Ударно-тяговые устройства вагонов

Лекция 7 Ударно-тяговые устройства вагонов 1. Назначение, классификация и конструкция автосцепного устройства 2. Ударно-тяговые устройства пассажирских вагонов 3. Поглощающие аппараты 4. Основные неисправности ударно-тяговых устройств вагонов 1. Назначение, классификация и конструкция автосцепного устройства Автосцепным оборудованием называются устройства, которые обеспечивают сцепление вагонов между собой и с локомотивом, удерживают вагоны на определенном расстоянии друг от друга, а также передают и смягчают силы тяги и соударения вагонов. Автосцепки разделяются на жесткие, полужесткие, нежесткие: Жесткие автосцепки не допускают вертикального перемещения между собой. Полужесткие автосцепки допускают вертикальное перемещение, но ограничивают возможность выхода из зацепления сцепленных автосцепок. Нежесткие автосцепки допускают вертикальное перемещение относительно друг друга и при не подходе центров работают ступенчато. Автосцепки разделяются на две группы: 1. Механические (обеспечивающие автоматическое сцепление единиц подвижного состава). 2. Унифицированные (помимо сцепления предусматривают соединение межвагонных коммуникаций (воздухопровода, паропровода, контакты электроцепей и радиоцепей)). Механические автосцепки применяются для сцепления грузовых и пассажирских вагонов (межвагонные коммуникации соединяются вручную). Автосцепное устройство на подвижном составе наших железных дорог бывает двух типов: вагонное и паровозное. Автосцепные устройства вагонного типа устанавливаются на грузовых и пассажирских вагонах, тепловозах, электровозах, вагонах дизельных поездов и электропоездов, тендерах паровозов. Автосцепные устройства паровозного типа устанавливаются на паровозах, мотовозах, автодрезинах и некоторых типах специальных вагонов. Все типы грузовых вагонов РФ, стран СНГ и Балтии, оборудованы автосцепками типа СА-3 (советская сцепка третий вариант). Общий вид установки автосцепки на грузовом вагоне приведен на рисунке 7.1 Автосцепное устройство вагона состоит из следующих частей: 1) головки автосцепки и расположенного в ней замкового механизма; 2) расцепного привода; 3) ударноцентрирующего прибора; 4) упряжного устройства с поглощающим аппаратом. Корпусом (головкой) автосцепки называется составная часть автосцепного устройства, которая обеспечивает «улавливание» и сцепление с другой автосцепкой, передачу растягивающих и сжимающих продольных усилий, а также удерживает вагоны на определенном расстоянии друг от друга. Расцепным приводом называется устройство, обеспечивающее срабатывание замкового механизма автосцепки на расцепление и удержание замка в утопленном состоянии, при постановке расцепного рычага на полочку. Ударно-центрирующим прибором называется устройство, облегчающее горизонтальные перемещения головки автосцепки, как при движении вагона, так и при улавливании (центрировании) автосцепки другого вагона в процессе сцепления экипажей, а также передачу части чрезмерных продольных сил, при полном сжатии поглощающего аппарата, на ударную розетку и далее на раму вагона. Упряжным устройством называется механизм, обеспечивающий работу поглощающего аппарата только в режиме сжатия, как при действии растягивающих, так и сжимающих сил. Рис. 7.1. Устройство автосцепки СА-3: 1 – задние упорные угольники; 2 – фиксирующий кронштейн; 3 – расценкой рычаг;4 – поддерживающая планка; 5 – поглощающий аппарат; 6 – тяговый хомут; 7 – упорная плита; 8 – тяговый клин; 9 – ударная розетка; 10 – державка; 11 – маятниковые болты; 12 – центрирующая балочка; 13 – головка автосцепки; 14 – цепочка расцепного привода Более подробно рассмотрим конструкции основных частей автосцепного устройства. Корпус автосцепки СА-3 (рис. 7.2) предназначен для сцепления вагонов и передачи растягивающих и сжимающих усилий. Корпус автосцепки является стальной отливкой, имеющей полую головную часть, в которой помещается замковый механизм и пустотелый хвостовик. Головная часть корпуса автосцепки выполнена в виде большого и малого зубьев, которые соединяясь, образуют зев автосцепки. В полости зева выступают части замка и замкодержателя. Горизонтальная проекция зубьев, зева и выступающей части замка называется контуром зацепления. Масса - 0,206 т; величина бокового захвата автосцепок - 