Возвращающие устройства

Для смягчения (амортизации) боковых толчков вагона, возникающих при извилистом движении колесной пары и набегании гребня на рельс, а также при входе тележки в кривую и прохождении стрелочных переводов, в рессорном подвешивании вагонов устанавливаются возвращающие устройства, которые упруго препятствуют отклонению кузова от среднего положения. Функции возвращающего устройства в тележках грузовых вагонов выполняют пружины, у которых возвращающая сила пропорциональна их горизонтальной деформации.

В тележках пассажирских вагонов возвращающее устройство выполнено в виде люльки. При отклонении кузова в поперечном направлении надрессорная балка перемещается относительно рамы тележки. При этом происходит отклонение люлечных подвесок и дополнительное сжатие пружин, вызывающие возникновение возвращающего усилия. Люлечные подвески выполняются с постоянной или изменяемой длиной. Они могут иметь одинарные либо двухзвенные шарниры с взаимно перпендикулярными осями и различаются по способу крепления их на раме тележки.

В тележках последних лет постройки применяются шарнирно-сочлененные двухзвенные люлечные подвески. При больших отклонениях надрессорной балки создаются дополнительные возвращающие усилия за счет перемещения нижнего звена, когда верхнее звено отклонилось до упора.

В тележках скоростных вагонов, имеющих безлюлечную конструкцию центрального подвешивания, возвращающие усилия в пневморессоре баллонного типа создаются за счет специальных поводковых устройств и сил упругой деформации резино-кордной оболочки пневморессоры в горизонтальной плоскости и той жесткостью, которой она обладает как рессора. В пневморессорах диафрагменного типа возвращающая сила создается за счет избыточного давления воздуха в рессоре и сил упругой деформации резино-кордной оболочки. В тележках вагонов дизель-поездов, имеющих также безлюлечную конструкцию, но с пружинным центральным подвешиванием, возвращающее усилие создается за счет сил упругой деформации пружин в горизонтальной плоскости.

Гасители колебаний

Гасители колебаний вводятся в рессорное подвеши­вание для создания сил сопротивления колебательному процессу обрессоренных масс вагона и уменьшения амплитуд при резонансах. Существует много разновидностей конструкций гасителей колебаний, которые делятся на два вида: фрикционные и гидравлические. В тележках грузовых вагонов применяются фрикционные гасители колебаний, так как они просты по конструкции и надежны в работе, хотя обладают недостаточной стабильностью.

Фрикционный гаситель колебаний двухосной тележки (рис. 4) имеет два фрикционных клина 2, размещенных между наклонными поверхностями надрессорной балки 1 и фрикционными планками 3, укрепленными на колонках 4 боковой рамы тележки. Клинья опираются на двухрядные цилиндрические пружины 5. При колебании обрессоренных масс вагона фрикционные клинья перемещаются относительно фрикционных планок и наклонных поверхностей надрессорной балки, в результате чего возникают силы трения, способствующие созданию сопротивления колебательному процессу. Величина силы трения пропорциональна прогибу, пружин. Она возрастает по мере увеличения прогиба, так как в этот момент возрастают силы, прижимающие клинья к фрикционной планке.

Гидравлические гасители колебаний устанавливают в тележках пассажирских вагонов. В этих гасителях сила сопротивления создается за счет перетекания жидкости через узкие (дроссельные) отверстия из подпоршневой полости рабочего цилиндра в надпоршневую и резервуар (при ходе поршня вниз) и из надпоршневой полости рабочего цилиндра и резервуара в подпоршневую (при ходе поршня вверх). При этом силы сопротивления с тече­нием времени мало изменяются, так как они зависят в основном от вязко­сти жидкости и износа посадочных по­верхностей клапанов и дроссельных отверстий, которые в эксплуатации ма­ло изменяются.

Втележках пассажирских вагонов установлены гидрогасители производ­ства Калининского вагоностроительного завода и Ленинградского институ­та инженеров железнодорожного транспорта (КВЗ-ЛИИЖТ), ГДР (типа ВВW) и ВНР (типа RаЬа). Эти гасители работают аналогично и имеют несу­щественные конструктивные особенности.

Гаситель колебаний типа КВЗ-ЛИИЖТ (Рис. 5) имеет цилиндр 12. который одним концом установлен в углубление фланца 13 нижнего клапана 16 и прижат направляющей втулкой 8. Шток 22 с поршнем 19 ввернут в верхнюю головку 27 и закреплен винтом 3.

Верхний клапан 21 ввернут в углубление поршня и штока и также закреплен пружинным кольцом 20. Нижний клапан 16 с пружинным кольцом 15 во фланце 13 свободно вставлен в углубление нижней головки 14. Через фрезерованные канавки го­ловки нижняя часть клапана 16 сооб­щается с резервуаром 10. К головке 14 приварен корпус 11, который является базой для сборки всех частей гасителя и, кроме этого, наружной стенкой ре­зервуара. Для защиты от поврежде­ния корпуса и штока и предотвраще­ния проникновения пыли к верхней головке 27 привернут кожух 9.

