Для чего служит поглощающий аппарат автосцепного устройства
Вагонник.РФ
пятница, 15 января 2016 г.
Поглощающий аппарат автосцепки СА-3.
Работа в режиме тяги – хвостовик автосцепки через клин воздействует на хомут, который перемещает стакан. Стакан через пружину, нажимную шайбу воздействуя на фрикционные клинья, которые нажимают на нажимной конус. Конус через упорную плиту передаёт усилия на передние упоры буферного бруса рамы кузова. Таким образом, происходит упругая передача тяговых нагрузок благодаря жёсткости пружин и трению фрикционных клиньев о корпус стакана энергия удара гасится до 80%.
Автосцепка СА-3 (советская автосцепка 3-го варианта 197,6кг).
Состоит из хвостовика и головки, литая стальная полая, соединена с хомутом при помощи клина. Головка состоит из малого и большого зуба, которые образуют зев автосцепки. Внутри головки полость с выступами (полочка, шип и пастель под подъёмник), внутри полости расположен сцепной механизм, состоящий из замка, предохранителя, замкодержателя, подъёмника, валика подъёмника и фиксирующего болта.
Процесс сцепления. 1. При сцеплении малый зуб одной автосцепки скользит по наклонной поверхности большого зуба другой автосцепки, далее при сближении замки нажимают друг на друга и каждый перемещается внутрь корпуса автосцепки. Предохранитель установленный на замке так же перемещается во внутрь корпуса автосцепки, при этом его верхнее плечо скользит по полочке замкодержателя проходит над его противовесом.
2. При дальнейшем сцеплении малые зубья нажимают на замкодержатели утапливая их за под лицо с ударной стойкой зева. При этом замкодержатели поворачиваются на шипах и своими противовесами воздействуют на верхние плечи предохранителей поднимая их с полочек. 3. Малые зубья продолжают скользить по наклонной поверхности зева к боковым стенкам больших зубьев, освобождая место для замков. Замки освобожденные от нажатия выпадают из корпуса автосцепки. При этом верхнии плечи предохранителей соскальзывают с замкодержателей на полочки и устанавливаются напротив противовесов исключая самопроизвольный расцеп. Автосцепки сцеплены. У сцепленных автосцепок сигнальных флажков невидно.
Процесс расцепления.1. От натяжения цепи расцепного привода начинает поворачиваться валик подъемника. При повороте валика подъемник своим широким пальцем поднимает нижнее плечо предохранителя, от чего верхнее плечо поднимается располагаясь выше противовеса замкодержателя, предохранитель выключен.
2. При дальнейшем повороте подъёмника, широкий палец упирается в выемку замка поднимает его и уводит внутрь корпуса. Тем временем узкий палец подъемника подходит к расцепному углу замкодержателя приподнимая его заходя за расцепной угол.
3. Замок полностью уводится во внутрь корпуса, а замкодержатель опускается вниз на шип, когда узкий палец подъемника зайдет за расцепной угол – автосцепки будут расцеплены.
Замок находится в расцепленном положении до разведения автосцепок, т.к. он упирается в широкий палец подъемника, который узким пальцем упирается в замкодержатель, которому не дает повернутся малый зуб соседней автосцепки.
Чтобы механизм расцепленной автосцепки вернуть в сцепленное состояние не разводя автосцепки, необходимо поднять замкодержатель надавив на его лапу снизу через отверстие головки автосцепки.
Автосцепка специального подвижного состава, работающего по технологии совместно в сцепе, должна иметь ограничитель вертикальных перемещений.
Поглощающие аппараты автосцепного устройства
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, фрикционные с резинометаллическими элементами, эластомерные, гидравлические и др.
По основным эксплуатационным техническим показателям поглощающие аппараты подразделяются на четыре класса: Т0, Т1, Т2 и Т3. Фрикционные поглощающие аппараты относятся преимущественно
к классам Т0 и Т1, эластомерные и гидравлические – к Т2 и Т3.
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 поглощающие аппараты получили наибольшее распространение в вагонах из-за простоты конструкции и возможности их проектирования с удовлетворительными параметрами.
Основная часть подвижного состава российских железных дорог оснащена пружинно-фрикционными поглощающими аппаратами шестигранного типа.
Четырехосные грузовые вагоны до 1979 г. оборудовались аппаратами Ш-1-ТМ, а затем преимущественно аппаратами Ш-2-В[22]. Эти аппараты сходны между собой по конструкции и различаются в основном параметрами: энергоемкостью, ходом, первоначальной и конечной силой сжатия.