175/175 мм. Габаритные размеры: длина -1130 мм; ширина - 420 мм. Рис. 7.2. Общий вид корпуса автосцепки Общая схема расположения ударно-тяговых устройств приведена на рис. 7.3. Рис. 7.3. Схема ударно-тягового устройства Контур зацепления автосцепки показан на рис. 7.4 (жирной линией). Рис. 7.4. Контур зацепления автосцепки Головная часть корпуса автосцепки заканчивается упором, предназначенным для передачи удара в ударную розетку и далее на раму вагона, в случае полного сжатия поглощающего аппарата упряжного устройства. Пустотелый хвостовик корпуса автосцепки имеет прямоугольное сечение. На конце хвостовика предусмотрено отверстие для клина, через который передается тяговое усилие упряжному устройству. Концевая часть хвостовика называется перемычкой. Торцевая часть хвостовика, передающая ударное усилие через упорную плиту поглощающему аппарату, имеет цилиндрическую форму для облегчения горизонтального перемещения автосцепки. Фазы процесса сцепления головок автосцепок при сцеплении вагонов показаны на рис. 7.5. Рис. 7.5. Фазы процесса сцепления автосцепок Начало сцепления. При сближении автосцепок замки нажимают друг на друга, и каждый из них перемещается в карман корпуса. Верхние плечи предохранителей скользят по полочкам и проходят над противовесами замкодержателей. Находящиеся ниже полочек противовесы не препятствуют перемещению замков с предохранителями. Продолжение сцепления. При дальнейшем сближении автосцепок замки продолжают смещаться внутрь корпуса. Одновременно малые зубья нажимают на лапы замкодержателей и утапливают их заподлицо с ударной стенкой зева. При этом замкодержатели поворачиваются на шипах и поднимают верхние плечи предохранителей. Малые зубья начинают скользить по наклонным поверхностям зева по направлению к боковым стенкам зева. Конец сцепления. Замки, освобожденные от нажатия, опускаются и располагаются между малыми зубьями. При движении замков в нижнее положение верхние плечи предохранителей соскакивают на полочки с противовесов замкодержателей и становятся против них, тем самым, препятствуя уходу замков внутрь корпусов - автосцепки сцеплены. У сцепленных автосцепок сигнальные отростки не видны. Начало расцепления. От нажатия цепи расцепного привода вместе с валиком подъемника поворачивается и подъемник, который своим широким пальцем нажимает на нижнее плечо предохранителя, отчего верхнее плечо поднимается - предохранитель выключен. Продолжение расцепление. При дальнейшем вращении валика подъемника широкий палец подъемника уводит замок внутрь корпуса автосцепки, а затем узкий палец нажимает снизу на замкодержатель и поднимает его, освобождая себе проход за расцепной угол замкодержателя. Конец расцепления. Замок полностью уводится внутрь корпуса автосцепки. Замкодержатель под действием собственного веса опускается на шип. Узкий палец подъемника заходит за расцепной угол замкодержателя - автосцепки расцеплены. Замок остается в расцепленном положении до разъединения вагонов, т.к. он опирается на широкий палец подъемника. Последний узким пальцем упирается в замкодержатель, который в свою очередь упирается лапой в малый зуб соседней автосцепки. Упряжным устройством называется механизм, обеспечивающий работу поглощающего аппарата только в режиме сжатия, как при действии растягивающих, так и сжимающих сил. Составные части упряжного устройства приведены на рис. 7.6. Рис. 7.6. Составные части упряжного устройства: 1 – задние упорные угольники; 2 – планка; 3 – тяговый хомут; 4 – передние упорные угольники; 5 – упорная плита; 6 – поглощающий аппарат Упряжное устройство состоит из: тягового хомута 3; тягового клина (клина); упорной плиты 5; передних и задних упорных угольников (упоров) 1 и 4; поддерживающей планки 2 с креплением к раме вагона. Тяговый хомут предназначен для передачи растягивающего усилия поглощающему аппарату. Он представляет собой стальную отливку, в головной, части которой имеется окно для хвостовика корпуса автосцепки, вертикальные отверстия для клина и приливы с отверстиями для прохода болтов, поддерживающих клин. Головная часть тягового хомута соединена с его хвостовой частью верхней и нижней тяговыми полосами. Тяговый клин соединяет хвостовик автосцепки с тяговым хомутом и передает последнему растягивающее усилие. Он имеет внизу