Модернизация четырехосной цистерны модели 15-869

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Общее устройство вагонов

1.1 Обзор и анализ вагонов проектируемого типа, и обоснование основных предложений по совершенствованию конструкций

1.2 Технико-экономические показатели вагона прототипа (цистерны 15-869)

1.3 Вписывание вагона в габарит

1.4 Кузов вагона

1.5 Ходовые части вагона

1.6 Автосцепное оборудование

1.7 Тормозное оборудование

2. Расчет кузова вагона на прочность

2.1 Расчетная схема и основные силы, действующие на кузов

2.2 Материалы и допускаемые напряжения

2.3 Расчет на вертикальные нагрузки

2.4 Расчет на продольные нагрузки рамы цистерны модели 15-869

2.5 Расчет от сил внутреннего давления

2.6 Расчет на ремонтные нагрузки

3. Расчет ходовых частей вагона

3.1 Определение основных размеров колесной пары. Расчет оси и колеса

3.2 Выбор буксовых подшипников

3.3 Расчет рессорного подвешивания

3.3.1 Упругие элементы

3.3.2 Гасители колебаний

3.4 Расчет рамы и других деталей тележки

4. Расчет автосцепного устройства

4.1 Расчет поглощающего аппарата

4.2 Расчет автосцепки

4.3 Расчет деталей упряжи

5. Разработка модернизации

Список литературы

Введение

Железнодорожный транспорт является основным видом транспорта России, имеет важнейшее значение для нашей страны. Большое значение имеет рациональность конструкции вагонов и их технико-экономических показателей, провозную способность дорог, возможность широкого внедрения механизации и автоматизации при изготовлении и ремонте вагонов, а также их эксплуатации.

Большую часть парка железнодорожных вагонов составляют грузовые вагоны различных типов. Цистерны служат для перевозки жидких и газообразных грузов. Кузовов вагонов служит специальный резервуар (котел) обычно цилиндрической формы, имеющий люки для налива и устройство для слива груза.

В зависимости от перевозимых грузов цистерны подразделяются на две группы:

1. общего назначения - для перевозки широкой номенклатуры нефтепродуктов;

2. специальные - для перевозки отдельных видов грузов.

Специальные цистерны разделяются на цистерны для перевозки:

высоковязких грузов;

порошкообразных грузов;

затвердевающих грузов;

кислот (азотная, соляная, серная и т.д.);

пищевых продуктов;

сжиженных газов.

В зависимости от вида несущих элементов разделяются на конструкции, у которых все основные действующие на вагон нагрузки воспринимаются рамой кузова и конструкции, у которых эти нагрузки воспринимаются котлом - безрамная цистерна.

Кроме того, цистерны подобно другим типам вагонов различаются по осности, грузоподъемности, объему котла, устройству, материалу и способу изготовления котла и другим признакам. Технические требования к цистернам регламентированы ГОСТ 10674-75.

Поскольку специальные цистерны строят в сравнительно небольшом количестве и обычно на тех же заводах, что и цистерны общего назначения, они для удобства эксплуатации, ремонта и постройки имеют унифицированные с цистернами общего назначения рамы, узлы крепления котла, ходовые части и другие элементы.

1.Общее устройство вагонов

железнодорожный транспорт вагон цистерна

1.1 Обзор и анализ вагонов проектируемого типа, и обоснование основных предложений по совершенствованию конструкций

Котел цистерны, имеющей грузоподъемность 62 тонн и предназначенной для вязких нефтепродуктов, изготовляют из стали 09Г2С. Полезный объем 85,3м³ и общий 88,6м³. Внутренний диаметр котла 3000 мм, толщина броневого листа, а также днищ 12мм, верхних и средних листов - соответственно 9мм и 10мм. Все листы и днища соединены стыковыми швами. Тара цистерны - 23,2 тонны. Этому вагону присвоен государственный Знак качества. Цистерна модели 15-869 предназначена для светлых нефтепродуктов.

Крепление котлов цистерн на рамах унифицировано. Котлы крепят в средине и по концам. Котел свободно укладывают нижним (броневым) листом на деревянные брусья опор, установленных на шкворневых балках рамы. В середине нижней части котла фасонные лапы, приваренные к броневому листу, соединяют призонными болтами с опорными планками, которые приварены к хребтовой балке рамы. Котел с каждого конца крепят к опорам на шкворневых балках двумя стяжными хомутами, которые, предотвращая вертикальное и поперечное сечения котла относительно рамы, допускают некоторое продольное перемещение концов котла относительно рамы при температурных деформациях. Натяжением хомутов стремятся предотвратить вибрацию котла. Такая связь препятствует сдвигам котла относительно рамы. Болтовые соединения предусмотрены для удобства ремонта, когда необходимо отделять котел от рамы.

Для обеспечения прочности опорных зон котла необходимо равномерно распределить нагрузку на опорные брусья. С этой же целью стремятся увеличить площадь опоры, угол охваты опорой цилиндрической части котла и расстояние от опоры до других мест концентрации напряжений в котле.

Особенностью конструкции рам цистерны является то, что их продольные балки почти не участвуют в восприятии основных вертикальных нагрузок. Это объясняется большой жесткостью котла по сравнению с жесткостью продольных балок рамы, вследствие чего почти вся нагрузка от котла передается на крайние его опоры, а от них - на тележки.

Шкворневые балки рамы нагружены вертикальными силами, и при приложении к их конам усилий, необходимых, например, для подъема кузова, в этих балках могут возникнуть значительные напряжения.

Хребтовая балка рамы подвержена главным образом действию ударно-тяговых (продольных) усилий.

Для повышения прочности и улучшения технологии изготовления ее целесообразно выполнять из двух усиленных зетов высотой 310мм.

В связи с завершением перевода грузовых вагонов железных дорог России на автосцепку и снятием буферов продольные усилия воспринимаются преимущественно хребтовой балкой, в результате чего отпала необходимость в боковых балках рамы, а также в мощных концевых (буферных) балках. Поэтому рама рассматриваемой цистерны имеет облегченные концевые и боковые балки, причем последние сохранены лишь в консольной части рамы. Отсутствуют также промежуточные поперечные балки. В результате такого видоизменения массы рамы существенно снижена (на 1,4т) по сравнению с рамой цистерны, на которой имеются буфера.

Цистерна оборудована наружными и внутренними лестницами с площадками у колпака, универсальным сливным прибором и предохранительно выпускным клапаном, устройство, которое играет важную роль. Для обеспечения полного слива груза броневой лист выгнут так, что имеет уклон от днищ к сливному прибору.