Пружинно-фрикционный аппарат Ш-1-ТМ (рис. 9.9) состоит из корпуса 5 с шестигранной горловиной, в которой размещены нажимной
конус 1 и три фрикционных клина 3. Внутри корпуса поставлена двухрядная пружина: наружная 7 и внутренняя 6, сверху которой уложена нажимная шайба 4. Пружины стянуты стяжным болтом 2.
 |
Рис. 9.9. Конструкция пружинно-фрикционного поглощающего аппарата Ш-1-ТМ:
1 – нажимной конус; 2 – стяжной болт; 3 – фрикционный клин; 4 – нажимная шайба;
5 – корпус; 6 – внутренняя пружина; 7 – наружная пружина
У аппаратов Ш-2-В, Ш-2-Т и Ш-4-Т нажимная шайба отсутствует
с целью увеличения высоты пружины.
Пружинно-фрикционный аппарат Ш-6-ТО-4 (рис. 9.10) имеет шестигранную схему фрикционного узла и принцип действия по типу рассмотренной выше конструкции. Корпус аппарата выполнен за одно целое с тяговым хомутом. Внутри корпуса поставлена трехрядная пружина.
По установочным размерам аппарат Ш-6-ТО-4 взаимозаменяем с аппаратом Ш-1-ТМ и состоит из корпуса 4, отъемного днища 9, нажимного конуса 1, трех фрикционных клиньев 2, опорной шайбы 3, наружной пружины 6, двух внутренних пружин 7, между которыми установлена промежуточная шайба 5, и стяжного болта с гайкой 8.
Рис. 9.10. Поглощающий аппарат Ш-6-ТО-4
1 – нажимной конус; 2 – фрикционный клин; болт; 3 –опорная шайба; 4 – корпус;
5 – промежуточная шайба; 6 – внутренняя пружина; 7 – наружная пружина;
8 – стяжной болт с гайкой; 9 – отъемное днище
Восьмиосные вагоны оснащаются аппаратами типа Ш-2-Т и Ш-4-Т, имеющими различие в габаритных размерах.
Одним из основных показателей работы поглощающих аппаратов автосцепного устройства является энергоемкость. Чем большую энергоемкость развивает поглощающий аппарат, тем большая допускаемая скорость соударения вагонов.
В аппаратах класса Т1 с упругими полимерными элементами модели РТ-120, изготовляемых ООО «Вагонмаш» по лицензии фирмы «Miner», устанавливаются упругие элементы из материалов фирмы «Tecs Pak» (США), в аппаратах ПМКП-110 – фирмы «Durel» (Германия).
Поглощающие аппараты эластомерного типа основаны на принципе объемного сжатия и перетекания (дросселирования) специального материала – эластомера, напоминающего упругий пластилин, из одной камеры аппарата в другую.
На рис. 9.11 приведена схема эластомерного поглощающего аппарата ЭПА-120.
Рис. 9.12. Поглощающий аппарат ЭПА-120 с эластомерным материалом:
1 – корпус; 2 – тяговый хомут; 3 – плунжер; 4 – шток; 5 – днище; 6 – полости;
7 – концевой зазор
Эластомерный поглощающий аппарат ЭПА-120 предназначен для установки на вагоны, перевозящие опасные и особо ценные грузы. Он состоит из корпуса 1, объединенного с тяговым хомутом 2, плунжера 3 и штока 4, опирающегося на днище 5, соединенного с корпусом 1 и располагающегося в проеме заднего упора автосцепного устройства. Полости 6 плунжера, штока и днища заполнены объемно-сжимающимся рабочим
телом – силиконовым эластомером. Под действием сжимающей нагрузки плунжер аппарата 3 перемещается внутрь корпуса 1, при этом эластомер, располагающийся в полостях плунжера, штока и днища, сжимается. Сила сжатия при ударе значительно повышается за счет сопротивления перетеканию силиконового эластомера через концевой зазор 7между плунжером и штоком.
Пассажирские вагоны начиная с 1969 г. оснащают резинометаллическими поглощающими аппаратами типа Р-2П (Р – резиновый, П – пассажирский). С учетом удовлетворения перспективным требованиям разработан новый резинометаллический аппарат Р-5П.
