Візок трамвая, конструкція

[TANK]

ну на первом фото - реквизитная (ремонтная) телега, но да - ехать будет)))

[Kozak]

Саме так, вище показаний "ремонтний візок" (ще назва "технологічний візок").
Існують такі й зі звичайними колесами (але не так цікаво виглядають ).

Є ще "аварійний візок", який ставиться під колесну пару (заблоковану або непрацюючу).
Як кажуть в депо, перші більш "високошвидкісні" .
Різні для високо- і низькопідлогових трамваїв (1 та 2 фото відповідно).

[TANK]

да, 2 нижние - вообще подкатные))) вторая в посте - за ось (редуктор?) держит, а на самой нижней даже "накат" колеса виден)))))) Кстати а-ля самая нижняя и в метро работает.

[Kozak]

Будова колеса. Колесо моноблочне (суцільнокатане).

Саме таким більшість пасажирів уявляє будову коліс для рейок, але це лише один з варіантів.
Найпростіше за будовою колесо, яке складається з суцільного сталевого елемента (монолітного блока).
Недолік - вищі експлуатаційні витрати, перевага - нижча маса та покращення безпеки рухуу (оскільки обід не може розхитатися відносно колісного центра, це важливо на великих швидкостях).
Використовуються переважно на залізниці.

Поперечний переріз (схема): A – колесо, B – колісний центр, X – контрольна канавка (мінімальний робочий діаметр).
Залізничне суцільне колесо:

[Kozak]

Будова колеса. Колесо збірне (бандажне).

Такі колеса - проста та класична залізнична (і трамвайна) конструкція. Не має нульового ступеня амортизації, тому на сьогодні трамваями вважається застарілим. Але використовується деякими трамвайними виробниками (які зменшили діаметр колеса, викинувши "зайві" частини, щоб понизити висоту візка).
Колесо складається з маточини колеса (колісного центру), на якій встановлений обід (бандаж). Бандаж є змінною частиною колісних пар, яка безпосередньо зчіплюється з рейкою, та зношується найбільше.
Обід з'єднується з маточиною колеса за допомогою усадочного з'єднання, що утворюється в процесі монтажа.

На схемі: А - колісний центр, В - бандаж.

Монтаж обода – процес кріплення обода до колісного центру.
Рівномірне нагрівання бандажа за допомогою спеціального індукційного нагрівача до температури ~250 градусів Цельсія, потім маточина встановлюється в нагрітий обід, далі охолоджується, діаметр ободу зменшується і він добре затискається, створюючи постійну усадку.

Бандаж залізничного колеса:

[Kozak]

Будова колеса. Колесо збірне з гумовими пружинними елементами (еластичне).

Перші візки з еластичними колесами використовувалися в Сполучених Штатах у рамках трамвайного проекту PCC у 1930-х роках.
Майже всі трамваї використовують еластичні "безшумні" колеса, що містять гумові елементи, які діють як додатковий механічний фільтр у підвісці, зменшуючи непідресорену масу в шасі. Ці еластичні елементи також зменшують вібрації, зрештою знижуючи рівень шуму та покращуючи комфорт їзди.
Існує багато різних варіантів гнучких елементів у колесах. До них належать системи з метало-гумовими сегментами, гумовими дисками, кільцями та інші. Незалежно від типу гнучких вставок, вони завжди встановлюються всередині конструкції колеса.

Гумові пружинні колеса можуть бути сконструйовані за двома принципово різними принципами. В одному випадку (shear) гумові компоненти розташовані таким чином, що вони в основному піддаються напрузі зсуву під вертикальними навантаженнями. У другому випадку (compressing) гума відчуває в основному напруження стиску під тим самим навантаженням. Новіші розробки (shear and compressing) передбачають, що елементи піддаються як напрузі стиску, так і напрузі зсуву.

Розібране колесо сучасного трамвая (з якоїсь виставки):

[Kozak]

Гнучкі колеса з еластичними елементами стиску ("Bohum") використовуються в багатьох трамваях, виготовлених австрійськими та німецькими заводами з 1960х. Ці колеса мають просту конструкцію, подібну до традиційних коліс, що складається з колеса та обода, між якими встановлені гнучкі вставки. По колу колеса встановлено гумові вставки, з них деякі мають спеціальну конструкцію з мідними містками (для забезпечення належного зворотного струму). Обід з'єднаний з колесом шляхом радіального стиснення гумових елементів. Пізніший варіант застосовує притискне кільце і окреме заземлення.

