Файл: Бураков, В. А. Применение гибких оболочек на транспорте.pdf

его из прорезиненного корда в два слоя, чефера или капрона мас­ са пневмодомкрата составит 6 —7 кг, а подъемная сила с использо­ ванием отработавших газов — около 1,5 т.

Применение гибких оболочек в качестве замедлителей и ускорителей на сортировочных станциях

Для торможения вагонов иа всех сортировочных станциях мо­ гут найти применение замедлители-ускорители иа гибких оболоч­ ках (рис. 74). Ускорители-замедлители можно производить в двух вариантах — с одной оболочкой и с двумя.

Конструктивно замедлитель-ускоритель выполнен следующим образом..Гибкий элемент оболочки герметично крепится к нижнему 17 и верхнему 9 щитам при помощи болтов. Под головки болтов подкладываются плоские кольца или шайбы, а между гибким эле­ ментом и щитами — сырая резина или другой уплотнительный ма­ териал. Гибкий элемент может изготавливаться из резино-корд­ ных новых материалов и из изношенных покрышек. Внутри оболо­ чек 6 имеются ограничители 4 хода и штырь 10.

Опорная балка 7 сварена из швеллеров, которые прикреплены к верхнему щиту 9. Для повышения жесткости верхнего щита к последнему прикрепляются ребра жесткости 5. На концах опорной балки имеются угольники 11, изготовленные из износостойких ма­ териалов. Угольники служат для предупреждения износа концов опорной балки и схода колесной пары в случае ее отрыва от рель­ сов. Оболочки своим нижним щитом и растяжками 8 прикрепляют­ ся шурупами 16, 18 к шпалам и размещаются внутри рельсовой колеи (рис. 75).

Работает замедлитель-ускоритель следующим образом. При торможении вагонов из пульта управления подается сжатый воз­ дух в тормозной трубопровод 1 (см. рис. 74). Колесо вагона нажи­ мает ребордой па струбцину 3 и через нее на тормозной кран 2

118

вается в объеме и поднимает опорную балку 7 выше головки рель­ сов (см. вид по А — А на рис. 75, положение балки показано пупк-. тирной линией). Вагонное колесо, двигаясь далее из положения

в положение II, все время нажимает на струбцину 3 (см. рис. /4) и держит тормозной кран 2 в открытом положении. Ь результате верхний щит оболочки занимает крайнее верхнее положение, огра­ ничитель 4 натягивается и обратный клапан 20 перекрывается. До ступ воздуха в оболочку прекращается. Далее два колеса вагона (колесная пара) приходят в положение II (см. ряс. 75) и своим., ребордами одновременно нажимают на концы опорной балки / (см. рис. 74). Оболочка сжимается, ограничитель 4 открывает об­ ратный клапан 20. В оболочке сначала устанавливается давление воздуха, равное в тормозном трубопроводе, а затем давление в

(19

оболочке увеличивается, и воздух из оболочки обратно выжимает­ ся в тормозной трубопровод. В результате погашается энергия дви­ жущегося вагона и скорость его уменьшается. При проходе колеса над опорной балкой второго замедлителя (см. рис. 75) тормозной кран 2 (см. рис. 74) закрывается, штырь 10 нажимает на предо­ хранительный клапан 19 и открывает его. Часть воздуха стравли­ вается в атмосферу, давление в оболочке понижается до. уровня атмосферного. После ухода колесной пары с опорной балки под действием упругости оболочки верхний ее щит несколько подни­ мается, штырь освобождает предохранительный клапан и послед­ ний закрывается.

В таком положении оболочка остается до начала нового цикла торможения.