Поглощающий аппарат Р-2П (рис. 9.12) отличается простотой конструкции и повышенной надежностью в эксплуатации, хорошей стабильностью работы, более высокой энергоемкостью при меньшей массе по сравнению с пружинно-фрикционными аппаратами.
Рис. 9.12. Поглощающий аппарат Р-2П:
1 – нажимная плита; 2 – корпус; 3 – промежуточная плита;
4 – секция резинометаллических элементы
В передней части корпуса 2, имеющего форму хомута, установлена нажимная плита 1, опирающаяся на пакет из девяти секций резинометаллических элементов 4, разделенный промежуточной плитой 3 на две части. Каждая секция резинометаллических элементов 4 состоит из двух металлических пластин, между которыми расположен слой морозостойкой резины, имеющий по периметру имеет параболическую выемку, что обеспечивает деформацию резины без выжимания за пределы пластин при полном сжатии аппарата. На днище корпуса, в нажимной и промежуточной плитах, а также на стальных пластинах секции имеются выступы и соответствующие им впадины, предотвращающие поперечное смещения резинометаллических элементов. Резина с металлическими пластинами соединяется методом горячей вулканизации.
Поглощающий аппарат Р-5П в отличие от аппарата Р-2П имеет увеличенные поперечные размеры резинометаллических элементов, а их толщина уменьшена до 33 мм вместо 41 мм. Установочные размеры аппарата полностью сохранены.
Положительным качеством поглощающих аппаратов с резинометаллическими элементами является то, что в конце соударения не наблюдается перепадов сил, как это имеет место в пружинно-фрикционных аппаратах. Следовательно, подобные типы аппаратов обеспечивают лучшую плавность движения вагонов в поездах и за счет наличия резиновых элементов снижают уровень шума.
Между ударными поверхностями контура зацепления сцепленных автосцепок, клином тягового хомута, отверстиями в хомуте и хвостовике корпуса имеются свободные зазоры. Под действием продольных сил в пределах этих зазоров сцепленные вагоны свободно перемещаются, создавая резкие удары, рывки и ухудшение плавности хода. Для нового автосцепного устройства суммарные зазоры могут достигать 40 мм на вагон, а при максимально допустимых износах указанных выше сопрягаемых поверхностей доходить до 100 мм. Для смягчения таких ударов и рывков пассажирские вагоны оснащают амортизирующими устройствами, обеспечивающими постоянное упругое натяжение сцепленных автосцепок. Это позволяет уменьшить свободные зазоры и снизить отрицательное влияние резких ударов и рывков на плавность хода вагона.
Цельнометаллические пассажирские вагоны оборудуют центральными упругими переходными площадками, которые располагаются в торцевых стенах кузова. Площадки оборудуются резиновыми уплотнениями, которые выполняют в виде замкнутых профилей большого диаметра и укрепляют на торцевой стене вагона. Кроме упругого натяжения автосцепок и амортизации ударов при сцеплении вагонов, трогании поезда и других переходных режимах, они обеспечивают безопасный переход пассажиров из вагона в вагон во время движения поезда. Упругие площадки, кроме продольных, способствуют гашению вертикальных колебаний за счет сил трения между тарелями буферов.
Вопросы для самоконтроля
1. Назовите основные узлы ударно-тяговых приборов вагонов.
2. Из каких узлов состоит автосцепное устройство вагона?
3. Какие детали входят в упряжное устройство ударно-тяговых приборов вагонов?
4. Назовите основные элементы корпуса автосцепки и деталей механизма сцепления.
5. Порядок разборки и сборки механизма автосцепки.
6. Какая допускается разница между осями автосцепок сцепляемых вагонов по вертикали, чем она измеряется?
7. Какие измерения производятся шаблоном 873?
8. Назовите основные неисправности автосцепного устройства.
9. Для чего предназначены поглощающие аппараты автосцепного устройства.
10. Назовите основные элементы и принцип работы пружинно-фрикционного поглощающего аппарата шестигранного типа.
11. Назовите отличия поглощающего аппарата Р-2П от поглощающего аппарата Ш-2-В.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ АВТОСЦЕПКИ СА-3 И ПОГЛОЩАЮЩЕГО АППАРАТА
ВВЕДЕНИЕ
Вагоны электропоездов оборудованы нежесткой автосцепкой СА-3. Автосцепку СА-3 стали устанавливать на моторвагонных секциях еще в довоенное время, и за многие годы эксплуатации она прекрасно себя зарекомендовала.
