ZAŁĄCZNIK NR 4 DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA 13WE OPIS TECHNICZNY wózków tocznych typu 34AN
SPIS TREŚCI 1 CHARAKTERYSTYKA 3 1.1 PRZEZNACZENIE WÓZKA 3 1.2 DANE TECHNICZNE 3 2 PODSTAWOWE CECHY KONSTRUKCYJNE 5 3 OPIS KONSTRUKCJI 6 3.1 RAMA WÓZKA 6 3.2 BELKA POPRZECZNA 7 3.3 ZESTAWY KOŁOWE 7 3.4 MAŹNICE I UŁOśYSKOWANIE 7 3.5 PROWADZENIE ZESTAWU KOŁOWEGO Z USPRĘśYNOWANIEM I-GO STOPNIA 7 3.6 USPRĘśYNOWANIE II-GO STOPNIA 8 3.7 TŁUMIENIE DRGAŃ 8 3.7.1 DRGANIA PIONOWE 8 3.7.2 DRGANIA POZIOME POPRZECZNE 8 3.7.3 DRGANIA OBRACANIA WÓZKA 9 3.8 OPARCIE NADWOZIA NA WÓZKU 9 3.9 PRZENOSZENIE SIŁ POZIOMYCH MIĘDZY NADWOZIEM I WÓZKIEM 9 3.10 HAMULEC TARCZOWY 9 3.11 ZESTAWIENIE MOCOWANIA NAPĘDÓW OD MAŹNICY 10 3.12 OGRANICZNIKI PRZESUWU POPRZECZNEGO NA ŁUKACH 10 3.13 UZIEMIENIA OCHRONNE 10 4 MATERIAŁY KONSTRUKCYJNE 10 5 OBSŁUGA 24 6 KONSERWACJA 24 DTR - 13WE strona 2
1 CHARAKTERYSTYKA 1.1 PRZEZNACZENIE WÓZKA Wózek typu 34AN jest przeznaczony dla pojazdu Warszawskiej Kolei Dojazdowej (WKD) do jazdy z prędkością 100 km/h o nacisku statycznym 180kN/oś. Zakres temperatur pracy wózka 30 o C +60 o C. Wózek charakteryzuje się: dobrymi właściwościami biegowymi w zakresie bezpieczeństwa i komfortu jazdy, minimalizacją zuŝycia powierzchni tocznej kół, prostotą konstrukcji. Wózek i jego elementy spełniają wymagania przepisów UIC w tym karty UIC 515. 1.2 DANE TECHNICZNE Oznaczenie typu wózka Wózek przeznaczony do wagonu Prędkość maksymalna Statyczne obciąŝenie wózka 34AN WKD 100 km/h 300 kn Maksymalny nacisk statyczny zestawu kołowego na tor Masa wózka Szerokość toru Dopuszczalny kąt skrętu ramy wózka względem pudła Rozstaw osi zestawów kołowych Średnica okręgu tocznego stan nowy stan zuŝyty ( po ostatnim przetoczeniu) 180 kn/oś 5000 kg 1435 mm ±15 o 2500 mm 720 mm 670 mm Skrajnia odniesienia UIC 505-1 Rozstaw środków czopów zestawów kołowych Wymiary czopa osi (d x L) UłoŜyskowanie maźnicy Prowadzenie maźnicy z uspręŝynowaniem I-go stopnia Oparcie nadwozia na wózku Prowadzenie wzdłuŝne wózka 2190 mm 130 x 176.5 mm ŁoŜyska stoŝkowe kompaktowe TBU 130x220x135 SpręŜyny daszkowe metal-guma za pośrednictwem belki poprzecznej z czopem obrotu spręŝyste prowadniki wzdłuŝne łączące belkę poprzeczną z nadwoziem oraz czop skrętu łączący belkę poprzeczną z rama wózka DTR - 13WE strona 3
Przesuw poprzeczny nadwozia względem ramy wózka na prostej Przesuw wzdłuŝny nadwozia względem ramy wózka ±60 mm ±5 mm UspręŜynowanie II-go stopnia 2 spręŝyny pneumatyczne SEK 680-12, ze spręŝynami awaryjnymi Tłumienie drgań pionowych I-go stopnia II-go stopnia 2 amortyzatory hydrauliczne o współczynniku tłumienia pojedynczego amortyzatora Tłumienie drgań poziomych II-go stopnia 2 amortyzatory hydrauliczne o współczynniku tłumienia pojedynczego amortyzatora dynamiczna pętla tłumienia daszkowych elementów gumowo-metalowych ρ = 30000 Ns/m ρ = 30000 Ns/m Hamulec podstawowy Pneumatyczny tarczowy (kpl. tarcz na kaŝdym kole zestawu kołowego 590/ 290, okładzina 200 cm 2 ) promień tarcia 212 mm Urządzenia dodatkowe 2 nadajniki przeciwpoślizgu 2 rezystory ochronne ograniczniki przesuwu na łuku DTR - 13WE strona 4
