42. Конструктивные особенности тележки тепловоза 2ТЭ10М, 3ТЭ10М
Конструкция тележек в значительной степени определяет передачу и реализацию
силы тяги, плавность хода и взаимодействие экипажной части и пути,
безопасность движения и динамические характеристики тепловоза.
Унифицированная бесчелюстная тележка разработана и изготавливается серийно
ПО «Ворошиловградтепловоз» для отечественных магистральных грузовых
тепловозов ТЭ10М, 2ТЭ116, 2ТЭ10В, 2М62, маневровых ТЭМЗ и экспортных
грузо-пассажирских — ТЭ109 (модификаций 130, 131, 132, 142), ТЭ114, М62 с
конструкционной скоростью 100—140 км/ч.
Для удовлетворения требований тепловозов всех модификаций конструкция
унифицированной бесчелюстной тележки предусматривает: возможность изменения
передаточного числа тягового редуктора с 4,41 (75/17) до 3,04 (70/23) при
одном и том же тяговом электродвигателе (ТЭД), т. е. обеспечивается
постоянство межцентрового расстояния тягового редуктора; изменение ширины
колеи с 1520 до 1435 мм с вписыванием в габарит 0-2Т ГОСТ 9238—83 за счет
изменения дисков колесных центров или их смещения на колесной паре;
установку тормозного оборудования системы тормоза типа Матросова для
грузовых тепловозов, а для тепловозов с конструкционной скоростью 120 км/ч и
выше — со ступенчатым нажатием типа Кнорр и др. Тягово-прочностные качества
тележки допускают максимальную нагрузку от колесной пары на рельсы 226 кН
(23 тс).
Тележка (рис. 190) трехосная с индивидуальным приводом каждой колесной пары
через односторонний и одноступенчатый тяговый редуктор от тягового
электродвигателя постоянного тока ЭД-118А с польстерной системой смазывания
или электродвигателя ЭД-118Б с циркуляционной принудительной системой
смазывания моторно-осевых подшипников (МОП). Установка ТЭД на тележке
выполнена опорно-осевой с рядным их расположением. Такое расположение ТЭД
позволяет улучшить использование сцепной массы (на 10—12%) за счет
однозначного распределения нагрузок по осям от тяги при движении тепловоза.
Рама тележки связана с колесными парами через поводковые бесчелюстные буксы
с жесткими осевыми упорами качения одностороннего действия. Такая связь
позволяет передавать от колесных пар на раму тележки упруго без трения
скольжения и зазоров силы тяги и торможения, поперечные силы при набегании
на рельс, а также обеспечивать симметричность и параллельность осей колесных
пар в раме тележки и относительные вертикальные ее колебания. Жесткость
поводков буксы в поперечном направлении составляет 35 • 100000 Н/м, в
продольном — 240 • 100000 — 280 • 100000 Н/м. Кроме того, для уменьшения
воздействия тепловоза на путь увеличена поперечная подвижность средней
колесной пары за счет установки ее в буксах со свободным осевым разбегом ±14
мм.
Рессорное подвешивание тележки индивидуальное с пружинными комплектами на
каждый буксовый узел Оно без учета поводков обеспечивает статический прогиб
126 мм и под статической нагрузкой зазор 40—50 мм меж-ду корпусом буксы и
боковиной рамы тележки, необходимый во избежание ударов при колебаниях
надрессорного строения, возникающих при движении тепловоза и зависящих от
состояния пути. Каждый пружинный комплект установлен с прокладками, которые
служат для регулирования распределения нагрузок по осям тепловоза.
Параллельно индивидуальному буксовому рессорному подвешиванию включены
фрикционные гасители колебаний сухого трения, которые способны одновременно
гасить все три вида колебаний: подпрыгивание, галопирование и поперечную
качку. Демпфирование колебаний регулируется изменением силы трения и на
основании испытаний тепловоза обеспечивается в диапазоне 5—6 % к
подрессоренной массе, что соответствует коэффициенту демпфирования 4—5,
представляющему собой отношение работы сил трения фрикционных гасителей к
работе упругих сил системы рессорного подвешивания при изменении прогиба от
нуля до статического.
