Устройство и принцип действия поглощающих аппаратов различных типов

Поглощающий аппарат смягчает удары и рывки, предохраняя подвижной состав, грузы и пассажиров от опасных динамических воздействий.

В настоящее время применяется несколько видов поглощающих аппаратов на подвижном составе железнодорожного транспорта.

Шестигранный пружинно-фрикционный аппарат имеет несколько типов: Ш-1-ТМ, Ш2-В, Ш-2-Т. Следует отметить, что детали этих аппаратов невзаимозаменяемы. Как указывалось выше, корпус 3 и горловина этих аппаратов (рис. 2.19) шестигранная. В горловине расположены нажимной конус 1 и три клина 2. Между клиньями и днищем корпуса размещены пружины 4 и 5 подпорного комплекта. В аппарате Ш-1-ТМ имеется шайба 6, которая у аппаратов Ш-2-В и Ш-2-Т отсутствует с целью увеличения высоты пружины.

Большая часть воспринимаемой аппаратами данного типа кинетической энергии соударяющихся масс вагонов преобразуется в тепловую энергию фрикционного взаимодействия деталей фрикционного узла и частично в потенциальную энергию сжатия пружин 4 и 5.

Поглощающий аппарат Ш-1-ТМ (рис. 2.19, а) имеет максимальный рабочий ход 70 мм. Энергоемкость неработающего аппарата составляет около 25 кДж. Энергоемкость приработанного аппарата, которую он приобретает после 1—2 лет эксплуатации, состав-

Пружинно-фрикционные поглощающие аппараты шестигранного типа

Рис. 2.19. Пружинно-фрикционные поглощающие аппараты шестигранного типа

ляет 50 кДж при продольной силе 2,5 МН, что позволяет производить соударения грузовых вагонов с массой брутто 84 т со скоростями до 2,22 м/с.

Поглощающий аппарат Ш-2-В (рис. 2.19, б) имеет максимальный рабочий ход 90 мм. Энергоемкость неработающего аппарата составляет около 25 кДж, а в приработанном состоянии — 60 кДж при продольной силе 2МН. Соударения грузовых вагонов с массой брутто 85 т, оборудованных данными аппаратами, показали, что продольной силе 2 МН соответствует скорость соударения 2,78 м/с. Закрытие аппаратов Ш-2-В происходит при скоростях соударения вагонов свыше 3,06 м/с.

Установка поглощающих аппаратов Ш-2-В на грузовые вагоны с розеткой переднего упора длиной 185 мм не допускается. Невыполнение этих требований, а также ошибочная установка на указанные вагоны поглощающих аппаратов Ш-2-В, имеющих максимальный ход сжатия 90 мм, приводит к выбору зазора между упором головки автосцепки и розеткой, равного (75 + 7) мм, так как это может вызвать повреждение как автосцепки, так и розетки вагона.

Аппаратами Ш-2-Т (рис. 2.19, в) оборудованы восьмиосные вагоны, а также восьмиосные тепловозы. Неприработанные аппараты данного типа имеют энергоемкость около 30 кДж. После приработки аппараты Ш-2-Т имеют энергоемкость 65 кДж, что позволяет производить соударения восьмиосных вагонов с массой брутто 172 т со скоростями до 1,83 м/с при продольной силе около 2,5 МН.

Поглощающий резино-металлический аппарат Р-2П (рис. 2.20) состоит из корпуса 1, нажимной и промежуточной 3 плит. Резинометаллические элементы 2 предназначены для поглощения энергии. Таких элементов девять. Каждый элемент состоит из двух стальных пластин, между которыми расположен резиновый элемент, связанный с ними вулканизацией. В корпус введена нажимная плита 4.

Поглощающий аппарат Р-2П

Рис. 2.20. Поглощающий аппарат Р-2П

При действии на автосцепку сжимающих усилий хвостовик ее через упорную плиту аппарата, а при действии растягивающих усилий тяговый хомут, давят на основание корпуса аппарата. Последний начинает сжиматься. Усилие поглощается в результате работы сил упругого сопротивления резино-металлических элементов. После прекращения действия сил резинометаллические элементы расправляются и перемещают нажимную плиту в первоначальное положение. Ход аппарата 70 мм, энергоемкость — 20 кДж.

Для повышения энергоемкости разработан поглощающий аппарат Р-5П (рис. 2.21). В этом аппарате корпус заменен корпусом- хомутом, позволяющим увеличить пространство для размещения пятнадцати резино-металлических элементов и повысить энергоемкость до 45 кДж. Ход аппарата составляет до 80 мм. В корпусе- хомуте 1 установлена упорная плита 3 с резино-металлическими элементами и промежуточными плитами 2 и плитой 4.

