Нетяговый подвижной состав

3) в потолке буксы пассажирского вагона имеется несквозное отверстие для постановки термодатчика, подающего сигнал на пульт проводника вагона при нагревании буксы свыше 93⁰С;

4) лабиринтная вставка выполнена в одной отливке с корпусом буксы;

5) крепительная крышка в большинстве случаев имеет 8 отверстий для болтов М20. Подшипники на оси колесной пары крепятся гайкой или шайбой. При креплении шайбой применяются специальные торцевые шайбы с тремя или четырьмя отверстиями под болты М20.

В настоящее время в буксах грузовых и пассажирских вагонов железных дорог России внедряются кассетные роликовые подшипники. Такая букса имеет существенные преимущества:

– компактность конструкции;

– уменьшенная масса;

– возможность реализации скоростей движения более 200 км/ч;

– повышенная ремонтопригодность;

– увеличенная эксплуатационная надежность за счет резкого сокращения числа отказов по торцовому креплению, износам и разрушению сепараторов;

– повышенная гарантийная ответственность изготовителя (до 8--10 лет);

– сокращение не менее чем в 2 раза площади колесно-роликовых производственных участков и штата обслуживающего персонала депо и вагоноремонтных заводов за счет упразднения участков по ремонту роликовых подшипников.

При этом существенно повышается культура производства, улучшается экологическая обстановка, возрастает производительность труда, снижается трудоемкость и энергоемкость.

Подшипниковый узел кассетного типа (TBU) -- закрытый двухрядный конический роликоподшипник, отрегулированный по зазорам и заправленный консистентной смазкой на весь срок эксплуатации. Надежная и долговечная конструкция TBU является эффективной альтернативой традиционных подшипников и позволяет использовать его в различных отраслях.

Подшипник типа COMPACT TBU130x250x160 устанавливается в серийный корпус буксы грузовых вагонов и вместе с корпусом буксы и дополнительным уплотнением -- лабиринтом напрессовывается на шейку оси. Торцевое крепление подшипника осуществляется с помощью вкладыша и четырех болтов М20. Корпус буксы закрывается крепительной и смотровой крышками.

Вагоны нового поколения оборудованы буксовыми узлами с кассетными коническими подшипниками. Буксы тележки модели 68-4096 состоят из корпуса буксы 7, кассетного двухрядного подшипника 2 с размерами 230x130x150 с коническими роликами с прессовой посадкой внутренних колец на ось, задней 3 и передней 4 крышек, фиксирующих внутренние кольца подшипника на шейке оси в осевом направлении.

Посадка задней крышки на предподступичную часть оси -- прессовая. Передняя крышка - фиксируется на оси шайбой 5 и болтами 6, стопорящимися стопорной шайбой 7, поджимая внутренние кольца подшипника. Для предотвращения попадания влаги и пыли на дорожки качения подшипника на его задней и передней крышках выполнены кольцевые канавки, в которые вставлены кольца 8, кольца в паре с кожухами 9, вставленными в наружное кольцо подшипника, образуют лабиринтное уплотнение подшипника. Наружное кольцо подшипника фиксируется в корпусе буксы с помощью задней 10 и передней 11 крепительных крышек, поджимаемых к корпусу буксы болтами 12.

На переднюю крепительную крышку 11 левого буксового узла с помощью болтов 13 устанавливается осевой датчик 14. Крутящий момент передается от оси на датчик поводком 15, установленный на специальных болтах 16, крепящих переднюю крышку подшипника.

2. Порядок выполнения работы

1. Ознакомится с конструкцией буксовых узлов грузового и пассажирского вагона.

2. Изучить основные детали буксовых узлов и занести результаты в табл. 1.

3. Ответить на контрольные вопросы и оформить отчет на одном листе формата А4.

3. Контрольные вопросы

1. Какие существуют способы торцевого крепления подшипников на шейки оси?

2. Перечислить требования к буксовым узлам пассажирского вагона.

3. Перечислить требования к буксовым узлам грузового вагона.

4. Как обеспечивается герметичность буксового узла?

5. Каково устройство подшипниковых узлов кассетного типа?

Лабораторная работа 8. Виды межвагонных соединений

Цель работы: Ознакомиться со всеми видами межвагонных соединений и на практике научиться производить отдельные виды соединений.

1 Общие положения

Формирование поезда из отдельных единиц подвижного состава производится при помощи пяти видов соединений:

- силовое соединение осуществляется при помощи УТП (ударно-тяговых приборов), которые будут рассмотрены в последующих лабораторных работах;

- пневматическое соединение, образует сплошную тормозную магистраль от локомотива до хвостового вагона;

Следующие три вида соединений осуществляются только между пассажирскими вагонами на электрифицированных участках дороги:

- высоковольтное соединение;

- аварийная низковольтная магистраль, применяемая для передачи напряжения (54 или 110В) к вагону с неисправным генератором;

- радиосеть между штабным и остальными вагонами

Пневматическое соединение

Тормозная воздушная магистраль поезда состоит из стальных трубопроводов, проложенных под вагонами, которые соединяются между собой гибкими тормозными рукавами с концевыми кранами.

