Skip to main content

Раздвижные колесные пары для вагонов

Posted in

Перестановка тележек вагонов с колеи 1520 мм на 1435 мм и наоборот на перестановочных пунктах вблизи пограничных станций, имеет существенные недостатки — увеличение времени оборота вагонов; существенные затраты технологических и производственных ресурсов.

Поэтому актуальной является проблема разработки раздвижных колесных пар, способных без остановки движения изменять ширину колеи на специальных переводных путевых устройствах. При этом должна обеспечиваться почти абсолютная надежность, поскольку отказ раздвижной колесной пары приводит к аварийным ситуациям с тяжелыми последствиями.

В качестве базового варианта для УЗ выбрана муфтовая раздвижная колесная пара SUW-2000 разработки польских специалистов. По результатам испытаний на железных дорогах Польши и Украины был запущен в опытную эксплуатацию графиковий пассажирский поезд Львов-Краков, оборудованный  указанными колесными парами.

Муфтовая колесная пара отличается тем, что с внутренней стороны колеса  размещается муфта 3, которая автоматически блокирует колесо на оси 2 в нужном положении при нахождении вагона на колеи стандарта 1520 или 1435 мм. Во время прохождения вагоном переводного путевого устройства муфта взаимодействует с соответствующей частью устройства и на некоторое время разблокирует одно колесо для возможности его перемещения вдоль оси. Проходя очередной участок переводного устройства, указанное колесо сдвигается, после чего муфта блокирует его на оси в новом положении. Далее аналогичные операции осуществляются с другим колесом — и автоматическая процедура изменения ширины колеи завершается. Сравнительно с обычной колесной парой, прочность соединения колес с осью более слаба, потому используется торможение дисками 1, закрепленными на средней части оси. Переводное путевое устройство взаимодействует с раздвижными колесными парами SUW-2000 таким образом, что они разблокируются и перемещаются вдоль оси последовательно. Поэтому ось постоянно соединена хотя бы с одним колесом и буксовые подшипники работают беспрерывно.

Корпус муфты имеет отдельную ступицу, которая посажена на ось неподвижно. От попадания абразивных частиц и влаги   муфта защищена резиновыми пыльниками — внешним  и внутренним. Это улучшает работу втулки из специального пластика, которая вставлена в кольцевой зазор между осью и колесом. Втулка  уменьшает усилие проскальзывания колеса по оси и интенсивность износа поверхностей трения, одновременно она передает эксплуатационные нагрузки от колеса на ось. Чтобы смягчить краевые эффекты по уровню напряжений, на поверхности оси проточены две разгружающих канавки:  одна — около внутреннего края ступицы муфты, а вторая — под продленной частью ступицы колеса.

Горловина переводного путевого устройства имеет рельсы, которые постепенно изменяют ширину колеи. Для удержания колес от схода во время их разблокирования применены контррельсы. Выключение и включения замковых задвижек муфт колесной пары осуществляют управляющие балки в последовательном   порядке. Показана на слайде левая балка имеет верхний рабочий бурт, которым  сжимает пружину проезжающей муфты. Соответствующее колесо разблокируется. В это время противоположное колесо еще остается заблокированным и вращает ось в буксовых подшипниках.

Известны другие конструкции муфтовых раздвижных колесных  пар:                     

  • DBFG  V (разработка ФРГ) равноценная SUW-2000 и может эксплуатироваться на том  же переводном путевом устройстве;
  • БМЗ (Брянского машиностроительного завода) — перспектив внедрения не имеет, как старотипная.

Считается неперспективной и болгарская разработка М.Гайдарова с невращающимися осями колесных пар. В ней замковые устройства фиксировались под собственным весом деталей. Поэтому на выставочных показах при медленном проходе вагоном путевых переводных устройств колеса четко изменяли ширину. Однако во время движения с высокой скоростью по обычному пути под воздействием вертикальных динамических ускорений замковые устройства могли разблокироваться несанкционированно. Это и привело к аварийным сходам во время движения опытных вагонов в поездах.

Надежную работу показывает конструкция испанской фирмы «TALGO». Раздвижные колесные пары эксплуатируются на пассажирских экспрессах, разработанных этой же фирмой. Они курсируют между Испанией (где ширина колеи 1676 мм) и странами Европы (1435 мм) и работают безаварийно десятки лет. Поезда TALGO поставлены на одноосные тележки (то есть рессорное подвешивание, тормозное и другое оборудование смонтированы на одной раздвижной колесной паре). Чтобы при этом нагрузка на  каждую ось не превышала допустимой нормативами, длина каждого вагона меньше, чем стандартного пассажирского 4-осного вагона.

Схема раздвижной колесной пары «Talgo» показана на слайде — вид сверху. В связи с симметрией на схеме обозначены детали левой половины  — левая полуось вращается в буксовом подшипнике и внутреннем подшипнике. Оба подшипника соединены горизонтально размещенной стальной жесткой рамой. Каждая колесная пара несет на себе две таких вспомогательные рамы. Зато колесо соединено с полуосью обычной посадкой с натягом. При изменении ширины колеи детали  перемещаются совместно.

Обе полуоси входят на скользящей посадке в центральную муфту, которая позволяет изменять расстояние между их внутренними торцами. Именно это используется для автоматического изменения ширины колеи с 1676 мм на 1435 мм и, наоборот, при проходе переводного путевого устройства (конструктивно отличающегося от рассмотренного ранее). Муфта выполняет также функцию обеспечения синхронности вращения обеих полуосей, что уменьшает интенсивность износа гребней колес. Позицией 6 условно обозначен механизм блокировки колесной пары вне переводного путевого устройства.  Конструкция «Talgo» по сложности не уступает SUW-2000 — вспомогательные рамы и подшипники 5 увеличивают стоимость и металлоемкость, кроме того, существующие  напольные приборы не могут обнаружить перегрев подшипников. Но эксплуатационная надежность «Talgo» достаточно высокая.