Для предотвращения перетекания жидкости из полости А в надпоршне­вую и обратно поршень 19 снабжен чугунным уплотнительным кольцом 18. Главное уплотняющее устройство што­ка на выходе из цилиндра — направ­ляющая втулка 8, а вспомогатель­ное — каркасные сальники 25 и 26. Причем нижний сальник 25 обеспечи­вает снятие жидкости с поверхности штока при выходе его из цилиндра, а верхний — для снятия пыли и грязи при входе штока в цилиндр. Каркас­ные сальники смонтированы в обойме 23. Торцы цилиндра 12 уплотнены алюминиевыми кольцами 17.

Внутренние части гасителя (втулка 8, цилиндр 12. фланец клапана 13) за­креплены натяжным кольцом 24, ко­торое ввернуто в верхнюю часть кор­пуса 11. Натяжное кольцо 24 через металлическую шайбу 6 и резиновое уплотнение 7 упирается в обойму 23 и через нее нажимает на направляю­щую втулку 8, цилиндр 12, фланец 13 и нижнюю головку 14. Кольцо 24 застопорено планкой 4, один конец ко­торой прикреплен к нему шурупом 5, а другой входит в прорезь корпуса 11.

Для крепления гасителя к надрессорной балке и раме тележки в верхней и нижней головках имеются отверстия с металлическими 2 и резиновыми 1 втулками.

Верхний 21 и нижний 16 клапаны взаимозаменяемы и снабжены предохранительными шариковыми устройствами для ограничения сопротивления гасителя при чрезмерных скоростях перемещения штока или повышения вязкости жидкости при низкой температуре. В этих случаях шариковое устройство срабатывает и перепускает часть жидкости, минуя дроссельные каналы, выполненные в виде прямоугольных прорезей на седле клапана.

Принцип работы гидрогасителя следующий. При сжатии поршень со штоком движется вниз (показано штриховой стрелкой), масло из полости А под давлением поршня дросселируется через калиброванные отверстия нижнего клапана и перетекает в полость Б между цилиндром и корпусом. Давление масла под поршнем возрастает и, как только преодолеет силу нажатия пружины на шайбу верхнего клапана, он открывается и масло попадает в надпоршневую полость В. При ходе растяжения гасителя (обратный ход или отдача) поршень движется вверх (на рис. 5 показано сплошной стрелкой), масло в надпоршневой полости В под давлением дросселируется через калиброванные отверстия верхне­го клапана и перетекает в подпоршневую полость А. Кроме этого, в полость А масло поступает из полости Б. Таким образом, усилие при растяжении зависит от давления масла в надпоршневой полости В и степени разрежения в подпоршневой полости А гасителя

Гидравлические гасители колебаний заполняются веретенным, приборным или трансформаторным маслом, а также другими специальными жидкостями. На железных дорогах СССР используется приборное масло МВП по ГОСТ 1805—76.

Буксовое подвешивание тележки КВЗ-ЦНИИ-1.

Рама1 (Рис. 6) опирается на колесные пары через буксовую ступень рессорного подвешивания. Каждый комплект подвешивания, расположенный на одной буксе 15, включает в себя два шпинтона 2, две наружные пружины 3 упругих элементов, два комплекта фрикционных гасителей колебаний. В комплект гасителя входят: шпинтонная втулка 13, шесть фрикционных клиньев 14, верхнее и нижнее опорные кольца 10 и внутренняя пружина 4.

Упругие элементы подвешивания совместно с гасителями колебаний амортизируют толчки, уменьшают динамические силы и повышают плавность хода вагона. Принцип действия гасителя колебаний основан на возникновении сил трения между фрикционными клиньями 14 и втулкой 13 при их взаимных смещениях во время колебания рамы 1 относительно буксы 15. Сила прижатия клиньев к втулке определяется жесткостью пружины 4 и углом наклона опорных поверхностей колец 10 и клиньев 14. На нарезную часть шпинтона навертывается корончатая гайка 11, под которую ставится тарельчатая пружина 12, предназначенная для фиксации шпинтонной втулки 13.

Для уменьшения высокочастотных колебаний рамы и снижения шума внутри вагона под каждую из пружин 3 ставят по две резиновые прокладки 7 и 9, защищаемые от истирания ме­таллическими кольцами 5 и 8. Причем кольцо 8 сварено заодно целое с ко­жухом 6.

Упругая связь колесной пары с рамой тележки в горизонтальной (продольном и поперечном направлениях) плоскости обеспечивается горизонтальной жесткостью пружин подвешивания и шпинтонами.