Опора круга с гладкой сферической головкой
Опора круга с гладкой сферической головкой (фиг. 20) состоит из стояка 1, укреплённого четырьмя анкерными болтами на бетонном фундаменте, бронзового вкладыша 2, установленного в гнезде стояка, балансира 3 с вложенным в него стальным вкладышем 4 и опорного стального гнезда 5, представляющего собой цельную отливку, укреплённую болтами в середине фермы. Сферические поверхности вкладышей обеспечивают продольные и поперечные колебания фермы на опоре.
Рабочие сферические поверхности вкладышей 2 и 4 шлифованные и имеют смазочные канавки.
Фиг. 20. Опора круга с гладкой сферической головкой
Для смазки опоры балансир и верхний стальной вкладыш имеют сквозные отверстия. Отверстия в балансире и во вкладыше частично нарезаны и в первое из них ввёртывается крюк при подъёме балансира, а во второе — винт приспособления для выпрессовки вкладыша из гнезда. Такое же нарезанное отверстие имеется и в верхней части стояка под бронзовым вкладышем.
Высота фермы над кольцевым рельсом регулируется гайками подвесных болтов 6 с чеками 7.
Во избежание перекоса подвесных болтов под верхние гайки их подкладываются шайбы со сферической поверхностью 8.
Центральные опоры с шариковыми подшипниками
Центральные опоры с шариковыми подшипниками выполняются: а) однорядными; б) двухрядными; в) трёхрядными (системы Скварченко).
Вce опоры с шариковыми подшипниками, кроме того, делятся на два типа: а) со стояком и б) без стояка.
Рассмотрим общее устройство шариковых опор.
Шариковая центральная спора со стояком конструкции бюро Мехтранс Ленинградского института инженеров железнодорожного транспорта
Типичной шариковой опорой со стояком является опора поворотного круга конструкции бюро Мехтрапс ЛИИЖТ (фиг. 21).
Она состоит из опорной пяты 1, стояка 2, имеющего в верхней части шаровую головку, на которую устанавливается сферический подпятник 3,
Сферическая поверхность стояка и подпятника обеспечивает продольные и поперечные колебания фермы. На подпятник устанавливается лабиринт, который состоит из двух частей: нижней чаши 4 и верхнего кольца 5 с железными кольцевыми поясами 6.
В кольцевой паз нижней части наливается масло и тем самым создаётся преграда проникновению пыли в подшипники. В чашу лабиринта закладывается шариковый подшипник. Нижнее опорное кольцо подшипника сделано раздельным, из двух колец — внутреннего 7 и наружного 8. Для лучшего прилегания к ним шариков кольца положены на мягкую клингеритовую прокладку 9. Шарики диаметром 50 мм связаны сепаратором 10. Верхнее опорное кольцо подшипника 11 сделано целым с двумя желобками для шариков. Подшипник закрывается верхней подвесной плитой 12, к которой на восьми болтах 13 подвешивается ферма круга.
Вместо двухрядного шарикоподшипника в опоре такой конструкции может быть установлен также однорядный или трёхрядный.
Шариковая центральная спора без стояка уравновешенного круга диаметром 25 м Брянского завода «Красный Профинтерн»
Типичной шариковой опорой без стояка является опора уравновешенного круга диаметром 25 м Брянского машиностроительного завода «Красный Профинтерн». Эта опора стоит (фиг. 22) из стальной опорной плиты 1 с сильно развитыми в верхней части рёбрами жёсткости, которая заливается в верхнюю часть бетонного фундамента и крепится на нём четырьмя анкерными болтами 2. Плита в центре образует гладкую опорную плоскость 3 с гнездом 4, на которой помещается чашка 5.
Фиг. 22. Шариковая центральная опора без стояка уравновешенного круга диаметром 25 м Брянского машиностроительного завода «Красный Профинтерн»
Опорная поверхность 6 плиты образует кольцо катания для центровых катков. Чашка 5 имеет концентрические выступы: 7 и 8 — выступы лабиринта и 9 — направляющий выступ для шароопорных колец.
В чашку помещаются нижнее и верхнее шароопорные кольца 10 подшипника, между которыми закладываются стальные шары диаметром 90 мм.
Чашка закрывается опорной пятой 11, на которую опирается стальной балансир 12, укрепляемый в нижней части фермы круга, воспринимающий на себя вес фермы с нагрузкой и передающий его на опору. Поверхность соприкосновения опорной пяты и стального балансира имеет цилиндрическую форму, что обеспечивает качание фермы в продольной ее плоскости при установке на ней локомотива.
К нижней части пяты кропятся два кольца 14 и 15. Кольцо 14 входит между концентрическими выступами 7 и 8 чашки, а кольцо 15 закрывает чашку снаружи. Концентрические выступы 7 и 8, между которыми заливается машинное масло, и кольца 14 и 15 образуют лабиринтное уплотнение, препятствующее проникновении) к шариковому подшипнику пыли.