Тормозные соединительные рукава бывают двух видов: разъемные и неразъемные. Разъемные рукава типа Р1 служат для сообщения воздухопроводов локомотива и вагонов в одну общую магистраль. Соединение происходит вручную, а разъединение происходит автоматически при расцеплении автосцепок или вручную. Неразъемные соединения (тип Р2, Р3) применяют для соединения тормозных цилиндров с воздухораспределителями, воздухопроводов между тележкой и кузовом и другие, которые не рассматриваются в данной работе.

Рукав состоит из резиновой трубки 3, в которую запрессовывают наконечник 1 и головку 5. На расстоянии 8-12мм от торцов трубки ставят хомуты 4, стягиваемые болтами 2. Места соединения головок уплотняются резиновыми кольцами 6 клапанного типа. При этом гребень 7 одной головки заходит в гнездо 9 другой и упирается в шпильку 8. Рукава испытываются на герметичность давлением 6-7 атм в воде и на прочность давлением 10-12 атм.

Для соединения рукавов их головки поднимают вверх, а затем опускают вниз, при этом гребни 7 заходят в гнезда 9 до упора в шпильки.

В корпусе чугунной головки 1 рукава имеется прилив для подвижного контакта состоящего из пальца 15 с резиновой манжетой 14 и пружиной 12 и расположенного в изоляционной втулке 16. Резьбовое отверстие прилива закрыто крышкой 9 с резиновым кольцом 11 и изоляционной прокладкой 10. Шланговый кабель 5, с двумя проводами 7 и 8 с разными диаметрами отверстий в наконечниках, закреплен в головке 1 с резиновым кольцом 3, стягиваемым штуцером 4, а со стороны наконечника - хомутом 6. Провод с наконечником под болт диаметром 8 мм внутри головки присоединен к контактному пальцу 15, а в клеммной коробке - к рабочему проводу №1. Второй провод с наконечником, имеющим отверстие под болт диаметром 6 мм, припаивают к контактному кольцу 13, в клеммной коробке присоединяют к контрольному проводу №2. При соединении головок 1 контактный палец 15, перемещаясь по втулке 16, отходит от контактного кольца 13, вследствие чего провода №1 и №2 размыкаются. В сцепленном положении головок 1 рабочие провода №1 замыкаются через контактные пальцы 15, а контрольные провода №2 непосредственно через корпуса головок и их гребни

Высоковольтное соединение

Под каждым пассажирским вагоном прокладывается высоковольтная магистраль для обеспечения работы высоковольтного отопления и прочих потребителей для вагонов нового поколения.

Высоковольтный кабель 2 прокладывается в стальной трубе и подключается к розеткам 1, расположенным под концевыми балками рамы вагона. От кабеля имеется ответвление к высоковольтной камере 7, находящейся под вагоном в которой расположены предохранители и контакторы.

К розетке подводится высоковольтный кабель от локомотива или специальной стационарной колонки, расположенной в пункте отстоя состава.

При необходимости отопления колонка или розетка локомотива соединяются высоковольтным кабелем 5 со штепселем находящимся в холостом приемнике вагона 6. Розетка 1 соединяется высоковольтным кабелем 3 с клеммной коробкой 4.

Следует отметить, что доступ в высоковольтные ящики, в холостые приемники и розетки вагонов осуществляется при помощи специального ключа (одного на весь состав), выдаваемого поездному электромеханику мастером электроцеха под роспись.

2 Порядок выполнения работы

1. Изучить пневматические соединения согласно пунктам:

а) изучить конструкцию пневматических разъемных рукавов;

б) подключить рукава к концевым кранам;

в) соединить рукава между собой и открыть концевые краны.

2. Произвести подключение высоковольтных соединений согласно пунктам:

а) Открыть спецключом замок холостого приемника и извлечь из него штепсель с высоковольтным кабелем 5.

б) Открыть тем же ключом замок розетки, поднять крышку, протереть ее изнутри от влаги и вставить штепсель во внутрь розетки. Закрыть крышку, предохраняющую штепсель от выпадания из розетки и извлечь ключ.

в) Зачехлить холостой приемник и розетку специальными брезентовыми чехлами.

Контрольные вопросы

1. Назвать детали тормозного рукава присоединенного к вагону.

2. Перечислить принципиальные отличия грузового тормозного рукава от пассажирского.

3. Указать детали, через которые проходит электрический ток для обеспечения работы электропневматических тормозов (ЭПТ).

4. Назначение высоковольтного соединения.

5. Описать процесс высоковольтного соединения.

6. Правила техники безопасности при подключении межвагонных соединений.



Лабораторная работа 9. Изучение автосцепного устройства

Цель работы: ознакомиться с конструкцией автосцепного устройства.

1 Общие сведения.

Автосцепное устройство представляет собой автоматический ударно-тяговый прибор, предназначенный для автоматического сцепления вагонов между собой и с локомотивом при соударении, удержания их на определенном расстоянии друг от друга, восприятия, передачи и смягчения действия тяговых и ударных усилий. Кроме автоматического сцепления в конструкции автосцепного устройства предусмотрены следующие функции: расцепления с помощью расцепного привода, сцепления ошибочно расцепленных автосцепок, которые еще не были разведены, передачи усилия (толчком) на другой вагон без сцепления (положение «на буфер»).

Данная автосцепка называется нежесткой (допускаются вертикальные перемещения сцепленных корпусов автосцепок).

Ударная розетка упора 8 предназначена для усиления концевой балки рамы вагона или локомотива и восприятия в некоторых случаях части удара непосредственно от автосцепки наряду с поглощающим аппаратом.

Центрирующий прибор, состоящий из двух маятниковых подвесок 12 и центрирующей балочки 13, возвращает автосцепку после бокового отклонения в центральное положение. Расцепной привод служит для расцепления автосцепок. Он состоит из расцепного рычага 10, цепи 14 и поддерживающих деталей - фиксирующего кронштейна 9 и поддерживающего кронштейна (державки) 11, укрепленных на концевой балке. Поддерживающая планка 4 удерживает автосцепку в горизонтальном положении и на определенной высоте.

У пассажирских вагонов, вследствие большой гибкости рессорного подвешивания по сравнению с грузовыми вагонами, происходят большие взаимные перемещения сцепленных автосцепок. Это увеличивает вероятность их саморасцепа и вызывает интенсивный износ контуров зацепления и замков. Автосцепное устройство у пассажирских вагонов отличается наличием ограничителя вертикальных перемещений (автосцепка - полужесткая) на малом зубе корпуса автосцепки.

Корпус автосцепки представляет собой пустотелую отливку и состоит из головной части и хвостовика. Внутри головной части, называемой карманом, размещены детали механизма автосцепки. Корпус автосцепки имеет большой 1 и малый 4 зубья, между которыми образован зев. Из зева выступают замок 3 замкодержатель 2. Торцовые поверхности малого зуба и зева называют ударными, а задние поверхности большого и малого зубьев -- тяговыми. В верхней части головы корпуса отлит выступ 5, который, взаимодействуя с розеткой, воспринимает жесткий удар при полном сжатии поглощающего аппарата. Хвостовая часть 6 корпуса автосцепки полая, имеет отверстие 7для клина тягового хомута, перемычку 8 и торец 9 цилиндрической формы для передачи ударных нагрузок.

Последовательность сборки и разборки деталей механизма автосцепки

Перед сборкой осматривают карман корпуса, где не должно находиться посторонних предметов и грязи. После этого подъемник замка 13 укладывают на опору 14, расположенную внизу на правой стенке кармана, так чтобы широкий палец о находился вверху и был направлен в сторону зева. Затем на шип 12, находящийся внутри кармана с правой стороны, навешивают овальным отверстием и замкодержатель 2 так, чтобы его лапа к выступала в зев. На шип а замка 3 надевают предохранитель 11 таким образом, чтобы его верхнее плечо ж находилось в вырезе замка. Замок вместе с предохранителем вводят внутрь корпуса и укладывают на дно кармана, таким образом, чтобы его направляющий зуб д вошел в специальное отверстие. При этом следят за тем, чтобы верхнее плечо е предохранителя 11 обязательно было уложено на полочку 10. Это обеспечивается нажатием тонким стержнем на нижнее фигурное плечо ж предохранителя во время установки замка. После этого валик подъемника 15 вставляют с левой стороны в отверстие 16 корпуса автосцепки так, чтобы отверстие в балансире ф находилось вверху.

Поворотом валика подъемника с помощью балансира проверяют подвижность деталей механизма автосцепки. Нажатием на замок и лапу замкодержателя проверяют их подвижность. Они должны свободно входить внутрь кармана, а при отпускании возвращаться в прежнее положение. После проверки механизма валик подъемника 15 закрепляют болтом 11. Разборка механизма осуществляется в обратной последовательности.

2 Порядок выполнения работы

1. Заполнить таблицу 1.

2. Произвести сборку автосцепного устройства на стенде, а также на натурном образце автосцепного устройства.

3. Ответить на контрольные вопросы и оформить отчет на одном листе формата А4.