заплечик, предотвращающий выжимание клина вверх. Упорная плита передает сжимающее усилие от корпуса автосцепки поглощающему аппарату и растягивающее усилие от поглощающего аппарата на передние упорные угольники и на раму вагона. Упорная плита имеет прямоугольную форму и цилиндрическое гнездо в середине, облегчающее повороты корпуса автосцепки в горизонтальной плоскости и обеспечивает центральную передачу усилия. Передние и задние упорные угольники являются опорными частями, передающими нагрузки от упряжного устройства на раму вагона. Через передние упорные угольники на раму вагона передаются растягивающие усилия, а через задние упорные угольники - сжимающие продольные нагрузки. 2. Ударно-тяговые устройства пассажирских вагонов В состав ударно-тягового устройства пассажирского вагона входит (рис. 7.7): - автосцепное оборудование состоящее из: автосцепки с деталями механизма; ударно-центрирующего прибора; упряжного устройства; расцепного привода; - буферный комплект и упругие элементы переходных площадок. Рис. 7.7. Ударно-тяговое устройство пассажирского вагона: 1 – подножка; 2 – буферное устройство; 3 – правый баллон; 4 – соединительная планка; 5 - фартук переходной площадки; 6 – левый баллон; 7 – верхний баллон; 8 – пластина; 9 – корпус буфера; 10 – поддон; 11 – клин; 12 – стакан; 13 – пружина; 14 – диск; 15 – тарелка буфера В вагонах нового поколения стали применять беззазорное сцепное устройство БСУ-3, предназначенное для механического сцепления вагонов скоростных пассажирских поездов. Устанавливается вместо штатной автосцепки СА-3 без переделки вагона с поглощающими аппаратами типа Р-5П (рис. 7.8). Рис. 7.8. Общий вид автосцепного устройства БСУ-3 Относительное перемещение вагонов при их движении обеспечивается сферическими шарнирами в хвостовых частях автосцепки. Межвагонное беззазорное сцепное устройство БСУ-3 (рис. 7.9) включает следующие основные узлы: - сцепку с механизмами сцепления; - сцепку с направляющим конусом и приводом расцепного механизма; - два центрирующих устройства с маятниковыми подвесками, заимствованными с автосцепки СА-3. Сцепки БСУ-3 могут изготавливаться с различными корпусами головы: - с разъемным корпусом головы; - с монолитным корпусом головы. По принципу работы сцепки идентичны и различаются съемными элементами. Съемные элементы, предназначены для улавливания сцепок при сцеплении и выполнения операций сцепления-расцепления. Рис. 7.9. Беззазорное сцепное устройство БСУ-3 (вид в плане): 1 - сцепка с механизмами сцепления, 2 - сцепка с направляющим конусом, ручными замками и приводом механизма расцепления, 3 - поглощающие аппараты типа Р- 5П, 4 - центрирующие балочки, 5 - маятниковые подвески центрирующих балочек, 6 - клинья тягового хомута, 7 элементы хребтовой балки вагона 3. Поглощающие аппараты Поглощающим аппаратом называется устройство, обеспечивающее смягчение и частичное поглощение (рассеивание) энергии продольных сил, действующих на вагон. Фактически поглощающий аппарат является горизонтальным рессорным комплектом, обеспечивающим рассеивание энергий соударений и продольных колебаний вагонов. Следовательно, для выполнения своих функций любой поглощающий аппарат должен включать: упругий элемент, предназначенный для смягчения ударов и рывков передаваемых от автосцепки на раму вагона, и гаситель колебаний (демпфер), обеспечивающий нормированное поглощение энергии продольных сил. По типу рабочего элемента, создающего силы сопротивления, и принципу действия поглощающие аппараты делятся на: пружинные, пружинно-фрикционные, резинометаллические, гидравлические, эластомерные. Работа пружинных аппаратов основана на возникновении сил сопротивления упругой деформации пружин при их сжатии. Такие аппараты применяются только в упругих площадках пассажирских вагонов. Работа пружинно-фрикционных аппаратов основана на превращении кинетической энергии соударяемых вагонов в работу сил трения фрикционных элементов и потенциальную энергию деформации пружин. В аппаратах с резиновыми элементами эта энергия затрачивается на работу сил внутреннего трения резины. В гидравлических (гидрогазовых) и эластомерных аппаратах кинетическая энергия удара затрачивается на преодоление сил вязкого сопротивления жидкости при перетекании ее из одной камеры в другую через калиброванные отверстия. В автосцепном оборудовании грузовых вагонов применяют два вида поглощающих аппаратов: пружинно-фрикционные моделей Ш-1-ТМ, Ш-2-В, Ш-2-Т, Ш-6-ТО-4, ПМК110А и эластомерного типа моделей АПЭ-95-УВЗ и ЭПА-120. 