37. Типы рам тележек локомотивов, виды их компоновочных схем и основные конструктивные характеристики

Рамы тележек служат для передачи вертикальной нагрузки и распределения её между отдельными колесными парами и колесами при помощи рессорного подвешивания, а также для восприятия сил тяги или торможения, развиваемых отдельными колесными парами, и передачи их на автосцепные устройства, установленные на раме кузова или на рамах тележек. Кроме того, воспринимает боковые усилия, возникающие при проследовании кривых участков пути.

1)В зависимости от расположения колес рамы тележек подразделяют на внешние и внутренние. Во внешних рамах колеса располагаются внутри рамы. При этом рамы получаются более тяжелыми вследствие большого веса и более сложной конструкции рамных креплений. Внешние рамы применяют главным образом при индивидуальном приводе движущих колесных пар, когда тяговый двигатель располагается в непосредственной близости от приводимой им колесной пары. Применение внешних рам обеспечивает большее расстояние между боковинами.

2)По назначению тележки электровозов делятся на грузовые и пассажирские. Исходя из этого, для пассажирских электровозов все элементы выбирают из расчета минимальной массы и, в первую очередь, минимальных необрессоренных масс. В системах рессорного подвешивания тележек закладываются минимально возможные жесткости упругих элементов и гидравлические или другого типа гасители колебаний. Посредством тормозных систем тележек пассажирских электровозов обеспечиваются высокие тормозные силы и при больших скоростях движения и при умеренных. Тележки рассчитывают на длительное время эксплуатации при больших скоростях.

3)По числу колесных пар тележки разделяются на двухосные, трехосные и четырехосные. В нашей стране используются только 2-х и 3-х осные (у 3-х осных трудное вписывание в кривые малого радиуса).

4)По количеству тяговых двигателей тележки могут быть с индивидуальным и групповым приводом. (Индивидуальный привод – привод, при котором каждая ось приводится во вращение индивидуальным тяговым двигателем, для группового привода характерно наличие одного ТЭД на всю тележку, в нашей стране, на локомотивах используется индивидуальный привод, только на опытный электровозе ВЛ83 был применен групповой).

5)По способу изготовления тележки бывают с листовыми, брусковыми, цельнолитыми, сварными рамами.

В зависимости от связи колесных пар с рамой тележки бывают челюстные и бесчелюстные.

Конструктивные особенности рам тележек: Листовые рамы тележек применяют на локомотивах относительно небольшой мощности, преимущественно на ширококолейных электровозах промышленного транспорта. В листовых рамах боковины изготавливались из прокатных листов стали (толщина продольной балки 25-50 мм). Поперечные – сварные, литые или листовые. Наиболее прочными в рамах должны быть места над буксовыми вырезами, которые иногда усиливают прикрепляя к основному рамному листу еще один. Недостаток – малая прочность боковин в поперечном направлении, незначительная горизонтальная жесткость.

Брусковые рамы:У таких рам передняя концевая балка называется упряжной брус и выполняется достаточно большой ширины, в ней располагалась автосцепка. Задняя называется брусом сочленения и включает в себя устройство для сочленения тележек электровоза. Рамы собирается с помощью болтов или сваркой.Брусковые рамы обеспечивают высокое использование материала создавая большое сопротивление изгибу в вертикальной плоскости, а значительная их толщина обеспечивает необходимую жесткость при изгибе в горизонтальной плоскости.Тележки с брусковыми рамами и передачей тягового усилия непосредственно (не через кузовную раму) на автосцепку поезда имеют серьезный недостаток - большой вес (8500-8900 кг) и в настоящее время не применяются.

Литые рамы. Их проектируют и изготавливают в строгом соответствии с требованиями, предъявляемыми к литью. Рама изготавливается литьем со всеми необходимыми кронштейнами и отверстиями. Не требует дополнительной обработки. Имеет меньший вес по сравнению с брусковыми рамами. Недостаток: требуются большие затраты труда на изготовление форм и высокое качество литья. Открытые сечения боковин над буксами, обусловленные принятым рессорным подвешиванием плохо работают на кручение и в местах перехода боковины от замкнутого сечения в открытое, создается сильная концентрация напряжений. К тому же рама не разборная, неремонтопригодная. В процессе изготовления в ней могут появиться раковины и большие концентрации напряжений.

Сварные рамы. В настоящее время в локомотиво- и вагоностроении широко распространены сварные рамы тележек из замкнутых тонкостенных профилей [3, 8, 9]. Сварные рамы имеют малый вес, что особенно важно при высоких скоростях движения. Поскольку они работают при переменной нагрузке, вызванной колебаниями надрессорного строения и прохождением колесами неровностей рельсового пути, для них особенно опасна в отношении усталостной прочности концентрация напряжения в сварных швах. Все варианты рамы соединяются сваркой, что позволяет механизировать процесс изготовления. Конструкция получается легче, чем другие тележки при той же прочности. Недостатки: наличие сварных швов, требует дополнительной обработки.