Что такое ось вагона
Вагонная ось (рис. 1) является составной частью колёсной пары и представляет собой стальной брус круглого, переменного по длине поперечного сечения. На подступичных частях 3 оси располагаются колёса, укреплённые жёстко или подвижно, а на шейках 1 размещаются подшипники. Вагонные оси различаются между собой размерами, определяемыми в зависимости от заданной нагрузки; формой шейки оси в соответствии с применяемым типом подшипника – для подшипников качения и подшипников скольжения; формой круглого поперечного сечения – сплошные или полые; способом торцового крепления подшипников качения на шейке оси – корончатой гайкой или шайбой.
Кроме того, оси классифицируются по материалу и технологии изготовления. Между шейками 1и подступичными частями 3 находятся предподступичные части 2, служащие для размещения деталей задних уплотняющих устройств букс, а также снижения концентрации напряжений в переходных сечениях от nодступичных частей к шейкам оси. В местах изменения диаметров для снижения концентрации напряжений имеются плавные сопряжения – галтели, выполненные определёнными радиусами: от шейки 1 – к предподступичной 2, от предnодступичной – к подступичной 3 и от средней 4 – к подступичной частям. Снижение концентрации напряжений, вызванных посадкой внутреннего кольца роликового подшипника, обеспечивается разгружающей канавкой, расположенной у начала задней галтели шейки оси (рис. 8, г). Оси для подшипников качения на концах шеек имеют нарезную часть К (рис.1, а) для навинчивания корончатой гайки, на торце имеется паз с двумя нарезными отверстиями для постановки и крепления двумя болтами стопорной планки.
В вагонных осях с креплением подшипников качения при помощи приставной шайбы в торцах шеек делают нарезные отверстия для болтов (рис. 1, б) в двух вариантах: при помощи трёх или четырёх болтов. На торцах всех типов осей предусмотрены центровые отверстия (рис. 1, д, е), служащие дляустановки и закрепления оси или колёсной пары в центрах при обработке на токарном станке. Форма и размеры центровых отверстий стандартизированы. Оси колёсных пар, оборудуемых дисковым тормозом, а также оси, на которых предусмотрена установка привода подвагонного генератора, имеют посадочные поверхности для установки тормозных дисков или деталей редуктора. Основные размеры и допускаемые нагрузки для стандартных типов осей вагонов широкой колеи, кроме вагонов электро- и дизель-поездов, приведены в табл. 2.
На шейки осей РУ1 и РУ1Ш устанавливают роликовые подшипники с наружным диаметром 250 мм.
У всех типов осей расстояния между центрами приложения нагрузки к шейкам одинаковы и составляют 2036 мм. Для грузовых вагонов с повышенными нагрузками от колесной пары на рельсы до 245 кН предусмотрена усиленная ось, имеющая увеличенные диаметры.
Таблица 2
Стандартные типы осей вагонов широкой колеи (ГОСТ Р50334-92)
Диаметр частей оси, мм
Общая длина оси, мм
Нагрузка от колесной пары вагонов на рельсы, кН (тс)
ОСЬ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ
ответственная деталь подвижного состава, воспринимающая на себя через буксовые подшипники вес локомотива или вагона и затем передающая его через колеса рельсам. Отдельные части оси носят след. названия: а) шейки оси 1, на к-рые опираются буксовые подшипники; б) подступичные части 2, на к-рые напрессовываются колеса;
в) предподступичные части 3, являющиеся переходами от шейки оси к подступичной части; г) средняя часть 4, находящаяся между подступичными частями (в вагонных и тендерных осях — при наружных рамах) или между шейками осей (в локомотивных осях — при внутренних рамах); д) середина оси 5 — точка, отмечаемая керном и находящаяся по середине между торцами оси; е) буртики — кольцевые выступы на оси: наружные 6 у наружных концов шеек вагонных или тендерных осей и внутренние, к-рыми начинается средняя часть локомотивных осей; ж) галтели — места переходов от одного диаметра оси к другому; различают переднюю (ближе к торцу) галтель шейки и заднюю (ближе к середине оси), а также прсдподступичную (в месте перехода от подступичной части); обе галтели шейки служат для ограничения перемещений буксового подшипника вдоль оси; з) торцы оси — концевые ее плоскости; и) центровые углубления, или стандартные центры, — углубления в центре торцов оси для установки ее на центры токарного станка при обточках. О. к. п. изготовляются ковкой или прессовкой непосредственно из болванок мартеновской стали однородного и мелкозернистого строения. Обычно средняя часть оси остается в грубо обточенном виде; подступичные части обтачиваются гладко, без следов резца; шейки осей тщательно обтачиваются, а затем полируются путем шлифовки или накаткой специальными роликами. В зависимости от рода подвижного состава различают О. к. п. вагонные, паровозные, тендерные и т. д.
