A kerékpár a vasúti járművek futóműjének egyik eleme , amely egy tengelyre mereven rögzített kerékpár, amely mindig a tengellyel együtt forog. [1] Ez a gyakorlatilag egy darabból álló kialakítás rendkívül megbízható. A gumiabroncs típusú kerekekkel szerelt mozdonyok kerékpárjainak futásteljesítménye 20-25 tf terhelés mellett akár több százezer km-t is elérhet (akkor abroncscsere szükséges).
A nagy sugarú (500 m-es vagy nagyobb) ívekbe való beírás a gördülő körök mentén a kerékátmérők különbsége miatt történik, ami akkor következik be, amikor a kerékpárt a pályán át eltolják. Ez a különbség abból adódik, hogy a kerekek gördülési felülete (kerékprofil) nem hengeres, hanem kúpos: a keréktárcsa külső sugara kisebb, mint a belső oldalon, ami a sínfej profilját tekintve , lehetővé teszi, hogy a kerékpár a nyomvonal közepétől a kanyarból kifelé mozduljon el, ezáltal a jobb és bal kerék gördülőkörének különböző sugarai felé mozogjon. A kerékpár kis sugarú ív mentén történő mozgását (például kitérőkön) a kerekeken lévő bordák (bordák) biztosítják. Ebben az esetben a kerékpárt a sín belső oldalfelületének és a külső kerék gerincének érintkezéséből származó erők vezetik. Egyenes vonalban haladva a kerékperemek inkább biztonsági funkciót töltenek be, mint a stabil egyenes vonalú mozgás fenntartását.
A kerék és a sín érintkezésében ható, a gördülőállomány mozgását irányító erőket kúszóerőknek nevezzük (az angol creep - to crawl). Ennek oka, hogy a kerék és a sín anyaga nem teljesen szilárd. Az érintkezés során a sín és a kerék mikrodeformációi figyelhetők meg, ami meghatározza a kúszóerő fokozatos növekedését a kerék sín mentén történő relatív csúszásának növekedésével.
Ha egy vasúti jármű egy kerékpárból álló rendszert használ ugyanazon a tengelyen, amely különböző szögsebességgel képes forogni, akkor ez nem kerékpár. Egy ilyen rendszer nem biztosít stabilitást, de viszonylag lassú vasúti járműveken használható.
Bármely kerékpár, mint összeszerelő egység elméletileg legalább három részből áll: két kerékből és egy tengelyből. A valós teljesítmény általában egy kompozit kerékből áll, amelynek legalább egy gumija van . A kerékpár másik tervezési jellemzője, hogy gyakran külső tengelydobozokon keresztül csatlakozik a vasúti gördülőállomány forgóvázához , mivel csak egy ilyen rendszerrel viszonylag egyszerű és megfizethető a csapágykopás ellenőrzése és cseréje.
A normál mozgást biztosító vasúti kerekek profiljának megőrzésére kerékforgatást, burkolatos kerekek esetén abroncscserét is alkalmaznak.
A kerékpár fő geometriai paramétere a kerekek belső felületei közötti távolság. Az orosz utakon ez a távolság 1440 mm ±3 mm-es tűréssel ( 1520 és 1524 mm-es szelvényeknél ) és 990 mm ±3 mm-es tűréssel (1067 mm-es nyomtávoknál).
Tekintettel a kerékpárokkal szemben támasztott magas szilárdsági és megbízhatósági követelményekre, a kerékpárok kialakítására és javítására vonatkozó szabályokat dolgoztak ki és dolgoztak ki, amelyek szigorúan szabványosítják a teljes technológiai folyamatot: a munkadarabok esztergálását és marását (különösen az egyenletes rádiuszokat , a kidolgozási osztályt). a megmunkált felület), hőmérsékleti viszonyok a kerékpárok kialakításakor, tűrések, leszállások stb.
A kocsi forgóvázának kerékpárja átveszi a kocsi terhét és a kocsi mozgását a sínek mentén irányítja . A kerékkészlet tömör görgős kerekekből áll, amelyek a tengelyre vannak nyomva. A forgóváz kerete a tengely külső végein támaszkodik tengelydobozokon és rugókon keresztül.
A tömör hengerelt kocsikerék egy agyból, egy tárcsából és egy felniből áll. A pálya belseje felé néző peremen van egy kiemelkedés, amelyet címernek vagy karimának neveznek . A fésű megvédi a kerékpárt a kicsúszástól.
Egyes kocsitípusok tárcsaféket + mágneses sínféket használnak . Az ilyen kocsik kerékpárjai féktárcsákkal vannak felszerelve. Két (négy súrlódó felület) vagy három (hat súrlódó felület) féktárcsát nyomnak a tengelyre a kerekek között.
