3.5.2 Тележки пассажирских вагонов

Тележка типа КВЗ-ЦНИИ (рис. 3.41) обладает лучшими ходовыми качествами по сравнению с КВЗ-5, большинство узлов и деталей которой использовано в новой конструкции.

Отличительной особенностью тележки типа КВЗ-ЦНИИ является опирание кузова на скользуны 1 (рис. 3.41, а), а не на подпятник, как это принято в ранее спроектируемых конструкциях вагонов. Кроме того, в тележке КВЗ-ЦНИИ увеличен статический прогиб рессорного подвешивания до 190 мм вместо 120—150 мм в предшествующей конструкции. В результате удалось повысить конструкционую скорость движения до 160 км/ч при обеспечении необходимой плавности хода вагона. Этот способ опирания кузова на тележки позволил снизить массу надрессорной балки 2, а с целью недопущения перекоса ее при действии момента сил трения между скользунами предусмотрены поводковые устройства 3, связывающие надрессорную балку 2 с боковыми продольными балками 4 рамы тележки.

Рама (рис. 3.41, б) тележки КВЗ-ЦНИИ сварная Н-образной формы, состоит из двух боковых продольных 1, двух средних поперечных 2, четырех укороченных концевых поперечных 4 и четырех вспомогательных продольных балок 3, предназначенных для крепления тормозной рычажной передачи. В средней части продольные балки замкнутого сечения из двух швеллеров № 20 сверху и снизу усилены листами стали толщиной 14 мм. По концам этих балок приварены планки 5 с кольцами 13, служащие для центрирования и крепления шпинтонов, а посередине — кронштейны 9 для крепления гасителей колебаний и вертикальные скользуны 8 для ограничения поперечного перемещения надрессорной балки. Отверстия 10, предназначенные для установки подвесок люльки и отверстия 11, служащие для крепления предохранительных болтов центрального подвешивания, усилены накладками, ребрами и обечайками. В средних поперечных балках 2 также имеются усиленные шайбами и ребрами жесткости отверстия 12 для крепления предохранительных скоб надрессорной балки.

Для подвешивания деталей тормозной рычажной передачи к попереч¬ным средним 2 и 4 приварены кронштейны б, в отверстия которых вварены втулки. Для ограничения продольных смещений надрессорной балки предусмотрены вертикальные скользуны 7, приваренные к средним поперечным балкам 2.

Надрессорная балка (рис. 3.41, в) тележки КВЗ-ЦНИИ сварная коробчатого сечения. Концевые ее части уширены для обеспечения хорошей опоры на трехрядные пружины центрального подвешивания и снабжены отверстиями 8, служащими для пропуска предохранительных болтов. Посередине балки укреплен подпятник 5, а подпятниковое место усилено ребрами 6 и планкой 7. В верхней части балки приварены коробки горизонтальных скользунов 4, к которым сбоку прикреплены вертикальные скользуны 3, взаимодействующие со скользунами средних поперечных балок рамы тележки. По концам надрессорной балки расположены кронштейны 2 для направляющих поводков и кронштейны 1 для крепления гидравлических гасителей колебаний. Вертикальная нагрузка от кузова вагона передается через горизонтальные скользуны 4 надрессорной балки, а между пятником и подпятником, соединенными замковым шкворнем, должен быть вертикальный зазор 9 мм. В этом случае пятник и подпятник совместно с замковым шкворнем, состоящим из двух полушкворней, являются осью вращения тележки относительно кузова и служат для передачи тяговых и тормозных усилий от тележки к кузову, а также восприятия сил, возникающих от момента трения при прохождении кривых участков пути.

Рессорное подвешивание (рис. 3.42) тележки КВЗ-ЦНИИ двухступенчатое (аналогичное подвешиванию тележки КВЗ-5).