В конструкции тележки применен пневматический индивидуальный (для каждого
колеса) колодочный тормоз с двусторонним нажатием чугунных гребневых
тормозных колодок на колеса тепловоза. Каждое колесо обслуживается одним
тормозным цилиндром через рычажную передачу с общим передаточным числом,
равным 7,8. Рычажная передача имеет между тормозными колодками поперечные
триангели, что обеспечивает более надежное удержа-ние колодок от сползания с
бандажей и возможность применения безгребне-вых секционных тормозных колодок
(экспортные тепловозы типа ТЭ109). Установочный выход штока тормозного
цилиндра 55 мм при зазоре 7 мм между колодкой и бандажом. Эксплуатационный
размер выхода штока в пределах 55—120 мм. Для его регулировки на продольных
тягах рычажной передачи установлены регуляторы выхода штока тормозного
цилиндра типа «винт— гайка». Проводятся опытно-конструкторские работы по
внедрению тормозных цилиндров «ТЦР-10» со встроенными регуляторами выхода
штока, позволяющих без ручных регулировок поддерживать постоянный зазор
между бандажом и колодкой до полного предельного износа тормозных колодок.
Нагрузка от надтележечного строения тепловоза передается на четыре
комбинированные с резинометаллическими элементами роликовые опоры, которые
размещены на боковинах рам тележек. Каждая опора по отношению к центру
поворота тележки установлена так, что роликовой частью обеспечивается
поворот тележки и возвращающий момент, а поперечное перемещение кузова
(относ) достигается за счет поперечной свободно-упругой подвижности шкворня
и сдвига каждого комплекта из семи резинометаллических элементов,
установленных на верхней плите роликовой опоры. Как возвращающий момент, так
и момент упругих сил опор обеспечивают гашение относительных колебаний
кузова и тележек в горизонтальной плоскости (без установки дополнительных
демпферов) при движении тепловоза со скоростью до 120 км/ч. При таком
опорно-возвращающем устройстве возможен устойчивый максимальный поворот
тележки (с учетом относа) относительно кузова до 5°, а упругое опирание
кузова позволяет получить дополнительный прогиб до 20 мм в рессорном
подвешивании тепловоза.
Сила тяги от рамы тележки на кузов передается шкворневым узлом,
обеспечивающим поперечную свободно-упругую подвижность шкворня кузова ±40
мм. Шкворень также является осью поворота тележки в горизонтальной
плоскости. Вследствие минимального одинакового значения колесной базы
тележки (1850 Х2 мм) и рядного расположения ТЭД шкворневой узел размещен на
продольной балке со смещением на 185 мм от оси средней колесной пары.
Конструкция тележки, тяговый привод, система связи ее с кузовом обеспечивают
максимально возможный коэффициент сцепления, а также расчетный коэффициент
использования сцепной массы, равный 0,90, что значительно выше по сравнению
с тепловозами на челюстных тележках. Тележка тепловоза прошла всесторонние
испытания по своим динамико-прочностным качествам и воздействию на путь с
участием ведущих институтов — Всесоюзного науч-но-исследовательского
тепловозного института (ВНИТИ) и Всесоюзного научно-исследовательского
института железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ).
По результатам испытаний были проведены конструктивные изменения,
позволившие довести прочностные качества корпусов букс, рамы тележки до
обеспечения коэффициентов запаса прочности не менее 2; показатели надежности
и долговечности тягового редуктора до 1,2—1,8 млн. км пробега за счет замены
жесткой зубчатой передачи с модулем 11 мм на передачу с модулем
10 мм и упругим зубчатым колесом (УЗК); показатели вертикальной и
горизонтальной динамики, обеспечивающие без ограничения по ходовой части
экипажа прохождения тепловозом прямых, крутых кривых участков пути и
стрелочных переводов в результате замены жестких опор кузова на
комбинированные с резинометаллическими элементами.
Обе тележки (передняя и задняя) тепловоза по своей
конструкции одинаковы, за исключением наличия на передней тележке рычажной
передачи ручного тормоза, подножек для входа в тепловоз и привода
скоростемера.