У нас впервые вопрос о внедрении автосцепки на отечественных железных дорогах всерьёз обсуждался в 1898 году, на ХХ совещательном съезде представителей железных дорог. Как один из вариантов рассматривалась и американская автосцепка системы Джанея. В начале XX века на нескольких вагонах были испытаны сцепки американского типа. Однако, из-за её недостатков и отсутствия подходящей отечественной конструкции введение автосцепки было решено отложить на неопределённый срок.
Использование методов термообработки автосцепки, применение легированных сталей, новые методы упрочнения поверхности наплавкой слоя высокопрочного металла сделают автосцепку прочнее и легче. Расширится область применения специальных автосцепок в связи с введением в эксплуатацию скоростных пассажирских поездов и новых видов транспортных средств, у которых конструкция автосцепки будет определяться условиями эксплуатации и технико-экономической целесообразностью, если не будет острой необходимости во взаимосцепляемости с автосцепкой общесетевых вагонов и локомотивов.
НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ АВТОСЦЕПКИ СА-3 И ПОГЛОЩАЮЩЕГО АППАРАТА
Автосцепка предназначена для сцепки вагонов между собой и передачи тяговых и тормозных усилий. Она относиться к полужесткому типу сцепных устройств и позволяет вертикально перемещаться одной головки автосцепки по отношению к другой до 100мм.
К автосцепному оборудованию относятся также головка автосцепки, тяговый хомут, поглощающий аппарат, упорные уголки, упорная плита, розетка с центрирующим механизмом и другие детали.
Рис.1 Автосцепка СА-3 и поглощающий аппарат Р-2П
1 – корпус; 2 – цепь расцепного рычага; 3 – маятниковое устройство; 4 – балка; 5 – тяговый хомут; 6 – упорная плита; 7 – корпус поглощающего аппарата; 8 – поддерживающая планка; 9 – клин; 10 – нажимная плита поглощающего аппарата; 11 – поглощающий аппарат; 12 – резинометаллический элемент; 13, 15 – кронштейн; 14 – расцепной рычаг; 16 – большой зуб; 17 – малый зуб.
Автосцепка представляет собой стальной литой корпус, который состоит из головы, где размещен механизм сцепления, и пустотелого прямоугольного хвостовика с отверстием для клина. Клин предназначен для соединения автосцепки с тяговым хомутом поглощающего аппарата. Голова автосцепки имеет 2 зуба: большой и малый. Пространство между большим и малым зубьями называется зевом автосцепки или контуром зацепления.
В механизм сцепления входят:
-собачка (предохранитель от саморасцепа);
9 – цилиндрический шип; 10 – сигнальный отросток; 11 – направляющий зуб; 12 – замок.
15 – противовес; 16;17 – лапы замкодержателя.
Рис.5 Подъемник замка
18 – узкий палец;19 – широкий палец.
Рис.6 Валик подъемникаи болт.
Сборка автосцепки. Внутрь головы автосцепки заводят подъемник фигурным пальцем вверх и кладут на опору со стороны большого зуба. За тем вставляют замкодержатель и овальным отверстием навешивают его на шип большого зуба. На шип замка навешивают также собачку, и замок с собачкой устанавливают на опору.
При установке замка необходимо тонким стержнем нажать на фигурное плечо собачки, чтобы ее верхнее прямое плечо оказалось выше противовеса замкодержателя. После размещения замка через отверстие в голове автосцепки со стороны малого зуба пропускают валик подъемника и запирают его болтом. Болт заполняет выемку валика и не позволяет вынуть валик из автосцепки.
Сцепление. Перед сцеплением замок и лапа автосцепки выходят в зев. Верхнее плечо собачки лежит на полочке малого зуба и располагается выше противовеса замкодержателя. При сцеплении вагонов малый зуб одной автосцепки скользит по скошенной поверхности большого или малого зуба другой автосцепки и входит в зев. Далее он нажимает на замок и вводит его внутрь корпуса, затем нажимает на лапу замкодержателя и освобождает замок.
Замки двух автосцепок под действием своей массы опускаются, выходят из корпуса и расклинивают друг друга, то есть заполняют свободное пространство в контуре зацепления автосцепок, чем препятствуют обратному выскальзыванию малых зубьев. Так как на лапы замкодержателей нажимают малые зубья, их противовесы в корпусах подняты и расположены против верхних плеч собачек. Это исключает возможность саморасцепа, поскольку в случае толчка замка внутрь корпуса он удержится от перемещения за счет упора собачки в противовес замкодержателя. При этом сигнальные отростки не должны быть видны.
