Рессорное подвешивание
Для улучшения взаимодействия пути и вагонов в конструкцию ходовых частей вводят упругие элементы и гасители колебаний, которые объединяются общим словом рессорное подвешивание. Оно определяется типом вагона и служит для снижения величины динамических нагрузок, ограничения частоты колебаний кузова вагона, уменьшения величины амплитуды колебаний на кузове вагона и ограничения амплитуды колебаний при резонансе. Элементы рессорного подвешивания, которые обладают всеми четырьмя выше перечисленными свойствами называются амортизаторами. К ним относятся листовые, резиновые, пневматические и кольцевые рессоры. Те же элементы, которые выполняют первые три свойства, называются чисто упругими элементами рессорного подвешивания. К ним относятся металлические винтовые пружины и торсионные рессоры. Они обладают пренебрежительно малым внутренним трением и могут работать в рессорном подвешивании вагонов только совместно с гасителями колебаний. Гасители колебаний или демпферы – это элементы рессорного подвешивания, у которых за счет значительного внутреннего трения механическая энергия колебательного процесса необратимо превращается в тепловую. За счет этого происходит ограничение беспредельного роста амплитуды колебаний при резонансе.
Известные конструкции рессорного подвешивания классифицируют по:
числу ступеней - конструкции одинарного и двойного подвешивания;
месту размещения в тележке - различают подвешивание буксовое и центральное;
типу возвращающих устройств - подвешивание люлечной и безлюлечной конструкции;
конструкции упругих элементов бывает подвешивание с металлическими, резинометаллическими и пневматическими упругими элементами;
типу и конструкции демпфирующих устройств - различают подвешивание с гасителями колебаний сухого и вязкого трения.
Типовые тележки грузовых вагонов в России имеют одинарное центральное рессорное подвешивание, безлюлечной конструкции с металлическими винтовыми пружинами и гасителями колебаний сухого трения.
Типовые тележки пассажирских вагонов имеют двойное (буксовое и центральное) рессорное подвешивание, размещенное в люльке, с металлическими винтовыми пружинами и с гасителями колебаний сухого трения в буксовой ступени подвешивания и вязкого трения - в центральной.
Ударно-тяговые устройства
Ударно-тяговые устройства (УТУ) служат на вагонах для:
сцепления между собой вагонов и локомотивов;
удержании подвижного состава в сцепленном состоянии на определенном расстоянии друг от друга;
передачи и смягчения действия продольных усилий сжатия-растяжения.
Различают объединенные и раздельные УТУ. Объединенные УТУ выполняют все три функции назначения одним объединенным прибором. Раздельные УТУ функции сцепления и передачи тяговых усилий выполняют тягово-сцепным устройством, а функции удержания вагонов на определенном расстоянии друг от друга и передачи сжимающих усилий – ударными устройствами.
Принято называть устройства для сцепления вагонов сцепкой, а совокупность устройств передающих и смягчающих продольные усилия – упряжью.
По способу соединения сцепки бывают автоматические (жесткие и нежесткие) и неавтоматические. Автоматические сцепки обеспечивают автоматическое сцепление вагонов и ручное их расцепление. Жесткие автосцепки не допускают относительное перемещение соединенных сцепок вагонов; это дает возможность автоматического сцепления различных коммуникаций вагонов (трубо – электропроводов), обеспечивает хорошую плавность хода и меньшую величину продольных динамических нагрузок из-за незначительных зазоров в соединенных сцепках, а также большую надежность узлов сцепки и меньший шум от нее при движении из-за отсутствия относительных перемещений в соединениях сцепок. Нежесткие автосцепки допускают относительное смещение сцепок в вертикальной плоскости (в горизонтальной плоскости нежесткая автосцепка может рассматриваться, как жесткая, так как смещение соединенных сцепок практически отсутствует. Нежесткие автосцепки создают хорошие условия сцепления порожних вагонов с груженными (они меньше чувствительны на наличие разности высот продольных осей автосцепок), лучше передают большие сжимающие усилия (отсутствуют опасность выжимания вагонов), они проще по конструкции и более технологичны при изготовлении, ремонте и обслуживании.
Магистральный подвижной состав России оборудован автоматическим УТУ нежесткого типа СА-3. Оно состоит: из корпуса 1 и расположенного в нем механизма, ударно-центрирующего устройства 2, 5, упряжного устройства 3 с поглощающим аппаратом4, расцепного привода и опорных частей (рис.2.29).
Рис. 2.30. Типовое
автосцепное устройство магистрального
вагона
Корпус автосцепки предназначен воспринимать продольные усилия, размещение механизма сцепления и расцепления вагонов. Пространство между большим и малым зубов называется зевом. Горизонтальная проекция большого и малого зубов, зева и выступающей части замка называется контуром зацепления.
Ударно-центрирующее устройство состоит из ударной розетки и центрирующего прибора. Оно предназначено для передачи больших сжимающих усилий от упора корпуса автосцепки на раму вагона и центрирования корпуса относительно продольной оси вагона.
Упряжное устройство состоит из тягового хомута, клина, поглощающего аппарата, упорной плиты и служит для восприятия, смягчения, гашения и передачи на раму вагона продольных усилий.
Расцепной привод (рис.2.31) состоит из двуплечего рычага, цепи, кронштейна, державки и служит для ручного расцепления автосцепок.
Опорные части, передние и задние упорные угольники, воспринимают продольные усилия от упряжного устройства и передают их на раму вагона.
Для сцепления автосцепок необходимо соединить вагоны друг с другом; в этом случае малые зубья автосцепок входят в зев соседних автосцепок, располагаясь за большими зубьями. При этом пространство между малыми
Рис.2.31. Расцепной
привод автосцепки: 1
– расцепной рычаг; 2 – фиксирующий и 3
– поддерживающий кронштейны; 4 – цепь
зубьями автоматически заполняется специальными выступающими из корпуса автосцепок механизмами, замками. Для расцепления автосцепок достаточно один из замков утопить в корпус автосцепки и развести вагоны; после этого механизм корпуса автосцепки автоматически занимает исходное, готовое к автоматическому сцеплению, положение. При производстве маневровых работ, когда вагоны не нужно сцеплять, механизм автосцепки устанавливается в положение «на буфер» поворотом расцепного рычага и установку его рукоятки на полочку кронштейна. При этом цепь расцепного привода натягивается, удерживая все детали механизма внутри корпуса автосцепки, что исключает возможность сцепления вагонов при соударениях. Возвращение рычага расцепного привода в исходное положение делает автосцепку готовой к автоматическому соединению вагонов.
Вагоны метрополитена оборудованы полуавтоматической сцепкой жесткого типа. Эта сцепка автоматически сцепляет вагоны и воздуховоды (тормозную и напорную магистрали). После сцепления вагонов при помощи специального механизма соединяют электрические цепи управления вагонами.
П
ассажирские
вагоны снабжены специальным устройством,
которое, не являясь узлом непосредственно
автосцепного оборудования, оказывает
на работу последнего определенное
влияние. Этим узлом является упругая
переходная площадка (рис.2.32), которая
служит одновременно средством натяжения
автосцепок между двумя сцепленными
вагонами и ограждением перехода из
вагона в вагон. Все вновь строящиеся
пассажирские вагоны оборудуют упругой
площадкой с резинокордными уплотнениями
баллонного типа. Площадка снабжена
буферами, пружины которых в основном и
обеспечивают натяжение автосцепок. Для
создания такого натяжения плоскость
буферов выходит за ось зацепления
автосцепок. Натяжение автосцепок
исключает независимые колебания каждого
вагона друг относительно друга,
обеспечивает большую плавность хода и
уменьшает шум, производимый автосцепкой
при движении.