Полезное
Смотреть что такое «ОСЬ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ» в других словарях:
формирование колесной пары — формирование колесной пары: Технологический процесс установки методом тепловой или прессовой посадки на ось колес, зубчатого колеса и других деталей. Источник: ГОСТ 11018 2000: Тяговый подвижной состав железных дорог колеи 1520 мм. Колесные пары … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ОСЬ ВАГОННАЯ — имеет наружные шейки вследствие расположения колес между рамами вагонов или вагонных тележек. На сети дорог СССР находится в обращении до 15 типов О. в., отличающихся размерами отдельных частей. В настоящее время они сведены к 4 типам: С 1 весом… … Технический железнодорожный словарь
Ось — 75. Ось D. Achse E. Axis F. Axe Деталь, предназначенная для поддержания вращающихся частей прибора без передачи крутящих моментов Источник: ГОСТ 21830 76: Приборы геодезические. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 11018-2011: Колесные пары тягового подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия — Терминология ГОСТ 11018 2011: Колесные пары тягового подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия оригинал документа: 3.8 бандаж: Деталь составного колеса, имеющая специальный профиль, обеспечивающий его контакт с… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 11018-2000: Тяговый подвижной состав железных дорог колеи 1520 мм. Колесные пары. Общие технические условия — Терминология ГОСТ 11018 2000: Тяговый подвижной состав железных дорог колеи 1520 мм. Колесные пары. Общие технические условия оригинал документа: бандаж: Определение по ГОСТ 398. Определения термина из разных документов: бандаж допуск… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 31373-2008: Колесные пары локомотивов и моторвагонного подвижного состава. Расчеты и испытания на прочность — Терминология ГОСТ 31373 2008: Колесные пары локомотивов и моторвагонного подвижного состава. Расчеты и испытания на прочность оригинал документа: 3.16 база испытаний: Наибольшая продолжительность (по числу циклов нагружения) испытаний на… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ Р 51775-2001: Колесные пары специального подвижного состава. Общие технические условия — Терминология ГОСТ Р 51775 2001: Колесные пары специального подвижного состава. Общие технические условия оригинал документа: допуск непостоянства диаметра в поперечном или продольном сечении: Наибольшее допустимое непостоянство диаметра в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ Р 53191-2008: Формирование колесных пар локомотивов и моторвагонного подвижного состава тепловым методом. Типовой технологический процесс — Терминология ГОСТ Р 53191 2008: Формирование колесных пар локомотивов и моторвагонного подвижного состава тепловым методом. Типовой технологический процесс оригинал документа: 3.10 допуск непостоянства диаметра в продольном (поперечном) сечении:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
71-623 — (КТМ 23) Трамвайный вагон 71 623 в Уфе … Википедия
Тяговый электродвигатель — Коллекторный ТЭД электровозов ЧС2, ЧС3 Тяговый электродвигатель (ТЭД) … Википедия
Ось колесной пары
Ось — стержень, на концах которого помещаются колёса. Оси бывают вращающиеся и неподвижные (относительно колеса).
В отличие от вала, ось не предназначена для передачи крутящего момента.
Ось колесной пары, представленная на рисунке, имеет:
На торцах шеек оси делают три или четыре резьбовых отверстия для болтов, закрепляющих приставную шайбу. Такие оси маркируются РУ–1 Ш.
Содержание
Классификация
Кроме этих признаков, определяющих конструкцию, оси классифицируются
На рисунке показаны стандартные оси вагонов колеи 1520 мм.
Конструкция
Для удобного размещения подшипников наружные части оси, называемые шейками, имеют цилиндрическую форму. Такую же форму имеют участки оси, на которых укрепляются ступицы колес, и потому называемые подступичными частями оси. Между шейками и подступичными частями находятся предподступичные части оси, на которых размещаются задние уплотняющие детали букс. Основной деформацией в оси является деформация поперечного изгиба. Поэтому в соответствии с эпюрой изгибающих моментов наименьший диаметр имеют шейки, наибольший — подступичные части, авсредней части имеются конические переходы от подступичных частей к середине оси. Увеличение диаметра подступичной части оси обусловлено также наличием напряжений от насадки колеса и влиянием коррозии грения. Для снижения концентрации напряжений в местах изменения диаметров имеются плавные сопряжения — галтели, выполненные определенными радиусами (см. рис. V.2). Уменьшение концентрации напряжений, вызванных посадкой деталей роликового подшипника, достигается устройством разгружающей канавки у начала задней галтели шейки оси (рис. V.2, г).
