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

Т а б л и ц а 8

Характеристика баллонных пневматических рессор торроидального типа

ческих воздействий. Этот недостаток почти полностью устраняется в со­ временных диафрагменных рессорах типа «Сумирайд» (рис. 43), ис­ пользуемых в Японии в вагонах поездов на скоростной магистрали Новая Токайдо, в вагонах электропоездов серий 5000, 103 Токийского метро. Эти рессоры внутри имеют резиновый уплотнитель, предохра­ няющий от утечки воздуха. Обычно рессорное подвешивание кузова вагона представляет собой комбинацию пневматических и пружинных рессор. Суммарный статический прогиб кузова при использовании в системе первичного буксового подвешивания пружинных рессор и во вторичном — рессор типа «Сумирайд» достигает 300 мм. Допустимое внутреннее давление 5 кГІсм2. В табл. 9 приведена характеристика рессор «Сумирайд» диафрагменного типа.

В США пневматические рессоры торроидального типа начали серий­ но применяться в 1963 г., при постройке пассажирских вагонов на те-

62

лежках типа «Пионер III» (рис. 44). К 1968 г. ими было оборудовано свыше 1000 вагонов. Распространение их продолжается. В 1969г., на­ пример, с рессорами этого типа было изготовлено более 600 вагонов электропоездов с системой пневмоподвешивания для железных дорог Делавеа Рива Порт Офорити, Чикаго Транзит Офорити и других [91].

На вагонах скоростных экспрессов «Метролайнер» также было при­ менено пневматическое подвешивание [92]. При постройке вагонов были использованы торроидальные рессоры типа Файерстоун. Конструк­ ция этих рессор допускает нагрузку 6 и 9,7 т. Эффективные площади их соответственно равны 1000 и 1945 см2. Рессоры этой конструкции под разными названиями производятся и применяются на подвижном составе железных дорог Италии, ФРГ, Франции и других стран. Ваго-

Рис. 44. Тележка вагона «Пионер III» с пневматическими рессорами торроидального типа

63

ны новой постройки с тележками типа «Пионер III» и с пневморессо­ рами экспортируются США в Канаду, Бразилию и другие страны.

Трехвагонные газотурбовозы, рассчитанные на конструкционную скорость до 257 км/ч, построенные в США, также оборудованы пневмо­ баллонами во вторичном подвешивании. Они эксплуатируются на же­ лезной дороге Ныо-Хавен. Комбинированное, резиновое и пневмати­ ческое подвешивание установлено на вагонах электропоездов, строя­ щихся для пригородного сообщения Нью-Йорка. Эти вагоны рассчи­ таны на скорость до 116 км/ч [96].

В ФРГ также осуществляется практическое применение и прово­ дятся широкие исследования и эксперименты в области использования на подвижном составе пневматических рессор. Такими рессорами осна­ щены тележки типов LEN и MAN (рис. 45). Еще в 1950 г. ими было оборудовано 120 автомотрис типа «Фердингер». Пневматические рес­ соры в ФРГ производят несколько фирм. Некоторые из них выпускают рессоры преимущественно торроидалы-юго типа, с одним баллоном, различной грузоподъемности. Например, тип 643N допускает нагруз­ ку 4,4 т, тип 619N —• 5,5 т, тип 671N — 11 пг.

Пневмоподвешиванием в ФРГ оборудованы вагоны новых электро­ поездов серии 420, построенные в 1969 г., и трехвагоиные дизель-поез­ да серии ѴТ 624/924, причем в первичном подвешивании использова­ ны резиновые элементы.

В ГДР пневматическими трехбаллонными рессорами торроидального типа оборудованы автомотрисы на тележках типа LVT и неко­ торые пассажирские вагоны, построенные на вагоностроительном за­ воде Баутцен. Ходовая часть тележки этих вагонов имеет систему первичного подвешивания, оборудованного пружинами, расположен­ ными горизонтально.

Во Франции пневморессорами типа «Сумирайд» снабжены тележки вагонов пригородных поездов 420, 426 (рис. 46). Тележки конструк­ ции «Альстом» с пневматическими рессорами имеют вагоны типа МР55 Парижского метрополитена.

В Канаде в 1967—1968 гг. построены турбопоезда для скоростного сообщения Монреаль—Торонто. Поезда состоят из семи вагонов, каж­ дый из которых имеет пневматические рессоры во вторичной ступени

Рис. 45. Тележка пассажирского вагона фирмы MAN (ФРГ) с пневмати­ ческими рессорами баллонного типа

64

Рис. 46. Схема тележки типа У26Р на французских вагонах пригородных поездов с пневматическими рессорами типа «Сумирайд»:

клап?н; 2 — кронштейн под шкворневой баиий ч УТ ™ , Г Р°ликовая букса; 4 - поперечный гаситель коле-

»ПоР рвуар пневморессоры; S - пневморессора типа «Су-

мнрагід» 9 -то р м о з Вестннгауза Р60; 10 —эластичный шкворень; // — рама тележки; 12 — первичное подвешивание

3 Зак. 274

65

подвешивания. Поезда курсируют со средней скоростью 135 км/ч при допускаемой максимальной скорости до 225 км/ч.