Основные предложения по модернизации существующей цистерны для перевозки светлых нефтепродуктов следующие:

1. Увеличение безопасности перевозки путем установки защитных экранов у днищ цистерн.

2. Установление буферных устройств для более мягкого сцепления и движения вагонов.

3. Установка теневого кожуха.

1.2 Технико-экономические показатели вагона прототипа (цистерны 15-869)

Грузоподъемность 62т

Тара вагона 25,3т

Нагрузка от оси колесной пары на рельсы 22,5тс

Конструкционная скорость 120км/ч

Габарит 01-Т

База вагона 9350мм

Длина

- по осям автосцепок 13570мм

- по концевым балкам рамы 12350мм

Высота от уровня головок рельсов мах 4640мм

Диаметр котла внутренний 3000мм

Длина котла наружная 12950мм

Удельный объем 1,4м³/т

Объем котла

- полный 88,6 м³

Расчет технико-экономических параметров модернизированной цистерны 15-869. Габарит 1-Т конструкционная скорость движения 120км/ч, нагрузка от оси колесной пары на рельсы 22,5т.

Грузоподъемность:

Р=m₀*P₀/(1+K_T)

т₀ - число колесных пар

Р₀ - нагрузка на ось

К_Т -технический коэффициент тары (К_Т =0,35)

Р= m₀*P₀/(1+K_T)=4*22,5/(1+0,35)=70,7 (т)

Тара вагона:

Т=Р*К_Т=70,7*0,35=25,8 (т)

Объем котла:

V=V_y*P

V_y - удельный объем

V=1*70,7=89,6м³

Диаметр котла внутренний D_вн принимаем 3м.

2L_вн=4*V/р*D²=4*70,7/3,14*3²=12,90 (м)

2L_вн- внутренняя длина котла.

Наружная длина котла:

2L_нар=2L_вн+2a_т.ц=12,9+0,025=12,95(м)

2а_т.ц - толщина стенок котла

Наружный диаметр котла:

D_нар=D_вн+2а_т.ц=2,8+0,02=3,52(м)

Длина рамы вагона:

2L_p=2L_нар+2а_кон=11,52+1,66=13,18(м)

2а_кон- длина консольной части вагона

Длина вагона по осям автосцепок:

2L_авт=2L_p+2a_авт=13,18+1,42=13,5(м)

Погонная нагрузка:

q=(T+P)/2L_авт=(70,7+24,7)/14,6=6,53(т/м)?q_доп=10,5(т/м)

База вагона:

2l=2L_p/v2=13,18/v2=9,35(м)

1.3 Вписывание вагона в габарит

При проектировании вагона производится проверка его габаритности, называемая вписыванием вагона в габарит. Сущность вписывания заключается в том, что на основании заданного габарита подвижного состава определяют строительное, а затем и проектное очертания вагона для всех характерных сечений по его длине. Все элементы конструкций проектируемого вагона, имеющие номинальные размеры и расположенные в рассматриваемом сечении, не должны выходить за пределы контура проектного очертания.

Основные положения.

Для обеспечения безопасности движения поездов вагоны должны свободно проходить по железнодорожному пути, не задевая сооружения, станционных платформ, зданий и других устройств, а также подвижного состава, расположенного на смежных путях. Это условие выполняется, если размеры поперечного сечения вагона находятся в строго определенных пределах, а все указанные сооружения приближаются к пути не более чем на определенную величину. Эти ограничения в строительстве вагонов и сооружений определяются двумя видами габаритов (ГОСТ 9238): подвижного состава и приближения строений. Габаритом приближения строений - предельное поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, внутрь которого, помимо подвижного состава, не должны заходить никакие части сооружений и устройств. Габаритом подвижного состава - предельное поперечное, (перпендикулярное оси пути) очертание, в котором, не выходя наружу, должны помещаться установленный на прямом горизонтальном пути (при наиболее неблагоприятном положении в колее и отсутствии боковых наклонений на рессорах и динамических колебаний) как в порожнем, так и груженом состоянии не только новый подвижной состав, но и подвижной состав, имеющий максимально нормируемые износы.

Между габаритом приближения строения и габаритом подвижного состава предусмотрено пространство, которое обеспечивает безопасные смещения вагона, возникающие при его движении. Эти смещения обусловлены отклонениями в состоянии пути, которые допускаются нормами его содержания, и динамическими колебаниями вагона на рессорах.

Указанные группы смещений составляют итоговое пространственное перемещение подвижного состава из центрального положения (оси пути) в одну сторону.

Габарит подвижного состава (ГОСТ 9238-83), учитывающий смещения первой и второй группы, получил название эксплутационный. Для определения строительного очертания подвижного состава вагона необходимо из размеров габарита подвижного состава вычесть величину смещений третьей и четвёртой групп. Определение допускаемых максимальных размеров подвижного состава из условий удовлетворения его заданному габариту называется вписыванием подвижного состава в габарит.

Проектное очертание подвижного состава получают уменьшением его строительного очертания на величину технологических отклонений, допускаемых при построении подвижного состава.

Габариты подвижного состава.

ГОСТ 9238-73 устанавливает шесть единых для вагонов и локомотивов габаритов подвижного состава: Т, 1-Т, 0-Т, 01-Т, 02-Т и 03-Т. ГОСТ 9238-83 изменил обозначения последних четырех габаритов и ввел 2 дополнительных габарита - Т_ц и Т_пр.

Цистерна модели 15-869 имеет габарит 1-Т. Этот габарит подвижного состава, допускаемого к обращению по всем путям общей сети железных дорог России, внешним и внутренним подъездным путям промышленных и транспортных предприятий. По этому габариту строятся вагоны, если не удается их вписать в габарит 0-Т.

Для цистерн целесообразен габарит Т_ц, имеющий, как и габарит Т наибольшую ширину 3750 мм, наибольшую высоту 5200 мм, нижнее очертание, соответствующее габариту 1-Т. Цистерны, построенные по такому габариту, не требуют уширения станционных междупутий, так как наибольшую ширину вагона имеют только в зоне горизонтального диаметра котла.

МТ РФ разрабатывает и утверждает, габариты и степени негабаритности грузов и правила их перевозки по железным дорогам. По верхнему очертанию габарита определяют строительные очертания кузова вагона, нижнее очертание габарита определяется допускаемые размеры ходовых частей.

Габариты подвижного состава

ГОСТ 9238-73 устанавливает шесть единых для вагонов и локомотивов габаритов подвижного состава: Т, 1-Т, 0-Т, 01-Т, 02-Т и 03-Т. ГОСТ 9238-83 изменил обозначения последних четырех габаритов и ввел 2 дополнительных габарита - Т_ц и Т_пр.

Цистерна модели 15-1250 имеет габарит 02-Т.

ОАО РЖД разрабатывает и утверждает, габариты и степени негабаритности грузов и правила их перевозки по железным дорогам. По верхнему очертанию габарита определяют строительные очертания кузова вагона, нижнее очертание габарита определяется допускаемые размеры ходовых частей.

Определим ограничения полуширины вагона для направляющих сечений.

где -максимальная ширина колеи в кривой расчетного радиуса, мм;

-наибольшее расстояние между наружными гранями предельно изношенных гребней колесной пары, мм;

суммарное наибольшее поперечное перемещение в направляющем сечении, в одну сторону из центрального положения рамы тележки относительно колесной пары вследствие наличия зазоров при максимальных износах в буксовом узле и узле сочленения рамы тележки с буксой, мм;

то же, но кузова относительно рамы тележки вследствие зазоров при максимальных износах и упругих колебаний в узле сочленения кузова и рамы тележки, мм;

Рассчитываем ограничения полуширины вагона для внутреннего сечения расположенного по середине базы:

Е_вн=S-d+q+w+[ У_{внут. мах} + У_т - У_р]

У_{внут. мах}=l²/2R=(9,35/2)²/2•250•10³=43 мм- отклонение внутри кривой (в середине вагона)

R - расчетный радиус кривой

l- половина базы проектируемого вагона = (9,35/2)

У_т= l²_т/2R=(1,85/2)²/2•250•10³=2 мм

l_т=(1,85/2) - для тележки 18-100

У_р=144мм - уширение габарита приближения строения в кривой.

Е_вн=18+35+[ 48 + 2 - 144]<0

Т.к. Е_вн<0,то Е_вн не учитываем

Рассчитываем ограничения полуширины вагона для наружнего сечения расположенного в конце вагона:

Е_нар=(S-d+q+w) L / l +[ У_{нар. мах} - У_т - У_р]

У_{нар. мах}=(L²- l²⁾/2R=7300²-4650²/2•250•10³=63 мм

L=5247мм- половина длины проектируемого вагона

У_р=144мм - уширение габарита приближения строения в кривой.

Е_нар= 74,2+[ 63-2-144] <0

Т.к. Е_нар <0,то Е_нар не учитываем

Е₀= Е_max

Определяем ширину строительного очертания, вписываемого в габарит вагона:

2В_стр=2В₀-2Е_мах

2В₀=3150мм для габарита 02-Т -ширина габарита

2В_стр=3150-2•74,2=3002 мм

Определяем проектное очертание, вписываемого в габарит вагона:

2В_пр=2В_стр-2астр

астр =10мм - допуск на строительство

2В_пр=3002-20=2982 мм

Условие вписывания в габарит:2В_нар,<2В_пр

3080<2982

Данный вагон не удовлетворяет условию вписывания в габарит (02-Т)

Т.о. необходимо выбрать другой габарит например 1-Т:

2В₀=3400 мм

2В_стр=3400-2•74,2=3250 мм

2В_пр=3250-20=3230 мм

2В_нар,<2В_пр

3080<3230

Определяем резерв недоиспользования габарита

R=2В_пр-2В_нар=3230-3080=150 мм

1.4 Кузов вагона

Кузов цистерны получил название котел. Котел цистерны 15-869 имеет одну секцию. Котел цистерны для вязких нефтепродуктов изготавливают из стали 09Г2С. Теплоизоляции, теневой защиты, предохранительного клапана у котла нет, т.к. для перевозки вязких нефтепродуктов этих приспособлений ненужно. Для облегчения слива такого груза созданы цистерны с наружной пароподогревательной рубашкой (кожухом). Рубашка расположена в нижней части котла. Она выполнена из листов толщиной 4мм, каркас которого сварен из уголка 32*32*4 и гнутого швелера 190*34*4мм. Предохранительно-выпускной клапан установлен рядом с наливным люком. Котел содержит три лестницы: две внешнии и одну внутреннию. Внешняя необходима для подъема наливщика к загрузочному люку, она приварена к корпусу котла. Внутренняя лестница обеспечивает доступ ремонтникам и осмотрщикам внутрь котла. Для обеспечения полного слива вязких нефтепродуктов нижний лист котла выполняют с уклоном в сторону сливно-наливной трубы, размещенной в середине котла. Объем котла, занимаемый грузом, составляет 88,6м³ при грузоподъемности 62 тонн; внутренний диаметр котла равен 3м, тара вагона 25,3 тонны.

1.5 Ходовые части вагона

Тележки - ходовые части вагона. Они должны обеспечивать безопасность движения вагона по рельсовому пути с необходимой плавностью хода и наименьшим сопротивлением движению. От конструкции ходовых частей вагона во многом зависит безопасность и плавность хода. Ходовые части цистерны модели 15-869 выполнены в виде двух двухосных тележек.

Тележки состоят обычно из следующих основных частей: колесные пар, буксовых узлов, рессорного подвешивания, рамы, надрессорной балки с опорами кузова и тормозной передачи. Современные грузовые вагоны магистрального и промышленного транспорта имеют двух-, трех- и четырехосные тележки, большегрузные транспортеры оснащены многоосными тележками состоящими из набора перечисленных выше конструкций.

Как правило, это модели с одноступенчатым рессорным подвешиванием. Исключение составляют вагоны, служащие для перевозки грузов, требующих транспортировки с повышенными скоростями.

Тележка модели 18-100 (ЦНИИ-Х3: ЦНИИ- прежнее название ВНИИЖТа разработавшего конструкцию, Х - первая буква автора -Ханина, 3-третий вариант), рассчитанная на конструкционную скорость движения 120 км/ч, состоит из двух колесных пар с четырьмя буксовыми узлами , двух литых боковых рам , надрессорной балки , двух комплектов центрального подвешивания с фрикционными гасителями колебаний и тормозной рычажной передачи .

