Ett hjulpar är en del av underredet på rälsfordon , vilket är ett hjulpar som är stelt monterade på en axel och alltid roterar tillsammans med axeln som helhet. [1] Denna design i nästan ett stycke är mycket tillförlitlig. Körsträckan för hjuluppsättningar av lok med hjul av däcktyp kan nå flera hundra tusen km vid en belastning på 20-25 tf (då blir det nödvändigt att byta däck).
Inskrivning i kurvor med stora radier (i storleksordningen 500 m eller mer) utförs på grund av skillnaden i hjuldiametrar längs de rullande cirklarna, som uppstår när hjulsatsen förskjuts över banan. Denna skillnad beror på det faktum att hjulens rullande yta (hjulprofilen) inte är cylindrisk utan konisk: radien på hjulfälgen på utsidan är mindre än på insidan, vilket med tanke på rälshuvudets profil , tillåter hjuluppsättningen att röra sig från mitten av spåret utåt svängen och därigenom flyttas till olika radier av den rullande cirkeln för höger och vänster hjul. Hjulsatsens rörelse längs en båge med liten radie (till exempel på växlar) säkerställs av närvaron av åsar (ribbor) på hjulen. I detta fall styrs hjulsatsen av krafter som uppstår från kontakten mellan skenans inre sidoyta och toppen av det yttre hjulet. Vid körning i rak linje är hjulflänsarna mer en säkerhetsfunktion än funktionen att upprätthålla en stabil rätlinjig rörelse.
De krafter som verkar i kontakten mellan hjulet och skenan och styr den rullande materielens rörelse kallas krypkrafter (av engelskan krypa - att krypa). De beror på det faktum att materialen i hjulet och skenan inte är helt solida. Vid kontakt observeras mikrodeformationer av skenan och hjulet, vilket bestämmer den gradvisa ökningen av krypkraften med en ökning av den relativa glidningen av hjulet längs skenan.
Om ett rälsfordon använder ett system med ett hjulpar på samma axel som kan rotera med olika vinkelhastigheter, är detta inte ett hjulpar. Ett sådant system ger ingen stabilisering, men kan användas på relativt långsamma rälsfordon.
Varje hjulsats som en monteringsenhet består teoretiskt av minst tre delar: två hjul och en axel. Verklig prestanda innebär vanligtvis att ett komposithjul har åtminstone ett däck . En annan designfunktion hos hjulsatsen är att den ofta är ansluten till boggin för rälsrullande materiel genom externa axelboxar , eftersom endast med ett sådant schema är lagerslitagekontroll och utbyte relativt enkelt och prisvärt.
För att bibehålla profilen på järnvägshjul, som säkerställer normal rörelse, används hjulsvängning, och i fallet med mantelhjul används även ett däckbyte.
Den huvudsakliga geometriska parametern för hjuluppsättningen är avståndet mellan de inre ytorna på hjuluppsättningen. För ryska vägar är detta avstånd 1440 mm med ±3 mm toleranser (för 1520 och 1524 mm spårvidder ) och 990 mm med ±3 mm toleranser (för 1067 mm spårvidder).
Med tanke på de höga kraven på hållfasthet och tillförlitlighet som ställs på hjulsatser, har regler för bildande och reparation av hjulsatser utvecklats och existerar, som strikt standardiserar hela den tekniska processen: svarvning och fräsning av arbetsstycken (i synnerhet även kälradier , finishklass av den bearbetade ytan), temperaturförhållanden vid formning av hjulsatser, toleranser, landningar etc.
Vagnboggins hjulpar tar lasten från vagnen och tjänar till att styra vagnens rörelse längs rälsen . Hjulsatsen består av solida rullade hjul pressade på axeln. Boggiramen vilar på de yttre ändarna av axeln genom axelboxar och fjädrar.
Ett solidvalsat vagnshjul består av ett nav, en skiva och en fälg. Fälgen som vetter mot insidan av banan har ett utsprång som kallas en krön eller fläns . Kammen skyddar hjulsetet från att gå ur spåret.