120

Рис. 76. Схема работы замед­ лителей без подвода энергии

Для ускорения движения вагона замедлитель переключается в режим работы на ускорение. В этом случае с пульта управления тормозной трубопровод 1 соединяется с атмосферой, а в ускоряю­ щий трубопровод 14 подается сжатый воздух. Колесо вагона, пере­ ходя через опорную балку (см. положение III на рис. 75), нажи­ мает ребордой на струбцину 12 (см. рис. 74) и через нее на уско­ ряющий кран 13, последний открывается, и сжатый воздух по сое­ динительному трубопроводу 15 и открытый обратный клапан 20 поступает в оболочку, последняя увеличивается в объеме, подни­ мает опорную балку и толкает колесо вверх с левой стороны, ус­ коряя движение вагона. Подача воздуха в оболочку будет продол­ жаться до тех пор, пока реборда колеса сойдет со струбцины 12 или ограничитель 4 не перекроет обратный клапан 20. Следующее

121

колесо вагона нажимает своей ребордой иа струбцину 3 и через нее ка тормозной кран 2, последний открывается, и воздух из обо­ лочки стравливается в атмосферу через соединительный трубопро­ вод 21 и тормозной трубопровод 1. Поскольку кран 2 сдвинут вле­ во на значительное расстояние от опорной балки, то воздух из обо­ лочки удаляется, не оказывая существенного сопротивления движению колеса при опускании опорной балки в исходное поло­ жение. После перехода первого колеса через опорную балку цикл ускорения повторяется.

Аналогичным образом работают все замедлители-ускорители, совершая полный цикл торможения или ускорения при проходе че­ рез опорную балку каждой оси вагона.

Увеличивая число замедлителей-ускорителей, можно получить необходимую энергетическую высоту замедления или ускорения вагона.

Рассмотренная конструкция замедлителя без ускоряющей части может применяться для закрепления вагонов на станционных и грузовых путях.

В режиме торможения предлагаемые замедлители могут рабо­ тать и без постороннего источника энергии. Для этого гибкая обо­ лочка 8 (рис. 76) снабжается всасывающим клапаном 4 и обрат­ ными клапанами 11 и 12, соединительными трубопроводами 10 и краном 9 управления с предохранительным клапаном. Для обес­ печения засасывания воздуха в полость оболочки ее каркас выпол­ няется с достаточной жесткостью и для ускорения засасывания замедлитель снабжается пружинами 7.

Работает замедлитель следующим образом. Под действием сил

крывается, наружный воздух поступает в оболочку и занимает весь ее объем. Опорная балка 6 поднимается выше головки-рельса 5. При движении вагона колеса 1 своими ребордаминажимают иа концы опорной балки первого замедлителя (Положение I). Опор­ ная балка опускается ниже головки рельса и сжимает оболочку. В оболочке повышается давление, всасывающий клапан 4 и обрат­ ный клапан 12 закрываются, а клапан 11 открывается, и сжатый воздух перегоняется по трубопроводу 10 в оболочку второго замед­ лителя. При наезде колеса на опорную балку второго замедлителя происходит аналогичный цикл торможения и выдавливания возду­ ха в следующие оболочки. В результате давление воздуха в после­ дующих оболочках возрастает и степень торможения вагона повы­ шается. Повышение давления воздуха будет возрастать до расчет­ ного, превысив которое, срабатывает предохранительный клапан, установленный в конце секции или на кране 9. В тех случаях, когда тормозить вагоны не требуется, кран 9 открывается и тогда при проходе вагона по замедлителям сжатие оболочек происходит без существенной затраты энергии, так как воздух свободно выходит в атмосферу.

122

;

Pirc. 77. Схема 'размещения замедлителей-ускорителей на горке

Замедлители могут быть поставлены в автоматический режим торможения только тех вагонов, которые следуют с повышенными скоростями. Для этого каждый замедлитель снабжается регули­ рующим клапаном 3. Клапан имеет отверстие 2, сечения которого регулируются гайкой. Можно отрегулировать площадь отверстий таким образом, что вагоны, идущие с допустимыми скоростями, не будут испытывать существенного торможения, так как при мед­ ленном сжатии оболочек воздух будет без особого сопротивления проходить через отверстия в клапане. Вагоны, идущие с повышен­ ными скоростями, будут в значительно большей степени тормо­ зиться, так как при быстром сжатии оболочки в ее полости будет создаваться повышенное давление из-за большого сопротивления истечению воздуха через калибровочное отверстие в регулирую­ щем клапане.