Рис.7 Разрез автосцепки в сцепленном состоянии:
1 – корпус; 2 – замкодержатель; 3 – предохранитель замка; 4 – замок; 5 – подъемник замка; 6 – валик; А – фигурный палец подъемника замка; В – противовес лапы замкодержателя; Г – лапа замкодержателя; Ж – сигнальный отросток замка; Е – прямое плечо предохранителя; К – фигурное плечо предохранителя.
Расцепление. Для расцепления автосцепок необходимо один из замков утопить внутрь головы корпуса, повернув расцепной рычаг. При этом вращаются валик и подъемник, который своим фигурным пальцем нажимает на нижнее плечо собачки. Собачка поворачивается, и ее верхнее плечо становится выше противовеса замкодержателя. Затем подъемник тем же пальцем уводит замок в полость автосцепки, одновременно его прямой палец поднимает замкодержатель. После этого палец заскакивает за угол замкодержателя, который под действием своей массы опускается вниз.
Автосцепки останутся расцепленными, пока не разведут вагоны. Замок будет удерживаться внутри за счет нажатия фигурного пальца подъемника, который обопрется об угол замкодержателя. Снаружи при этом виден сигнальный отросток.
После разведения вагонов малые зубья автосцепок перестают нажимать на лапы замкодержателей. Они освобождаются и поворачиваются, лапы замкодержателя снова выходят в зевы автосцепок, а отошедшие углы освобождают подъемники. Подъемники опустятся, и замки выйду из корпусов в зевы автосцепок. Теперь автосцепки готовы к повторному сцеплению.
Рис.8 Разрез автосцепки в расцепленном состоянии:
1 – корпус; 2 – замкодержатель; 3 – предохранитель замка; 4 – замок; 5 – подъемник замка; 6 – валик; А – фигурный палец подъемника замка; В – противовес лапы замкодержателя; Г – лапа замкодержателя; Д – прямой палец подъемника замка; Е – прямое плечо предохранителя замка; Ж – сигнальный отросток замка; К – фигурное плечо предохранителя.
Поглощающий аппарат предназначен для смягчения ударов и рывков, которые передаются от автосцепки на рамы кузовов вагонов.
Поглощающий аппарат Р-2П состоит из:
— девяти резинометаллических элементов;
Рис.9 Поглощающий аппарат Р-2П:
1 – корпус; 2 – нажимная плита; 3 – резинометаллические элементы; 4 – промежуточная плита; 5 – днище корпуса.
Резинометаллический элемент собран из двух стальных листов толщиной 2мм, между которыми расположена специальная морозостойкая резина, жестко связанная с листами. Сечение резины по наружному контору выполнено в форме параболы, поэтому предотвращается выход сжатой резины за пределы металлических мостов.
Чтобы при сжатии аппарата исключить относительное смещение резинометаллических элементов в их соприкосновении с кромкой корпуса, на днище корпуса, нажимной и промежуточной плитах, а также на стальных листах резинометаллических элементов имеются фиксирующие выступы и соответствующие углубления.
Собирая аппарат, сначала в корпус сбоку заводят нажимную плиту и устанавливают ее так, чтобы упорная часть полностью выходила из окна корпуса. Затем размещают промежуточную плиту таким образом, чтобы ее заплечики охватывали продольные стенки корпуса. После этого четыре резинометаллических элемента помещают между промежуточной плитой и днищем корпуса. Фиксирующие выступы на элементах должны совпадать с соответствующими углублениями.
Специальной струбциной элементы в корпусе аппарата сжимают через промежуточную плиту, чтобы между нажимной и промежуточной плитами поставить остальные пять резинометаллических элементов. Затем сжатые элементы освобождают от нагрузки, они расправляются и запирают в корпусе пять введенных элементов.
Разбирают аппараты в обратном порядке. Предварительно сжимают через промежуточную плиту четыре резинометаллических элемента, вынимают элементы, которые находятся между нажимной и промежуточной плитами. После снятия нагрузки с промежуточной плиты остальные элементы аппарата легко вынимают из корпуса вместе с плитой.