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: 1. Энергоемкость аппарата представляет собой величину кинетической энергии, которую он воспринимает при полном сжатии. 2. После сжатия его подвижные части необходимо возвратить в исходное положение, поэтому они проектируются так, чтобы не вся энергия поглощалась необратимо. Это свойство оценивается коэффициентом необратимо поглощенной энергии. 3. Коэффициент готовности аппарата определяется при испытаниях как отношение числа нагружений, при которых произошло заклинивание аппарата, к общему числу. 4. Показатель стабильности работы аппарата характеризует способность сохранять основные его параметры при многократных его нагружениях. 5. Рабочий ход подвижных частей аппарата, выходящих за пределы его корпуса Выбор типа поглощающего аппарата для вагонов определяется его параметрами: энергоемкостью, ходом, величинами начального и конечного сжатия, величиной необратимо поглощенной энергии, стабильностью и готовностью аппарата к работе (показатель заклинивания). Помимо этих основных показателей, существуют и дополнительные, в зависимости от конструкции аппарата, например, 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. 7.1). Таблица 7.1 Типоразмерный ряд поглощающих аппаратов Наименование показателя Т-1 Т-2 Т-3 Номинальная энергоемкость, кДж, не менее Максимальная энергоемкость, кДж, не менее Ход аппарата Рекомендуемые типы вагонов Т-4 60-80 100-120 140-160 200-400 80-110 30-160 190-220 400-800 70-120 90-120 120 250-500 Полувагоны, Цистерны, Газовые и Специализированные платформы, крытые для химические вагоны крытые для ценных и цистерны для грузов общего экологически особо опасных назначения, опасных грузов грузов маршрутные поезда 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. 7.2. Для фрикционных аппаратов значения энергоемкости и безопасной скорости соударения вагонов определены при среднем значении максимальной силы 2 МН. Таблица 7.2 Основные показатели эксплуатируемых и опытных поглощающих аппаратов Тип аппарата Конструктивный Энергоемкость при ход, мм соударении вагонов массой 100 т, кДж Скорость Статическая сила соударения закрытия. МН вагонов массой 100 т, км/ч Ш-1-ТМ 70 20 6,0 Не нормируется Ш-2-В 90 46 7,9 Не нормируется Ш-6-ТО-4 120 60 9,0 Не нормируется Г1МК-110-K23 ПО 60 9,7 Не нормируется 73ZVV 90 110 10.0 0,85 73ZW12M 120 135 12,0 1,85 ЛПЭ-120-И 120 160 14,0 1,7 АГ1Э-120 120 140 13.0 1,8 АПЭ-95-УВЗ 95 130 10.0 1,15 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. 7.3. Таблица 7.3 Показатели перспективных поглощающих аппаратов Тип аппарата Ход аппарата, мм Скорость соударения, км/ч Энергоемкость, кДж 73 ZW 90 10,0 110 Модель 120 120 11,0 135 ЛПЭ-120-И 120 13,5 157 АПЭ-95-УВЗ 95 10.0 110 ЭПА-120 120 12.0 145 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. Работает поглощающий аппарат пружинно-фрикционного типа следующим образом. Под действием силы, передающейся на нажимной конус, он смещается, сжимая пружины и прижимая фрикционные клинья к корпусу аппарата. По мере сжатия аппарата и продвижения, расклиненных нажимным конусом, клиньев силы трения возрастают до наибольшей величины при полном сжатии пружин. Работа, затрачиваемая на сжатие поглощающего аппарата, расходуется главным образом на преодоление сил трения – 75-90 %, а на сжатие пружин только – 10-25 %. Работа на преодоление сил трения полностью поглощается, т. е. превращается в тепловую энергию, а силы, затрачиваемые на сжатие пружин, обеспечивают возвращение всех деталей аппарата в исходное положение. Поглощающий аппарат Ш-1-ТМ и Ш-2-В (рис. 7.10) 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. Рис. 7.10 Поглощающие аппараты Ш-1-ТМ и Ш-2-В Поглощающие аппараты Ш-2-В и Ш-2-Т имеют конструкцию, как и аппарат Ш-1ТМ, 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. 7.11), 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. Рис. 7.11. Поглощающий аппарат Ш-6-ТО-4 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. 