Vissa typer av vagnar använder skivbromsar + magneträlsbroms . Hjulpar av sådana vagnar är utrustade med bromsskivor. Två (fyra friktionsytor) eller tre (sex friktionsytor) bromsskivor pressas på axeln mellan hjulen.
Åren 1868-1878. i den ryska bilbyggnaden fanns det vissa problem med tillhandahållandet av högkvalitativa material. I detta avseende dök det upp vagnhjuluppsättningar som hade massiva träcentra av Manzel-systemet och ståldäck. Under förutsättning av samvetsgrann tillverkning av högkvalitativt lövträ ( ek , teak ) och efter kokning i olja, fungerade hjulset med Manzel-systemcenter under lång tid, hade en mjuk, tyst gång och mindre slitage på däcken. Under denna period producerade alla bilbyggnadsfabriker i Moskva godsvagnar med Manzel-hjul, och vissa personbilar hade också sådana hjuluppsättningar. Därefter omformades dessa hjul och fick järn- och gjutjärnscentra [2] .
Lokhjulsatsen ska, utöver de funktioner som vagnhjulsatsen utför, säkerställa genomförandet av lokets dragkraft . För detta har hjulparet av lokomotiv (förutom ett ånglok ) en växel genom vilken vridmoment överförs från en elektrisk motor eller hydraulisk transmission. På ånglok tillverkades vevaxelboxar på utsidan av hjulparet, med vars hjälp de främre hjulparen förbands med varandra och till ångmaskinscylindrarnas tvärhuvuden med speciella stänger. Det fanns ånglok med en vevad axel av ett hjulpar. Ett sådant schema användes i fallet med en encylindrig (på smalspåriga lok) och en trecylindrig ångmaskin [1] .
Hjuluppsättningar av lokomotiv är som regel gjorda med ett bandage. När hjulprofilen är sliten längs med rullcirkeln och längs nockfilén, vrids hjulet i de flesta fall på en speciell svarv- eller svarvfräsmaskin utan att ta bort hjulsatsen från loket. Skenorna under hjulsatsen är nedsänkta, och det finns en speciell svarv i inspektionshålet. Hjulparet får rotation från dragelektromotorn på ett diesellok eller ellok . Efter att ha utfört flera vändningar (från 3 till 5) når hjulfälgen minimivärdet normaliserat enligt hållfasthetsförhållandena. Bandaget klipps av och ersätts med ett nytt. Detta förlänger livslängden på hjulsetet.
På rullande materiel med flera enheter ( elektriska sektioner , elektriska tåg , dieseltåg , rälsvagnar ) har hjulsatserna på släpvagnar icke-motoriserade axlar - de liknar designen på en vagnshjulsats; motoriserade axlar har hjuluppsättningar som i design liknar lokomotiv.
Vissa typer av vagnar använder skivbromsar. Hjulpar av sådana vagnar är utrustade med bromsskivor. För motordrivna hjulsatser pressas inte bromsskivorna på axeln mellan hjulen (eftersom utrymmet mellan hjulen i regel upptas av motorn eller andra delar av körsystemet), är skivorna bultade till hjulen från de yttre och inre sidorna (således erhålls fyra bromsytor). För icke-motoriserade par trycks bromsskivor på axeln, som på hjulpar på icke självgående bilar.
Det finns drivande och löpande hjuluppsättningar. Ledande i design liknar lok, löpare liknar vagnar. De skiljer sig från dem i storlek och design av axiella växellådor.
På äldre typer av spårvagnar användes hjulsatser med styva hjul, utvändiga axelboxar och axiell upphängning av dragmotorn. Utformningen av sådana hjuluppsättningar liknar lokomotiv, men deras storlek är mindre. På moderna spårvagnar används hjulsatser med gummerade hjul och invändiga axelboxar.
I tvårälsschemat för att organisera bergbanor , för passage av bilar vid sidospår , används Abt-växlingen med hjälp av hjuluppsättningar av en speciell design i bilarna, där ett av hjulen har flänsar på båda sidor - invändigt och utvändigt, och på det andra hjulet finns ingen fläns alls, men den har en större bredd för att underlätta dess passage mellan rälsbrott.