Файл: Ситковский, И. П. Полимерные материалы на зарубежных железных дорогах.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 74

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Рис. 34. Схема рессоры типа «Краус-Маффей» тепловоза вспомогательной службы (ФРГ) с нагрузкой на ось 22 т

J W _ _

Щ

1 г

Рис. 35. Схемы надбуксовых рессор.

Рнс. 36. Тележка с боковыми резино-металлическими шевронными рессорами системы «Металастик»

В подвижном составе, предназначенном для скоростного движения, резиновые буксовые амортизаторы рекомендуется использовать сов­ местно с металлическими рессорами в комбинации с резино-пневмати­ ческой системой центрального подвешивания экипажа.

Интересна конструкция вагонной тележки Глоусестер Металастик, созданной в Швеции. Она рассчитана на нагрузку на ось до 25 т. В этой тележке боковины рамы воспринимают усилия от шкворневой балки через четыре шевронно соединенные резиновые пружины (рис. 36). Двухлетний опыт эксплуатации более 300 вагонов на желез­ ных дорогах Западной Африки и Малазии с такими тележками пока­ зал надежность их работы при слабом верхнем строении пути. На базе такой конструкции в США созданы тележки для высокоскоростных грузовых контейнерных платформ, предназначенных для эксплуата­ ции в составах скоростных поездов [83].

Запатентовано также рессорное подвешивание под названием айег Metakone, совмещающее резиновые и пневматические рессоры (рис. 37), предназначенное, главным образом, для вагонов метрополи­ тена и пригородных поездов.

Наилучшей для амортизаторов буксового подвешивания считает­ ся композиция резины на основе хлоропренового каучука с минималь­ ным содержанием сажи. Добавление сажи в различных пропорциях является способом регулирования таких характеристик резин, как

модулей упругости и сдвига, твердости и т. п. Твердость

резины для

таких

амортизаторов

рекомендуется в пределах

60—65

единиц по

Шору,

ударная упругость л*60-ь70%, прочность при

растяжении

л* 200

кГ/сма.

 

 

 

Под воздействием

длительных переменных

нагрузок

и времени

у всех типов резин в некоторой степени меняются показатели характе­

57


58
I — высоторегулнрующнй клапан; 2 — рас­ пределитель подачи воздуха в пневмообо­ лочки; 3 — пневмооболочки; 4 — воздуш­ ный регулировочный клапан; 5 — компрес­ сор
Рис. 37. Схема подвешивания вагона с пневматическими рессорами:
----- !----- .
— -
4LJ-
4_J— Н
1 JL'*..
,
.1 -____
I
С
3
3"'
ристик, в том числе появляется нежелательная остаточная деформа­ ция. Установлено,что высота резинового амортизатора изменяется до 0,4% начального прогиба на каждый градус по Цельсию изменения температуры с полной обратимостью. Это основное свойство не может быть изменено. Сохранение упругости при низких температурах яв­ ляется самым серьезным требованием к резине, работающей в системе подвешивания подвижного состава [84].
За последние 6—7 лет в эксплуатацию поступило много локомоти­ вов и вагонов с резино-металлическими, шевронными, буксовыми рес­ сорами, обеспечивающими прогиб от порожнего до полностью загру­ женного состояния в пределах от 54 до 76 мм.
Пневматические резиновые рессоры. В последние годы в зарубеж­ ном вагоностроении все большее внимание уделяется вопросам улуч­ шения амортизации подвески экипажной части подвижного состава. Об этом свидетельствуют многочисленные исследования и разработки по созданию и испытаниям конструкций пневматических, а также сме­ шанных — пневматических, пружинных и гидропневматических рес­ сор. Подтверждается это и расширением масштабов применения таких систем рессорного подвешивания на зарубежном железнодорожном подвижном составе [84, 86, 89, 90, 91]. Использование их рассматрива­ ется как дальнейший значительный шаг совершенствования железно­ дорожного подвижного состава, улучшающий его динамические ха­ рактеристики и обспечивающий не только более высокий уровень ком­
форта, но и больший срок службы оборудования подвижного состава. В связи с постоянным ростом ско­ ростей движения поездов этот воп­ рос приобретает весьма важное значение. Решение его на боль­ шинстве зарубежных дорог осу­ ществляется использованием для основных элементов амортизирую­ щих устройств полимерных мате­ риалов.
Теоретические положения, ха­ рактеристики и подробное описа­ ние конструкции подтверждают значительные преимущества пнев­ матических рессор с резиновыми деталями [91].
В числе проверенных зарубеж­ ными дорогами в эксплуатации бес­ спорных достоинств пневматиче­ ских рессор является совмещение одновременно упругих и гасящих свойств амортизатора. При этом создается возможность автоматиче­ ского изменения жесткости с ре­ гулировкой ее в зависимости от

величины нагрузки, что важно для пассажирских вагонов, на­ пример, пригородного сообщения, в которых резко меняется число пассажиров.

