Калининским вагоностроительным заводом совместно с ЦНИИ МПС, институтом транспортного машиностроения и другими институтами железнодорожного транспорта в 1969 г. разработана новая двухосная тележка типа ТСК-1 (тележка скоростная Калининского завода вариант первый). Эта тележка построена по габариту 0-Т и обеспечивает эксплуатацию цельнометаллических пассажирских вагонов при скорости движения поезда до 200 км/ч. Вес ее 7 500 кГ. Тележка ТСК-1 отличается от тележки КВЗ-ЦНИИ следующим:
база увеличена до 2 500 мм;
в центральном безлюлечном подвешивании применены пневматические рессоры диафрагменного типа и горизонтальные гасители колебаний 12 (рис. 116) и вертикальные 3, гасящие соответственно поперечные и вертикальные колебания надрессорной балки;
в буксовой ступени подвешивания вместе со спиральными пружинами применены специальные гасители колебаний 6;
увеличен статический прогиб рессорного подвешивания под брутто до 250—280 мм при соотношении прогибов буксового и центрального подвешивания 1:5;
введены подводки 8, связывающие кронштейны букс с рамой тележки, воспринимающие большую часть продольных и поперечных усилий, вследствие чего изменена конструкция шпинтонов;
в буксовом узле поставлен третий упорный шариковый подшипник;
установлены устройства 9 по очистке поверхности катания колес;
применены дисковый и магнитно-рельсовый тормоза.
Рис. 116. Тележка типа TCK-I
На пружинные буксовые комплекты двух колесных пар опирается рама 1 тележки, продольные балки которой имеют в средней части вертикальные изгибы с горизонтальными площадками, на которые устанавливаются диафрагменные пневматические рессоры 5. На них опирается надрессорный брус 4, связанный с рамой тележки в продольном направлении поводками 15, а в поперечном — двумя горизонтальными гидравлическими гасителями колебаний 12. Гидравлический гаситель колебаний 6 расположен вертикально и пропущен внутри продольной балки рамы. На концевых поперечных балках рамы расположены четыре тормозных цилиндра 14 с комплектами клещевых механизмов 13, а также четыре устройства 9 по очистке колес. Пневматические цилиндры 2 тормозных башмаков 10 магнитно-рельсового тормоза шарнирно прикреплены к продольным балкам рамы между колесными парами.
Рама тележки состоит из двух выгнутых посередине продольных балок коробчатого сечения. Внутренние полости балок используются как дополнительные воздушные резервуары, работающие под давлением. В местах нижних перегибов продольные балки соединены между собой основными поперечными балками 17 трапециевидного сечения. По концам продольные балки связаны концевыми поперечными балками коробчатого сечения. Продольные балки в четырех базовых точках имеют выемки для прохода буксовых гасителей колебаний. Кроме того, на балках расположены скользуны, препятствующие перемещению башмаков магнитно-рельсового тормоза при действии тормозных сил, а также приварены четыре кронштейна (по два с внутренней стороны) для крепления пневматических цилиндров магнитно-рельсового тормоза. В центральной части с внешней стороны на продольных балках и на основных поперечных балках имеются кронштейны для крепления гидравлических гасителей колебаний, а по диагонали приварены два кронштейна для крепления поводков центрального подвешивания и восемь кронштейнов для крепления буксовых поводковых связей.
На концевых балках приварены опоры для крепления тормозных цилиндров и кронштейны для подвесок клещевых механизмов и крепления устройств очистки колес. К опорным местам буксовых пружин, установленным на расстоянии 290 мм от базовых мест рамы тележки, прикреплены предохранительные болты, служащие для подъема колесных пар вместе с тележкой.
Колесные пары тележек TCK-I — специальные. Они отличаются от обычных профилем колеса по кругу катания, который имеет угол скоса рабочей грани гребня 65° вместо 60° и три конусности 1:100; 1:20 и 1:7 вместо двух 1:20 и 1:7. Диаметр цельнокатаного колеса 950 мм. В связи с применением в буксах дополнительных упорных шариковых подшипников шейки оси удлинены. Диаметр шейки оси 130 мм. Внутренние кольца упорных подшипников закреплены на оси центрированной стопорной шайбой с тремя болтами. На ось запрессованы ступицы для тормозных дисков 11.
Буксовый узел 7 состоит из корпуса буксы, подшипников, пружин и крепежных деталей. Опорная поверхность кронштейнов буксы расположена на 40 мм ниже центра цилиндрического отверстия (под ось) корпуса буксы. В верхней части буксы расположены два кронштейна, предназначенные для крепления гидравлического гасителя колебаний. Рядом с кронштейном имеется отверстие с резьбой для постановки датчика контроля температуры нагрева буксы.
Концы кронштейнов буксы имеют захваты для крепления поводков. В нижней части буксы расположена полость для отработанной смазки, которая затем сливается через отверстие, закрываемое пробкой.
Надрессорная балка коробчатого сечения, по концам которой имеются опоры сферической формы для посадки на пневматические диафрагменные рессоры. В этих же местах приварены кольца и’ ребра, придающие жесткость балке. Расстояние между центрами посадочных мест 2 036 мм. По концам балки к верхнему ее листу и обечайке приварены кронштейны для гасителей колебаний центрального подвешивания, а также два симметрично расположенных кронштейна поводка.
На расстоянии 660 мм от центра надрессорной балки к верхнему листу приварены две коробки опорных скользунов 16, в которые закладываются резина и пластмассовые скользуны. К боковым листам балки на расстоянии 365 мм от центра приварены два кронштейна для крепления горизонтальных гидравлических гасителей колебаний.
