Основные типы гасителей колебаний вагонов или его частей | Транспортный общеинженерный институт

 

Основные типы поглощающих аппаратов у вагона

Поглощающие аппараты предназначены гасить часть энергии удара, уменьшая продольные растягивающие и сжимающие усилия, передающиеся на раму кузова вагона через автосцепку. Принцип их действия основан на возникновении в аппарате сил сопротивления и преобразовании кинетической энергии соударяющихся масс в другие виды энергии. По типу рабочего элемента, создающего силы сопротивления, поглощающие аппараты бывают: пружинные, пружинно-фрикционные, с резинометаллическими элементами, гидравлические и др. Пружинные аппараты не нашли широкого применения в вагонах из-за большой отдачи пружин и невозможности получить высокую энергоемкость в ограниченных габаритах в конструкциях вагонов. Они применяются лишь в буферных устройствах.

Пружинно-фрикционные аппараты

Пружинно-фрикционные аппараты автосцепки получили наибольшее распространение в вагонах из-за простоты и возможности их проектирования с удовлетворительными параметрами. Основная часть подвижного состава российских железных дорог оснащена пружинно-фрикционными поглощающими аппаратами шестигранного типа — аппаратами Ш-1-ТМ, которыми оборудовались четырехосные грузовые вагоны постройки до 1979 г., а затем преимущественно аппаратами Ш-2-В. Восьмиосные вагоны оснащались аппаратами типа Ш-2-Т и Ш-4-Т, имеющими отличие в габаритных размерах (Ш — шестигранный, Т — термически обработанный, М — модернизированный, В — взаимозаменяемый). Эти аппараты сходны между собой по конструкции и различаются в основном параметрами: энергоемкостью, ходом, первоначальной и конечной силой сжатия.

Пружинно-фрикционные аппараты шестигранного типа состоят из корпуса с шестигранной горловиной, в которой размещены нажимной конус и три клина. Внутри корпуса поставлена двухрядная пружина: наружная и внутренняя, сверху которой уложена нажимная шайба. С целью увеличения высоты пружины у аппаратов Ш-2-В, Ш-2-Т и Ш-4-Т отсутствует нажимная шайба.
Пружинно-фрикционный аппарат типа Ш-6-ТО-4 разработан для грузового четырехосного подвижного состава. Он состоит из корпуса, выполненного за одно целое с тяговым хомутом, отъемного днища 9, нажимного конуса, трех фрикционных клиньев, опорной шайбы, наружной пружины, двух внутренних пружин, между которыми установлена промежуточная шайба, и стяжного болта с гайкой. Аппарат Ш-6-ТО-4 имеет шестигранную схему фрикционного узла и принцип действия по типу рассмотренных выше конструкций. Он взаимозаменяем с аппаратами Ш-1ТМ и Ш-2-В по установочным размерам. Однако при установке данного аппарата в вагоны прежней постройки требуется модернизация упоров, обеспечивающих свободное размещение между ними съемного днища.

Поглощающий аппарат Ш-6-ТО-4У является вариантом предыдущего типа. Его особенностью является то, что в конструкции отсутствует стяжной болт с гайкой. Поглощающий аппарат Ш-6-ТО-4У состоит из корпуса 1, изготовленного совместно с хомутовой частью, имеющей упоры 2, упорной плиты 3, конуса 4, фрикционных клиньев 5, размещенных в горловине б корпуса аппарата, и пружин 11 и 12, предварительно сжатых съемным днищем 10. В сжатом состоянии через вырез 7 закладываются сухари 9, которые после снятия монтажной нагрузки посредством заплечиков 8 и буртиков 13 (рис. 3.56, 6) корпуса фиксируют днище, удерживающее все детали в собранном состоянии аппарата.

Пружинно-фрикционный поглощающий аппарат ПМК-110А с металлокерамическими элементами применяется в рефрижераторном подвижном составе, платформах для перевозки контейнеров и частично восьмиосных вагонах.
В аппарате ПМК-110А в целях повышения энергоемкости и стабильности характеристик в качестве фрикционных элементов применены металлокерамические пластины. Он состоит из корпуса, наружной и внутренней пружины, опорной пластины, фрикционных клиньев, нажимного конуса. Между боковыми стенками корпуса и неподвижными пластинами размещаются подвижные пластины. Детали аппарата фиксируются стяжным болтом с гайкой.