Поглощающий аппарат Р-5П

Рис. 2.21. Поглощающий аппарат Р-5П

Аппарат устанавливают на вновь строящихся пассажирских вагонах и вагонах электропоездов.

Однако применяемые сегодня в вагоно- и локомотивостроении пружинно-фрикционные поглощающие аппараты практически исчерпали свои возможности. При размерах, ограниченных хребтовой балкой вагона или локомотива и применении пружинно-фрикционной конструкции поглощающего аппарата на настоящий момент достигнута энергоемкость, близкая к максимально возможной.

Даже объединение в одном корпусе тягового хомута и аппарата, что позволило увеличить длину и диаметр пружинно-фрикционного комплекта (Ш-6-ТО-4, Ш-6-ТО-4У) обеспечило номинальную энергоемкость только 80 кДж. Применение новых материалов для пар трения (ПМК-110К, ПМК-110К-23) позволяет решить вопросы повышения ресурса и стабильности характеристик, но не энергоемкости. Разработки новых конструкций на основе полимерных упругих элементов, например аппарата ПМКП-110 НПП «Дипром», где пружины заменены набором полимерных упругих блоков, так же не решает основной проблемы значительного повышения энергоемкости в существующих габаритах. В то же время Российские железные дороги несут большой экономический ущерб из-за высокой продольной динамической загруженности вагонов. Составляющие ущерба — отцепки вагонов в текущий ремонт по неисправностям автосцепного устройства и повреждениям кузова вагона до истечения гарантийного срока, а также компенсации за порчу перевозимого груза.

Изломы ударных розеток, трещины шкворневых балок, обрывы дверной закидки крытого вагона, повреждения торцовых дверей и люков полувагонов — вот лишь малая часть последствий, вызываемых высокими продольными динамическими нагрузками.

Единственными достоинствами пружинно-фрикционных поглощающих аппаратов являются их низкая стоимость и простота конструкции, не требующая высококвалифицированного обслуживания.

Кроме ограниченной энергоемкости пружинно-фрикционные поглощающие аппараты отличаются низкой стабильностью характеристик, связанной с износом пар трения. При обследовании поглощающих аппаратов грузовых вагонов после планового ремонта специалистами НТЦ «Вагон-Тормоз» выявлено, что 34,8 % вагонов имели зазоры между упорными угольниками и корпусом одного аппарата, а 19,4% — обоих аппаратов.

Ремонт и сборка поглощающих аппаратов пружинно-фрикционного типа производится с контролем только по габаритным размерам, силовые характеристики не снимаются, что не позволяет оценить качество ремонта.

В связи с этим с начала 90-х гг. XX в. в нашей стране начаты работы по созданию высокоэнергоемких поглощающих аппаратов с использованием принципа работы эластомерного амортизатора.

Первые работы по созданию эластомерного поглощающего аппарата были приведены ГосНИИВом и ВНИИЖТом в 1990 г. с использованием эластомерного амортизатора типа KZE-5 фирмы КАМАХ, получившим после доработки обозначение 73ZW. По результатам испытаний аппарат 73ZW был рекомендован к установке на вагоны для перевозки опасных грузов.

Эластомерный аппарат 73ZW при ходе сжатия 90 мм имел энергоемкость 100—110 кДж. Для сравнения, аппарат Ш-6-ТО-4 имеет энергоемкость 20 кДж при ходе сжатия 120 мм.

Второе поколение аппарата КАМАХ, получившее обозначение 73ZW12, имело ход 120 мм и энергоемкость 170 кДж, практически недостижимую для пружинно-фрикционных конструкций.

В связи с тем что широкое распространение 73ZW ограничивала высокая цена и «заграничное» происхождение, отечественными производителями были разработаны собственные конструкции.

В 2005 г. был запущен в массовое производство поглощающий эластомерный аппарат АПЭ-95-УВЗ класса Т2 по ОСТ 32.175, обладающий энергоемкостью 110 кДж при ходе сжатия 95 мм. В настоящее время устанавливается на цистерны производства УВЗ.

Практически в это же время заводом «Авиаагрегат» был начат выпуск эластомерного поглощающего аппарата АПЭ-120-И класса ТЗ по ост 32.175 АПЭ-120-И, который при ходе сжатия 120 мм реализует энергоемкость 160 кДж.

Эластомерные поглощающие аппараты требуют высококвалифицированного обслуживания, а также специальных технологий и оборудования, поэтому их ремонт предусматривается выполнять только на предприятиях сети сервисных центров.

Требования к эластомерным поглощающим аппаратам при техническом обслуживании на ПТО соответствуют Инструкции по ремонту и обслуживанию автосцепного устройства подвижного состава железных дорог Российской Федерации (№ ЦВ-ВНИИЖТ-494).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >