 — поперечная балка
Несущие элементы рам тележек обычно изготовляют в виде сварных тонкостенных балок прямоугольного сечения. В большинстве случаев поперечное сечение балок образуется из двух вертикальных и двух горизонтальных листов, сваренных между собой продольными швами (тепловозы ТЭЗ, 2ТЭ10Л, 2ТЭ10В, 2ТЭ116, ТГМ6, ТЭМ7, ТЭП75 и др.). У тепловоза ТЭП60 несущие балки рамы тележки сварены из двух корытообразных профилей, соединенных продольными швами по верхнему и нижнему поясам. Такие конструкции предпочтительны с точки зрения прочности, однако не получили широкого распространения из-за большей сложности изготовления. Основной параметр, определяющий массу боковины рамы — соотношение между ее высотой и шириной. У большинства конструкций высота боковин составляет 350—450 мм, а отношение высоты поперечного сечения боковины к его ширине лежит в пределах 1,5—2, что соответствует соотношению изгибающих моментов, воспринимаемых рамой тележки в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Ширина поперечных балок, наоборот, как правило, больше их высоты, поскольку эти балки нагружены в основном горизонтальными усилиями.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.