Опорная пята имеет цилиндрический выступ 13, который входит во внутреннюю полость направляющей шароопорных колец 9 и противодействует боковому смещению опорной пяты. В верхней части пяты ввёрнуты на резьбе два колька 16, при помощи которых прикрепляются канаты подъёмника при снятии пяты с места.
Однорядная шариковая спора
Фиг. 23. Однорядная шариковая опора
Однорядная шариковая опора (фиг. 23) состоит из верхней подвесной пакты 1, сферического подпятника 6, головки стояка 7, стояка 8, верхнего шароопорного кольца 2, шариков 4, нижнего шароопорного кольца 5.
Эта опора применяется со стояком, установленным на нижней опорной плите по типу фиг. 21.
Верхняя подвесная плита имеет восемь отверстий для болтов, при помощи которых ферма подвешивается к опоре. Верхняя плита и сферический подпятник имеют вертикальный капал, закрываемый сверху винтовой пробкой, через который можно смазывать шаровую поверхность головки стояка и подпятника. Для предохранения шарикоподшипника от попадания в него пыли служит кожух 3. Шаровая поверхность головки стояка и подпятника обеспечивает возможность продольного и поперечного качания фермы при входе на круг локомотива. Размах качания фермы ограничивается величиной зазоров между кольцевыми путями и катками (концевыми и центровыми).
Трёхрядная шариковая опора системы Скварченко
Опора состоит из верхней подвесной плиты 1 (фиг. 24), верхнего шароопорного кольца 2, нижнего шароопорного кольца 3, сферического подпятника 4, стояка 5 и кольца 6.
Шароопорные кольца имеют по три беговых дорожки для шариков диаметром 25 мм.
При толчках, происходящих при входе на круг и выходе локомотива с круга, шароопорные кольца удерживаются от сдвига выступом 8 подпятника и стальным кольцом 6.
Верхняя подвесная плита имеет восемь отверстий для болтов 7 при помощи которых ферма подвешивается к опоре.
Стояк устанавливается на нижней опорной плите, как изображено на фиг. 21.
Центральная спора с роликовым подшипником
Фиг. 24. Трёхрядная шариковая опора системы Скварченко
Опора круга с роликовым подшипником, установленным на стояке (фиг. 25), представляет прототип шариковой опоры на стояке.
Опора круга с роликовым подшипником, установленным на стояке (фиг. 25), представляет прототип шариковой опоры на стояке.
Роликовый подшипник состоит из двух конических стальных закалённых колец — верхнего 4 и нижнего 2, между которыми помещаются стальные закалённые ролики 3.
Фиг. 2. Центральная опора с роликовым подшипником
Для того чтобы ролики занимали правильное радиальное положение, их хвостовики покоятся в особом бронзовом сепараторе 7. При нагрузке круга ролики испытывают значительное давление вдоль своей оси в направлении от центра. Это давление воспринимается стальным кольцом 5, в которое упираются хвостовики роликов. Подшипник устанавливается на сферический подпятник 1 и закрывается верхней подвесной плитой 6, которая имеет отверстие для смазки и нарезанное отверстие для завинчивания крюка при подъёме плиты. К верхней плите подвешивается на восьми болтах ферма. Изменяя затяжку болтов, можно поднимать и опускать ферму для регулировки зазоров между катками и кольцевым рельсом.
Роликовые подшипники вследствие их недостатков, о которых будет сказано ниже, заменялись шариковыми подшипниками, причем замена производилась лишь самого подшипника, опора же оставалась старой. В настоящее время роликовые опоры, изображённые на фиг. 25, встречаются довольно редко.
Шарико-роликовая опора системы Становского и Рубана
Эта опора является разновидностью роликовой опоры. В роликовом подшипнике вследствие конической формы опорных дисков и роликов возникает составляющая сила, которая стремится отжать ролики от центра подшипника вдоль их оси.
Фиг. 26. Шарико-роликовая опора системы Становского и Рубана
Эта составляющая пропорциональна углу конусности роликов α (см. фиг. 25) и достигает значительной величины. Под влиянием этой силы ролики упираются своими хвостовиками в разгрузочное кольцо. В месте соприкосновения хвостовиков к кольцу возникает значительная сила трения, вызывающая заклинивание роликов и их поломку.
В шарико-роликовой опоре хвостовики роликов упираются не непосредственно в разгрузочное кольцо, а каждый ролик снабжён на хвостовике упорным шарикоподшипником, назначение которого — уменьшить трение хвостовика ролика о стенку разгрузочного кольца.
На фиг. 26 показана опора Становского и Рубана. Она состоит из фундаментной плиты 1, нижней чашки опоры 2, сепаратора 3, роликов 4, шарикоподшипников 5, нижнего конусного кольца 6,
верхнего конусного кольца 7, верхнего подпятника 8, имеющего цилиндрическую поверхность. В центре фермы укреплён балансир 9 с цилиндрической поверхностью, которая опирается на соответствующую поверхность верхнего подпятника. Цилиндрическая поверхность балансира и подпятника обеспечивает продольное качание фермы при въезде локомотива на круг.
Нижняя чашка опоры заливается жидкой смазкой и является как бы масляной ванной для шариковых подшипников и роликов.