В Швеции пневматическими рессорами оборудованы вагоны новых* дизель-поездов, построенных в 1968 г., а также вагоны облегченной конструкции Стокгольмского метрополитена [93]. В Швейцарии пневмо­ баллонами оборудованы тележки вагонов типа SWR-58. В Италии про­ изводится строительство 70 сочлененных трехвагонных электросек­ ций пригородного сообщения, состоящих из вагонов, у которых пер­ вичное подвешивание экипажей на тележках выполняется из резино­ вых шевронных, а вторичное — из пневматических рессор [96].

На железных дорогах Англии пневматическими рессорами осна­ щены некоторые пассажирские вагоны, оборудованные тележками ти­ па В-4. Тележки такой конструкции имеют по четыре рессоры диафраг­ менного типа, диаметром 560 и высотой 190 мм.

Во всех перечисленных случаях на тележках пассажирских ваго­ нов пневмобаллоны устанавливаются во вторичной ступени подвеши­ вания. Как правило, параллельно с пневмобаллонами подключены ре­ зиновые элементы или автономные демпферы.

Оснащение пассажирских вагонов пневматическими рессорами, широкие исследования и экспериментирование в этой области, прово­ димые многими зарубежными дорогами, показывают явную тенденцию современного вагоностроения к использованию во вторичном подвеши­ вании пневматических рессор вместо традиционных пружинных, вы­ полнимую путем применения для этих целей полимерных материалов. Такое подвешивание в сочетании с монолитными резиновыми элемен­ тами или с металлическими пружинами в первичном подвешивании обеспечивает лучшие характеристики вагонов и высокую безопасность движения [91].

Резиновые уплотнители. Номенклатура резиновых уплотнителей, применяемых в подвижном составе, включает большой ассортимент диафрагм, прокладок, манжет, воротников и различных изделий для уплотнения приборов, аппаратов и магистралей тормозной системы, герметизации окон, дверей, люков, устройств в системе водоснабже­ ния, вентиляции и др.

За рубежом для приборов пневматических, электропневматических и других тормозных систем изготовляют уплотнители из резин на ос­ нове как натуральных, так и синтетических каучуков, а чаще всего на их смеси в различных соотношениях. При этом рецептура резин и методы расчетов деталей из резины, как правило, являются секретом фирм. Известно, что в последние годы уплотнители для тормозной си­ стемы готовят из резин на основе стойких к старению и маслам нитрильных и хлоропреновых каучуков, называемых обычно неопрен. Однако они не обладают высокой морозостойкостью, которая находится в пре­ делах — 40° С. Резины на основе натуральных каучуков работоспо- ' собны до температур —40—45° С. Уже при температуре —30° С их жесткость значительно возрастает и они резко теряют свои уплотняю­ щие свойства [86].

В странах Западной Европы, Америки и других со сравнительно мягким климатом такие уплотнители по морозостойкости вполне отве­

66

чают условиям работы тормозного оборудования подвижного состава. Некоторое исключение составляют Канадские железные дороги, усло­ вия работы которых по климатическим условиям близки к условиям работы железных дорог Сибири. По техническим условиям Канадских железных дорог уплотнители для подвижного состава должны обеспе­ чивать морозостойкость до —42° С.

Оконные и дверные уплотнители выполняются монолитными, по­ лучаемыми на шприцмашинах или формовым способом. В последние годы для этих целей широко используют губчатые резины. Применяют­ ся прокладки, имеющие прослойки из тканей. Например, в Японии в вагонах электропоездов, нходящихся в эксплуатации на магистрали Новая Токайдо, чтобы предотвратить повышение давления внутри ва­ гонов при входе их в тоннели, двери и окна оснащены специальными уплотнителями, изготовленными в виде трубок из резины на основе хлоропренового каучука, имеющих тканевые прослойки. В США и на Японских железных дорогах изучаются новые виды уплотнителей (для крышек буксовых подшипников, картеров зубчатых передач и др.), в том числе резиновые на основе силиконового каучука.

10. Колеса с упругими резиновыми элементами

Стремление снизить вес неподрессоренных масс ходовых частей подвижного состава и поиски путей к амортизации и уменьшению дина­ мических взаимодействий подвижного состава и пути привели к созда­ нию конструкций колес с резиновыми амортизирующими элементами.

Исследования и разработки в этом направлении для колесных пар железнодорожного подвижного состава проводятся очень давно. В Рос­ сии, например, еще в конце XIX в. было запатентовано несколько та­ ких конструкций колес (авторы Ю. Мюллер, В. Обертюр и др.), кото­ рые практического применения не получили. Наиболее интенсивные работы по созданию конструкций колес с амортизирующими резино­ выми элементами начали проводиться с 30-х годов в Германии, Шве­ ции, Италии, США, Франции.

Известны десятки проектов колес, получивших применение, глав­ ным образом, в вагонах трамвайного типа. Много конструкций нахо­ дятся в стадии испытаний и доводки. Некоторые из них внедрены на локомотивах и вагонах магистральных железных дорог Швеции и Италии. Однако на других железных дорогах масштабы их примене­ ния незначительны. Имеющийся опыт показывает, что применение ко­ лес с резиновыми элементами позволяет снизить вертикальные уско­ рения, развиваемые обычным колесом при движении поезда, пример­ но на 50%. Кроме того, такие колеса значительно снижают уровень шума при движении.

По конструктивному выполнению колеса с резиновыми амортиза­ торами весьма разнообразны. Известно более 300 конструкций таких упругих колес с применением резиновых или резино-металлических элементов. В зависимости от вида деформаций, возникающих в рези­ новых элементах в процессе их работы при качении колеса, конструк-