Боковая рама отлита, из низколегированной стали 20ФЛ или 20ГЛФ. Она имеет объединенные пояса и колонки, образующие в средней части проем для размещения комплекта центрального рессорного подвешивания, а по концам - буксовые проемы. Шишки, отлиты с внутренней стороны на наклонном поясе, служат для подпора боковых рам (боковин) при сборке тележки, так как в зависимости от допускаемых отклонений при отливке и обмере боковин некоторые из шишек срубают. Если все шишки срублены, то рама имеет градацию №0 с размером между наружными челюстями 2181 мм, при одной оставленной шишке это расстояние равно 2183 мм, а рама имеет градацию №1, при №№2,3,4 и5 указанное выше расстояние соответственно увеличивается по 2 мм.

Надрессорная балка - литая из стали марок 20ФЛ, имеет полую конструкцию замкнутого поперечного сечения и формы, близкую к брусу равного сопротивлению изгибу. Она отлита вместе с подпятником, служащим опорой кузова вагона и опорами для скользунов. На каждом из двух опор скользунов размещаются перевернутые коробки с регулировочными прокладками. Такая конструкция по сравнению с применяемой ранее (коробки отливались заодно с надрессорной балкой, а вкладыши скользуна укладывались в них, что в эксплуатации приводило к накоплению продуктов износа и недопустимое уменьшение зазоров между скользунами тележки и кузова вагона), обеспечивает самоудаление продуктов износа и постоянство отрегулированных зазоров между скользунами.

Рессорное подвешивание состоит из двух комплектов, каждый из которых имеет пять, шесть или семь двухрядных цилиндрических пружин и два фрикционных клиновых гасителя колебаний. Пять пружин устанавливают в тележки грузовых вагонов грузоподъемностью до 50т, шесть - 60т и 7 - более 60т.

1.6 Автосцепное оборудование

Ударно-тяговые приборы относятся к основным и ответственным частям вагона. Они предназначены для соединения вагонов между собой и локомотивом, удержания их на определенном расстоянии друг от друга, передачи и смягчения действия продольных нагрузок (растягивающих и сжимающих), которые возникают при движении поезда и при маневрах.

Тягово-сцепные приборы обеспечивают сцепление вагонов и локомотивов, передачу и смягчение растягивающих усилий. Ударные приборы (буфера) передают и смягчают сжимающие усилия и удерживают вагоны и локомотивы на определенном расстоянии друг от друга.

Приборы, предназначенные для непосредственного соединения вагонов и локомотивов, называют автосцепкой, совокупность частей, передающих и смягчающих действие тяговых усилий - упряжью. Если последняя расположена вдоль всего вагона и передает его раме часть тягового усилия, равного сопротивлению данного вагона движению, то такую упряжь называют сквозной. Если упряжные приборы расположены по концам рамы вагона, и она воспринимает все тяговые усилия, передаваемые упряжью, то упряжь называется несквозной, или разрезной. У цистерны 15-869 разрезная упряжь.

На цистерне 15-869 установлено автоматическое ударно-тяговое сцепное устройство, обеспечивающее сцепление без участия человека.

Переходу к автоматической сцепке способствуют следующие преимущества:

1. достаточная прочность сцепных приборов, соответствующая большим продольным усилиям, возникающим в поездах большой массы.

2. уменьшение тары вагонов тележной конструкции за счет облегчения концевых и боковых балок рамы.

Автосцепное оборудования состоит: из корпуса и расположенных в корпусе механизмов (расцепной привод, ударно-центрирующий прибор, упряжное устройство, поглощающий аппарат, опорные части).

Вагоны и локомотивы магистральных железных дорог РФ оборудованы автоматической сцепкой СА-3 утвержденной в 1934 году в качестве типовой (см. рис).

1-большой зуб

2-замкожержатель

3-замок

4-малый зуб

5-упор

6-отверстие для клина.

Корпус автосцепки СА-3 предназначен для передачи удурно-тяговых усилий упряжному устройству и для расположения механизма. Корпус представляет собой стальную полую отливку, которая состоит из головной части и хвостовика. Головная часть имеет большой и малый зуб, который образуют зев. Из зева выступают части деталей механизма - замка и замкодержателя.

Горизонтальную проекцию зубьев, зева и выступающей части замка называют контуром зацепления автосцепки. Для обеспечения взаимозацепляемости автосцепок контур зацепления стандартизирован (ГОСТ 21447-75). Этот же контур зацепления принят для вновь создаваемых автосцепок в европейских странах - -частниках ОСЖД.

Головная часть корпуса имеет упор для передачи сжимающего усилия на раму кузова через розетку, укрепленную на концевой балке, после полного сжатия поглощающего аппарата и деформаций аппарата и упряжного устройства.

В хвостовике корпуса есть отверстие для клина, соединяющего корпус с тяговым хомутом упряжного устройства. Для облегчения горизонтального перемещения корпуса торец его хвостовика выпилен цилиндрическим.

Автосцепное устройство должно располагаться согласно ПТЭ и ГОСТ 3474-73 на высоте 1040-1080 мм над уровнем головки рельса.

1.7 Тормозное оборудование

Для регулирования скорости движения и остановки поезда нужно применять дополнительные технические средства. Такую функцию выполняет тормозное устройство.

Наибольшее распространение получил колодочный тормоз, при котором торможение осуществляется вследствие прижатия колодок к поверхности катания колес. Передачу усилий от штока тормозного цилиндра к колодкам обеспечивает рычажная передача. За счет соотношения плеч рычагов идет увеличение тормозной силы по сравнению с силой, действующей на шток цилиндра.

На современных вагонах применяется два вида тормозных колодок: чугунные и композиционные. Последние обеспечивают лучший тормозной эффект. Их рекомендуется устанавливать на вагоне, эксплуатируемым с большими скоростями движения. На каждом вагоне, оборудованном тормозными площадками, устанавливаются ручные тормоза, от тормозного штурвала усилие передается на рычажную передачу и в случае выхода из строя пневматического тормоза ручной является основным. Современные грузовые вагоны оборудованы стояночными тормозами.

Цистерна модели 15-869 имеет автоматический тормоз с воздухораспределителем № 483.000, регулятором рычажной передачи № 574Б, стояночный тормоз. Переходной площадки с ручным тормозом нет.

2. Расчет кузова вагона на прочность

Расчет производится в соответствии с "Нормами для расчета и проектирования вагонов, железных дорог МПС колеи 1520 мм 1996 (несамоходных). (далее по тексту «Нормами...»), с учетом ГОСТ 14249 "Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность".