Переход от подступичной части к средней может выполняться и без галтели (см. III вариант). В этом случае увеличивается на 11 кг масса оси и усложняется обточка подступичных частей при ремонте.
Для ограничения перемещений подшипников скольжения на концах шеек имеются бурты. Поскольку бурты препятствуют насадке роликовых подшипников, на концах шеек осей для таких подшипников имеются резьбовые части для гаек, а на торцах выполнены пазы, каждый с двумя резьбовыми отверстиями для размещения и крепления болтами стопорных планок.
Применяется и другой способ ограничения роликовых подшипников от перемещений по шейке оси — приставной шайбой, для крепления которой на торцах оси предусматривают по три резьбовых отверстия. Ось при этом (рис. V.2, в) получается короче, а ее изготовление удешевляется. Осп такой конструкции также предусмотрены стандартом и изготовляются некоторы¬ми заводами (например, Стахановским вагоностроительным). На торцах всех осей предусмотрены центровые отверстия (рис. V.2, е и ж) для установки оси или колесной пары в центрах токарного станка. Оси колесных пар вагонов, оборудованных дисковым тормозом, а также оси, на которых смонтирован привод генератора, имеют посадочные поверх¬ности для ступиц тормозных дисков или деталей редуктора.
Технические требования на оси для подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм регламентрованы ГОСТ 31334-2007.
Уменьшение допускаемых нагрузок для осей пассажирских вагонов по сравнению с осями грузовых вагонов обусловлено более высокими ско¬ростями движения пассажирских поездов и необходимостью обеспечения большей безопасности движения. Ось типа РУ отличается от оси III типа меньшим диаметром шейки, поскольку при роликовых подшипниках отпадает потребность в значительном езерве на возможные в эксплуатации переточки шеек, характерные для осей с подшипниками скольжения. Уменьшение диаметра шейки оси позволяет уменьшить размеры, массу и стоимость буксового узла с роликовыми подшипниками, а также снизиты динамические нагрузки, обусловленные этой массой. Поэтому оси РУ1 и РУ1Ш, предназначенные для подшипников с наружным диаметром 250 мм, имеют еще меньшие диаметр и длину шейки по сравнению с осью РУ, используемой для подшипников с диаметром 280 мм.
Материал
Оси изготовляют из углеродистой стали марки Ос В, которая согласно ГОСТ 4728—79 имеет следующий химический состав (в %) : углерода—0,40—0,48; марганца—0,55—0,85; кремния—0,15— 0,35; фосфора — не более 0,04; серы — не более 0,045; хрома — не более 0,3; никеля — не более 0,3; меди — не более 0,25. Механические свойства металла оси после ее изготовления согласно ГОСТ 4008—79 должны удовлетворять нормам, указанным в таблице. Гарантийной срок эксплуатации оси установлен 8,5 лет, а срок службы — 15 лет.
Меры по повышению предела выносливости осевой стали
Поскольку нестационарный режим нагружения при вращении колесной пары вызывает в оси знакопеременные напряжения с амплитудами изменяющейся величины, большое значение имеют меры по повышению предела выносливости осевой стали. К таким мерам, осуществленным в последние годы, относятся обточка средней части осин упрочнение всей оси накаткой роликами, а также контроль ультразвуком, позволяющий выявить оси с крупнозернистой структурой металла. Целесообразность и способы осуществления таких мероприятий рассматриваются в курсе «Технология вагоностроения и ремонта вагонов». Там же объясняется процесс изготовления осей способом поперечно-винтовой прокатки. Цех для этого высокопроизводительного процесса построен на Днепровском металлургическом заводе. В результате поперечно-винтовой прокатки расход металла на заготовку оси сокращается на 15%. Такой оси присвоен Государственный знак качества, а специалисты, создавшие прокатный агрегат «250» и комплексную технологию массового производства осей, в 1978 г. были удостоены Государственной премии СССР. Повышение усталостной прочности материала оси может быть также достигнуто совершенствованием термической обработки. Например, индукционная закалка по сравнению с обычной термообработкой, согласно японским исследованиям, повышает предел выносливости вдвое. Однако, как показали выполненные в СССР исследования, при этом резко снижается прочность прессового соединения таких осей с колесами.