Поглощающий аппарат типа ПФ-4 состоит из корпуса коробчатого сечения, выполненный в виде единой отливки с тяговым хомутом.
В корпусе размещен сменный фрикционный узел, взаимодействующий через центральную опорную плиту с подпорным комплектом. Фрикционный узел состоит из распорного клина, опирающегося своими наклонными поверхностями на подвижные клинья подвижных плит, установленных подвижно в продольном направлении на поперечных ребрах корпуса, неподвижных клиновых вкладышей и боковых вкладышей, отбойной пружины и центральной опорной плиты. Подпорный комплект аппарата включает в себя силовые наружную, внутренние пружины с промежуточной шайбой, размещаемые в удлинителе, который монтируется в корпусе через отверстие в днище. Работа аппарата характеризуется высокой скоростью приработки и для условий эксплуатации оценивается периодом 0,5—1 год.

Гидравлические поглощающие аппараты

Действие гидравлических поглощающих аппаратов основано на протекании жидкости через калиброванные (дроссельные) отверстия из одной полости в другую, что создает упругое сопротивление при ударах в автосцепку. Для обеспечения восстановления аппарата в исходное состояние и быстрой подготовки его к восприятию последующих ударных нагрузок в качестве упругого элемента применяют инертный газ. Гидрогазовые поглощающие аппараты разработаны в двух вариантах: ГА-ЮМ и ГА-500.
Гидравлический поглощающий аппарат ГА-100М состоит из корпуса , имеющего цилиндрическую внутреннюю поверхность; нажимного поршня (стакана), внутри которого размещен плавающий поршень; промежуточного дна, закрепленного в корпусе стопорными кольцами; второго плавающего поршня; штока, который проходит через центральное отверстие промежуточного дна и упирается одним концом в поршень. Другой конец штока меньшего диаметра свободно проходит в центральное отверстие днища поршня, в котором находятся дроссельные отверстия и перепускные пазы.
В аппарате имеются три основные полости А, В и С. Полость А низкого давления заполняется нейтральным газом — азотом при начальном давлении 0,4 МПа. Полость В заливается рабочей жидкостью АМГ. Полость С высокого давления заполняется нейтральным газом при начальном давлении 9 МПа.

Под действием внешней нагрузки Т поршень перемещается внутрь корпуса вдоль неподвижного штока. При этом рабочая жидкость через дроссельные отверстия и пазы перетекает из полости В в пространство B1, воздействуя на плавающий поршень, перемещая его и сжимая газ в полости А. При дальнейшем движении днище поршня упирается в выступ штока, перекрывает пазы, увеличивая гидравлическое сопротивление аппарата. Затем под действием поршня шток начинает перемещаться, давит на плавающий поршень, преодолевая давление сжатого газа в полости С и сдвигая его вправо.
Таким образом, в полостях А и С повышается давление газа, что способствует сравнительно быстрому возвращению частей аппарата в исходное положение при снижении силы Т.

Гидравлический поглощающий аппарат ГА -500 состоит из корпуса и входящего в него плунжера. В аппарате две газовые А и Б и три гидравлические В, Г и Д камеры. Камеры В и Д разделены промежуточным дном, в котором укреплен регулирующий стержень, имеющий продольные профилирующие канавки. Газовая камера низкого давления А отделена от гидравлической камеры Д плавающим поршнем; заглушки заправочных отверстий.
Гидравлические камеры В и Г разделены жестко закрепленной в плунжере диафрагмой, которая снабжена центральным отверстием для пропуска регулирующего стержня и дополнительными дроссельными отверстиями, перекрываемыми обратным клапаном.
Связь гидравлических камер В и Д осуществляется также через дроссельные отверстия в промежуточном дне. Зарядка газовых камер азотом производится через штуцера, снабженные прямыми клапанами. Зарядное давление газа в камере А составляет 3,5 МПа, в камере Б— 9 МПа. Рабочей жидкостью в гидравлических камерах служит масло АМГ-10.

Работа аппарата ГА-500 сводится к следующему. При воздействии на аппарат продольных сжимающих сил плунжер входит внутрь корпуса, вытесняя жидкость из камеры В через отверстия жиклеров в промежуточном дне в камеру Д и сжимая газ в камере А При дальнейшем перемещении плунжера плавающий поршень упирается в дно корпуса, жидкость из камеры В при этом через отверстия жиклеров в диафрагме и профильные канавки штока перетекает в камеру Г, перемещая плавающий поршень и сжимая газ в камере Б. Перетекание жидкости через калиброванные отверстия создает сопротивление, зависящее от скорости приложения нагрузки к аппарату.