Прочность котла цистерны в соответствии с «Нормами...» оценивается при I и III режиме:

По первому расчетному режиму рассматривается относительно редкое сочетание экстремальных нагрузок. Основное требование при расчете на прочность по этому режиму - не допустить появление остаточных деформаций (повреждений) в узле или детали. В эксплуатации, первому режиму расчета соответствует: осаживание и трогание тяжеловесного состава с места; соударение вагонов при маневрах, в том числе при роспуске с сортировочных горок; экстренное торможение в поездах при малых скоростях движения.

По третьему расчетному режиму рассматривается относительно частое возможное сочетание умеренных по величине нагрузок, характерное для нормальной работы вагона в движущемся поезде. Основное требование при расчете по этому режиму - не допустить усталостного разрушения узла или детали. В условиях эксплуатации, третий расчетный режим соответствует случаю движения вагона в составе поезда по прямым и кривым участкам пути и стрелочным переводам с допускаемой скоростью, вплоть до конструкционной; при периодических служебных регулировочных торможениях; периодических умеренных рывках и толчках; штатной работе механизмов и узлов вагона.

Дополнительно прочность элементов котла оценивается при испытательном режиме.

Исходные данные для расчета

Геометрические размеры котла, м
1.2.1 Длина котла наружная, Lн	12,95
1.2.2 Длина цилиндрической обечайки, Lц	9,300
1.2.3 Внутренний диаметр обечайки, D	3,000
1.2.4 Толщина листов обечайки котла
- верхнего и среднего Sv,	0,010
- нижнего Sn,	0,012
1.2.5 Толщина обечайки люка-лаза	0,012
1.2.6 Днища эллиптические ГОСТ 6533 толщина стенки, Sд	0,012
Нагрузки действующие на котел
1.3.1 Сила тяжести (вес) цистерны брутто, Qбр, МН	0,922
1.3.2 Грузоподъемная сила, Qгр, МН	0,647
1.3.3 Условное рабочее давление в котле (избыточное давление в котле по регулировке впускного клапана) Pп, Мпа	0,15
1.3.4 Давление создаваемое в котле при гидравлическом испытании, МПа	0,55

Все элементы котла запроектированы из стали 09Г2С ГОСТ 5520-79 .

В соответствии с "Нормами...", допускаемые напряжения для стали 09Г2С ГОСТ 5520-79, для первого расчетного режима, при ударных продольных нагрузках принимаются равными пределу текучести материала. Предел текучести для стали 09Г2С ГОСТ 5520-79 при толщине листов до 20 мм принимается: [у]_т = 325 МПа

Для третьего расчетного режима, для всех элементов котла допускаемые напряжения принимаются равными 195 МПа.

Допускаемые напряжения для испытательного режима [у]_исп определяются согласно «Нормам..»

[у]_исп = 0,9[у]_т=292 МПа

В соответствии с «Нормами…», для стали 09Г2С ГОСТ 5520-79 модуль упругости принимается равным 2.1*10⁵ МПа, коэффициент Пуассона принимается равным 0.3.

РАСЧЕТНАЯ СХЕМА КОТЛА ЦИСТЕРНЫ И ПРИНЯТЫЕ ДОПУЩЕНИЯ

В соответствии с рекомендациями «Норм…» расчет производится методом конечных элементов, с использованием ANSIS.

В расчетной схеме учитывались, такие геометрические особенности котла, как отверстия под сливной прибор, люк-лаз и выштамповка в нижнем листе котла для слива, перевозимого продукта. Также в расчетной схеме учитывались фасонные лапы, соединяющие котел с рамой платформы. Вырезы в котле, под сливной прибор и люк лаз, а также фасонные лапы являются концентраторами напряжений и учет данных особенностей котла предусмотрен требованиями ГОСТ 14249.

Для более точного расчета напряженно-деформированного состояния в зоне люка лаза, в расчетной схеме котла учитывалась обечайка люка-лаза.

Для расчета используется пластинчатая конечно-элементная модель котла.

Для расчета использовались пластинчатые конечные элементы. Конечные элементы имеют квадратичную функцию форму, что позволило с высокой точностью определить напряжения, возникающие в зонах концентрации напряжений. Используемый конечный элемент имеет шесть степеней свободы в каждом узле.

Конечно-элементная модель включает 26848 конечных элементов и 13680 узлов.

При всех расчетных режимах котел радиально закреплялся в зонах лежневых опор, в зоне фасонных лап ограничивались перемещения в продольном и поперечном направлениях, относительно продольной оси вагона. Схема приложения нагрузок к котлу и конечно элементная модель показана на рис.1



Рис.1- Кинематические, силовые граничные условия и конечно элементная модель.

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ КОТЛА

В соответствии с «Нормами…» котел рассчитывается на прочность при первом и третьем расчетном режиме.

Сочетание нагрузок, действующих на прочность при первом и третьем расчетном режиме, определяется в соответствии с таблицей 2.3 «Норм…».

При расчете по первому расчетному режиму принимается следующее сочетание нагрузок действующих на котел:

сила тяжести жидкости;

сила тяжести котла;

сила инерции котла;

давление от гидроудара, прикладывается по линейному закону, от максимального значения на одном днище до нуля на другом;

рабочее давление в котле (0,15 МПа).

Величина максимального давления от гидроудара определяется отношением силы инерции жидкости к площади вертикальной проекции днища

, (1)

где N_u - cила инерции жидкого продукта, определяется по формуле

, (2)

где N - продольная сила удара, приложенная к автосцепке вагона - равная при I режиме( удар)- - 3.5МН, при III режиме - 1.0 МН,

Подставив значения величин в формулы (1) и (2), получим:

1) для первого режима удар

МН.

МПа.

2) для третьего режима

МН.

МПа

Сила инерции котла определялась путем приложения к конечно-элементной модели котла ускорения определяемого по формуле

, (3)

где m_бр- масса вагона с грузом (94 т).

Подставляя данные, в формулу 3 получаем, что величина продольного ускорения котла, при первом расчетном режиме, составляет 37,23 м/с².

При расчете по третьему расчетному режиму принимается следующее сочетание нагрузок действующих на стойку:

сила тяжести жидкости;

сила тяжести котла;

сила инерции котла;

давление от гидроудара, прикладываемое по линейному закону, от максимального значения на одном днище до нуля на другом;

рабочее давление в котле;

вертикальная динамическая сила, определяется умножением силы тяжести груза и веса котла на коэффициент вертикальной динамики, для котла вагона-цистерны.