Найліпше демпфують вібрації від нерівностей рейок, легка і проста конструкція. Погано реагують на великі прискорення і гальмування (>1,8 м/с2), великі швидкості (>60 км/г), велике осьове навантаження (>8 т), (точні цифри залежать від конкретної реалізації колеса).

Позначення: 1 - колісний центр, 2 - обід, 3 - еластичні елементи, 4 - притискне кільце, 5 - заземлення.

Розріз тип "Bo 84" і тип "Bo 54" (цифри - рік проєктування):

Фото бандажів та зібраного колеса (A - колісний центр, B - гумові вставки, C - бандаж):

[Kozak]

Гнучкі колеса з еластичними елементами зсуву ("Tatra") використовуються в багатьох трамваях, виготовлених чеськими, польськими і радянськими заводами заводи з 1960х. Колеса складаються з обода (без або з окремим бандажем), який встановлюється між внутрішнім та зовнішнім дисками колеса. Ці диски з'єднані гвинтами та розпорками, які підтримують правильну відстань, забезпечуючи належне кріплення та стиснення центральной частини за допомогою проміжних метало-гумових дисків. Колесо кріпиться до осі колісної пари через внутрішній диск.

Мають пружність, яка майже не залежить від осьового навантаження, добре тримають форму при високих швидкостях та різких гальмуваннях і прискореннях. Але через складну п'ятишарову конструкцію габарити (амортизуючого з'єднання) і вага (колеса) більша за інші, тому не застосовуються у нізькопідлогових візках.

Позначення: 1 - внутрішній диск колеса, 2 - центральний диск, 3 - зовнішній диск, 4 - обід, 5 - гнучка вставка, 6 - з'єднання розпірне зовнішнього та диска колеса через центральний, 7 - гвинтове з'єднання зовнішнього та диска колеса.

Розріз колеса з метало-гумовими еластичними елементами.

Позначення: A - бандаж, B - середній диск, C - розпірні з'єднувачі, D - внутрішній диск колеса, E - диски метало-гумові, F - зовнішній диск, G - стопорні штифти, H - гайки розпірних з'єднувачів, I - гвинти кріплення дисків, J - вентиляційні отвори, K - отвір для дроту заземлення (зворотного струму).

Деповські фото. На першому (зліва направо) - середній диск з ободом, середній диск з гумовими амортизуючими елементами, колісний внутрішній диск зі з'єднаннями, зовнішній диск. На другому (та у другому ряду першого) - готове зібране колесо.

[Kozak]

Гнучкі колеса з еластичними елементами зсуву та стиску ("Bonatrans") використовуються в багатьох нещодавно побудованих трамваях з 1992. Гнучким елементом у цій конструкції є V-подібне гумове кільце, встановлене на спеціально профільованому внутрішньому профілі обода. По колу маточини колеса розташовані різьбові отвори, в які вкручуються з'єднувальні болти (штифти). Маточина колеса має певний профіль в області болта, що відповідає формі гумового кільця. Обід з гумовим кільцем встановлюється на болти (штифти) маточини колеса, а потім встановлюється монтажне (притискне) кільце. Гайки накручуються на різьбу болта в правильному порядку, притискаючи монтажне кільце до гумового. Це призводить до затискання гумового кільця між профілем маточини колеса, внутрішнім профілем обода та профілем монтажного кільця. Створюється компресійне з'єднання, яке забезпечує правильну і міцну посадку обода відносно колісного центру.

Конструкція легка і проста, складається усього з трьох основних частин, при цьому сумуються переваги амортизуючих елементів зсуву та стиску. Недоліки також сумуються, але для міського трамвая вони некритичні, тому такі колеса і стали популярними.

Позначення: 1 - колісний центр, 2 - обід, 3 - еластична вставка, 4 - притискне кільце, 5 - з'єднувальний гвинт.

Розріз колеса тип "SAB V60" (спроєктовані у 1992 році, цифра - кут нахилу V).

