Підшипники залізничного рухомого складу
Підшипники залізничного рухомого складу відносяться до підшипників, що використовуються в локомотивах та рухомому складі. Підшипники на локомотиві включають підшипники букс, підшипники тягових двигунів, підшипники трансмісії, підшипники силового агрегату та підшипники системи охолодження тощо, тоді як підшипники на транспортному засобі переважно є підшипниками букс, букси легкових автомобілів переважно використовують короткі циліндричні роликові підшипники, а букси вантажних вагонів переважно використовують конічні роликові підшипники, а різноманітність, конструкція та характеристики підшипників транспортних засобів в основному подібні до підшипників букс локомотивів.
1.Підшипник букси
Колесо локомотива з'єднане з корпусом локомотива через буксу, пружину та раму візка, а підшипник букси безпосередньо несе пружинну силу тяжіння локомотива та радіальний та осьовий вплив рейки на колесо, крім передачі тягової сили та деяких додаткових навантажень, що виникають внаслідок цього, тому підшипник букси повинен мати велику несучу здатність, витримувати удари та вібрацію, а також повинен мати високий термін служби, безпеку та надійність, невеликі розміри та якість; бути простим в огляді та обслуговуванні тощо. Тому підшипники локомотивів часто використовують нестандартні серії підшипників та спеціальні технічні умови підшипників, а зазвичай використовуються підшипники кочення, які мають такі три категорії.
(1)Циліндричні роликові підшипникиБільшість осей тепловозів та електровозів використовуютьциліндричні роликові підшипникиІснує два основних типи.
1)Чотири ряди циліндричних роликових підшипників
Підшипник букси локомотивів у Китаї був найдавнішим у використанні, і найбільше навантажень отримав чотирирядний циліндричний роликовий підшипник типу 972832. Підшипник має високу вантажопідйомність і тривалий термін служби, а його номінальне динамічне навантаження становить 1445 кН. Оскільки він може витримувати лише радіальні навантаження, а не осьові, необхідно встановити пристрій, який витримує осьові сили в буксі.
2) Дворядні циліндричні роликові підшипники
У буксах локомотивів Dongfanghong 2, 3, 5, 21 та Beijing китайського виробництва використовуються дворядні циліндричні роликові підшипники 982832T, які сприймають радіальні навантаження, та радіально-упорні кулькові підшипники 146132T, які сприймають осьові навантаження.
(2)Сферичні роликові підшипники
Перевагою використання сферичних роликових підшипників є відсутність пристрою для компенсації нахилу між буксою та рамою візка. Буксовий підшипник тепловоза ND2 є сферичним роликовим підшипником типу C. Його модель порівнянна з вітчизняним підшипником 3G4053736KT. Ролики цього типу підшипника симетричні, внутрішнє кільце не має зовнішнього фланця, середній фланець є роз'ємним, ролик знаходиться в прямому контакті із зовнішнім кільцем, ефективна робоча довжина ролика більша, а термін служби трохи більший, ніж у асиметричного сферичного роликового підшипника з тим самим зовнішнім розміром.
(3)Конічні роликові підшипники
Цей тип підшипника, що використовується в буксі локомотива, є дворядним конічним роликовим підшипником, а тепловоз ND5 оснащений підшипником типу AP. Цей тип підшипника має дюймовий розмір і зазвичай використовується в рівнях B, C, D, E, F, G та інших, які використовуються для різних класів осей.
2.Підшипник тягового двигуна
(1) Підшипник якоря тягового двигуна
Тяговий двигун є основним обладнанням у системі передачі електровозів та тепловозів з електроприводом, а підшипник якоря є одним з його основних компонентів.
1)Підшипники для односторонньої передачі
Якір зазвичай підтримується подвійними точками опори, вихідний кінець монтажної шестерні є рухомою опорою, а кінець колектора - опорою позиціонування. Вихідний підшипник розташований поблизу шестерні, яка найбільше навантажена, і є ключовим підшипником з двох підшипників якоря. Для зменшення навантаження зазвичай використовується циліндричний роликовий підшипник типу NU без внутрішнього кільцевого фланця. З боку колектора зазвичай використовується циліндричний роликовий підшипник типу NUP з одним фланцем та плоским стопорним кільцем на внутрішньому кільці, а також існують циліндричні роликові підшипники з одним фланцем, внутрішнім фланцем та скошеним стопорним кільцем на кінці колектора.