2 PODSTAWOWE CECHY KONSTRUKCYJNE Daszkowe gumowo-metalowe prowadzenie maźnic z uspręŝynowaniem I-go stopnia, Rama otwarta w kształcie litery H, Belka poprzeczna podspręŝynowa, Dwustopniowe uspręŝynowanie, Boczne oparcie nadwozia na spręŝynach pneumatycznych II-go stopnia uspręŝynowania za pośrednictwem belki poprzecznej spoczywającej na ramie wózka, WzdłuŜne prowadnikowe połączenie nadwozia z belką poprzeczną wózka, Tłumienie drgań: w węźle I-go stopnia uspręŝynowania z wykorzystaniem dynamicznej pętli tłumienia daszkowych elementów gumowo-metalowych, w węźle II-go stopnia uspręŝynowania za pomocą dwóch pionowych amortyzatorów hydraulicznych i dwóch poziomych amortyzatorów hydraulicznych, Luz poprzeczny między ramą wózka a nadwoziem regulowany w zaleŝności od promienia łuku, Hamulec tarczowy na kołach zestawów kołowych, Piasecznice. DTR - 13WE strona 5
3 OPIS KONSTRUKCJI Ogólny układ konstrukcyjny wózka tocznego 34AN przedstawiono na rys.1 stanowiącym rzut z boku i widok z góry, oraz na rys.2 stanowiącym widok z czoła i przekroje przez I i II stopień uspręŝynowania. Głównymi zespołami wózka są: rama wózka, belka poprzeczna, zestawy kołowe, maźnice z ułoŝyskowaniem, prowadzenie zestawu kołowego z uspręŝynowaniem I-go stopnia, prowadzenie wzdłuŝne wózka, uspręŝynowanie II-go stopnia, hamulec tarczowy na kołach zestawu kołowego. 3.1 RAMA WÓZKA Rama wózka, rys.3 stanowiąca przestrzenną konstrukcję spawaną, składa się z dwóch ostojnic, połączonych poprzecznicą tak, aby uzyskać w miejscu połączenia jak najmniejszy teoretyczny współczynnik koncentracji napręŝeń. Ostojnice spawane w zamknięty przekrój skrzynkowy mają gniazda na obu końcach do osadzenia daszkowych spręŝyn gumowo-metalowych. Do współpracy z zestawami kołowymi przyspawano od dołu ostojnicy w płaszczyźnie gniazd wsporniki ograniczające opadanie zestawów kołowych podczas unoszenia ramy wózka lub całego wózka. Na końcach ostojnic wspawano rurowe wsporniki do zawieszenia mechanizmów zaciskowych hamulca tarczowego. W środku kaŝdej ostojnicy na jej górnym pasie przyspawano ślizgi boczne pokryte blachą nierdzewną do współpracy z belką poprzeczną. Dla ułatwienia pomiarów podczas obróbki i sprawdzania geometrii ramy wprowadzono płytki bazowe. W płytkach i gniazdach wykonano tolerowane otwory Ø4H11 i Ø10H11, które moŝna wykorzystać do geometrycznych pomiarów ramy. Z boku ostojnic od strony wewnętrznej przyspawano wsporniki do mocowania zawiesi linowych do podnoszenia i transportu ramy oraz kompletnego wózka. DTR - 13WE strona 6
3.2 BELKA POPRZECZNA Belka poprzeczna rys.4 jest skrzynkową konstrukcją spawaną z blach stalowych. Od góry części skrajne belki mają gniazda ustalające połoŝenie spręŝyn pneumatycznych i wsporniki prowadników wzdłuŝnych do połączenia z nadwoziem. Na wspornikach tych umieszczono gniazda amortyzatorów hydraulicznych II-go stopnia uspręŝynowania. Belka poprzeczna jest połączona z rama wózka za pomocą czopa przyspawanego w środku belki od strony dolnej. Rama wózka wykonuje tylko obrót względem belki poprzecznej, która jest połączona z nadwoziem dwoma prowadnikami. Belka poprzeczna nie wykonuje obrotu względem nadwozia. Na górnym pasie belki poprzecznej wykonano wspornik do zabudowy odbijaków gumowo-metalowych ograniczających poprzeczny przesuw nadwozia względem belki i ramy wózka oraz wsporniki amortyzatorów poziomych. W skrajnej części od dołu belki wykonano gniazdo do osadzenia wkładów ślizgowych do współpracy z ramą wózka. 3.3 ZESTAWY KOŁOWE Wózek wyposaŝono w dwa toczne zestawy kołowe rys.5 z kołami bezobręczowymi o średnicy okręgu tocznego Ф720 mm i zarysie zewnętrznym koła 28 UIC-135 wg PN/K-91056/A1:1996. Na tarczach kół zabudowano hamulcowe pierścienie cierne. Zestawy kołowe podlegają wywaŝaniu statycznemu. 3.4 MAŹNICE I UŁOśYSKOWANIE Korpusy maźnic rys.6 o konstrukcji lanej są przystosowane do zabudowy daszkowych spręŝyn gumowo-metalowych. Konstrukcja maźnic umoŝliwia przejmowanie obciąŝeń pionowych i poziomych. W maźnicach rys.7 umieszczono łoŝyska stoŝkowe kompaktowe typu TBU 130x220x135 osadzone na czopach osi 130x176.5 mm, zabezpieczone płytkami oporowymi. 3.5 PROWADZENIE ZESTAWU KOŁOWEGO Z USPRĘśYNOWANIEM I-GO STOPNIA Prowadzenie zestawu kołowego z uspręŝynowaniem I-go stopnia pokazano na rys.8. Zestaw kołowy jest prowadzony w ramie wózka za pomocą daszkowych spręŝyn gumowo-metalowych. Prowadzenie ma ograniczniki przesuwu pionowego zabezpieczające jednocześnie zestaw przed opadnięciem na tor podczas podnoszenie wózka. DTR - 13WE strona 7
Rozwiązanie prowadzenia jest znamienne tym, Ŝe przy działaniu siły poprzecznej na zestaw kołowy jego poprzecznemu przemieszczeniu towarzyszy obrót w planie względem ramy wózka co zmniejsza kąt nabiegania na szynę i przyczynia się do zmniejszenia zuŝycia kół zestawów podczas jazdy na łukach toru. UspręŜynowanie I-go stopnia wózka składa się z czterech kompletów spręŝyn daszkowych. SpręŜyny kaŝdego kompletu spoczywają na korpusach maźnic i są naciskane ramą wózka. Sztywność uspręŝynowania wynosi odpowiednio: Cx = 29600 N/mm Cy = 3870 N/mm Cz = 2000 N/mm 3.6 USPRĘśYNOWANIE II-GO STOPNIA W uspręŝynowaniu II-go stopnia zastosowano 2 spręŝyny pneumatyczne (na wózek) typu SEK 680-12. SpręŜyna pneumatyczna pokazana na rys.9 składa się z: - płyty mocującej z króćcem wlotu powietrza, kołkami ustalającymi i górną płytą ślizgową oparcia awaryjnego, - pierścienia dociskowego, - miecha pneumatycznego, - obręczy z dolną płytą ślizgową oparcia awaryjnego, - gumowo-metalowej spręŝyny awaryjnego oparcia nadwozia. Objętość kaŝdego miecha pneumatycznego została powiększona o objętość Vb= 84 dm 3 zbiornika nad spręŝyną. 