Позначення: A - обід, B - гумове кільце, C - гайки з'єднувачів, D - колісний центр, E - монтажне кільце, F - з'єднувальні штифти.

Фото складання колеса. Обід з гумовим кільцем, вісь з колісним центром і штифтами, колісний центр з ободом, результат.

[Kozak]

Гнучкі колеса з еластичними елементами зсуву ("Tatra"). Додаток.

Опис конструкції колеса трамвая Tatra T3 (з 1970 року).

Колесо складається з маточини (10) з привареним до неї штампованим диском (11) та посилюючим конічним диском (13), двух гумових вставок (1), моноблока (16), знімного штампованого натискного диска (8) з привареним до нього посилюючим конічним диском (2) та напрямною втулкою (додатковою маточиною) (6).
Відповідний тиск, необхідний для стиснення еластичних вставок між дисками і колісним центром, забезпечується гайкою (4), яка у затягнутому стані фіксується двома привареними планками (3). Кожне колесо має два гнучких заземлюючих з'єднання (14), які електрично з'єднують моноблок через отвір (9) спеціальною цапфою (15) з посилюючим диском.
Для полегшення процесу зняття колеса з вісі (розпресовування колісної пари) передбачений спеціальний отвір для подачі мастила під тиском, який заглушений різьбовою пробкою (7). Для зменшення ударних навантажень на вісь на внутрішньому торці маточини виточений розвантажуючій паз (5). Для захисту буксових підшипників від стікаючої з колеса води на внутрішньому диску приварене водовідбивне кільце (12).
Коли моноблок буде зношений до діаметра по поверхні кочення 600 мм, який позначено на зовнішньому торці контрольною рискою, він може проточуватися для насадки на нього зйомного бандажа. Діаметр нового моноблока (бандажа) дорівнює 700 мм.

Фото колес (і візків) Татра Т3, міста Прага та Київ (перше та друге).

[Kozak]

Будова колеса. Колесо збірне з гумовими пружинними елементами. Історія.

Схема з патенту на пружне колесо PCC Streetcar (Resilient wheel, filed 1932).

Позначення: на жаль, в джерелі зі схемою їх не було.
За загальними правилами, сіра штриховка - металл, чорна - гума.

Дві доволі складні конструкції. На лівому малюнку затиснутий середній диск з'єднаний з маточиною, на правому - з ободом. Другий тип гумової вставки присутній в ободі. Протягом часу часом ця конструкція модифікувалась, усього пружних було три різних форми (Res Form I, S Res Form II, S Res Form III).

Трамваї PCC мали пружні колеса всіх трьох типів одночасно, доки замовники не почали експериментувати з суцільними сталевими колесами. Вважалося, що так вагони краще їздитимуть на відкритій колії, також були деякі повідомлення про ослаблення гайок на пружних колесах через високу швидкість руху. Слід зауважити, що у США міські трамваї могли розвивати швидкість 50 миль/г (80,5 км/г), приміські - 70 миль/г (112,6 км/г).
Трамваї були поступово переобладнано на суцільні сталеві колеса. Спочатку були переобладнані задні візки, залишивши передні без змін. Доволі довго PCC були з еластичними колесами на передньому візку та суцільними на задньому. До ~1965 року вже всі трамваї мали суцільні колеса. З ~1980, щоб зменшити шум на кривих, трамваї почали оснащувалися колесами Saab (й інших), які були схожі на надпружні (S Res) колеса PCC.
Історія додатково показує, що трамваям можна замінювати колеса на інший тип, пристосовуючись до нових умов експлуатації.

[Kozak]

Колісні пари (та осі) поділяють на: ведуча або рухова (на яку штатно передається рушійна сила двигуна), неведуча або ходова (на яку не передається рушійна сила).
Візки поділяють за аналогічним принципом: ведучій (з як мінімум однією ведучою віссю), неведучій (без ведучих осей).
Існує поділ візків за наявністю мотора (привода, двигуна): моторний (силовий, привідний) та безмоторний (причіпний, непривідний), зазвичай у трамваях співпадає (але не завжди) з тим, що у попередньому реченні.