Назначение и устройство поглощающих аппаратов
Назначение и устройство поглощающих аппаратов
В настоящее время на вагоны устанавливают поглощающие аппараты различных типов в зависимости от назначения вагонов. Каждый поглощающий аппарат, независимо от его конструкции, характеризуется следующими показателями:
• рабочим ходом подвижных частей аппарата, выходящих за пределы его корпуса;
• энергоемкостью, т.е. количеством поглощаемой энергии при полном ходе при усилии 2 МН (200 тс);
• усилием начального сопротивления.
Помимо этих основных показателей, существуют и дополнительные, в зависимости от конструкции аппарата, например, стабильность работы, период приработки, масса аппарата, срок службы и т.д.
На основе анализа условий эксплуатации, показавшего значительные различия требований в зависимости от рода перевозимых грузов, был разработан типоразмерный ряд поглощающих аппаратов автосцепного устройства грузовых вагонов (табл. 8.2).
Таблица 8.2
Типоразмерный ряд поглощающих аппаратов
Наименование показателя
Номинальная энергоемкость, кДж,
Максимальная энергоемкость, кДж,
Рекомендуемые типы вагонов
Полувагоны, платформы, крытые для грузов общего назначения, маршрутные поезда
Цистерны, крытые для ценных и экологически опасных грузов
Газовые и химические цистерны для особо опасных грузов
К классам Т1 и Т2 относятся пружинно-фрикционные аппараты, в которых поглощение энергии удара происходит преимущественно за счет трения на рабочих поверхностях. Характеристики, отвечающие требованиям классов ТЗ и Т4, могут быть реализованы только в конструкции гидравлических или эластомерных поглощающих аппаратов.
В конце 90-х гг. XX в. отечественными заводами были разработаны эластомериые поглощающие аппараты, удовлетворяющие техническим требованиям МПС России и превосходящие по своим показателям зарубежные аналоги. ОАО «ВНИИЖТ» совместно со специалистами авиационной промышленности и заводом «Авиаагрегат» (г. Самара) создан аппарат АПЭ-120-И, ГУП «Урал вагон завод» — аппарат АПЭ-95-УВЗ, ОАО «БМЗ-Вагон» — аппарат ЭПА-120. Одновременно испытывается и аппарат 73 ZW12M, разработанный фирмой «КАМАКС» (Польша), серийное производство которого предусматривается на совместном российско-польском предприятии «ЛЛМЗ-КАМАКС».
В 1997 г. ГУП «Уралвагонзавод» совместно с ОАО «ВНИИЖТ» начал работы по созданию собственной конструкции эластомерного поглощающего аппарата автосцепного устройства грузовых вагонов.
Характеристики эксплуатируемых и намечаемых к серийному производству аппаратов приведены в табл. 8.3. Для фрикционных аппаратов значения энергоемкости и безопасной скорости соударения вагонов определены при среднем значении максимальной силы 2 МН.
Таблица 8.3
Основные показатели эксплуатируемых и опытных поглощающих аппаратов
Тип аппарата
Конструктивный ход, мм
Энергоемкость при соударении вагонов массой 100 т, кДж
Скорость соударения вагонов массой 100 т, км/ч
Статическая сила закрытия. МН
Возможность широкого применения недорогих аппаратов для поездных условий эксплуатации обусловлена маршрутизацией перевозок с применением поездов постоянного формирования.
Для грузов высокой стоимости и чувствительных к динамическим нагрузкам целесообразно обеспечить более надежную защиту вагона от действия продольных сил и ускорений. Однако это возможно только при условии узкой специализации такого подвижного состава, введения специального тарифа и организации транспортных структур, которые будут арендаторами или собственниками вагонов. Выбор поглащаюшего аппарата для вагонов, предназначенных для перевозки опасных грузов, осуществляется с учетом их воздействия на окружающую среду.
Показатели наиболее перспективных на сегодняшний день аппаратов приведены в табл. 8.4.
Таблица 8.4
Показатели перспективных поглощающих аппаратов
Тип аппарата
Ход аппарата,
мм
Скорость соударения, км/ч
Энергоемкость, кДж
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 поглощаюшими 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 такими параметрами, как энергоемкость, ход, первоначальная и конечная сила сжатия.
Поглощающий аппарат Ш-1-ТМ и Ш-2-В (рис. 8.12) состоит из корпуса 3 с шестигранной горловиной, в котором размещены нажимной конус 1, три клина 2 и нажимная шайба 5. Между днищем корпуса 3 и шайбой 5 размещены пружины б (наружная) и 7 (внутренняя) подпорного комплекта. Стяжной болт 8 с гайкой 4 служит для удержания деталей в собранном аппарате и создания начальной затяжки пружин. Ход аппарата 70 мм, энергоемкость 50 кДж.