Коэффициент вертикальной динамики в соответствии с «Нормами…», определяется по формуле

, (4)

где - среднее вероятное значение коэффициента вертикальной динамики;

- параметр распределения, согласно «Нормам…» принимается равным 1,13;

- доверительная вероятность, с которой определяется коэффициент вертикальной динамики;

Среднее вероятное значение определяется по формуле

, (5)

где - коэффициент, равный для элементов кузова 0,05;

- коэффициент, учитывающий влияние числа осей n в тележке под одним концом экипажа, определяется по формуле

; (6)

V - конструкционная скорость движения, м/c;

- статический прогиб рессорного подвешивания, м. Для тележки модели 18-100 принимается равный 0.05.

Подставляя данные в формулу (3) получаем коэффициент вертикальной динамики равный 0.341.

При нагружении котла испытательным давлением учитывался вес жидкости и котла. Величина испытательного давления принимается согласно техническим условиям Р_и= 0,55 МПа.

В результате расчета были получены напряжения, возникающие в котле при первом, третьем и испытательном расчетных режимах.

Максимальные эквивалентные напряжения в котле при всех расчетных режимах возникают в зоне фасонных лап и выштамповки нижнего листа, и составляют для первого режима (удар) 320 МПа, при допускаемых 325 МПа. Для третьего расчетного режима максимальные напряжения составили порядка 168 МПа, при допускаемых 195 МПа. Для испытательного режима максимальные напряжения составили порядка 263 МПа, при допускаемых 292 МПа. Боле подробно уровни напряжений в различных зонах котла при различных режимах расчета приведены в таблицах 1-3.

Таблица 1 Максимальные напряжения в различных зонах котла при при нагружении конструкции испытательным давлением

Зона котла	Максимальные эквивалентные напряжения, МПа	Допускаемые напряжения, МПа
Зона люка лаза	257	325
Фасонные лапы	210	325
Днища котла	64	325
Нижний лист котла в зоне сливного прибора и фасонных лап	320	325
Нижний лист котла в зоне лежневых опор	174	325

Таблица 2 Максимальные напряжения в различных зонах котла при первом режиме (удар).

Зона котла	Максимальные эквивалентные напряжения, МПа	Допускаемые напряжения, МПа
Зона люка лаза	166	292
Фасонные лапы	224	292
Днища котла	98	292
Нижний лист котла в зоне сливного прибора и фасонных лап	263	292
Нижний лист котла в зоне лежневых опор	220	292

Таблица 3 Максимальные напряжения в различных зонах котла при третьем режиме.

Зона котла	Максимальные эквивалентные напряжения, МПа	Допускаемые напряжения, МПа
Зона люка лаза	88	195
Фасонные лапы	95	195
Днища котла	28	195
Нижний лист котла в зоне сливного прибора и фасонных лап	168	195
Нижний лист котла в зоне лежневых опор	102	195

Из полученных результатов можно сделать вывод, что прочность котла удовлетворяет требованием «Норм…» при всех расчетных режимах.

а)

б)

Рис.2- Распределение эквивалентных напряжений при нагружении испытательным давлением.

а - общее напряженно-деформированное состояние;

б - зона фасонных лап.

а)

б)

Рис.3- Распределение эквивалентных напряжений при третьем режиме

а - общее напряженно-деформированное состояние;б - зона фасонных лап.

а)

б)

Рис.4- Распределение эквивалентных напряжений при первом режиме (удар).

а - общее напряженно-деформированное состояние; б - зона фасонных лап.

Общие выводы и рекомендации по результатам расчетов

Максимальные эквивалентные напряжения в котле при всех расчетных режимах возникают в зоне фасонных лап и выштамповки нижнего листа, и составляют для первого режима (удар) 320 МПа, при допускаемых 325 МПа. Для третьего расчетного режима максимальные напряжения составили порядка 168 МПа при допускаемых 195 МПа. Для испытательного режима максимальные напряжения составили порядка 263 МПа при допускаемых 292 МПа.

По результатам проведенных расчетов можно сделать вывод: прочность котла при всех расчетных режимах удовлетворяет требованием «Норм…»

3. Расчет ходовых частей вагона

Колёсная пара (см. рис. 14) состоит из оси 1 и двух укреплённых на ней колёс 2. Типы, основные размеры и технические условия на изготовление вагонных колёсных пар определены Государственными стандартами, а содержание и ремонт - Правилами технической эксплуатации железных дорог (ПТЭ) и Инструкцией по осмотру, освидетельствованию, ремонту и формированию колёсных пар. Тип колёсной пары определяется типом оси и диаметром колёс , а также конструкцией подшипника и способом крепления его на оси (см.табл.4).

Таблица 4

Типы колёсных пар вагонов

Тип колёсной пары	Тип оси	Диаметр колеса, мм	Тип подшипника на колёсной паре	Применение
РУ1-950	РУ1	950	Качения	На всех грузовых и пассажирских вагонах постройки после 1963 г.
РУ1Ш-950	РУ1Ш	950	Качения	На всех грузовых и пассажирских вагонах постройки с 1979 г.
РУ-950	РУ	950	Качения	На всех грузовых и пассажирских вагонах постройки до 1964 г.
РУ-1050	РУ	1050	Качения	На пассажирских вагонах постройки до 1959 г.
III-950	III	950	Скольжения	На грузовых вагонах старых типов

Типы вагонных осей различают по размерам и форме шейки - для роликовых подшипников качения и подшипников скольжения. Размеры оси устанавливают в зависимости от величины расчётной нагрузки, воспринимаемой при эксплуатации вагона.



Рис.14 Колёсная пара и форма шейки оси

Колёсные пары III-950 предназначены для эксплуатации с подшипниками скольжения, а колёсные пары РУ1-950, РУ1Ш-950, РУ-950 и РУ-1050 - с роликовыми подшипниками (РУ - роликовая унифицированная, Ш - крепление подшипников приставной шайбой). Исходя из расчётной нагрузки, определяют диаметры шеек 3, 4, 5 (см. рис. 2.1), подступичной 7 и средней 8 частей оси. Предпоступичная часть 6 является ступенью перехода от шейки к подступичной части оси и служит для установки уплотняющих устройств буксы. На подступичных частях 7 прочно закрепляются колёса 2. В настоящее время в эксплуатации находятся ещё небольшое число колёсных пар с осями III типа с подшипниками скольжения, которые заменяют роликовыми. На торцах их шеек 5 имеются буртики 6, ограничивающие продольные перемещения подшипников скольжения, располагающихся в верхних частях.

