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Cubos de ruedas de locomotoras
2024-11-13
I. Estructura y composición
- Pieza central de la rueda
- El centro de la rueda es la parte central del cubo de la rueda de la locomotora, generalmente de acero fundido o acero forjado. Es la estructura intermedia que conecta el eje y la llanta de la rueda, y tiene que soportar la transmisión de potencia desde el eje, así como diversas cargas complejas durante el funcionamiento del vehículo. Por ejemplo, durante el arranque y la aceleración de la locomotora, el centro de la rueda tiene que soportar un gran par motor; cuando el tren está en marcha, también tiene que soportar la presión del peso de la carrocería del vehículo y la fuerza de impacto causada por los desniveles de la vía.
- Hay una parte en el centro de la rueda para instalar la llanta. La llanta se instala generalmente en el borde exterior del centro de la rueda mediante un ajuste por contracción. El diseño de la forma del centro de la rueda debe garantizar la firmeza y la concentricidad de la instalación de la llanta para que las ruedas puedan rodar de manera estable sobre la pista.
- Orificio del cubo
- El orificio del buje es la parte del buje de la rueda de la locomotora que se utiliza para instalar el eje. Sus requisitos de precisión dimensional son extremadamente altos y debe ajustarse firmemente con el eje para garantizar que el eje pueda colocarse con precisión en el buje y transmitir potencia. Generalmente, se adopta un ajuste por interferencia entre el orificio del buje y el eje, es decir, el diámetro del orificio del buje es ligeramente menor que el del eje. Al instalar, es necesario expandir el orificio del buje mediante presión o calentamiento, etc., y luego insertar el eje. Después de enfriarse, el buje sujetará firmemente el eje, formando una conexión estable.
- Placa de radios
- La placa de radios es la parte que conecta el centro de la rueda y el borde del buje. Su función principal es distribuir uniformemente las cargas soportadas por el centro de la rueda a toda la circunferencia del buje. La forma y el diseño de la estructura de la placa de radios tienen un gran impacto en la resistencia y la rigidez del buje. Las formas comunes de la placa de radios incluyen la forma de placa plana y la forma de onda. La placa de radios en forma de onda puede reducir el peso del buje al mismo tiempo que garantiza la resistencia. En términos de materiales, la placa de radios generalmente utiliza el mismo material metálico que el centro de la rueda, como acero de aleación de alta resistencia, para garantizar las propiedades mecánicas generales.
II. Funciones y roles
- Función de apoyo
- Como parte importante de las ruedas de la locomotora, el cubo de la rueda de la locomotora soporta directamente el peso de la locomotora. La locomotora en sí tiene una masa enorme, que incluye el peso de la carrocería del vehículo, los motores, el combustible (para las locomotoras diésel) y varios otros equipos. El cubo distribuye uniformemente estos pesos a cada rueda a través del eje y luego los transmite a la vía. Durante el funcionamiento del tren, ya sea en estado estacionario o a alta velocidad, el cubo debe soportar de manera confiable la locomotora para garantizar que no se produzcan accidentes de seguridad debido a un soporte inestable.
- Transmisión de potencia
- La potencia de la locomotora proviene del motor de tracción (para locomotoras eléctricas) o del motor de combustión interna (para locomotoras diésel). La potencia se transmite al eje a través del dispositivo de transmisión, y el eje luego transmite la potencia al buje. El buje impulsa las ruedas para que rueden sobre la vía, haciendo que la locomotora se mueva hacia adelante o hacia atrás. En este proceso, el buje debe poder transmitir el par de manera efectiva para garantizar que la locomotora pueda funcionar normalmente de acuerdo con los requisitos de operación del conductor. Por ejemplo, cuando la locomotora comienza a tirar de un tren de carga pesada, el buje debe soportar un gran par de arranque y convertirlo en la potencia de rotación de las ruedas para que el tren pueda arrancar sin problemas.
- Función de guía
- La interacción entre el cubo de la rueda de la locomotora y la vía es crucial para la guía de la locomotora. Dado que la vía es una línea fija, el cubo y las ruedas deben rodar a lo largo de la dirección de la vía. La forma y la precisión de instalación del cubo garantizan que las ruedas puedan desplazarse con precisión por la vía sin descarrilarse ni producir otras situaciones peligrosas. Cuando la locomotora pasa por una curva, el cubo y las ruedas girarán de acuerdo con el radio de curvatura de la curva bajo la guía de la vía, lo que garantiza que el tren pueda pasar por la curva de forma segura.
III. Fabricación y mantenimiento
- Procesos de fabricación
- La fabricación de los bujes de las ruedas de las locomotoras suele adoptar procesos de fundición o forjado. Los bujes fundidos pueden producir estructuras con formas complejas y tienen costes relativamente bajos. Sin embargo, durante el proceso de fundición pueden producirse defectos como poros e inclusiones de escoria que afecten a la calidad de los bujes. Los bujes forjados se fabrican forjando palanquillas de metal y sus estructuras internas son más compactas y tienen mejores propiedades mecánicas. Durante el proceso de fabricación, se requieren estrictas inspecciones de calidad de los bujes, incluidas pruebas no destructivas (como pruebas ultrasónicas, pruebas de polvo magnético, etc.) para garantizar que no haya defectos internos en los bujes.
- Los requisitos de precisión de mecanizado de los bujes son muy altos, especialmente para el orificio del buje y la superficie que coopera con la llanta de la rueda. Durante el proceso de mecanizado, se necesitan máquinas herramienta de alta precisión y tecnologías de mecanizado avanzadas, como la tecnología de mecanizado CNC, para garantizar la precisión dimensional y la calidad de la superficie de los bujes.
- Puntos de mantenimiento
- La inspección periódica es la clave para el mantenimiento de los bujes de las ruedas de las locomotoras. El contenido de la inspección incluye la presencia de grietas, desgaste, etc. en el aspecto de los bujes. En el caso de la pieza de acoplamiento entre el orificio del buje y el eje, es necesario comprobar si hay aflojamiento o desgaste excesivo. Si se encuentran grietas en los bujes, deben reemplazarse de inmediato porque las grietas seguirán expandiéndose durante el funcionamiento del tren, lo que eventualmente provocará la fractura de los bujes y provocará accidentes graves de seguridad.
- La lubricación también es una parte importante del mantenimiento. La pieza de unión entre el cubo y el eje necesita una lubricación adecuada para reducir la fricción y el desgaste. En las locomotoras que funcionan a alta velocidad, el calor generado por la fricción puede afectar el rendimiento de los cubos y los ejes, e incluso provocar deformaciones térmicas. Por lo tanto, es necesario comprobar y complementar periódicamente el lubricante para garantizar una buena lubricación.