Поглощающие аппараты Ш-2-В и Ш-2-Т имеют конструкцию, как и аппарат Ш-1-ТМ, однако в целях увеличения хода аппарата они не имеют нажимной шайбы, и усилие от конуса передается непосредственно на пружины. Аппарат Ш-2-Т имеет габаритные размеры, отличающиеся от размеров аппаратов Ш-1-Т и Ш-2-В, и предназначен для постановки на 8-осные вагоны. Указанные выше аппараты по своей энергии относятся к классу «ТО» стандарта. Аппараты класса «ТО» могут использоваться только как запчасти или на вагонах ограниченного применения по согласованию с ОАО «РЖД».
Для того, чтобы клинья при перемещении не перекашивались и не смещались в сторону, они сделаны в форме угла, а горловина корпуса аппарата выполнена шестигранной формы, т.е. клинья перемещаются по направляющим. Для облегчения восстановления аппарата грани горловины корпуса выполнены с уклоном 2° в наружную сторону.
Пружинно-фрикционный аппарат типа Ш-6-ТО-4 для грузового четырехосного подвижного состава состоит из корпуса 4 (рис. 8.13), выполненного за одно целое с тяговым хомутом, отъемного днища 9, нажимного конуса 1, трех фрикционных клиньев 2, опорной шайбы 3, наружной пружины 6, двух внутренних пружин 7, между которыми установлена промежуточная шайба 5, и стяжного болта с гайкой 8.
Аппарат Ш-6-ТО-4 имеет шестигранную схему фрикционного узла и принцип действия по типу рассмотренных выше конструкций. Он взаимозаменяем с аппаратами Ш-1-TM 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 (рис. 8.14) является вариантом предыдущего типа. Его особенностью является то, что в конструкции отсутствует стяжной болт с гайкой.
Состоит из корпуса 4, изготовленного совместно с хомутовой частью, упорной плиты 10, конуса 1, фрикционных клиньев 2, размешенных в горловине корпуса аппарата, пружин 6 и 7, предварительно сжатых съемным днищем 9. В сжатом состоянии через вырез 11 закладываются сухари 12, которые после снятия монтажной нагрузки посредством заплечиков 13 и буртиков 14 корпуса фиксируют днище, удерживающее все детали в собранном состоянии аппарата.
Клин 15 тягового хомута, соединяющий аппараты Ш-6-ТО-4 и Ш-6-ТО-4У с автосцепкой, не имеет буртиков и должен опираться на специальную планку 16, через которую пропускают поддерживающие болты 17.
Поглощающие аппараты ПМК-110А, ПМК-110К-23
Поглощающий аппарат ПМК-110А, ПМК-110К-23 (рис. 8.15) состоит из корпуса 4, в котором размещены наружная 1, внутренняя 2 пружины. На пружины опирается опорная пластина 6, нажимной конус 8 опирается на два фрикционных клина 7. Между клиньями и корпусом аппарата расположены неподвижные пластины 3 с металлокерамичсскими элементами, входящие своими выступами в отверстия корпуса, и подвижные пластины 5, опирающиеся на опорную пластину 6. Стяжной болт 10 с гайкой 9. Ход аппарата 110 мм, энергоемкость 75 кДж.
Аппарат ПМК-110К-23 отличается от аппарата ПМК-110А только маркой металлокерамических элементов.
Работает аппарат следующим образом. При действии на автосцепку сжимающего усилия ее хвостовик через упорную плиту давит на нажимной конус аппарата, а при растягивающем усилии тяговый хомут давит на основание конуса; аппарат начинает сжиматься. Конус, перемещаясь внутрь корпуса, нажимает на клинья. Клинья прижимаются к неподвижным пластинам, и возникает трение, в результате чего происходит поглощение энергии. Когда упорная плита доходит до подвижных пластин, последние начинают перемешаться вместе с конусом, создавая дополнительное трение. Сопротивление аппарата возрастает, поглощаемая энергия увеличивается. После прекращения нажатия под воздействием пружин детали аппарата возвращаются в исходное положение, причем сила отдачи за счет трения меньше силы отдачи сжатых пружин.