Буксовая ступень (см. рис. 3.42, а) включает в себя два одинаковых параллельно работающих комплекта, каждый из которых состоит из шпинтона 2, наружной 3 и внутренней 4 пружин и фрикционного гасителя колебаний. С целью уменьшения шумовых высокочастотных колебаний между наружной пружиной 3 и поддоном корпуса буксы 75, приваренном к кожуху 6, предусмотрены резиновые прокладки 7 и 9, защищаемые от истирания металлическими кольцами 5 и 8. В состав гасителя колебаний входят: сменная фрикционная шпинтонная втулка 13, вокруг которой расположены шесть фрикционных конусных секторов (клиньев) 14, расположенных между верхним и нижним опорными коническими кольцами 10. На верхнее кольцо воздействует внутренняя пружина 4, а нижнее кольцо 10 через резиновую прокладку передает нагрузку на поддон корпуса буксы 15. Во время колебания рамы 1 тележки относительно буксы 75 происходит взаимное перемещение и возникновение сил трения между клиньями 14 и шпинтонной втулкой 13, фиксация которой осуществляется корончатой гайкой 11 и тарельчатой пружиной 12.

Центральная, ступень подвешивания (рис. 3.42, б) оборудована люлькой, состоящей из двух параллельных комплектов, на которых расположена надрессорная балка 15. Каждый комплект включает две трехрядные пружины 13, опирающиеся через прокладку 10 на поддон 12, подвешенный шарнирно к продольным балкам рамы посредством серег 4 и подвесок (тяг) 3. Благодаря шарнирной опоре через валик 2 и наличию радиальной поверхности верхней проушины подвесок 3 люлька может качаться поперек и вдоль вагона, создавая плавное отклонение кузова.

На случай обрыва подвесок 3 или серег 4 предусмотрены предохранительные болты 9 с Т-образными головками, опирающимися вверху через резиновую прокладку 6 на продольные балки рамы, а на нижние концы навернуты гайки 77. От падения надрессорной балки предусмотрена предохранительная скоба 14. От ее перекоса и смягчения продольных ударов, возникающих при прохождении кривых участков пути, каждый конец балки связан с рамой тележки упругим продольным поводком 1.

Центральное подвешивание снабжено гидравлическими гасителями колебаний 7, размещенными с каждой стороны тележки и шарнирно укрепленными верхними концами к кронштейнам 5 боковых рам, а нижними — к кронштейнам 8 надрессорной балки. Расположенные под углом 35—45° к горизонтали они способны гасить вертикальные и горизонтальные колебания надрессорной балки и кузова вагона.

Опора кузова на тележку (рис. 3.43, а) состоит из скользунов кузова 1 и тележки 2, взаимодействующих между собой. Скользун 2 через резиновую прокладку 4 опирается на дно коробки 3, укрепленной болтами к опоре 6 надрессорной балки, где она центрируется с помощью штыря J. Такая опора повышает плавность хода вагона за счет уменьшения боковой качки и гашения извилистого движения тележки. При этом момент трения между скользунами должен находиться в пределах 20—28 Н*м, обеспечивающий поворот тележки относительно кузова при прохождении вагона в кривых участках пути. Это достигается применением разнородных материалов. Для скользуна кузова 1 применена сталь марки 40Х, а для тележки 2 скользун выполнен из серого чугуна СЧ 23-40. С целью недопущения задиров рабочие поверхности скользунов шлифуют и смазывают.

Подобная конструкция опоры потребовала применения дополнительного устройства — направляющего упругого поводка (рис. 3.43, б), предназначенного для упругого ограничения горизонтального перемещения надрессорной балки и возвращения ее в центральное положение. Он состоит из трубчатой тяги б с левой и правой цапфами на концах, резиновых пакетов 2, заключенных между тарелей 3 и шайб 4. Зазоры между вертикальными продольными скользунами надрессорной и поперечными балками регулируют при помощи гаек 1 и 5 в пределах запаса резьбы на левой цапфе тяги 6.

Тележки КВЗ-ЦНИИ выпускаются двух типов: I тип предназначен для вагонов с массой брутто до 60 т; II тип — до 72 т. Тележка II типа аналогична по конструкции и отличается от I типа более мощной рамой, имеющей концевые поперечные балки. Она оборудована усиленными люлечными подвесками, удвоенным числом гидравлических гасителей колебаний, пружинами, имеющими больший диаметр прутков и др. Масса усиленной тележки увеличена на 0,4 т, она имеет меньший статический прогиб по сравнению с тележкой I типа.

