Kurs ishi Fan: “Vagonlarning tuzilishi va loyihalashtirilishi” Mavzu: To’rt o’qli 12-119 modeldagi yarimvagon(полувагон)ni loyihalashtirish

Цилиндрический подшипник представляет собой разъемную конструкцию, у
которой одно из колец (внутреннее или наружное), сепаратор и ролики соединены в один неразъемный блок. Такие подшипники бывают закрытого, полузакрытого и открытого видов. Подшипники закрытого вида имеют борта на внутреннем и наружном кольцах, чем ограничивается их взаимное перемещение и соответственно перемещение оси и корпуса буксы в пределах осевого зазора. Подшипники полузакрытого вида имеют на одном из колец только один борт или плоское упорное кольцо и воспринимают осевые нагрузки, действующие только в одном направлении. Подшипники открытого вида на одном из колец бортов не имеют, поэтому не ограничивают взаимного перемещения наружного и внутреннего колец, а также оси и корпуса буксы.
Ролики цилиндрического подшипника имеют форму цилиндра (рис. 8, а), образующая поверхности качения роликов является прямой, параллельной оси вращения подшипника и перпендикулярной радиальной нагрузке. Она воспринимается поверхностью качения, а осевая – торцами роликов.

Рис. 8 – Ролики подшипников
В двухрядных сферических подшипниках каждый ряд роликов, размещенный в отдельных сепараторах, работает самостоятельно, имеет общую сферическую дорожку в наружном кольце, вследствие чего подшипник является самоустанавливающимся. На внутреннем кольце расположены две дорожки качения, разделенные средним направляющим бортом, который может быть выполнен за одно целое с кольцом или отдельно (плавающий борт).

Ролики сферических подшипников (рис. 8, б) изготовляют в виде

несимметричной (конусной) и симметричной бочек. Ролики в форме несимметричной бочки сужены в сторону от среднего борта внутреннего кольца, т. е. диаметр торца, обращенный к среднему борту, больше диаметра торца, обращенного наружу. Ролики в форме симметричной бочки имеют одинаковые диаметры по торцам. Радиус образующей ролика равен радиусу образующей беговой дорожки внутреннего кольца. Таким образом, теоретически по всей образующей ролика между ним и внутренним кольцом имеется контакт. Радиус сферы наружного кольца несколько больше радиуса образующей ролика, поэтому теоретически ролик с наружным кольцом должен контактировать в одной точке. В действительных условиях вследствие упругости материала контактная поверхность ролика с наружным кольцом подшипника представляет собой полоску, а с внутренним кольцом – площадку, очерченную эллипсом.
Вследствие способности сферических подшипников самоустанавливаться деформация шейки оси мало отражается на их работе, в то время как в цилиндрических подшипниках такая деформация приводит к повышенным контактным напряжениям по концам роликов и вызывает выкрашивание металла по их кромкам. Для снижения этих напряжений концам цилиндрических роликов (рис. 8, а) придается форма усеченных конусов. Ролики цилиндрических подшипников изготовлялись со скосами, как показано на (рис. 8, в), а с 1965 г. ролики подшипников 42726 и 232726 изготовляются с рациональным контактом – бомбиной (рис. 8, а).
Цилиндрические подшипники проще в изготовлении, однако при сборке по сравнению со сферическими требуют большей точности и тщательной подборки по радиальным зазорам. Долговечность цилиндрических подшипников, как показал опыт, в 6–8 раз выше, чем сферических при равных габаритных размерах.
Беззаклепочный сепаратор (рис. 9) имеет рамную конструкцию с гнездами для роликов. Чтобы ролики удерживались в сепараторе, его продольные или находящиеся у торцов роликов перемычки (указаны стрелками) расчеканиваются. Беззаклепочные сепараторы повышают работоспособность подшипников и улучшают условия смазывания трущихся поверхностей.