Колёсные пары с осями, предназначенными для эксплуатации с роликовыми подшипниками, различают между собой конструкцией торцового крепления внутренних колец роликовых подшипников на шейке: 3 - с нарезанной частью а для навинчивания корончатой гайки; 4 - при помощи приставной шайбы, для чего на торцах делаются отверстия с нарезкой для болтов крепле- ния. Такое крепление выполнено в двух вариантах: тремя или четырьмя болтами. Колёсные пары с формой шейки 3 обозначают РУ1, а с формой 4 - РУ1Ш. В эксплуатации ещё находится небольшое число колёсных пар с осями типа РУ с диаметром шеек 135 мм. В настоящее время они изымаются. Основным типом колёсных пар являются конструкции с цельнокатаными стальными колёсами по кругу катания 950 мм. В пассажирских вагонах старых типов осталось малое число колёсных пар с диаметром 1050 мм.

Большое внимание прочности и надёжности колёсных пар уделялось при создании первых вагонов. В связи с увеличением грузоподъёмности и тары вагонов, а также скорости движения поездов возрастали нагрузки, действующие на колёсные пары, что требовало усиления их элементов. В результате возрастали диаметры осей, совершенствовались конструкции колёс и повышалась прочность посадки их на ось.

В 1948 г. по ГОСТ 4007-48 установлены четыре типа осей, различающихся размерами в зависимости от допускаемой статической нагрузки на ось (см. табл.5).

Таблица 3.1

Типы осей и допускаемые нагрузки

Тип оси	Диаметр шейки, мм	Диаметр подступичной части, мм	Диаметр средней части, мм	Нагрузка на рельсы от оси, т. не более
I	110	155	140	12,5
II	120	165	145	17,0/15,0
III	145	182	160	20,5/18,0
IV	155	200	165	25,0

Примечания:

тип оси IV - для думпкаров и транспортёров;

в знаменателе - для пассажирских вагонов.

Вагонная ось (см. рис. 15) является составной частью колёсной пары и представляет собой стальной брус круглого, переменного по длине поперечного сечения. На подступичных частях 3 оси располагаются колёса, укреплённые жёстко или подвижно, а на шейках 1 размещаются подшипники. Вагонные оси различаются между собой размерами, определяемыми в зависимости от заданной нагрузки; формой шейки оси в соответствии с применяемым типом подшипника - для подшипников качения и подшипников скольжения; формой круглого поперечного сечения - сплошные или полые; способом торцового крепления подшипников качения на шейке оси - корончатой гайкой или шайбой.

Кроме того, оси классифицируются по материалу и технологии изготовления. Между шейками 1 и подступичными частями 3 находятся предпоступичные части 2, служащие для размещения деталей задних уплотняющих устройств букс, а также снижения концентрации напряжений в переходных сечениях от подступичных частей к шейкам оси. В местах изменения диаметров для снижения концентрации напряжений имеются плавные сопряжения - галтели, выполненные определёнными радиусами: от шейки 1 - к предпоступичной 2, от предпоступичной - к подступичной 3 и от средней 4 - к подступичной частям.

Снижение концентрации напряжений, вызванных посадкой внутреннего кольца роликового подшипника, обеспечивается разгружающей канавкой, расположенной у начала задней галтели шейки оси (см. рис. 15, г).

Оси для подшипников качения на концах шеек имеют нарезную часть (см. рис. 15, а) для навинчивания корончатой гайки, на торце имеется паз с двумя нарезными отверстиями для постановки и крепления двумя болтами стопорной планки. В вагонных осях с креплением подшипников качения при помощи приставной шайбы в торцах шеек делают нарезные отверстия для болтов (см. рис.15, б) в дух вариантах: при помощи трёх или четырёх болтов. Оси для подшипников скольжения по торцам шеек имеют буртики М (см. рис. 15, в), служащие для ограничения смещения подшипников вдоль оси наружу при движении вагона. На торцах всех типов осей предусмотрены центровые отверстия (см. рис.15, д, е), служащие для установки и закрепления оси или колёсной пары в центрах при обработке на токарном станке. Форма и размеры центровых отверстий стандартизованы.



Рис.15 Типы вагонных осей

Оси колёсных пар, оборудуемых дисковым тормозом, а также оси, на которых предусмотрена установка привода подвагонного генератора, имеются посадочные поверхности для установки тормозных дисков или деталей редуктора. Основные размеры и допускаемые нагрузки для стандартных типов осей вагонов широкой колеи, кроме вагонов электро- и дизель-поездов приведены в табл.6.

На шейки осей РУ1 и РУ1Ш устанавливают роликовые подшипники с наружным диаметром 250 мм, а на оси РУ - диаметром 280 мм. Поэтому посадочные диаметры у них разные. Диаметры шеек оси III типа, применяемой в вагонах старых типов, используемых в основном на подъездных путях промышленных предприятий, имеет больший диаметр шеек в связи с возможными переточками в эксплуатации. Для грузовых вагонов с повышенными нагрузка-ми от колёсной пары на рельсы до 245 кН предусмотрена усиленная ось, имеющая увеличенные диаметры.

Оси проектируют в исполнении УХЛ по ГОСТ 15150. Для вагонов магистральных дорог колеи 1520 мм оси изготавливают из осевой заготовки по ГОСТТ 4728: для вагонов основных типов применяется сталь марки ОсВ, для вагонов электропоездов - сталь марки ОсЛ. Химический состав осевой стали в %: углерода 0,4…0,48, марганца 0,55…0,85, кремния 0,15…0,35, фосфора - не более 0,04, серы - не более 0,45; хрома и никеля - не более каждого по 0,3; меди - не более 0,25.

Таблица 3.2

Тип оси	Диаметр, мм	Длина шейки, мм	Общая длина оси, мм	Расстояние между центрами приложения нагрузки на шейки, мм	Наибольшая статическая нагрузка от колёсной пары вагонов на рельсы, кН ()
	шейка	предпоступичная часть	подступичная часть	середина				Грузовые	Пассажирские
РУ1	130	165	194	165	176	2295	2036	230(23,5)	176,5 (18)
РУ1Ш	130	165	194	165	190	2294	2036	230 (23,5)	176,5 (18)
РУ	135	165	194	165	248	2390	2036	230 (23,5)	176,5 (18)
III	145	170	194	165	254	2330	2036	230 (23,5)
	140	175	205	170	190	2216	2036	245 (25)

3.1 Определение основных размеров колесной пары. Расчет оси и колеса

При условном (приближённом) методе расчёта на прочность ось рассматривается в статическом состоянии, на неё действует система сил (см. рис.16), состоящая из вертикальной силы, равной и горизонтальной:

,

где - максимальная статическая расчётная или фактическая нагрузка от кол- ёсной пары на рельсы.