Полые оси колесных пар
Как известно, напряжения поперечного изгиба распределяются неравномерно по сечению детали, достигая наибольшей величины в наружных волокнах и наименьшей — во внутренней части. Поэтому для рассматриваемых условий целесообразно заменить сплошное сечение полым. Например, вал полого (кольцевого) сечения с наружным диаметром 125 мм и внутренним 75 мм имеет площадь сечения, а следовательно, и массу на 30% меньше, чем вал сплошного сечения диаметром 120 мм, хотя моменты сопротивления изгибу и кручению (прочность) сечений обоих валов одинаковы. На этом основано стремление применять полые оси колесных пар вместо осей сплошного сечения.
Кроме того, при изготовлении полых осей удается достичь улучшения структуры и механических свойств металла. Например, по данным Ассоциации американских железных дорог, предел выносливости полой оси, изготовленной из толстостенной трубы, составлял 132 МПа в средней части и 93 МПа в месте напрессовки колеса, а у осей сплошного сечения эти показатели соответственно равны 121 и 62—83 МПа.
Создание надежных колесных пар с полыми осями является сложной задачей, о чем, в частности, свидетельствует опыт США. В 1943 г. там для массового изготовления полых осей был создан специальный цех, но впоследствии из-за частого повреждения такие оси стали изымать из эксплуатации.
При создании колесных пар с полыми осями особое внимание уделяется обеспечению надежного соединения колеса с осью. Это объясняется тем, что в первых опытных партиях колесных пар с полыми осями усилия, необходимые для распрессовки колес, оказались ниже усилий напрессовки. У колесных пар со сплошными осями распрессовочные усилия, по которым судят о прочности соединения колеса с осью, обычно больше напрессовочных.
Снижение распрессовочных усилий может быть объяснено остаточными деформациями полой оси. Такие деформации снижаются при насадке на ось колеса со ступицей уменьшенной толщины и увеличенной длины, но в такой конструкции интенсивнее развивается коррозия трения, снижающая предел выносливости оси.
В 1964—1965 гг. Уральский вагоностроительный завод изготовил опытную партию полых осей (1000 шт.). В отличие от американских и прежних отечественных конструкций эти полые оси имели диаметр подступичных частей больший, чем у сплошных осей. При этом использовались стандартные колеса за счет соответствующей расточки отверстия в ступице.
Колесные пары, сформированные с такими полыми осями, подвергались лабораторным и эксплуатационным испытаниям. Было установлено, что предел выносливости во всех частях полых осей не ниже, а чувствительность к концентрации напряжений меньше, чем у стандартных сплошных осей. Несущая способность, оцениваемая произведением предела выносливости на момент сопротивления сечения изгибу, в подступичной части полой оси на 15% превышает этот показатель для сравниваемой сплошной оси.
Литература
Вагоны: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / Л. А. Шадур, И. И. Челноков, Л. Н. Никольский, Е. Н. Никольский, В. Н. Котуранов, П. Г. Проскурнев, Г. А. Казанский, А. Л. Спиваковский, В. Ф. Девятков; Под ред. Л. А. Шадура. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Транспорт, 1980. — 439 с.
ГОСТ 31334-2007. Оси для подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия
3.2.1 Классификация и основные элементы вагонных осей
Вагонные оси (рис. 3.9) являются составной частью колесной пары и представляют собой стальной брус круглого переменного по длине поперечного сечения.
На подступичных частях 3 оси располагаются колеса, укрепленные жестко или подвижно, а на шейках 1 размещаются подшипники. Вагонные оси различают между собой: размерами, определяемыми в зависимости от заданной нагрузки; формой шейки оси в соответствии с применяемым типом подшипника — для подшипников качения и подшипников скольжения; формой круглого поперечного сечения — сплошные или полые; способом торцового крепления подшипников качения на шейке оси — корончатой гайкой или шайбой. Кроме того, оси классифицируются по материалу и технологии изготовления. Между шейками 1 и подступичными частями 3 находятся предподступичные части 2, служащие для размещения деталей задних уплотняющих устройств букс, а также снижения концентрации напряжений в переходных сечениях от подступичных частей к шейкам оси. В местах изменения диаметров для снижения концентрации напряжений имеются плавные сопряжения — галтели, выполненные определенными радиусами: от шейки 1 к предпод-ступичной 2, от предподступичной к подступичной 3 и от средней 4 к подступичной частям.