При постановке аппарата на подвижной состав разрешается только применение упорных плит, не имеющих скоса со стороны контакта с аппаратом.
Поглощающие аппараты ПМК-110А и ПМК-110К-23 относятся к классу Т1.
Поглощающие аппараты 73 ZW
Поглощающий аппарат 73 ZW (рис. 8.16) относится к категории амортизаторов, в которых используют в качестве рабочей среды силиконовые эластомеры. Амортизатор 1 расположен в корпусе 2 аппарата. Шток А упирается в днище корпуса аппарата, а основание — в упорную плиту 5. Плита удерживается четырьмя закрепленными на ней болтами с гайками 3 и шплинтами с помощью
двух монтажных планок 4. Аппарат имеет ход 90 мм, энергоемкость 130 кДж. Он предназначен для установки, в первую очередь, на вагоны, перевозящие опасные грузы и имеющие расстояние от упора головы автосцепки до переднего упора не менее 110 мм, что соответствует ходу аппарата.
От усилия сжатия сжимается амортизатор, и его шток входит, сжимая рабочий материал (эластомер). При ударной нагрузке поглощение энергии происходит за счет перетекания эластомера через калиброванный зазор между корпусом амортизатора и поршнем, установленным на штоке.
При частичной разборке аппарат устанавливают вертикально на упорную плиту, отвертывают гайки болтов плиты, после чего снимают корпус аппарата. Сборку аппарата производят в обратном порядке. Полную разборку аппарата выполняют на специализированных предприятиях. Для облегчения постановки на вагон аппарат сжимают и между монтажными планками 5 и приливами Б корпуса ставят дистанционные вкладыши высотой 18 мм и диаметром 16—20 мм.
Поглощающий аппарат 73 ZW относится к классу Т2.
Поглощающие аппараты АПЭ- 120-И
Поглощающий аппарат АПЭ- 120-И (рис. 8.17) также относится к эластомерным системам. Он состоит из корпуса 2, внутри которого находится поршень 3 со штоком 1, проходящим через уплотнительную буксу 4. Камеры А и Б корпуса заполнены эластомером.
Корпус соединяется с упорной плитой с помощью болтов с гайками. Между гайками и приливом корпуса ставятся полукольца, предназначенные для
сжатия аппарата с целью облегчения постановки аппарата на вагон. При действии сжимающей нагрузки в камере А происходит динамическое дросселирование за счет перетекания в калиброванный зазор между корпусом 2 и штоком-поршнем 1 силиконовой композиции, в результате чего происходит рассеивание кинетической энергии удара. В камере А также происходит частичное сжатие силиконовой композиции в связи с уменьшением объема камеры за счет разницы диаметров двух концов штока- поршня. В камере происходит основное сжатие композиции, и величина статической нагрузки на аппарат определяется, в основном, давлением в этой камере. После прекращения действия нагрузки подвижные детали аппарата возвращаются в
исходное положение. В теле поршня имеются обратные клапаны для уменьшения сопротивления перетеканию эластомерного материала при обратном ходе.
Поглощающий аппарат АПЭ-120-И относится к классу ТЗ. При ходе 120 мм его энергоемкость 160 кДж; аппарат устанавливается на вагоны, перевозящие особоопасные грузы.
Инженерами научно-производственного предприятия «Дипром», основанного на базе Брянского государственного университета (БГУ), а также специалистами Бежицкого сталелитейного завода и УК «Грузовые вагоны» создан поглощающий аппарат ПМКП-ПО класса Т1. Это новый высокоэффективный амортизатор удара, предназначенный для защиты грузовых вагонов широкого назначения от продольных нагрузок.
Поглощающие аппараты ПМКП-110
Поглощающий аппарат ПМКП-110 (рис. 8.18) разработан на базе серийно выпускаемого поглощающего аппарата ПМК-110К-23. Применение полимерных блоков повышает полноту и энергоемкость силовых характеристик амортизатора. Достигается это за счет повышения жесткости подпорного комплекта, что позволяет уменьшить управляющие углы клиновой системы и, соответственно, стабилизировать трение на вспомогательных поверхностях. В сочетании с демпфирующими свойствами полимеров устраняются фрикционные автоколебания.
Аппарат ПМКП-110 прошел установленный курс ресурсных испытаний и принят Межведомственной комиссией ОАО «РЖД». Конструкция аппарата ПМКП-110 защищена патентам РФ № 2128301.