Множители в выражениях по определению горизонтальной и вертикальной сил учитывают динамической действие сил соответственно в вертикальном и горизонтальном направлениях.



Рис. 16 Схема действия сил при условном методе расчёта оси колёсной пары

Расчёт и выбор соответствующих значений величин будем производить, руководствуясь Нормами для расчёта и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных) и ГОСТом 4835-80.

Исходные данные:

тип оси колёсной пары - РУ1Ш;

фактический диаметр шейки оси мм;

фактический диаметр подступичной части оси мм;

фактический диаметр середины оси мм;

допускаемый износ по длине шейки оси м.

осевая нагрузка т;

количество осей вагона ;

вес брутто вагона т.

Вычисление нагрузок.

Осевая нагрузка (выраженная в единицах СИ), Н:

;

Н = 0,229 МН.

Вес колёсной пары (выраженный в единицах СИ), Н:

,

где - масса колёсной пары РУ1Ш, = 1,2 т;

Н.

Вертикальная нагрузка, действующая на колёсную пару, Н:

;

Н.

Определение изгибающих моментов.

Изгибающий момент в первом расчётном сечении, :

,

где - расстояние от центра оси колёсной пары до центра тяжести кузова, = 1,45 м;

- расстояние между центрами приложения нагрузки на шейки, = 2,036 м;

- длина шейки оси, = 0,19 м;

- коэффициент, учитывающий увеличение длины шейки при износе бурта (вводится для букс с подшипниками скольжения), = 0;

? 0,020.

Изгибающий момент во втором расчётном сечении, :

,

где - половина расстояния между центрами приложения нагрузки на шейки, м: ;

м;

s - половина расстояния между кругами катания, м:

,

где 2s - расстояние между кругами катания, 2s = 1,58 м;

м;

- радиус средне изношенного колеса, = 0,45 м;

?

? 0,098.

Изгибающий момент в третьем расчётном сечении, :

;

? 0,056.

Нахождение диаметров оси.

Диаметр шейки оси, мм:

,

где - допускаемое напряжение для шейки оси, Па;

мм ? 0,1201 м.

С учётом припусков на обработку окончательно принимаем, мм:

;

мм ? 0,1221 м.

Замечаем, что условие ?

выполняется.

Диаметр подступичной части оси, мм:

,

где - допускаемое напряжение для подступичной части оси, Па;

мм ? 0,1823 м.

С учётом припусков на обработку окончательно принимаем, мм:

;

мм ? 0,1883 м.

Замечаем, что условие

?

выполняется.

Диаметр средней части оси, мм:

,

где - допускаемое напряжение для средней части оси, Па;

мм ? 0,1542 м.

С учётом припусков на обработку окончательно принимаем, мм:

;

мм ? 0,1602 м.

Замечаем, что условие ? выполняется

Вывод: по результатам условного метода расчёта при осевой нагрузке т условие прочности оси колёсной пары РУ1Ш грузового вагона обеспечено, так как все рассчитанные диаметры оси меньше допускаемых.

3.2 Выбор буксовых подшипников

В настоящее время в России более 95% грузового вагонного парка и весе пассажирские вагоны оборудованы буксами с подшипниками качения.

Типовая букса с глухой подшипниковой посадкой внутреннего кольца цилиндрических роликовых подшипников на шейку оси применяется в современных грузовых и пассажирских вагонах.

На железных дорогах России наиболее широко распространены буксы на горячей посадке вследствие их преимуществ. Современная типовая букса с двумя цилиндрическими роликовыми подшипниками для любого типа грузового вагона может иметь два вида торцового крепления внутренних колец от продольного сдвига - торцовой корончатой гайкой или тарельчатой шайбой. Букса с торцовым креплением гайки (см. рис.17, а, б) имеет корпус 1 с приливами 15, в котором размещены передний 2 и задний 3 подшипники с короткими цилиндрическими роликами.

Со стороны колеса корпус закрыт лабиринтным уплотнением 4 (съёмныё лабиринт) и 5 (лабиринтное кольцо), а впереди - крепительной 8, укреплённой болтами 16 к корпусу и смотровой 10 крышками с болтами 6 и шайбами 9. Крепительная крышка из стали или алюминиевого сплава прочно удерживает наружные кольца роликовых подшипников 2 и 3 в буксе, не позволяя им проворачиваться и перемещаться вдоль оси при вращении колёсной пары. Внутренние кольца подшипников закреплены на шейке оси с торца корончатой гайкой 11, стопорной планкой 13 и болтами 12. Между корпусом буксы 1 и крепительной крышкой 8 установлено уплотнительное кольцо 7, обеспечивающее герметизацию буксового узла. Внутренняя полость буксы заполнена консистентной смазкой, обеспечивающей надёжную работу подшипников в сложных условиях их нагружения.

Рис.17 Букса грузового вагона с двумя цилиндрическими роликовыми подшипниками:

а - конструкция; б -- торцовое крепление внутреннего кольца корончатой гайкой; в -- торцовое крепление внутреннего кольца тарельчатой шайбой

Другой вариант торцового крепления внутренних колец подшипников отличается следующими особенностями (см. рис.17, в). К торцу шейки оси тремя или четырьмя (варианты) болтами 21 укрепляется тарельчатая шайба 17, которая своими выступающими краями нажимает на приставное кольцо 18 и прочно закрепляет внутренние кольца подшипников 19 и 20 на шейке оси 14, удерживая их от продольного сдвига при действии осевых нагрузок.

Буксы на горячей и втулочной посадке имеют свои преимущества и недостатки. Преимуществами букс с глухой подшипниковой посадкой является снижение массы вследствие отсутствия втулки и уменьшения габаритных размеров подшипника; сокращение почти в 5 раз затрат труда на монтаж и демонтаж подшипников, а в связи с этим в два с половиной раза снижение эксплуатационных затрат на ремонт букс. Однако, при таком способе посадки нередко наблюдается потеря натяга.

В буксах современных вагонов применяют радиальные роликовые подшипники с короткими цилиндрическими роликами двух типов: однорядные с цилиндрическими роликами и однобортовым внутренним кольцом (см. рис.18, а); однорядные с безбортовым внутренним кольцом и плоским приставным упорным кольцом. В буксах вагонов прежних лет постройки использовали двухрядные сферические роликовые подшипники на втулочной посадке кольцом (см. рис.18, б).