Тартқыш жылыжымалы құрамы арбаларының конструкциясы

Қазіргі тепловоздарда арбалы экипаждар кеңінен таралған. Бұл олардың бірқатар артықшылығымен түсіндіріледі.Олар: локомотив салуға жөндеуге кететін шығындардың аз болуы, сонымен қатар жөндеудің агрегаттық әдістерін қолдану.

Арбаның негізгі бөлшектері: рома, буксалар бар дөңгелектер жұбы, ренорлық ілме, тіркегіш құралдар, шквореньдік мүшелеу және тежегіш жабдықтар.

Арбалар осьтерінің саны, рамаларының типі, ренорлық ілменің конструкциясы, тарту электр қозғалтқыштарын ілу тәсілдері, тіреу –қайтару құрылғыларының конструкциясы, тежегіштер типі, дөңгелектер жұбын рамамен байланыстыру конструкциясы бойыннша бөлінеді.

Локомотив арбасының рамасы-арбаның негізгі көтерме торабы, ол тарту жетегінің, тежеу жабдықтарының және рессорлық ілменің элементтерін орналастыру үшін арналған.

Арба рамасына орталық рессорлық ілме арқылы Кузов салмағы беріледі. Кузовтың ауырлық күшін рессорлық ілудің элементтері арқылы дөңгелектер жұбының буксалары беріледі тарту және тежеу күштері дөңгелектер жұбының буксаларына беріледі. Ескі конструкцияларда (ВЛ19,ВЛ22,ВЛ8 электровоздары) тарту күші автотіркегішке арба рамасы арқылы беріледі. Арбаның жолдың түзу не қисық учаскісімен қозғалуы кезінде арбаның рамасы вертикалды және горизонталды тегістіктердегі дөңгелектер жұбының рельстермен өзара әсерлесуінен әсер ететін күштерді қабылдайды.

Ауырлық күшін автотіркегішке берудің белгілі жүиесіне қарай арбаларды біріктірілген және біріктірілмеген деп бөледі. Біріктірілген арбаларда тарту күші дөңгелектер жұбынан автотіркегішке букса мен арбаның рамасы арқылы беріледі.

Сондықтан автотежегіш буферлік сырғауылда орналасады. Біріктірілмеген арбаларда тарту күші букса арқылы арба рамасына, одан ары қарай кузов тіреулері арқылы кузов рамасына беріледі. Бұл жағдайда автотіркегіш кузов рамасының ұштағы аралықтарында орналасады.

Арба рамалары, әдетте ұзындық және көлденең аралықтарынан тұрады. Кейже сырғауылды және табақты рамаларды бұл аралықтарды бүйірлі рамалар деп атайды және рамалық бекітпелер депте атайды. Арбалардың рамаларының негізгі элементтерінің және аралықтарының өзара орналасуы раманың компандаушысын құрайды. Бойлық және көлденең арқалықтарды жалғау дөңгелектер жұбымен жалғау үшін, арқалықтармен қатты байланысқан элементтер қажет; сондықтан компандау схемаларында олар аралықтарға жанасқан өзектер түрінде көрсетілген.

Қозғалтқыш осьтерінің саны бірдей болған кезде үш осьтік арбалардағы электровоз ұзындығы екі осьтікке қарағанда кейде аз болады, бірақ жолға әсер етуі бойынша қозғалыстың жоғарғы кезінде екі осьтік арбалары бар электровоздардың артықшылықтары болады. Сондықтан қазіргі электровоздарды екі осьтік арбаларымен шығаратын болды. Екі осьтік арбалардың рамасы жеңіл және бағасы аз; олардың рамаларының технологиялық жұмыс үрдісін автоматтандыру және электрлік берілісті электровоздармен тепловоздарына арналған бірқатар унифицерленген арбалар шығару мүмкіндігі туды.

Көптеген конструкторлық ұйымдар жылдамдығы жоғары жылжымалы құрамға арналған рамасыз арбалардың варианттарын дайындауда.