Такими рессорами благодаря действию высоторегулирующих клапанов, независимо от воспринимаемой экипажем нагрузки обес­ печивается постоянная высота кузова относительно головки рельса. Они улучшают поперечную устойчивость кузова, снижая одновре­ менно величину вибрации и уровень шума. Пневматические рессоры при незначительном весе лучше обеспечивают вписывание экипажей в кривые на больших скоростях движения, при этом пассажиры почти

не испытывают действия

центробежной силы

[89] (рис. 38, 39).

их

К недостаткам пневматических рессор относятся сложность

конструкций, большое

число регулирующих

клапанов, необходи­

мость периодического

подкачивания

воздуха, а также большая

по

сравнению с пружинными

рессорами

стоимость.

Несмотря на это,

применение их на зарубежных железных дорогах с каждым годом за­ метно расширяется.

Существует несколько отработанных и проверенных в эксплуата­ ции конструкций таких рессор, получивших широкое внедрение. По масштабам применения этих устройств ведущее место занимают желез­ ные дороги Японии, где они по существу стали стандартными на электроподвижном составе и пассажирских вагонах скоростных поездов государственных и частных железных дорог.

Известно о применении таких рессор, хотя и в меньших масштабах, на вагонах железных дорог Англии, США, ФРГ, Испании, Франции

[91, 92].

Из большого числа конструкций рессор этого типа наиболее отработаны и более широкое распространение получили рессоры диа­ фрагменного типа и торроидальные (баллонные) с пневмобаллонами из резинокордной оболочки (рис. 40, 41).

Оболочки торроидальных рессор выполняются из нескольких сло­ ев прорезиненной кордной ткани, вулканизованной по методу вулка­ низации автомобильных шин. Рессоры улучшенной конструкции,

Рис. 38. Схема положении кузова вагона на пневмоподвешивании:

а — на прямом участке пути; б — при вписывании в правую кривую; в — прп вписывании в левую кривую

59



Рис. 39. Схема пневматических рессор:

а — торрондального типа с одним баллоном; б — диафраг­ менной

применяемые на японских дорогах, имеют четыре слоя корда из синте­ тических тканей.

Первоначально для оболочек использовалась резина на основе натурального каучука, однако после длительной эксплуатации такие оболочки растрескивались и теряли герметичность. В последнее время их выполняют из резины на хлоропреновой и других синтети-

Рис. 40. Рессоры торрондального пневмобаллонного типа, установленные на тележке пассажирского вагона фирмы MAN (ФРГ)

60

ческих каучуках. Такие оболочки работают более пяти лет без по­ вреждений.

Существуют конструкции двух- и трехвитковых баллонов с дета­ лями из стеклопластика, обычно цилиндрической формы, диаметром от 300 до 600 мм.

Грузоподъемность баллонов рассчитывается на 3—4 т, рабочее давление от 4 до 6 кПсм2. В последнее время созданы баллоны грузоподъемностью до 6,5 т.

В Японии на государственных железных дорогах пневматические баллоны вагонов пригородных и дальних поездов широко применяют­ ся более 10 лет. К 1967 г. в эксплуатации находилось более 3000 еди­ ниц подвижного состава с пневматическим рессорным подвешиванием. В настоящее время в основном весь парк пассажирских вагонов Япо­ нии оборудован пневматическими рессорами [91]. Они установлены на тележках вагонов пригородных электропоездов, на вагонах электро- поездов-экспрессов с тележками ДТ32, ДТ34 (поездов «Кддома», «Асоказе» и др.), а также на тележках типа TR203 грузовых ва­ гонов.

Первые серийные конструкции рессор выполнялись торроидальными — балонного типа (трехвитковые) (рис. 42). Характеристика их приведена в табл. 8.

Как показала практика, некоторые конструкции рессор баллонно­ го типа оказались недостаточно устойчивы против продольных динами-

Рис. 42. Пневматическая диафрагменная японская рессора типа «Сумирайд»:

я — общий

вид; б — схема устройства;

1 — эффективный диаметр;

2 — внешний диаметр; 3 — высота установки

61