Основна відмінність між конструкціями моторних та немоторних візків, крім наявності двигуна і коробки передач, полягає в управлінні значною вагою та крутним моментом тягових двигунів, що призводить до різних вимог щодо міцності конструкції, демпфування та жорсткості підвіски. Силові візки важчі, складніші та більш вибагливі для стійкості руху на високих швидкостях, у порівнянні з причепними. Для прискорення часу безмоторний візок трамвая зазвичай проектується на основі моторного після його створення.

Приклад вибагливості силового візка (порівняти просту криву "без двигуна" та складні "з двигуном").
"Вплив підвіски двигуна та конусності коліс на частоту коливань візка при прискоренні".

[Kozak]

Варіанти будови колісних пар.

Колісні пари зі залежними колесами (класичні).
Використовується з моменту появи трамваїв, аналог загальновживаної колісної пари, що використовується на залізницях. Така колісна пара складається з двох ходових коліс, жорстко встановлених на осі.

Позначення: A - вісь, B - колесо, X - контур корпуса підшипника (букси).

Колісні пари з незалежними колесами та портальною віссю (безвісні).
Колеса не з'єднані жорсткою віссю, і в результаті вони обертаються незалежно одне від одного. Системи незалежних коліс виникли переважно через використання повністю опущених плоских підлог у пасажирських салонах сучасних трамваїв. Найпоширенішою системою є колінчаста (портальна) вісь.
Портальна вісь - це рама спеціальної форми, яка з'єднує протилежні колеса. Портальна система підтримує лише правильну колію коліс, вони не з'єднані механічно. Колеса обертаються за допомогою своїх вбудованих в маточину підшипників на шпинделях портальної осі. Застосовується переважно для ходових колісних пар.

Позначення: A - колінчаста вісь, B - шпиндель підшипника колеса, C - контур підшипника.

Колісні пари з незалежними колесами та короткими осями (коротковісні).
Друга "незалежна" система, де колеса встановлені на коротких осях, встановлених у корпусах підшипників (буксах).
Застосовується для рухових колісних пар, можлива комбінація з портальною рамою.

Позначення: A - коротка вісь, B - колесо, X - контур корпусу з підшипником, Y - контур ведучої шестерні з порожнистим валом.

Фото класичної осі колісної пари та портальної (з шестернями приводів).

[Kozak]

Колісна пара кріпиться до рами візка за допомогою двох підшипникових вузлів. Кожен вузол складається з: корпусу підшипника з підшипником осі, системи напрямних колісної пари та ресор першого ступеня підвіски.

Корінний підшипник колісної пари, також відомий як букса (в розмові так називають і весь вузол), являє собою компонент, що складається з підшипників, встановлених на шийках осі, та корпусу букси, в якому встановлені ці підшипники.
Підшипник кочення: тіла кочення у формі кульок, циліндрів або барабанів розташовані між двома кільцями.
Підшипник ковзання: підшипник працює шляхом ковзання вкладиша по шийці, мають гірші втрати на тертя, прості та надійні, використовувалися в старих трамваях, зараз в снігоочистах (вони взагалі "живий приклад" усіх простих технологій ).

Системи напрямних колісної пари.
Існує кілька основних груп: жорсткі напрямні системи, системи напрямних з зазором, системи напрямних без зазору.

а) підвіска з фрикційними напрямними пристроями,
б) з повідковими напрямними,
в) з важільними напрямними,
г) з пружно-напрямними елементами,
д) жорстке з'єднання.

Новенький підшипник кочення з циліндричними елементами (без внутрішнього кільця).

[Kozak]

Жорстке з'єднання.
Найпростіший тип, демпфування відсутнє, не використовується в сучасних трамваях.
Завдяки жорсткому з'єднанню між рамою візка та корпусом підшипника, всі коливання, що виникають внаслідок взаємодії між колесами та рейками, передаються на раму візка. Відсутність пружинних елементів означає, що цей тип направляючого не передбачає першого ступеня підвішування.

Позначення: A - рама візка, B - корпус підшипника, C - вісь колісної пари, D - затискач підшипника.

Продольна балка рами візка з кронштейном затискача підшипника.

Tatra KT4DM, 1983 рв., Львів.

Приклад звідси: https://alltransua.com/gallery/photo/399328