Раманың жеке салмағын төмендету мақсатында, олардың дыбыс оқшаулау және шуды басу қасиеттерін жақсарту, раманың жеке тығыздығын пайдалану мақсатында иілудің бастапқы сатысы ретінде рамаларды кампазициялық талшықты синтетикалық материалдардан жасау бойынша жұмыстар жүргізілуде.

Арбалардың рамаларының конструкциялары әр түрлі болады, олар рамаларға әсер ететін күштер қосындысымен,ондағы орналасқан жабдықтардың құрылысымен, сонымен қатар (дайындаудың) жасаудың белгілі бір техналогиясымен анықталады.

Бірқатар артықшылықтарына қарамастан бүтін құйылған рамалар кеңінен қолданылмайды.

Жарамсыз болудың үлкен пайызы және құю сапасын бақылау қиындығы (әсіресе ішкі қуыстардағы), бұл технологиядан бас тартып, мейлінше болашағы зор технология – рамалардың пісіру арқылы шығаруға, ауысуға мәжбүр етеді. Сонымен қатар темір жолдардағы қозғалыс жылдамдығының өсуі арба салмағын төмендету қажеттілігіне әкеледі

Пісіру рамаларын жобалау, шығару және сынау тәжірибесінің жеткіліксіздігі алғашқы Н60,ВЛ60 электровоздарын және ЭР1 электрпойызын пайдалануда олардың сенімділігінің жеткіліксіз болу себебін көп қиыншылықтар туғызды.

Арба конструкциясының ВЛ80 электровоз арбасын үлгі ретінде ала отырып қарастырайық (2.53 сурет).

ВЛ80 электровоздары арбасының құрамына рама, дөңгелектер жұбы 5, тісті беріліс 7, буксалар 4, рессорлық іліме 3, тежеу жүйесі 2, тартқыш қозғалтқыштың ілмесі 1, шарлы байланыс 8 кіреді.

Арбаның конструкциясы тарту қозғалтқышын дөңгелектер жұбымен бірге төмен монтаждау және демонтаждауды, тісті берілістің қынын кузовты көтермей алуға және тежеу колодкаларын ауыстыруға мумкіндік береді.

Арбаның рамасы - тік бұрышты формасы, екі бүйірден пісірілген, өзара шкворентдік және екі ұштық сырғауылмен байланысқан бүтіндей пісірілген конструкция.Бүйірлері мен ұштық сырғауылы прокаттық болаттың төрт табағынан пісірілген. Буйірдің астыңғы табағына кішкене және үлкен құйылған кронштейндер пісіріліп жапсырылған.

Бүйірдің үстіңгі табағына бүйірді күшейтетін жапсырмалар пісіріліп жапсырылған.

Жапсырмаға және бүйірдің сыртқы жағына люлькалық ілме кронштейны пісірілген. Бұйірдін шикі жағында, тежеу жүйесінің ілмесіне арналған кронштейнер бар, ал сыртқы жағында гидравликалық сөндіргіштерге арналған кронштейн бар. Күшейткіш қабырғалары бар қораптың шкворень сырғауылы құйылған шкворендік сырғауылы мен байланыс сырғауылынан тұрады.

2.53 сурет. ВЛ80 арбасы.

Шквореньді сырғауылдың ортанғы бөлігінде сопақ, коникалық ауысатын саңылау бар, ол арқылы шкворень өтеді.

ВЛ80 элнктровозы дөңгелегінің диаметірі 1250мм тең. Дөңгелектер жүбының осіне тарту жетегінің екі тиісті дөңгелегі салынған. Тісті беріліс 7 қатты, екі жақты, қиғаш тісті болады. Ол екі шестернядан және екі тісті дөңгелек тен тұрады, олар қорғаныс қынына тығылған. Қын бір-біріне тығыз жақындатылған және тарту қозғалтқышының астарына бекітілген екі жартыдан тұрады.

Қанның астынғы бөлігі тісті берілісті майлауға арналған май ваннасының қызыметін де атқарады.

Тарту қозғалтқышы тірек-осьтік болып келеді. Тарту қозғалтқышы бір ұшымен мотор-осьтік подшипникі арқылы дөңгелектер жұбының осіне сүйенеді, оал екінші ұшымен арнайы ілме арқылы арбаның рамасына сүйенеді.

Электровоздар арбасының конструкциясын JCE электропойызы арбасының үлгісінде (254 сурет) қарастырамыз. Бойлық бағытта дөңгелектер жұбы тізгіндермен әкелінеді. Әр осьтік подшипникке бір тізгіннен келеді. Тізгіндерді арба рамасына және осьтік подшипниктерге бекіту тозбайтын рәзеңке, металл элементтері арқылы жүзеге асырылады.

Бастапқы ресорлық ілме көлденең жылжуды қамтамасыз етеді және өзінің тығыздығының арқасында салмақ түсу көлемін төмендетеді.

2.54 сурет ІCE электровозының моторлы вагонының жалпы кескіні.

Жасыл түс- тарту жетегі; қызылсары-ресорлық ілме; сары – гидравликалық амортизаторлар; қоңыр- букса тізгіні; қызыл- гребень майлағышы; күлгін- бойлық тартқышы.

Мотор вагон рамасы арба рамасының пружиналарына тіреледі. Бір дөңгелектер жұбына келетін төрт пружина, дөңгелектер жұбымен арба арасындағы бастапқы ресорлық ілме болып табылады.

Ресорлық ілме жүйесінің аптималды орналасуының арқасында арба рамасының бұралу кезеңін минимумға дейін төмендету мүмкіндігі туды. Ресорлық ілме тозбай жұмыс істейді.

Моторвагонды жолға орнату, сонымен қатар оны көтеру үшін моторвагон мен арба тізбектерімен жалғанған.

Ауыспалы тоқтың тару қозғалтқыштары дөңгелектер жұбы осьтерінің роликті мойынтіректеріне -–орналасқан тізгіндерге сүйенбейді.

Тарту қозғалтқышынан дөңгелектер жұбына польстері майланған бір сатылы редуктеордың көмегімен беріледі.

Арбаның әр дөңгелегі теңсеу коолодкаларының екі блогымен жабдықталған. Дөңгелектің екі жағында композиттік материалдардан жасалған колодкалар жұбы орналасқан.

Тежеу колодкаларының блоктары автоматтық құрылғымен жабдықталған.

Аялдама тежегіші тежеу цилиндрінің конструкциясымен қамтамассыз етіледі, олардың қажетті тежеу үшін жұмсауға арналған пружинасы бар.

Сыйымдылығы 30 л төрт құм бункері әр арбаның шеткі дөңгелектер жұбының жанында орналасқан.

Электропойыздары гребень майлау жүйесімен жабдықтала алады. Биіктігі реттелетін жол тазалағыш арбаның негізгі дөңгелектер жұбының алдында тұрады.

Көлік құралының тарту жетегі – қозғалысқа кедергіні жеңу бойынша жұмысқа белгілі бір энергия түрін өзгерту үшін қызмет етеді.

Механикалық энергияны жұмысқа тікелей өзгертуді жетектің орындаушы органы – көлік құралын қозғалтушы орындайды.

Электр энергиясы өзгертілетін электр жетегінің құрамына қозғалтқыштан босқа тартқыш берілісі, тарту қозғалтқышы, өзгерткіш және реттегіші құрылғылар кіреді.

Тарту қозғалтқышы электр энергиясын механикалыққа өзгерту үшін қызмет етеді, сондықтан оның құрамына электрлік және механикалық бөліктері кіреді.

Тарту берілісі тоқ энергиясын тарту қозғалтқышынан қозғалтқышқа беруді қамтамассыз етеді. Тарту берілісі – жетектің механикалық бөлігінің негізгі элементі. Ол күрделі механизмнен тұрады, өған өндіріс кезінде, пайдалану мен жөндеу кезінде көптеген шығын кетеді.

