Особенности конструкции пружинно - фрикционных поглощающих аппаратов.

Автосцепка СА-3 (см. рис. 1.).

Автосцепка СА-3 является тягово-ударной нежесткого типа, состоит из корпуса и деталей механизма сцепления.

Корпус автосцепки СА-3 13 представляет собой стальную полую отливку, которая состоит из головной части, переходящей в удлиненный пустотелый хвостовик, в котором имеется отверстие для размещения клина, соединяющего автосцепку с тяговым хомутом. Головная часть имеет большой и малый зубья. В пространство между малым и большим зубьями, в так называемый зев автосцепки, выступают замок и замкодержатель, взаимодействующие в сцепленном состоянии со смежной автосцепкой.

Большой зуб имеет три усиливающих ребра: верхнее, среднее и нижнее, плавно переходящие в хвостовик и соединенные между собой перемычкой. Голова автосцепки заканчивается сзади упором, предназначенным для передачи при неблагоприятном сочетании допусков жесткого удара на хребтовую балку через концевую балку рамы вагона и ударную розетку.

Внутри корпуса имеется:

- Со стороны малого зуба прилив с отверстиями для валика подъемника и запорного болта;

- В ударной стенке зева имеются два окна: большое для выхода в зев замка и малое для выхода лапы замкодержателя;

- Серповидный прилив вверху на внутренней стенке малого зуба, ограничивающий перемещение замка внутрь кармана;

- Нижняя часть прилива переходит в полочку, на которую опирается верхнее плечо предохранителя;

- Со стороны малого зуба имеется отверстие с приливом снаружи для размещения толстой цилиндрической части стержня валика подъемника;

- Со стороны большого зуба - отверстие для тонкой цилиндрической части стержня;

- Приливы, служащие опорами для подъемника;

- Шип для навешивания замкодержателя;
На дне кармана корпуса имеются:

• отверстие для сигнального отростка;

• отверстие для направляющего зуба замка;

• для выпадания мусора, случайно попавшего в карман;

• отверстие для соединения ошибочно расцепленных автосцепок.

По всей высоте малого зуба проходит вертикальное отверстие, которое выполнено для уменьшения массы корпуса и улучшения технологии литья.

Корпус служит для размещения деталей механизма автосцепки и для сцепления единицы подвижного состава, а также для передачи тяговых и ударных нагрузок. В корпусе размещены:

• Замок, своей замыкающей частью, западающий при сцеплении за замок соседней автосцепки и тем самым запирающий сомкнутые автосцепки. Утолщение замыкающей части к наружной кромке препятствует выжиманию замка из зева внутрь кармана корпуса. На цилиндрический шип навешивается

предохранитель. Через овальное отверстие проходит валик подъемника. Имеет направляющий зуб, препятствующий перемещению опоры замка по дну кармана, сигнальный отросток (окрашен красной краской), по которому судят о положении замка при наружном осмотре сбоку вагона;

• замкодержатель, который вместе с подъемником удерживает замок в расцепленном положении до разведения автосцепок, кроме того, в сцепленном состоянии противовес замкодержателя служит упором для верхнего плеча предохранителя от саморасцепа, препятствующего перемещению замка внутрь головы автосцепки во время движения. Лапа замкодержателя взаимодействует со смежной автосцепкой. Имеет овальное отверстие для навешивания на шип корпуса;

• предохранитель (имеет верхнее и нижнее плечо), который надевается на шип замка и, взаимодействуя с замкодержателем, предохраняет сцепленные автосцепки от самопроизвольного расцепления. Имеет овальное отверстие для навешивания на шип замка;

• подъемник замка (имеет широкий и узкий палец), служащий для удержания вместе с замкодержателем замка в расцепленном положении до разведения вагонов, для подъема предохранителя и перемещения замка из зева внутрь кармана корпуса. Широкий палец поднимает предохранитель и уводит замок, а узкий палец подъемника скользит по расцепному углу замкодержателя, приподнимает его и по проходу угла замкодержатель опускается вниз, при этом узкий палец упирается в расцепной угол, а широкий удерживает замок в утопленном положении. Подъемник замка имеет отверстие, предназначенное для квадратной части стержня валика подъемника;

• валик подъемника, предназначенный для поворота подъемника с помощью расцепного привода. Валик подъемника закреплен болтом и тем самым удерживает в собранном состоянии все детали механизма автосцепки. Имеет: балансир, соединяемый с цепью расцепного привода, облегчает возвращение валика в исходное положение после разведения автосцепок; стержень валика, состоящего из толстой и тонкой цилиндрических и квадратной частей.

Сборка и разборка автосцепки.

Перед сборкой автосцепки необходимо осмотреть карман корпуса и убедиться, что в нем нет посторонних предметом, а приливы для деталей находятся в исправном состоянии. Сборка автосцепки выполняется в следующем порядке:

- подъемник замка укладывают на полукруглую опору, расположенную в кармане на стенке со стороны большого зуба, так, чтобы широкий палец был повернут кверху, а прилив корпуса вошел в углубление подъемника со стороны узкого пальца;

- в карман корпуса вводят замкодержатель и навешивают на шип, расположенный в кармане на стенке со стороны большого зуба;

- на шип замка надевают предохранитель и поворачивают так, чтобы
нижнее плечо предохранителя, пройдя через прорезь прилива, уперлось в
вертикальную стенку замка.