Снизу балки на расстоянии 550 мм в обе стороны от центра приварены две опоры, являющиеся основанием для крепления скользунов, ограничивающих поперечное и продольное перемещение надрессорной балки. В центре балки вварена втулка для соединения кузова вагона с рамой тележки.
Пневматические рессоры диафрагменного типа разработаны ВНИИ вагоностроения. Профиль и конструкция резино-кордной оболочки для пневморессоры разработаны Омским научно-исследовательским и конструкторско-технологическим институтом. Резино-кордная оболочка рассчитана на грузоподъемность около 15 т при давлении воздуха 5 кГ/см2·.
Эффективный (несущий) диаметр оболочки в номинальном положении составляет 580 мм. Оболочка имеет обозначение 580X170 мод. Н-6, которое соответствует ее габаритным размерам. Статический эквивалентный прогиб пневматических рессор в подвешивании составляет 200—220 мм, а их ход равен 40 мм при сжатии и 60 мм при разжатии.
Характерной особенностью пневматических рессор диафрагменного типа является их значительная поперечная жесткость, которая для каждой рессоры составляет примерно 220 кГ/см. За счет собственной жесткости оболочки, находящейся под давлением воздуха, поперечная жесткость может быть в 1,4—1,5 раза больше и будет составлять 320—340 кГ/см. Поперечный ход рессоры составляет не больше 40 мм. На последних 10 мм хода в работу включаются резино-металлические ограничители, установленные на надрессорной балке. Предельное испытательное давление 25 кГ/см2.
На случай обрыва корда предусмотрен перепускной клапан, мгновенно сбрасывающий давление во второй пневматической рессоре, вследствие чего кожух рессоры ложится на специальный резино-металлический буфер. В таком положении вагон может следовать до ближайшего пункта технического осмотра без ограничения скорости.
Один из дополнительных резервуаров пневматического баллона тележки соединен с авторежимом тормоза, который управляет давлением в тормозных цилиндрах в зависимости от заселенности вагона.
Тормоза тележки.
Тележка имеет дисковый и магнитно-рельсовый тормоза. Дисковый тормоз совместно с электропневматическим тормозом вагона предназначается для служебного торможения и совместно с магнитно-рельсовым — для экстренного торможения. Тележка тормозного конца вагона оборудована ручным тормозом, действующим на одну колесную пару.
Дисковый тормоз тележки состоит из четырех отдельных клещевых механизмов, в каждый из которых входят следующие узлы: тормозной цилиндр диаметром 8", рычаги, башмаки с накладками и тормозные диски со ступицами. Тормозной цилиндр поршневого типа со встроенным регулятором хода поршня закреплен на концевой балке тележки. Рычаги тормоза имеют размеры плеч 385X315 мм. Секторные тормозные накладки изготовлены из композиционного материала. Диск соединен со ступицей шестью пружинными втулками с предохранительными болтами, поставленными радиально. Втулки с торцов зажаты конусами. Диски представляют собой кольца толщиной 20 мм, соединенные между собой внутренними ребрами. Радиальные ребра во время вращения диска создают поток воздуха, способствующий эффективному отводу тепла от рабочих поверхностей диска при торможении. Рабочие венцы дисков изготовлены из высокопрочного чугуна, а ступицы, напрессованные на ось, — из осевой стали.
Магнитно-рельсовый тормоз тележки состоит в основном из башмаков и воздушных цилиндров-подъемников. Оба башмака подвешены при помощи валиков и двух подъемников к кронштейнам продольных балок тележки.
Опускание башмака производится сжатым воздухом при давлении 4,5—5 кГ/см2, а подъем — пружинами, расположенными в подъемниках, усилие которых превышает вес башмаков в нерабочем состоянии на 25%. Предусмотрена жесткая фиксация башмаков в поднятом состоянии.
Башмаки соединены между собой двумя стяжками. Тип башмака — секционный. Магнитная сила притяжения башмака к рельсу в рабочем состоянии 10 000 (+10-20%) кГ. Минимальное напряжение, при котором обеспечивается указанная сила притяжения, равно 40 в, а номинальное, питающее катушку магнитно-рельсового тормоза, — 50 в постоянного тока. Потребляемая мощность составляет около 1 500 Вт на один башмак. Длина башмака 1 400 мм; вес его с подъемниками около 200 кг. Расстояние от тормозной поверхности башмака до головки рельсов в нерабочем состоянии 140 мм. Магнитнорельсовый тормоз отключается при снижении скорости движения поезда до 10—15 км/ч.
При экстренном торможении подается ток к катушкам башмаков и одновременно воздух в пневматические цилиндры подъемника. Предусмотрены специальные ограничители, предотвращающие перемещение башмаков в поперечном направлении, и мощные скользуны, принимающие на себя продольные нагрузки при торможении. Пружины, расположенные в подъемниках, поднимают башмаки до жесткой фиксации их в верхнем положении.
Устройство для очистки колес состоит из воздушного цилиндра диаметром 75 мм, рычага и колодки, предназначенной для снятия с поверхности катания колес наростов, грязи, масла и т. п., чем обеспечивается больший коэффициент сцепления колес с рельсами. Так как цилиндры устройства присоединены к магистрали несколько раньше, чем тормозные цилиндры, и имеют меньшее сечение подводящих шлангов и меньший объем цилиндра, то устройство срабатывает несколько раньше, чем тормоз. Благодаря этому обеспечивается очистка колес перед включением дискового тормоза.