өзгерткіші және реттеу құрылғылары электр энергия көзінен алынатын энергияны таңдап алынған қозғалтқыш типіне қажет энергия түріне өзгерту үшін, энергия ағынын реттеу үшін қызмет етеді.

Темір жолдардың дәстүрлі тартқыш жылжымалы құрамының жетегінде қозғалтқыш ретінде дөңгелек пайдаланылады.

Тарту берілісі, жоғарыда айтылғандай, энергия ағынын тарту қозғалтқышының (ТД) білігнен дөңгелектер жұбына береді, оларды беру механизмінің кіру және шығу каналдары ретінде қарастыруға болады. Тарту қозғалтқышының білігі үшін орналасудың бірнеше варианттары болады, оларды негізгі екі көрсеткіштері бойынша ажыратуға болады: рессор астында және рессор астында емес.

Рессор астындағы бөліктегі орналасқан қозғалтқыш дөңгелектер жұбына қатысты жылжи алады. Біреудің жеке элементтерінің өзара жылжуы кезіндегі айналуды беру үшін жылжымалы муфталар қажет.

Егер қозғалтқыш тікелей дөңгелектер жұбының осіне тірелсе, муфта қажеттілігі керек болмайды.

Сонымен, тарту қозғалтқышы мен дөңгелектер жұбынан басқа, тарту муфталары мен редукторлар арқылы берілістер бола алады.

Су, қар, шаң құрамында абразивтік және химиялық белсенді бөлшектер болады, ол үлкен жылдамдықтармен қозғалу кезінде болатын аэродинамикалық құбылыстар жасайтын қысымның өзгеруі олардың ішкі қуыстарға кіруіне ықпал жасайды. Тарту берілісі болып табылады, оны визуалды бақылау қиынға соғады.

Тарту берілістері қиын жағдайларда жұмыс істейді, стационарлық берілістердің көбісі ғана емес, басқа көлік ұүралдарының берілістері мұндай қиын жағдайда істелмейді.

Тірек осьтік ілмелерде қозғалтқыш дөңгелектер жұбының осіне мотор-осьтік мойынтіректерінің көмегімен сүйенеді. Мойынтіректер сыртынан шапкалармен жабылады. Қарма-қарсы бағытта қозғалтқыш остовтарының “мұрындары” болады, олар арқылы қозғалтқыш жылжымалы аралықтарға сүйенеді. Аралықтардың арасында алдын ла қысылған пружиналар орналасқан. Бұл құрылғы траверса деп аталады. Егер қозғалтқыш остовы төмен түссе, оның шығып тұратын бөлігі траверсаның үстіңгі арқалығын төмен жылжытады және пружиналар қысылып, қозғалтқышиһтарды бастапқы қалпына келтіруге ұмтылады. Қозғалтқышты жлғары қарай жылжытқанда, астынғы аралық көтеріледі де, пружиналар қайтадан қозғалтқышты бастапқы орнына қайтаруға ұмтылады.

Жаңа сериялы кейбір сегіз осьті электровоздардың тарту қозғалтқыштарын тірек-осьтік ілу басқаша орындалады. Мұнда пружиналық ілме тартқышпен ауыстырылған, ол арба рамасының сырғауылына шарнирлі бекітілген. Тартқышта екі резеңке блок бар, олардың екі металл шайбасы болады.

Резеңке блоктардың арасында кронштейннің горизонтальды тегістігі орналасқан. Резеңке блоктар, пружиналық ілме сияқты, ұрынуларды жұмыстарды және электровоз қозғалысы кезіндегі қозғалтқыш пен арба рамасының өзара орналасуын компенсациялайды.