2) Підшипники для двосторонньої передачі
Якщо потужність двигуна велика, а одностороння передача все ще використовується, навантаження на підшипник на кінці шестерні занадто велике, і важко вибрати підшипник, який би відповідав вимогам щодо номінального динамічного навантаження та граничної швидкості, тому режим двосторонньої передачі можна змінити за умови, що це дозволяє конструкція двигуна. Перевагою двосторонньої передачі є те, що можна використовувати гвинтові циліндричні шестерні, завдяки чому кути нахилу спіралі обох шестерень однакові, а напрямок обертання протилежний, що забезпечує відносно стабільну якість передачі без створення осьового навантаження. Для цієї мети підійде циліндричний роликовий підшипник типу NU без фланця у внутрішньому кільці. Якщо для двосторонньої передачі все ще використовується прямозуба циліндрична шестерня, слід вибрати підшипник, який може витримувати певне осьове зусилля, і зазвичай використовується циліндричний роликовий підшипник типу NJ з одним фланцем у внутрішньому кільці.
(2)Підшипник вала тягового двигуна
Тягові двигуни, встановлені на осі, зазвичай спираються на візок регулювальним стрижнем з одного боку, а на осі з іншого боку - підшипником вала.Циліндричні роликові підшипники, сферичні роликові підшипникиіконічні роликові підшипникибули використані.
Циліндричний роликовий підшипникПідходять для високошвидкісних локомотивів, цикли поповнення мастила у них тривалі, а встановлення та обслуговування відносно прості, особливо при використанні інтегральної оболонки, що дозволяє повністю продемонструвати цю перевагу. Конічні роликові підшипники мають хорошу жорсткість при встановленні, що сприяє забезпеченню точності зачеплення шестерень, але їх складання та розбирання, а також осьовий зазор важко регулювати. Встановлення двох комплектів сферичних роликових підшипників, особливо їх розбирання, є складнішим, ніж у конічних роликових підшипників, але дозволяє враховувати вигин вала. Підшипник вала тягового двигуна електровоза в Китаї використовує сферичний роликовий підшипник моделі 3G3053148T.
(3)Підшипники тягового генератора
Корпус сучасного тягового генератора дизельного локомотива з електроприводом зазвичай встановлюється на торці корпусу на вихідному кінці дизельного двигуна. Незалежно від того, чи встановлено він таким чином, чи іншим чином, вхідний кінець якоря рідко оснащується підшипниками, а якір зазвичай спирається на колінчастий вал або вихідний вал дизельного двигуна за допомогою еластичної муфти, щоб зменшити поздовжній розмір генератора.
Зовнішній кінець вала якоря зазвичай можна використовувати зциліндричні роликові підшипники, а іноді для зручнішого вирівнювання з дизельним двигуном під час встановлення також можуть використовуватися сферичні роликові підшипники.
3. Підшипники гідравлічної трансмісії тепловозів
Система гідравлічної передачі тепловоза зазвичай складається з трьох частин: гідравлічної коробки передач, карданного валу та редуктора моста. Маневрові локомотиви іноді також включають робочий редуктор, який оснащений значною кількістю підшипників кочення.
(1) Підшипник гідравлічної коробки передач
Режим роботи гідравлічної коробки передач полягає в перетворенні потужності дизельного двигуна в потужність локомотива за допомогою гідравлічного перетворювача крутного моменту під час буксирування поїзда; під час гальмування силою гідравлічне гальмо використовується для поглинання кінетичної енергії коліс локомотива. У гідравлічній коробці передач розташовано кілька систем валів, а опора кожного вала виконана в підшипниках кочення.
(2) Проміжний підшипник коробки передач
Основними компонентами проміжної коробки передач є вхідний вал і вихідний вал, кожен з яких має по дві шестерні, причому шестерня на одному з валів є перемикальною шестернею, а вал і його шестерня мають механізм зчеплення, який може змусити одну з шестерень з'єднатися з валом і передавати потужність; інша шестерня в цьому випадку просто працює на холостому ходу. Перемикальна шестерня та зчеплення часто розташовані на вхідному валу, оскільки вхідний крутний момент невеликий, що сприяє зменшенню розміру шліцьового зчеплення та розміру підшипника.
(3) Підшипник коробки передач півосі
4. Підшипник колінчастого вала дизельного двигуна
Основні переваги використання підшипників колінчастого вала дизельного двигуна з використанням підшипників кочення обмежені високошвидкісними дизельними двигунами, а саме: малі втрати на тертя, високий механічний ККД, надійна робота та тривалий термін служби; легке змащування, малий розмір масляного радіатора тощо. Порівняно з використанням підшипників ковзання, його основними недоліками є: висока ціна, висока якість, високі технічні вимоги до складання підшипників та колінчастих валів, незручне обслуговування та заміна, а також великий шум.
Для колінчастих валів одноциліндрових та двоциліндрових малих дизельних двигунів здебільшого використовуються підшипники кочення класу 0; для колінчастих валів високошвидкісних та потужних дизельних двигунів через їх великі навантаження зазвичай використовуються лише циліндричні роликові підшипники.
Час публікації: 28 липня 2025 р.