После снятия с аппарата сжимающих сил давлением газа в газовых камерах А и Б на плавающие поршни и жидкость из камер Д и Г выжимается в камеру В, в результате чего происходит восстановление аппарата. Наличие в аппарате регулирующего элемента в виде стержня, имеющего профильные канавки, позволяет создавать необходимое сопротивление аппарата в зависимости от скорости соударения единиц подвижного состава, что обеспечивает улучшение условий его работы.
Гидравлический аппарат ГА-500 может быть использован как для четырехосного так и для восьмиосного подвижного состава. Аппараты данного типа в отличие от пружинно-фрикционных не требуют приработки и реализуют свою максимальную энергоемкость с момента начала эксплуатации.
Для разрабатываемых конструкций аппаратов в связи с перспективными условиями эксплуатации удлиненных поездов установлены следующие основные требования: динамическая энергоемкость при продольной силе 1,5 МН должна быть не менее 45 кДж; максимальный ход аппарата — 70—100 мм; сила начальной затяжки — в пределах 25—50 кН; коэффициент необратимого поглощения энергии — не менее 0,5.

Поглощающие аппараты пассажирских вагонов

Пружинно-фрикционный аппарат типа ЦНИИ-Н6 применяется в пассажирских вагонах. Он состоит из двух частей: пружинной и пружинно- фрикционной, стянутых болтом. Пружинно-фрикционная часть по конструкции и принципу действия аналогична рассмотренной выше. Эта часть имеет шестигранную горловину, нажимной конус, три фрикционных клина, нажимную шайбу, наружную и внутреннюю пружины.

Пружинная часть состоит из основания, центральной пружины, четырех угловых длинных и четырех коротких пружин, одетых на концы цилиндрических упорных стержней, имеющих в средней части утолщение. Короткие пружины размещаются в угловых нишах основания, а длинные, взаимозаменяемые с внутренней пружиной, в нишах горловины .
Поглощающий аппарат Р-2П (Р — резиновый, П — пассажирский) взаимозаменяем с аппаратом ЦНИИ-Нб. Этот аппарат отличается простотой конструкции и повышенной надежностью в эксплуатации, хорошей стабильностью работы, более высокой энергоемкостью при меньшей массе по сравнению с пружинно-фрикционными аппаратами.

В передней части корпуса, имеющего форму хомута, установлена нажимная плита, опирающаяся на пакет из девяти секций резинометаллических элементов, разделенных на две части промежуточной плитой. Каждая секция резинометаллического элемента состоит из двух металлических пластин, между которыми расположен слой морозостойкой резины, соединенной с пластинами методом горячей вулканизации. Слой резины по периметру имеет параболическую выемку, что обеспечивает деформацию резины без выжимания за пределы пластин при полном сжатии аппарата. Для предотвращения поперечного смещения резинометаллических элементов на днище корпуса, нажимной и промежуточной плитах, а также на стальных пластинах секций имеются выступы и соответствующие им впадины. Предварительная затяжка аппарата обеспечивается за счет того, что высота пакетов резино-металлических элементов в свободном состоянии вместе с промежуточной плитой превышает на 13,5 мм расстояние от нажимной плиты до днища корпуса.

В поглощающем аппарате Р-4П резинометаллические элементы подобны элементам, применяемым в аппарате Р-2П. Отличие лишь в толщине, которая составляет 24,2 мм вместо 41,5 у аппарата Р-2П. Силовая характеристика поглощающего аппарата Р-4П аналогична рассмотренной выше. Аппарат Р-4П рекомендован для рефрижераторных вагонов.
Поглощающий аппарат Р-5П разработан для перспективных условий эксплуатации пассажирских вагонов. Отличие от аппарата Р-2П в том, что поперечные размеры резинометаллических элементов увеличены, а их толщина уменьшена до 33 мм вместо 41 мм. Установочные размеры аппарата полностью сохранены.

  Рельсы, шпалы, купить МВСП в Казахстане

Copyright © 2009–2016, e-mail: pr@uzdk.ru
Все права защищены: При полном или частичном использовании материалов ссылка на «www.rail.uzdk.ru» обязательна
Для сетевых изданий обязательна гиперссылка на сайт
- www.rail.uzdk.ru.

Официальный сайт компании в России: ООО «Уральская железнодорожная компания» | Россия.

Официальный сайт компании в Казахстане: ООО «Уральская железнодорожная компания» | Казахстан.