1868-1878-ban. az orosz autóépületben bizonyos problémák voltak a jó minőségű anyagok biztosításával. Ebben a tekintetben megjelentek a kocsikerékpárok, amelyeknek a Manzel rendszer tömör fából készült középpontja és acél gumiabroncsai voltak. A jó minőségű keményfa ( tölgy , teak ) lelkiismeretes gyártása és az olajban való forralás feltétele mellett a Manzel rendszerű keréktárcsák sokáig szolgáltak, lágy, csendes járásúak voltak, és kevesebb a gumikopás. Ebben az időszakban Moszkvában minden autógyártó üzemben Manzel-kerekes tehervagonokat gyártottak, és néhány személygépkocsinak is volt ilyen kereke. Ezt követően ezeket a kerekeket átformálták, és vas- és öntöttvas központokat kaptak [2] .
A mozdonykerékpárnak a kocsikerékpár által ellátott funkciókon túl biztosítania kell a mozdony vonóerejének megvalósítását . Ehhez a mozdonyok kerékpárja ( a gőzmozdony kivételével ) olyan fogaskerékkel rendelkezik , amelyen keresztül a forgatónyomatékot vontató villanymotor vagy hidraulikus erőátvitel továbbítja. A gőzmozdonyokon a kerékpár külső oldalán forgattyús tengelydobozokat készítettek, amelyek segítségével a vezető kerékpárokat speciális rudak segítségével kötötték össze egymással és a gőzgép hengereinek keresztfejeivel. Voltak gőzmozdonyok egy kerékpár forgattyús tengelyével. Ilyen sémát alkalmaztak egyhengeres (keskeny nyomtávú mozdonyokon) és háromhengeres gőzgép esetében [1] .
A mozdonyok kerékpárjait általában kötéssel készítik. Amikor a kerékprofilt a gördülőkör mentén és a gerincszelet mentén koptatják, a kereket a legtöbb esetben speciális eszterga- vagy esztergáló-marógéppel forgatják anélkül, hogy a kerékpárt eltávolítanák a mozdonyról. A kerékpár alatti sínek le vannak süllyesztve, az ellenőrző furatban pedig egy speciális eszterga található. A kerékpár a dízelmozdony vagy az elektromos mozdony vontató villanymotorjától kap forgást . Többszöri fordulás (3-tól 5-ig) elvégzése után a keréktárcsa eléri a szilárdsági viszonyoknak megfelelően normalizált minimális értéket. A kötést levágják és egy újra cserélik. Ez meghosszabbítja a kerékpár élettartamát.
A több egységből álló gördülőállományon ( villamos szakaszok , elektromos vonatok , dízelvonatok , motorkocsik ) a pótkocsik kerekei nem motorizált tengelyekkel rendelkeznek - felépítésükben hasonlóak a kocsikerékpárhoz; a motoros tengelyek a mozdonyokhoz hasonló kialakítású kerékkészlettel rendelkeznek.
Egyes kocsitípusok tárcsaféket használnak. Az ilyen kocsik kerékpárjai féktárcsákkal vannak felszerelve. Motoros kerékpároknál a féktárcsák nincsenek rányomva a kerekek közötti tengelyre (mivel a kerekek közötti teret általában a motor vagy a futórendszer egyéb részei foglalják el), a tárcsákat a kerekekre csavarozzák a külső és a belső oldal (így négy fékfelületet kapunk). A nem motoros pároknál a féktárcsákat a tengelyre nyomják, mint a nem önjáró autók kerékpárjainál.
Vannak hajtó és futó kerekek. A tervezésben vezető mozdonyok, a futók a kocsikhoz hasonlóak. Az axiális sebességváltók méretében és kialakításában különböznek tőlük.
A régebbi típusú villamosokon merev kerekű kerekeket, külső tengelydobozokat és a vontatómotor axiális felfüggesztését alkalmazták. Az ilyen kerekek kialakítása hasonló a mozdonyokéhoz, de méretük kisebb. A modern villamos kocsikon gumírozott kerekekkel és belső tengelydobozokkal ellátott kerékpárokat használnak.
A siklópályák kétsínes rendszerében az autók mellékvágányon történő áthaladásához az Abt kitérőt használják speciális kialakítású kerékkészletekkel az autókban, ahol az egyik kerék mindkét oldalán karimával rendelkezik. belső és külső, a másik keréken pedig egyáltalán nincs karima, de nagyobb a szélessége, hogy megkönnyítse az áthaladást a síntörések között.