Рис. 9 – Сепараторы подшипников
У цилиндрических подшипников, имеющих массивные беззаклепочные сепараторы, ролики удерживаются в гнездах расчеканкой перемычек (рис. 9, а). У части подшипников, имеющих облегченные беззаклепочные сеператоры, расчеканка осуществляется по перемычкам (рис. 9, б) или со стороны торцов роликов (рис. 9, в).
Сепаратор двухрядных сферических подшипников состоит из двух полусепараторов с гнездами для роликов.
Кольца и ролики подшипника изготовляются из хромистой стали марок. ШХ15 и ШХ15СГ. Сталь марки ШХ15 имеет следующий химический состав: углерода 0,95–1,1%; марганца 0,2–0,4%; кремния 0,17–0,37%; хрома 1,3–1,65%; серы и фосфора не более 0,02–0,27%. Сталь марки ШХ15СГ отличается от стали ШХ15 только тем, что марганца в ней содержится 0,9–1,2%, а кремния 0,4–0,65%. Кроме этих сталей, кольца и ролики подшипников изготовляют из стали типа ШХ4РП, допускающей применение методов поверхностного упрочнения.
При изготовлении роликовых подшипников отдельно изготовляют кольца, ролики, сепараторы, а затем их собирают. Наиболее трудоемкие детали – кольца подшипников – куют в горячем состоянии, а затем раскатывают на специальном станке, придавая им размеры и форму, близкие к окончательным (рис. 10). Так как охлажденные на воздухе кольца обладают высокой твердостью, их перед механической обработкой отжигают в электропечах с автоматическим регулированием температуры.
Буксовые узлы в эксплуатации передают все основные статические и динамичес-
кие нагрузки от рамы тележки вагона вращающимся колесным парам. Они должны
обеспечивать при этом высокую надежность в сложных условиях эксплуатации,
выдерживать нормируемую долговечность работы.
Долговечность роликовых подшипников представляет собой срок службы,
измеряемый километрами пробега или числом оборотов, в течение которого
не должны появляться признаки усталости металла не менее чем у 90 % под-
шипников данной их группы при одинаковых условиях эксплуатации. На
этом понятии основаны значения динамической грузоподъемности, приво-
димые в каталогах и используемые при расчете долговечности вагонных
подшипников. Буксы с роликовыми подшипниками. Долговечность в миллионах
километров пробега вагона для типового буксового узла с двумя цилиндрическими
роликовыми подшипниками



где С -- динамическая грузоподъемность подшипников, принимаемая по каталогу.
Для подшипников, имеющих ролики с модифицированной формой образующей

(бомбина), каталожное значение С увеличивдется Ha 15%; D_K – диаметр по

Кругукатания средневзвешенного колеса. При номинального диаметре колеса
0,95м принимается
D_к =0,9 м; Р_э - эквивалентная сила, действующая на один подшипник.


Эквивалентная сила , приходящаяся на роликовый подшипник,



где Р_п - статическая сила, приложенная к одному подшипнику, Н; К_д - коэффициент,
учитывающий динамическое воздействие нагрузки в эксплуатацни при движении ва-
гона; для пассажирских вагонов К_д =1,2;
для грузовых К_д= 1,3.
Статическая сила, приходящаяся на один подшипник в эксплуатации,

где Р_ст , T - статическая и собственная силы тяжести груза и вагона соответс-

твенно,Н. Р_к.п. - собственная сила тяжести одной колесной пары, Н;
т₀ - число колесных пар в вагоне; і - число пошнпников в одной буксе,
воспринимающих радиальные нагрузки. Для типовой буксы і - 2.
Расчетная долговечность роликовых подшипников, определен-ная по формуле с
учетом фактических данных, должна быть не менее 3 млн. км для пассажирских и
1,5 млн. км для грузовых вагонов. Определив расчетную долговечность в
километрах пробега, можно подсчитать число сделанных оборотов подшипником за
этот пробег, используя формулу



В случае проверки на долговечность нетипового подшипника, данные о
котором в каталоге отсутствуют, или при нетиповомего нагружения
динамическая грузоподъемность С определяется по формуле, рекомендуемой
стандартом для радиальных и радиально-упорных конструкций.
Вывод
Я увеличил грузоподъемность, уменьшив масштаб вагонов в этом расчете проекта. Грузоподъемность универсала модели 12-119 составляла 71 тонн, я рассчитал, что он будет перевозить 69 тонн максимальных пружин, то есть 7 рядов пружин. Вес вагона составлял 23 тонн, а я уменьшил его до 22.5 тонн. Я сделал расчет надресорной балки и поработал с моментами расчета тела.