Снижение концентрации напряжений, вызванных посадкой внутреннего кольца роликового подшипника, обеспечивается разгружающей канавкой, расположенной у начала задней галтели шейки оси (рис. 3.9, г). Оси для подшипников качения на концах шеек имеют нарезную часть К (рис. 3.9, а) для навинчивания корончатой гайки, а на торце имеется паз с двумя нарезными отверстиями для постановки и крепления двумя болтами стопорной планки. В вагонных осях с креплением подшипников качения при помощи приставной шайбы в торцах шеек делаются нарезные отверстия для болтов (рис. 3.9, б) в двух вариантах: при помощи трех или четырех болтов. Оси для подшипников скольжения по торцам шеек имеют буртики М (рис. 3.9, в), служащие для ограничения смещения подшипников вдоль оси наружу при движении вагона. На торцах всех типов осей предусмотрены центровые отверстия (рис. 3.9, д, ё), служащие для установки и закрепления оси или колесной пары в центрах при обработке на токарном станке. Форма и размеры центровых отверстий стандартизированы. Оси колесных пар, оборудуемых дисковым тормозом, а также оси, на которых предусмотрена установка привода подвагонного генератора, имеют посадочные поверхности для установки тормозных дисков или деталей редуктора. Основные размеры и допускаемые нагрузки для стандартных типов осей вагонов широкой колеи, кроме вагонов электропоездов и дизель-поездов, приведены в табл. 3.3.
На шейке осей РУ-1 и РУ-1Ш устанавливаются роликовые подшипники с наружным диаметром 250 мм, а на шейке оси РУ — 280 мм, поэтому посадочные диаметры у них разные. Для грузовых вагонов с повышенными нагрузками на ось 245 кН предусмотрена усиленная ось, которая также применяется для специализированных грузовых вагонов с нагрузкой на ось 30 тс (сталь ОС ГОСТ 4728-96).
Что такое ось вагона
ГОСТ 22780-93
(ИСО 1005-9-86)
ОСИ ДЛЯ ВАГОНОВ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ КОЛЕИ 1520 (1524) мм
Типы, параметры и размеры
Car axles for 1520 (1524) mm gauge main-line Railways. Types, parameters and dimensions
Дата введения 1995-01-01
1 РАЗРАБОТАН Госстандартом России
ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 21 октября 1993 г.
За принятие проголосовали
Наименование национального органа стандартизации
3 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 02.06.94 N 160 межгосударственный стандарт ГОСТ 22780-93 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 01.01.95
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Номер пункта, приложения
Настоящий стандарт распространяется на оси колесных пар грузовых и пассажирских вагонов, вагонов электропоездов и немоторных вагонов дизель-поездов магистральных железных дорог колеи 1520 (1524) мм.
Стандарт не распространяется на оси, предназначенные для ремонта колесных пар.
Допускается по согласованию между изготовителем и потребителем изготовлять оси в соответствии с требованиями приложения, подготовленного методом прямого введения ИСО 1005-9-86.
1. Оси должны изготовляться следующих типов: РМ3, РМ5, РУ1, РУ1Ш (табл.1).
Пример условного обозначения оси типа РУ1:
Ось РУ1 ГОСТ 22780-93
2. Максимальные расчетные статические нагрузки от колесной пары на рельсы и применяемость осей в зависимости от типа вагона приведены в табл.1.
Максимальная расчетная статическая нагрузка
от колесной пары на рельсы кН (тс)
Немоторный
электро- и дизель-поезда
Примечание. При эксплуатации грузовых вагонов допускается по согласованию с разработчиком (изготовителем) повышение расчетных статических нагрузок от колесной пары на рельсы не более 235,0 (24,0) кН (тс) при соблюдении требований ГОСТ 22235 и скорости движения до 80 км/ч, при этом показатели надежности и гарантийные сроки эксплуатации сборочных единиц и вагонов для повышения статических нагрузок устанавливаются разработчиком (изготовителем) в нормативно-технической документации на конкретные модели вагонов.
Указанные в табл.1 значения максимальных нагрузок установлены без учета отклонений в распределении фактической массы брутто вагонов по осям от проектной.