затем замок вводят в корпус и бородком, специальным ломиком для проверки автосцепки или крючком Г- образной формы поднимают нижнее плечо предохранителя так, чтобы верхнее плечо стало выше полочки, находящееся в кармане, а направляющий зуб вошел в предназначенный для него на дне карман;

установив валик подъемника так, чтобы балансир, соединяемый с цепью расцепного привода, располагался вверху, вводят его в отверстие корпуса автосцепки со стороны малого зуба. При этом следует слегка нажать на замок и протолкнуть валик подъемника, чтобы балансир дошел до прилива корпуса, и отверстие для крепящего болта расположилось против паза на толстой цилиндрической части стержня;

- затем замок отпустить. Задняя кромка его овального отверстия должна
находиться против толстой цилиндрической части стержня валика подъемника.

Для проверки, правильно ли выполнена сборка, рукой нажимают на замок и перемещают его внутрь кармана корпуса заподлицо с ударной стенкой зева, а затем отпускают.

Замок должен быстро и беспрепятственно возвратиться в свое первоначальное положение.

Затем, нажимая до отказа и отпуская лапу замкодержателя - проверяют его подвижность.

После чего определяют, нет ли заеданий в деталях механизма при расцеплении, валик подъемника поворачивают против часовой стрелки до отказа, затем отпускают - валик подъемника, и другие детали, должны свободно возвратиться в исходное положение (проверяют несколько раз).

Контролируют надежность перекрытия полочки верхним плечом предохранителя: специальным ломиком замок вытягивают из кармана корпуса, а затем вталкивают внутрь кармана - замок должен свободно уходить внутрь кармана корпуса;

Механизм автосцепки в корпусе закрепляется запорным болтом М 10x90. Под головку болта ставят фасонную шайбу и пропускают его через отверстие в приливе на стенке корпуса так, чтобы он прошел выемку в утолщенной цилиндрической части стержня валика подъемника. Закрепляют болт гайкой М10, под которую предварительно устанавливают фасонную шайбу и полукруглую часть которой загибают на грани гайки (таким же образом загибают шайбу на грань головки болта). При отсутствии фасонных шайб допускается установка дополнительных контрольных гаек. Затем снова проверяют подвижность деталей механизма автосцепки, как было описано выше. Разбирают автосцепку в порядке обратном сборке.

Работа механизма автосцепки при сцеплении и расцеплении.

СЦЕПЛЕНИЕ

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.

РАСЦЕПЛЕНИЕ.

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 замко держателя.

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.

Для восстановления ошибочно расцепленных автосцепок без разведения вагонов необходимо снизу корпуса со стороны большого зуба через отверстие для соединения ошибочно расцепленных автосцепок нажать на лапу замкодержателя. При этом подъемник освобождается от упора в расцепной угол замкодержателя, и подъемник, замок возвращаются в первоначальное положение.

2. Поглощающий аппарат.

Поглощающие аппараты обеспечивают гашение части энергии удара,
уменьшение продольных растягивающих и сжимающих усилий, которые
передаются через автосцепку на раму кузова. Принцип действия их основан на
возникновении в аппарате сил сопротивления и превращении части энергии
удара в другие виды энергии. Поглощающий аппарат 5 смягчает удары и
рывки, предохраняя подвижной состав и его оборудование, грузы и

пассажиров от вредных динамических воздействий, как при различных

режимах движения, а так же при маневровых соударениях. Поглощающий аппарат расположен между верхней и нижней тяговыми полосами хомута.

По типу рабочего элемента, создающего силы сопротивления, и принципу действия поглощающие аппараты делятся на:

1. Пружинные;

2. Пружинно-фрикционные;

3. Резинометаллические;

4. Гидравлические;

5. 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.

Энергоемкость аппарата представляет собой величину кинетической энергии, которую он воспринимает при полном сжатии. 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). Коэффициент готовности аппарата определяется при испытаниях как отношение числа нагружений, при которых произошло заклинивание аппарата, к общему числу. Показатель стабильности работы аппарата характеризует способность сохранять основные его параметры при многократных его нагружениях.

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). Параметры поглощающих аппаратов выбирают в соответствии с Нормами.

На вагонах железных дорог наибольшее распространение получили пружинно-фрикционные аппараты и аппараты с резинометаллическими элементами. Все типы пружинно-фрикционных аппаратов по конструкции аналогичны и отличаются в основном параметрами.

Особенности конструкции пружинно - фрикционных поглощающих аппаратов.

Аппараты Ш-1-ТМ, Ш-2-В и Ш-2-Т устанавливают в автосцепное устройство, имеющее стандартное расстояние между передними и задними упорами (625 мм). Пружинно - фрикционные поглощающие аппараты (Ш-1-ТМ, Ш-2-Т, Ш-2-В) имеют корпус 3 с шестигранной горловинной, в которой размещены нажимной конус 1 и три клина 2. Между клиньями и днищем корпуса размещены пружины 4 и 5 подпорного комплекта.

В аппарате Ш-1-ТМ (рис.2) имеется шайба 6, которая отсутствует на Ш-2-В (рис.3) и Ш-2-Т (рис.4). До 75-90 % 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 (шестигранный, первый вариант, термообработанный, модернизированный) имеет максимальный рабочий ход 70 мм. и установочные размеры 230x318x568 мм. Зазор между упором автосцепки и розетки составляет 60-90мм. Энергоемкость аппарата в состоянии поставки (не приработанного) составляет около 25 кДж. Энергоемкость приработанного аппарата, которую он приобретает после 1-2 лет эксплуатации, составляет 50 кДж, что позволяет производить соударения грузовых вагонов с массой брутто 84т. со скоростями до 2,22 м/с.

Из зависимости усилия сжатия аппарата от скорости соударения видно, что соударение вагонов со скоростями свыше 2,5 м/с. сопровождается закрытием приработанных поглощающих аппаратов. Закрытие аппаратов после выбора его хода приводит к передаче значительных продольных динамических воздействий на конструкцию вагона и груз, что может привести к их повреждению.

Поглощающий аппарат Ш-2-В (шестигранный, второй вариант, взаимозаменяемый) имеет литой корпус, три штампованных фрикционных клина, штампованный нажимной конус, наружную и внутреннюю пружины и стяжной болт с гайкой. Масса аппарата 134кг.

Поглощающий аппарат Ш-2-В имеет установочные размеры 230x318x568мм и максимальный рабочий ход 90мм. Зазор между упором автосцепки и розеткой составляет 120-150 мм. Энергоемкость аппарата в состоянии поставки составляет около 25 кДж, а в приработанном состоянии -60 кДж. 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 185мм не допускается. (Ударная грань розетки выполнена не сферической, как обычно, а прямолинейной)

Невыполнение этих требований, а также ошибочная установка на указанные вагоны поглощающих аппаратов Ш-2-В, имеющих максимальный ход сжатия 90мм, приводит к выбору зазора между упором головки автосцепки и розеткой, равного (75 +/-7) мм, и последующему повреждению, как автосцепки, так и розетки вагона.

Аппарат работает следующим образом:

При сжатии усилием 240кН клинья начинают перемещаться по горловине внутрь корпуса и сжимать пружины. Между горловиной и клиньями возникают силы трения, пропорциональные давлению между трущимися поверхностями. Давление клиньев на корпус увеличивается по мере сжатия пружин и к концу хода аппарата оно достигает наибольшего значения. Чтобы клинья при своем перемещении не смещались в одну сторону и не перекашивались, горловина корпуса аппарата выполнена шестигранной. Окончанием хода аппарата считается положение, при котором нажимной конус полностью входит в корпус аппарата, а упорная плита касается горловины корпуса. После уменьшения сжимающей силы происходит восстановление (отдача) аппарата за счет упругих сил пружин. Для облегчения возвращения клиньев в исходное положение грани горловины корпуса выполнены с наклоном 2 градуса.

Аппаратами Ш-2-Т (шестигранный, второй вариант,

термообработанный) оборудованы восьмиосные вагоны, а также восьмиосные тепловозы. Не приработанные аппараты данного типа имеют энергоемкость около 30 кДж. После приработки аппараты Ш-2-Т имеют энергоемкость65кДж, что позволяет производить соударения восьмиосных вагонов с массой брутто 172т со скоростями до 1,83м/с.

Поглощающий аппарат Р-2П (резиновый, второй вариант, пассажирский). Устанавливается на пассажирские вагоны, включая электропоезда и дизельные поезда. Применение резины позволяет проектировать аппараты более простой и надежной конструкции, меньших габаритных размеров и массы, чем пружинно-фрикционные с высокой энергоемкостью при хорошей стабильности работы в эксплуатации.

В качестве упругого элемента в этом аппарате применяются резинометаллические секции, каждая из которых состоит из двух металлических пластин толщиной 2мм, между которыми размещен слой специальной резины 7-ИРП-1348, соединенной методом вулканизации. Характеристика аппарата: энергоемкость 22кДж, ход 70мм, усилие конечного сжатия 1 МЫ, коэффициент необратимо поглощенной энергии 0,45. Аппарат Р-2П взаимозаменяем с ЦНИИ-Н6. В корпусе аппарата установлена нажимная плита, девять резинометаллических элементов и промежуточная плита.

На пассажирских вагонах применяется аппарат Р- 5П (пятый вариант), ход этого аппарата увеличен до 80 мм. Использование аппарата Р-5П по сравнению с аппаратом Р-2П обеспечивает снижение продольной силы и уменьшает вероятность повреждения оборудования вагонов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: