Мостовые конструкции (мостовые балки) и буксовые узлы представляют собой неподрессоренные элементы направляющих устройств подвески. Они предназначены для установки неподвижных опор подшипниковых узлов, в которых вращаются колеса или колесные пары, и передачи через элементы подвески на кузов экипажа всех сил взаимодействия колес и пути.
Неразрезные мостовые балки, применяемые в ходовых частях подвижного состава городского электрического транспорта, подразделяют по типу моста на балки управляемых и неуправляемых мостов. Если колеса являются движителями, мостовая балка используется для установки и размещения элементов тяговой передачи.
Конструкция мостовой балки должна удовлетворять следующим требованиям:
- иметь форму и сечение, обеспечивающие хорошую сопротивляемость действию вертикальных, горизонтальных и осевых нагрузок, а также скручивающего момента;
- обладать высокой жесткостью при минимальном весе. Это требование обусловливается, с одной стороны, тем, что мостовая балка является неподрессоренным элементом и для снижения динамических нагрузок, действующих на колеса, ее вес должен быть по возможности минимальным. С другой стороны, повышенная жесткость конструкции балки необходима для обеспечения минимальных относительных перемещений опор и элементов тягового привода, так как они ухудшают условия работы его зубчатых зацеплений и вызывают дополнительные изгибные напряжения;
- обеспечивать необходимую герметизацию механизмов ведущего моста и их защиту от повреждений.
Балка управляемого моста обычно выполняется кованой и имеет двутавровое сечение, которое обеспечивает наилучшее сопротивление действующим на нее нагрузкам. Концы балки выполняются в виде кулаков или вилок, в которых устанавливаются шкворни поворотных цапф.
Балка неведущего управляемого моста приведена на рис. 9.17. Балка моста 1 изогнута в вертикальной плоскости, что позволяет снизить центр тяжести экипажа. Поворотная цапфа 2 вращается на шкворне 3. Вертикальная нагрузка на мостовую балку передается листовыми рессорами.
Рис. 9.17. Балка неведущего управляемого моста
Мостовая балка управляемого моста отковывается из среднеуглеродистой стали 3-0X45 с последующей закалкой и отпуском. Поворотная цапфа куется в штампе из стали 30Х, 40Х и подвергается закалке и отпуску.
Мостовые балки ведущих мостов бывают разъемными и цельными. Разъемные выполняются с одной или Двумя плоскостями разъема. Цельные мостовые балки имеют центральную часть кольцевой формы со съемными крышками, одна из которых служит фланцем картера редуктора. Эти балки более удобны в эксплуатации, так как позволяют легко вынуть все элементы тяговой передачи для разборки и обслуживания.
Особенность конструкции мостовой балки колесных пар рельсового подвижного состава (см. рис. 9.2) заключается в том, что она воспринимает нагрузки совместно с осью колесной пары и поэтому выполняется облегченной. Разъемная пустотелая балка этого моста состоит из двух половин и имеет трубчатое сечение. Она служит одновременно картером для элементов тяговой передачи и резервуаром для масла. По концам балка имеет внутренние посадочные поверхности для установки неподвижных наружных обойм опорных осевых подшипников 4.
Мостовые балки ведущих ходовых частей подвижного состава с пневматическими колесами в отличие от мостовых балок колесных пар воспринимают все виды нагрузок и выполняются поэтому более мощными. Для получения минимального веса они имеют форму полых балок равного сопротивления изгибу.
Балки ведущих мостов ходовых частей подвижного состава городского электрического транспорта изготовляются литыми и комбинированными. Примером комбинированной конструкции балки ведущего моста может служить балка, показанная на рис. 9.18. Ее средняя часть — картер 1 представляет собой стальную пустотелую отливку с впрессованными в нее двумя стальными кожухами 2 полуосей. На концах кожухов выполняются посадочные места 3 для установки неподвижных внутренних обойм ступичных подшипников 4. Для затяжки подшипников ступицы гайками 5 на конце кожуха 2 нарезана резьба.
Литые балки ведущих мостов отличаются высокой жесткостью, но вместе с тем и повышенным весом, увеличивающим массу неподрессоренных частей. Литые балки изготавливаются из ковкого чугуна или стали.
Рис. 9.18. Балка ведущего неуправляемого моста
За последние годы проделаны успешные опыты по изготовлению элементов балок ведущих мостов из пластмасс. Их использование дает возможность значительно снизить вес неподрессоренных масс. Недостатком применения пластмасс в мостовых конструкциях является их малая теплопроводность, ухудшающая теплопередачу и условия охлаждения механизмов тяговой передачи.