Тісті берілісті қолдану жәкірі айналу жиілігі жоғары тарту қозғалтқыштарын пайдалануға мүмкіндік береді. Редуктор кіші тісті дщөңгелектен (тарту қозғалтқышының білігіне бекітілген) және үлкен тісті дөңгелектен (дөңгелеткер жұбы осіне отырғызылған) тұрады. Кіші және үлкен дөңгелектердің тістерінің сандық қатынасы бергіш сан деп аталады. Тісті берілістерді калодка отырып, қозғалыстың түрлі жылдамдығына есептелген электровоздар алады. Жолаушы электровоздарына бергіш сандары аз редукторлар орнатады. Жүк электровоздарында бергіш сандары көп редукторлар қолданылады.

Тірек- осьтік ілу кезінде рессор үсті, дөңгелектер жұбына қатысты құрылымының жылжуы қауіпті емес, өйткені тісті берілістің кіші дөңгелегі төмен не жоғары үлкен дөңгелек бойынша сырғанай алады.

Электровоздарда бір бағытты емес, қос бағыттағы берілісті жиі қолданады, яғни, редукторларды тарту қозғалтқышының екі жағына қояды. Бұл үлкен күш жұмсауды беретін тісті дөңгелектердің жұмысын жеңілдетеді.

Майды мотор-осьтік мойынтіректерге қысыммен құрылғысының конустық саңылауына кіргізеді. Майлау құрылғысы астыңғы камерадағы майдың түрақты дөңгелегін қамтамассыз етеді. Айналу кезінде дөңгелектер жұбының осі майды осьтің бетімен қосымша терезесі арқылы жұғысатын майлаған жүн набивкасынан алады.

Тарту қозғалтқышын тірек-осьтік ілудің кемшіліктері көп. Олардың ең маңыздысы тарту қозғалтқыштарының салмағының жартысы тікелей дөңгелектер жұбына беріледі.

Соның нәтижесінде дөңгелектер жұбы рельстерге қатты ұрылады. Бұл жолды бұзады және қозғалтқышты қатты дірілдетеді. Бұның бәрі, әсіресе 100 км/сағ артық қозғалыс жылдамдығы кезінде болады.

Қозғалтқыш салмағын толығымен дрессор үсті құрылымына беруге мүмкіндік беретін берілістер жасалған. Қозғалыстардың бұндай ілмелерін тірек-рамалық деп атайды. Бұл ілмелер білігі бар және карданды білігі бар тарту қозғалтқыштарын жолаушы электровоздарында пайдалану кезінде жүзеге асырылады.

ТМД-да пайдаланылатын электровоздарда полды және карданды валдар бар берілістер ЧС1, ЧС2, ЧС3, ЧС4 электровоздарында қоданылған. Бұл жағдайда тарту қозғалтқышты арба рамасының арқалықтарына бекітеді.

Тірек – осьтік ілмедегідей тісті редуктор болады, бірақ бір ғана бағытта орындалады. Редуктордың үлкен дөңгелегі дөңгелектер жұбының осіне бекітілген, ал кіші дөңгелегі қозғалтқыштар білігіне бекітілген, оның мойынтіректері үлкен тісті дөңгелекті де жабатын шарнирлі муфтамен қозғалтқыштың полды білігімен байланысқан, екінші жағынан да шарнирлі муфтамн кіші тісті дөңгелек білігімен байланысқан. Полды біліктің ішкі диаметрі мынандай болуы тиіс: рессорлық ілмелер көп иілген кезде кардандық білік полды біліктің ішкі бетіне тимеуі керек.

Шарнирлік муфталар ең күрделі торап болып табылады. Олар кардандық білікке вертикалды және аксиалды бағыттарда жылжуға мүмкінідік беруі тиіс. Қолданылатын шарнирлік муфталардың конструкциясы неше түрлі болады.

Редукторларды күрделендіру есебінен тез жүретін тарту қозғалтқышын орнатуға болады деген болжам бар. Ол қозғалтқышытың салмағы және өлшемдері үлкен емес. Екі осьті механикаландырып қосу тіркеу коэффициентін көтеруге мүмкіндік береді. Бірақ топтық жетекте редуктор күрделенеді, рессор асты емес салмағы ұлғаяды, пайдалану мен жөндеуге кетуі қиынға соғады.