3.7 TŁUMIENIE DRGAŃ Do tłumienia drgań podstawowych w drugim stopniu uspręŝynowania zastosowano amortyzatory hydrauliczne. 3.7.1 DRGANIA PIONOWE Tłumienie drgań odbywa się za pomocą dwóch amortyzatorów hydraulicznych umieszczonych pomiędzy belką poprzeczną wózka a nadwoziem, po jednym amortyzatorze na stronę wózka. Współczynnik tłumienia pojedynczego amortyzatora ρ = 30000 Ns/m (3000 N/ 3000 N/ 0.1 ms -1 ). 3.7.2 DRGANIA POZIOME POPRZECZNE Tłumienie drgań poprzecznych nadwozia odbywa się za pomocą dwóch amortyzatorów hydraulicznych łączących belkę poprzeczną wózka z nadwoziem. Współczynnik tłumienia pojedynczego amortyzatora ρ = 30000 Ns/m (3000 N/ 3000 N/ 0.1 ms -1 ). DTR - 13WE strona 8
3.7.3 DRGANIA OBRACANIA WÓZKA Wózek toczny typu 34AN Do tłumienia drgań obracania wózka wykorzystano moment siły tarcia między ślizgami ramy wózka a segmentami belki poprzecznej. 3.8 OPARCIE NADWOZIA NA WÓZKU Oparcie nadwozia na wózku pokazano na rys.11. Nadwozie opiera się na spręŝynach pneumatycznych zamontowanych na belce poprzecznej uczestniczących tylko w ruchu poprzecznym nadwozia ±60 mm. SpręŜyny pneumatyczne opierają się na belce poprzecznej wózka za pośrednictwem spręŝyny awaryjnej przykręconej do gniazda. ObciąŜenie pionowe jest przekazywane z belki poprzecznej na ślizgi ramy wózka. 3.9 PRZENOSZENIE SIŁ POZIOMYCH MIĘDZY NADWOZIEM I WÓZKIEM Siły poziome wzdłuŝne pomiędzy nadwoziem a wózkiem są przekazywane spręŝyście za pomocą dwóch równoległych prowadników zakończonych kształtowymi przegubami gumowometalowymi o kontrolowanych charakterystykach ugięciowych, łączących nadwozie z belką poprzeczną wózka a następnie przez czop skrętu i przez blok gumowo-metalowy na ramę wózka jak pokazano na rys.11. Czop skrętu jest wspawany do belki skrętowej nadwozia. Siły poziome poprzeczne między nadwoziem a wózkiem są przejmowane za pośrednictwem belki poprzecznej przez spręŝyste odbijaki gumowe i następnie przez czop i ramę wózka. Po wyczerpaniu swobodnego przesuwu poprzecznego ±35 mm, wsporniki nadwozia wchodzą we współpracę z odbijakami aŝ do wyczerpania luzu ±60 mm, gdzie dalsze przenoszenie sił odbywa się przez sztywny nieregulowany odbijak. 3.10 HAMULEC TARCZOWY Wózki zostały wyposaŝone w hamulec tarczowy rys.12 działający w całym zakresie prędkości. Hamulec tarczowy kaŝdego zestawu kołowego ma dwa mechanizmy zaciskowe, rys.13 i rys.14 składające się kaŝdy z cylindra hamulcowego 10 z nastawiaczem skoku, dźwigni, wieszaków i szczęk hamulcowych z bezazbestowymi okładzinami ciernymi 200 cm². Mechanizmy zaciskowe są zawieszone w trzech punktach na ramie wózka. Elektroniczne urządzenia przeciwpoślizgowe zabezpieczają przed moŝliwością zablokowania zestawów kołowych. DTR - 13WE strona 9
Instalację pneumatyczną wykonano z rur precyzyjnych metrycznych i połączono za pomocą złączek. Połączenia pneumatyczne hamulca pokazano na rys.15. 3.11 ZESTAWIENIE MOCOWANIA NAPĘDÓW OD MAŹNICY W wózku zastosowano następujące napędy od maźnic: nadajnik przeciwpoślizgu 2 szt. 3.12 OGRANICZNIKI PRZESUWU POPRZECZNEGO NA ŁUKACH Ograniczenie poprzecznego przesuwu nadwozia na łuku toru R=250 m wynosi 20 mm do wnętrza łuku i 50 mm na zewnątrz łuku zgodnie z wymaganiami Karty UIC 561-1. Przesuw poprzeczny nadwozia względem ramy wózka na torze prostym wynosi ±60 mm. 3.13 UZIEMIENIA OCHRONNE Celem umoŝliwienia przepływu prądu powrotnego do szyny zastosowano kontakty uszyniające. Jedna z maźnic została połączona z ramą wózka szczotką uziemiającą, natomiast pozostałe maźnice połączono z ramą wózka przez rezystory ochronne o rezystancji 100 mω. 4 MATERIAŁY KONSTRUKCYJNE Do budowy zasadniczych zespołów wózka zastosowano blachy i profile walcowane ze stali S355J2G3 oraz odlewy ze staliwa 200-450 W. Pozostałe odlewy wykonano ze staliwa 200-400 wg PN-ISO-3755.1995. Części adaptowane oraz części normalne wykonano z róŝnych materiałów zgodnych z normami PN. DTR - 13WE strona 10
Rys.1 Wózek toczny 34AN DTR - 13WE strona 11
a) b) Rys.2 Wózek toczny 34AN a) widok od czoła wózka b) półprzekroje przez I i II stopień uspręŝynowania DTR - 13WE strona 12
Rys.3 Rama wózka 34AN DTR - 13WE strona 13
Rys.4 Belka poprzeczna DTR - 13WE strona 14
Rys.5 Zestaw kołowy DTR - 13WE strona 15
Rys.6 Korpus maźnicy DTR - 13WE strona 16
Rys.7 Maźnica z pokrywą i łoŝyskiem DTR - 13WE strona 17
Rys.8 Prowadzenie zestawu kołowego z uspręŝynowaniem I-go stopnia DTR - 13WE strona 18
Rys.9 SpręŜyna pneumatyczna firmy SEK 680-12 DTR - 13WE strona 19
Rys.11 Oparcie nadwozia na wózku DTR - 13WE strona 20
Rys.12 Hamulec tarczowy na wózku DTR - 13WE strona 21
Rys.13 Mechanizmy zaciskowe hamulca tarczowego bez hamulca spręŝynowego DTR - 13WE strona 22
Rys.15 Połączenia pneumatyczne hamulca tarczowego DTR - 13WE strona 23
5 OBSŁUGA Lp. Przedmiot zuŝycia Regulacja Wymiana 1 Koła zestawu kołowego Nie jest wymagana regulacja połoŝenia nadwozia po przetaczaniu kół 2 Okładziny cierne hamulca tarczowego Po zuŝyciu okręgu tocznego do Ø780 mm Po osiągnięciu grubości 5 mm w najcieńszym miejscu 3 Tarcza hamulcowa Po zuŝyciu o 7 mm na stronę. 6 KONSERWACJA Lp. Przedmiot konserwacji 1 Sworznie i tulejki zawieszenia mechanizmów hamulcowych Rodzaj smaru Litomos według TWT lub Smar grafitowany według PN-59/C-96153 Ilość smaru na wózek Częstotliwość smarowania 0.5 kg Uzupełniać w zaleŝności od potrzeby w czasie przeglądów i napraw rewizyjnych. Smarować w stanie odciąŝonym. Nie dopuszcza się na mieszanie smarów miedzy sobą. DTR - 13WE strona 24