7.12) является вариантом предыдущего типа. Его особенностью является то, что в конструкции отсутствует стяжной болт с гайкой. Рис. 7.12. поглощающий аппарат Ш-6-ТО-4У: а – конструкция; б – узел соединения корпуса со съемным днищем; в – крепление тягового хомута 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. Поглощающий аппарат ПМК-110А, ПМК-110К-23 (рис. 7.13) 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. Рис. 7.13. Поглощающий аппарат ПМК-110А 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. Для вагонов, требующих повышенной защиты, применяются эластомерные поглощающие аппараты. Действие аппаратов основано на перетекании эластомера в зазор между поршнем и цилиндром, который составляет десятые доли миллиметра. Это приводит к увеличению энергоемкости аппарата по сравнению с пружинно фрикционными системами. Внутри корпуса аппарата при соударении возникает высокое давление до 450 МПа (4500 кгс/см2). Поглощающий аппарат 73 ZW (рис. 7.14) 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 помощьюдвух 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. Рис. 7.14. Поглощающий аппарат 73 ZW 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. Поглощающий аппарат АПЭ- 120-И (рис. 7.15) 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. Рис. 7.15. поглощающий аппарат АПЭ-120-И 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 ПМКППО класса Т1. Это новый высокоэффективный амортизатор удара, предназначенный для защиты грузовых вагонов широкого назначения от продольных нагрузок. Поглощающий аппарат ПМКП-110 (рис. 7.16) 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. Рис. 7.16. Поглощающий аппарат ПМКП-110: 1 – нажимной конус; 2 – два фрикционных клина; 3 – неподвижные пластины; 4 – неподвижные пластины; 5 – подпорно-возвратное устройство; 6 – корпус, подпорно-возвратное устройство Аппарат ПМКП-110 прошел установленный курс ресурсных испытаний и принят Межведомственной комиссией ОАО «РЖД». Конструкция аппарата ПМКП-110 защищена патентам РФ № 2128301. Поглощающий аппарат ПМКП-110 обладает следующими конкурентными преимуществами: - эксплуатация, не требующая предварительной приработки для получения нормативной энергоемкости, благодаря чему аппарат надежно защищает вагон от повреждений уже при первых ударах (первый в мире фрикционный поглощающий аппарат такого типа); большая энергоемкость и надежность по сравнению с предшествующими моделями; - износостойкие металлокерамические элементы на основных поверхностях трения, значительно стабилизирующие работу; - более эффективная сохранность перевозимых грузов, повышенная безопасность движения, увеличение межремонтного пробега и уменьшение стоимости ремонта вагона; - возможность установки на вагоны любой грузоподъемности, перевозящие неопасные грузы; - эксплуатация без технического обслуживания (нормативный безремонтный срок службы составляет 16 лет). Технические характеристики аппарата следующие: Конструктивный ход, мм 100 Масса, кг 145 Номинальная энергоемкость, кДж, не менее 70 Максимальная энергоемкость. кДж 90-100 Рабочий температурный диапазон, °C -60…+50 Габаритные размеры, мм 570 х 320 х 230 (соответствуют размерам заменяемых аппаратов Ш-2Т. Ш-1-ТМ, ПМК-110K-23 и других, не затрудняют установку и ремонт). Контрольные вопросы 1. Поясните назначение автосцепного устройства. 2. Укажите, из каких элементов состоят ударно-тяговые устройства вагонов. 3. Назовите основные типы автосцепных устройств. 4. Поясните, на каком подвижном составе устанавливаются автосцепные устройства вагонного и паровозного типов. 5. Используя рис., поясните конструкцию автосцепного устройства СА-3. Поясните название автосцепки. 6. Поясните расположение автосцепных устройств и поглощающего аппарата и порядок их взаимодействия. 7. Назовите и поясните фазы процесса сцепления автосцепки. 8. Поясните состав и особенности ударно-тяговых устройств пассажирского вагона. 9. Поясните конструкцию и принцип действия автосцепного устройства БСУ-3. На каких вагонах устанавливается устройства БСУ-3? 10. Поясните назначение и принцип работы поглощающих аппаратов (ПА). 11. Назовите основные типы (классы) ПА. 12. Поясните понятие энергоемкости ПА. 14. Поясните понятие коэффициента необратимости ПА. 15. По каким параметрам выбирается поглощающий аппарат? 16. Назовите основные неисправности автосцепного устройства и поглощающих аппаратов.