Буксы грузовых вагонов

Классификация и устройство вагонных букс

Тема 6. Вагонные буксы

Вагонные буксы являются важнейшими элементами ходовых частей вагона, от надежности которых во многом зависит безопасность движения поездов.

Буксы располагаются на шейках оси и преобразуют вращательное движение колесных пар, обеспечивая продвижение вагона с необходимыми скоростями.

Буксы воспринимают и передают колесным парам силы тяжести груженого кузова, а также динамические нагрузки, возникающие при движении вагона. Они предохраняют шейки оси от загрязнения и повреждения. Являясь резервуаром для смазки и местом размещения подшипников, они ограничивают продольные и поперечные перемещения колесных пар относительно рамы тележки.

Вагонные буксы подразделяются следующим образом:

– в зависимости от типа вагона – на буксы грузовых и пассажирских вагонов, предназначенных для обычных, скоростных и высокоскоростных поездов;

– по типу подшипников – на буксы с подшипниками качения и с подшипниками скольжения. С 1960 г. все пассажирские, а с 1983 г. все грузовые вагоны выпускают только на роликовых подшипниках.
В результате в настоящее время в России весь парк грузовых и пассажирских вагонов оборудован буксами с роликовыми подшипниками качения.

Буксы с подшипниками качения подразделяются:

– по способу посадки внутреннего кольца роликового подшипника качения на шейку оси – на буксы на горячей посадке и буксы на втулочной посадке;

– по типу торцевого крепления внутреннего кольца роликового подшипника на шейке оси – с креплением корончатой гайкой или тарельчатой шайбой;

– по количеству роликовых подшипников на шейке – на буксы с одним или двумя роликовыми, а для скоростных и высокоскоростных вагонов – с дополнительным упорным шариковым подшипником.

Существуют буксы с корпусом и бескорпусные буксы с коническими подшипниками кассетного типа, а также буксы с упругими элементами, смягчающими удары и поглощающими шумовые колебания.

Цилиндрические роликовые подшипники просты в изготовлении. Радиальная нагрузка, приходящаяся на цилиндрический ролик, распределяется равномерно по всей его рабочей длине. Сравнение статистических данных эксплуатации показывает, что долговечность цилиндрических роликовых подшипников в 6–8 раз выше, чем сферических, при равных габаритах и одинаковой радиальной нагрузке.

В буксах грузовых и пассажирских вагонов в основном применяют цилиндрические подшипники на глухой посадке, при которой внутреннее кольцо подшипника непосредственно устанавливают на шейку оси. Небольшое количество подшипников в буксах грузовых вагонов прежних лет – на втулочной посадке.

Преимуществами букс на глухой посадке подшипников являются: снижение массы буксы вследствие отсутствия втулки и уменьшения габаритных размеров подшипника; сокращение почти в пять раз затрат труда на монтаж и демонтаж подшипников при ремонте букс.

Рис. 6.1. Роликовые подшипники:
а – цилиндрический однорядный с однобортовым внутренним кольцом;
б – цилиндрический однорядный с безбортовым внутренним кольцом и плоским упорным кольцом; 1 – наружное кольцо; 2 – ролик; 3 – внутреннее кольцо;
4 – сепаратор; 5 – упорное кольцо

В буксах грузовых и пассажирских вагонов устанавливают два цилиндрических подшипника (рис. 6.2, 6.3) вплотную друг к другу, при этом подшипник, расположенный у галтели шейки оси, называют задним, а у торца шейки – передним.

Для повышения надежности вагонных букс с 1995 г. организован выпуск роликовых подшипников с сепаратором из полиамида, масса которого в десять раз меньше латунного, что наряду с заменой меди, обеспечивает снижение инерционных нагрузок, действующих на узлы подшипника. Более тонкая перемычку полиамидного сепаратора позволила разместить в подшипнике 15 роликов вместо 14, что увеличило его долговечность почти на 20 %., а несущую радиальную и осевую грузоподъемность на 9 – 10 %. Кроме того, повышается ресурс работы смазки благодаря уменьшению скорости ее окисления в процессе эксплуатации.

Современная типовая букса с двумя цилиндрическими роликовыми подшипниками для любого типа грузового вагона может иметь два вида торцевого крепления внутренних колец от продольного сдвига – торцовой корончатой гайкой или тарельчатой шайбой.

Рис. 6.2. Букса грузового вагона с торцевым креплением
цилиндрических роликовых подшипников корончатой гайкой М110:

1 – корпус буксы с челюстями; 2– съемное лабиринтное уплотнение;
3 – лабиринтное кольцо; 4 – задний подшипник; 5 – передний подшипник;
6 – корончатая гайка М110; 7 – крепительная крышка; 8 – болт М12×35 стопорной планки с пружинной шайбой; 9 – проволока; 10 – стопорная планка; 11 – упорное кольцо подшипника; 12 – смотровая крышка; 13 – прокладка;
14 – болт М12×35 смотровой крышки; 15 – кольцо уплотнительное

Букса с торцевым креплением цилиндрических роликовых подшипников корончатой гайкой М110 (рис. 6.2) имеет корпус 1 с челюстями,
в котором размещены передний 5 и задний 4 подшипники. Со стороны колеса корпус закрыт съемным лабиринтным уплотнением 2 и лабиринтным кольцом 3, а впереди – крепительной 7 и смотровой 12 крышками с болтами 14 и пружинными шайбами. Крепительная крышка прочно удерживает наружные кольца роликовых подшипников в буксе, не позволяя им проворачиваться и перемещаться вдоль оси при вращении колесной пары. Внутренние кольца подшипников закреплены на шейке оси с торца корончатой гайкой 6, стопорной планкой 10 и болтами 8. Между корпусом буксы 1
и крепительной крышкой 7 с болтами 14 установлено уплотнительное кольцо 15, обеспечивающее герметизацию буксового узла. Внутренняя полость буксы заполнена консистентной смазкой, обеспечивающей надежную работу подшипников в сложных условиях их нагружения.

При креплении внутренних колец подшипников торцевой тарельчатой шайбой 9 (рис. 6.3) она нажимает своими выступающими краями на упорное кольцо, прочно закрепляя внутренние кольца подшипников на шейке оси, удерживая их от продольного сдвига при действии осевых нагрузок.

Рис. 6.3. Букса грузового вагона с торцевым креплением
цилиндрических роликовых подшипников тарельчатой шайбой:

1 – передний подшипник; 2 – задний подшипник, 3 – корпус буксы с челюстями;
4 – лабиринтное кольцо; 5 – съемное лабиринтное уплотнение; 6 – кольцо уплотнительное; 7 – крепительная крышка; 8 – прокладка; 9 – торцевая тарельчатая шайба; 9 – проволока; 10 – смотровая крышка; 11 – болт М20×60 для крепления торцевой тарельчатой шайбы; стопорной планки с пружинной шайбой; 12 – стопорная шайба; 13 – болт М12×35 для крепления смотровой крышки

Тарельчатая шайба крепится к торцу шейки оси тремя или четырьмя болтами 11. Такой способ крепления подшипников обладает повышенной надежностью в эксплуатации.