На ряде дорог роликовые подшипники опоры Становского и Рубана также переведены на шарикоподшипники.
Гидравлические опоры кругов
В поворотных кругах нашли применение два типа гидравлических опор (фиг. 27).
Фиг. 27. Гидравлическая центральная опора, типы I и II
Опора первого типа состоит из нижней опорной пяты 1, в которую вставляется стояк 2, выполненный в виде цилиндра. Рабочая полость цилиндра расточена и отшлифована, и в ней помещается поршень 4 с кожаными уплотняющими манжетами 8. В нижней части цилиндра имеется отверстие диаметром 10—15 мм, в которое ввёрнут штуцер, и к последнему присоединена трубочка 3 от гидравлического насоса. Верхняя часть поршня выполнена в виде сферической головки, на которую опирается верхняя подвесная плита 5. Ферма круга подвешена к плите на восьми болтах 6.
Продольные и поперечные качания фермы при въезде па неё локомотива обеспечиваются сферической конструкцией головки поршня.
В нижнюю полость цилиндра при помощи гидравлического насоса нагнетается незамерзающая жидкость (масло, глицерин и т. п.). Под давлением жидкости поршень, а вместе с ним и ферма круга приподнимаются на высоту, обеспечивающую создание между поршнем и цилиндром достаточного слоя жидкости. При такой системе между днищем цилиндра и поршнем происходит жидкостное трение, вследствие чего поворот фермы значительно облегчается.
Опора второго типа состоит из сферической головки 1, выполненной в виде стояка, опирающегося на нижнюю опорную пяту 7. Поршень 2 выполнен в виде длинного цилиндрического тела, имеющего уплотнительные кожаные манжеты 8. Верхняя подвесная плита 3, к которой при помощи болтов 4 подвешивается ферма поворотного круга, сделана в форме цилиндра. Цилиндр имеет отверстие 5 для подвода нагнетаемой гидравлическим насосом рабочей жидкости.
На случай порчи гидравлической системы для облегчения поворота круга вручную между днищем цилиндра и поршнем в особое углубление вкладывается бронзовая чечевица 6.
Конструкция опоры первого типа является более целесообразной. В ней потеря жидкости, выжимаемой вследствие очень большого давления через манжеты поршня, хотя и имеет место, но невелика, так как цилиндр выполнен в виде приёмной чашки. В опоре второго типа потеря жидкости значительно больше ввиду того, что жидкость постепенно просачивается между кожаными манжетами и стекает по стенкам поршня на нижнюю опору, загрязняя её. Первый тип опоры также более удобен для осмотра, так как съёмка плиты и выемка поршня производятся сравнительно легко. Опора второго типа имеет значительные по размеру цилиндр и поршень, осмотр и выемка которых представляют большие трудности. Верхняя плита, поршень и цилиндр гидравлических опор- изготовляются из высококачественного стального литья. Уход за гидравлическими опорами прост и заключается в добавлении рабочей жидкости в резервуар опоры по мере её потери, а также периодической смене изношенных манжет поршня.
Рабочая жидкость нагнетается гидравлическим ручным насосом, установленным на ферме круга под давлением до 200 км/см2.
Рабочей жидкостью для гидравлических опор может служить: а) смесь 50% (по объёму) компрессорного масла и 50% трансформаторного масла; при этой смеси необходимо применять кожаные поршневые манжеты;
б) смесь 50% (по весу) касторового масла и 50% бутилового спирта; при этой жидкости можно применять резиновые поршневые манжеты. Эта смесь относительно дорога, но имеет следующие свойства, которые делают её очень удобной в качестве рабочей жидкости для гидравлических опор:
- не вызывает коррозии металлических поверхностей цилиндра и поршня;
- не разрушает резину;
- обеспечивает достаточную смазку поршня;
- имеет довольно низкую температуру замерзания.
Центральная опора неуравновешенного круга диаметром 23 м
Центральная опора круга такого типа (фиг. 28) состоит из стояка 1, укреплённого анкерными болтами на центральном фундаменте; чашки 2 со вставленным в неё сферическим подпятником 5; сферической опорной пяты 4, установленной в специальной заточке полой вертикальной оси 5 и опорного литого стакана 6.
Опорный стакан крепится болтами 9 к поперечным балкам. Полая вертикальная ось ввёртывается внутрь опорного стакана и стопорится шайбой 11.
Главные фермы 8 через поперечные балки 7 опираются на центральную опору.
Вертикальная нагрузка через пустотелую ось и опорный сферический подшипник передаётся на фундамент.
Для восприятия продольных сдвигов, возникающих при въезде локомотива на круг, в головке центральной опоры имеется шарообразное утолщение.
Сферическая форма опорного подшипника обеспечивает необходимые колебания фермы вокруг центральной опоры.
Смазка опорной плиты производится по специальному каналу пустотелой вертикальной оси.
Стояк центральной опоры имеет воротник 12, предохраняющий бетонный фундамент от вытекающей из опорного подшипника смазки.
Токоприёмные устройства 10 располагаются вокруг стояка центральной опоры.