Для вагонов массой брутто до 108 т Калининский завод в 1959 г. построил трехосную тележку (рис. 3.44) с двухступенчатым рессорным подвешиванием, статический прогиб которого равен 168 мм. Отдельные комплекты центрального и буксового подвешивания аналогичны соответствующим конструкциям тележек КВЗ-ЦНИИ.

Центральное люлечное подвешивание трехосной тележки состоит из четырех комплектов, на пружины которых своими концами опираются две надрессорные балки, объединенные шкворневой балкой Н-образной формы. Нагрузка от кузова передается на подпятник, расположенный в центре шкворневой балки. Между скользунами кузова и надрессорными балками должны быть нормированные зазоры. В центральном подвешивании применены гидравлические гасители колебаний. Крайние комплекты буксового подвешивания аналогичны по устройству с тележками КВЗ-5, а средние выполнены без фрикционных гасителей колебаний и не имеют внутренних пружин. Внутренняя колесная пара загружена на 80 % по сравнению с крайними, под пружины буксовых комплектов которых во время сборки подкладывают 10-миллиметровые прокладки.

Кроме того, с целью улучшения плавности хода колесные пары трехосных тележек имеют уклон поверхности катания 1/40 вместо 1/20. Рычажная передача — с двухсторонним нажатием тормозных колодок.
Необходимость повышения скорости движения потребовали разработки усовершенствованных конструкций. В результате решения этой задачи Калининским (ныне Тверским) заводом совместно с ВНИИЖТ, ВНИИВ, ЛИИЖТ и др. была создана модернизированная тележка КВЗ-ЦНИИ-М, допускающая повышение скорости движения до 180 км/ч. Она отличается от рассмотренных выше тележек типа КВЗ-ЦНИИ увеличенным статическим прогибом рессорного подвешивания, более надежной однозвенной конструкцией люлечных подвесок вместо двухзвенных и др. С 1986 г. Калининский (Тверской) завод строит вагоны с модернизированными тележками. Для вагонов скоростных поездов (до 200 км/ч) Калининским вагоностроительным заводом разработана новая тележка типа ТСК-1 (тележка скоростная калининская, 1-й вариант).

Тележка типа ТСК-1 (рис. 3.45, а) предназначена для пассажирских вагонов скоростных поездов (до 200 км/ч). Она разработана Калининским вагоностроительным заводом в 1969 г. для вагонов поезда «Русская тройка» (РТ-200). Особенность устройства тележки ТСК-1 заключается в устройстве центрального подвешивания, в котором используются пневматические рессоры 4 диафрагменного типа с резинокордной оболочкой диаметром 580 и высотой 170 мм.

В центральном подвешивании установлены вертикальные и горизонтальные гидравлические гасители колебаний, шарнирно соединяющие надрессорную балку 3 с рамой 5 тележки и обеспечивающие раздельное гашение колебаний в вертикальной и гори¬зонтальной плоскостях. Кузов вагона опирается на скользуны, что вызвало необходимость связи надрессорной балки с рамой тележки упругими поводками с резинометаллическими шарнирами по концам. Буксовое подвешивание 2 аналогично по конструкции с тележкой КВЗ-ЦНИИ, но имеет гидравлические гасители колебаний и поводки, связывающие кронштейны букс с рамой тележки. Колесные пары 1 специальные, имеющие новый профиль поверхности катания с конусностью 1:100; 1:20; 1:7 и углом скоса рабочей грани гребня 65° вместо 60° в типовых колесных парах. Шейки оси удлинены для размещения третьего упорного подшипника.

Надрессорная балка 2 (рис. 3.45, б) сварная коробчатой формы с посадочными площадками по концам для установки пневматических рессор 4 центрального подвешивания, а в средней части имеет шкворневое устройство 1 с упругой посадкой. Балка снабжена подрезиненными пластмассовыми скользунами 3, на которые опирается кузов вагона.

Тележка ТСК-1 оснащена дисковым 5 и магнитно-рельсовым б тормозами. Причем дисковый тормоз предназначен для производства служебного торможения, а совместно с магнитно-рельсовым — для экстренного торможения. Тележка оборудована колодочным устройством для очистки поверхности катания колес перед торможением. Для вагонов нового поколения на Тверском вагоностроительном заводе разработаны конструкции, отвечающие современным техническим требованиям.

В табл. 3.7 приведена основная техническая характеристика тележек пассажирских вагонов.