Замедлители, регулирующие скорость движения вагонов, мо­ гут устанавливаться в подгорочном парке, а также и на спускной части горок в дополнение к существующим замедлителям, что по­ зволит обеспечить более равномерную скорость скатывания ваго­ нов хороших и плохих бегунов и этим самым повысить скорость надвига составов на горку.

Схема размещения замедлителей-ускорителей и замедлителейрегуляторов приведена на рис. 77.

Замедлители-регуляторы 1 расположены на спускной части гор­ ки. Они работают без подвода энергии и обеспечиваютснижение скорости скатывания очень хороших и хороших бегунов. На спуск­ ной части горки могут устанавливаться и замедлители-ускорители, но при этом режим их управления должен быть автоматизирован с тем расчетом, чтобы тормозить очень хорошие бегуны и ускорять плохие и очень плохие бегуны.

В подгорочном парке на примере одного пути показана схема размещения замедлителей-ускорителей 5. Управляют ими с пульта при помощи рукояток 3 и 4. При повороте рукоятки 3 вправо воз­ дух из воздушного баллона 2 поступает в тормознойтрубопровод 6 и происходит торможение вагонов. При повороте рукоятки вле­ во воздух из тормозного трубопровода выпускается в атмосферу и торможение вагонов прекращается. При повороте рукоятки 4

123

вправо или влево происходит ускорение вагона или ускорение пре­ кращается.

При закреплении вагонов замедлитель ставят в режим тормо­ жения, для чего тормозной трубопровод подключают к источнику сжатого воздуха. Выключают замедлитель путем выпуска воздуха из тормозного трубопровода. Краны управления могут устанавли­ ваться рядом с замедлителями или на пульте, с которого можно, управлять замедлителями, установленными на нескольких путях.

Тормозной или ускоряющий эффект рассчитывается следующим образом. Элементарная работа сил замедления или ускорения каж­ дого замедлителя-ускорителя определяется из равенства

5Э— эффективная площадь оболочки, см2; /г— высота, на которую сжимается или поднимается оболоч­

При давлении в оболочке Ар — 3 кгс/см2 работа сил торможения одного замедлителя составит

Ат ==— 24 200-3 = — 72 600 кгс-см.

Погашаемая одним замедлителем энергетическая высота ваго­ на весом брутто Qm составит

А ф _ ‘72 600-4

— 3,6 см,'

~ 82 000

где п — количество осей вагона; Qup — масса вагона брутто, кг.

При наличии в комплекте 10 замедлителей погашаемая энер­ гетическая высота будет /гтк= —3,6-10= —36 см. Знак миную ука­ зывает па погашение энергетической высоты движущегося вагона.

124

Для определения при ускорении повышения энергетической вы­ соты необходимо при интегрировании уравнения работы сил тор­ можения поменять пределы интегрирования. Тогда получим

Подставляя значения hi и Ii2, получим

Лу = 24 300Др.

Тогда на /гу = 3,6 см один ускоритель повышает энергетическую вы­

брутто. Для торможения или ускорения вагонов с большей нагруз­ кой на ось давление воздуха, подаваемого в оболочки, может быть повышено, в связи с чем и эффективность замедлителя-ускорите­ ля увеличится.

Применение гибких оболочек в качестве защиты воздушной подушки

За последнее десятилетие значительно увеличился интерес к ап­ паратам на воздушной подушке. За период с 1950 по 1960 г. был создан ряд таких аппаратов с кольцевым соплом, размещенным по периметру днища. Анализ работы сопловой защиты воздушной подушки показал, что такие аппараты требуют весьма большой мощности силовой установки на 1 т грузоподъемности, в связи с чем была поставлена задача повысить экономичность аппаратов. В результате автором в 1959 г. была предложена принципиально новая схема защиты воздушной подушки с помощью гибкой обо­ лочки.

Гибкая оболочка 1 (рис. 78) в виде полого пояса прикрепляет­ ся по периметру днища и соединяется каналами 3 с источником сжатого воздуха. Пояс внутри разделен на ряд отсеков. При по­ даче воздуха в оболочку она становится упругой и приобретает форму надувного пояса. В результате под днищем образуется ка­ мера, огражденная со всех сторон гибкой оболочкой или надувной «юбкой». В камеру вентилятором подается сжатый воздух под дав­

125