Лабораторная работа 10. Поглощающие аппараты

Цель работы: ознакомиться с конструкцией поглощающих аппаратов различных типов.

1 Общие положения

Поглощающие аппараты предназначены гасить часть кинетической энергии удара, уменьшая продольные растягивающие и сжимающие усилия, передающиеся на раму вагона через автосцепку.

По типу рабочего элемента и принципу действия различают следующие виды поглощающих аппаратов: пружинные, пружинно-фрикционные, резиновые, резинофрикционные, гидравлические, пневматические, эластомерные, гидрогазовые и гидрофрикционные. Наиболее широко используются пружинно-фрикционные, резинометаллические и эластомерные.

Поглощающие аппараты пассажирских вагонов по своим характеристикам отличаются от аппаратов грузовых вагонов, поскольку помимо защиты вагонов предъявляются и требования по обеспечению комфорта пассажиров. Вновь выпускаемые аппараты имеют энергоемкость не менее 45 кДж при силе 1,5 МН. При этом начальное сопротивление должно находиться в пределах 50 - 110 кН. Наличие буферов у пассажирских вагонов снижает вибрацию и повышает плавность хода при движении поезда.

Пружинно-фрикционные поглощающие аппараты

В настоящее время на грузовом подвижном составе в основном меняются пружинно-фрикционные поглощающие аппараты. Вагоны прежнего выпуска, у которых ударная розетка переднего упора имеет выступающую часть 185 мм от концевой балки, оборудуются поглощающими аппаратами Ш-1-ТМ, имеющими рабочий ход 70 мм. Такие аппараты выпускаются только в качестве запасных частей, могут выпускаться поглощающие аппараты Ш-2-В с ходом 90 мм, для 8-осных вагонов аппараты Ш-2-Т с ходом 110 мм.

Поглощающий аппарат Ш-1-ТМ состоит из корпуса 5 с шестигранной горловиной, в котором размещены нажимной конус 7, три клина 6 и нажимная шайба 4. Между днищем корпуса 5 и шайбой 4 размещены пружины 2 и 3 подпорного комплекта. Стяжной болт 1 с гайкой 8 служит для удержания деталей в собранном аппарате и создания начальной затяжки пружин. Xoд аппарата 70 мм, энергоемкость 50 кДж.

Поглощающие аппараты Ш-2-В и Ш-2-Т имеют такую же конструкцию, как и аппарат Ш-1-ТМ, однако в целях увеличения хода аппарата они не имеют нажимной шайбы, и усилие от конуса передается непосредственно на пружины.

Аппарат Ш-2-Т имеет габаритные размеры, отличающиеся от размеров аппаратов Ш-1-ТМ и Ш-2-В, и предназначен для постановки на 8-осные вагоны.

Поглощающий аппарат Ш-6-ТО-4у отличается от перечисленных аппаратов - у него тяговый хомут объединен в одной отливке с корпусом аппарата, что позволило увеличить ход аппарата и, следовательно, его энергоемкость за счет размещения пружин в пространстве между опорными площадками заднего упора. Ход поглощающего аппарата 120 мм, энергоемкость 75 кДж, класс Т1. Аппарат устанавливается на грузовые вагоны, у которых расстояние от упора головы автосцепки до переднего упора не менее 120 мм.

Через отверстие в днище корпуса устанавливают конус 2, фрикционные клинья 3, на них ставят шайбу 4 и далее пружины 5 и 6 (между внутренними пружинами ставят шайбу 7) на пружины надевают крышку 8 и разворачивают так, чтобы заплечики разместились за буртиками корпуса. Далее пружины поджимают с тем, чтобы в отверстия корпуса можно было ввести вкладыши 9 до соприкосновения их по всей длине с цилиндрической поверхностью крышки. После снятия нагрузки вкладыши самоустанавливаются в распор между буртиками корпуса и заплечиками днища.

Клин тягового хомута, соединяющий аппараты Ш-6-ТО-4 и Ш-6-ТО-4у с автосцепкой, не имеет буртиков и должен опираться на специальную планку 12, через которую пропускают поддерживающие болты 13.

Поглощающие аппараты ПМК-110А и ПМК-110К-23 состоят из корпуса 2, в котором размещены наружная 3, внутренняя 4 пружины. На пружины опирается опорная пластина 6. Нажимной конус 7 опирается на два фрикционных клина 9. Между клиньями и корпусом аппарата расположены неподвижные пластины 10 с металлокерамическими элементами, входящие своими выступами в отверстия корпуса, и подвижные пластины 5, опирающиеся на опорную пластину 6. Стяжной болт 1 с гайкой 8 служит для удержания деталей в собранном аппарате и обеспечения начальной затяжки пружин. Ход аппарата 110 мм, энергоемкость 75 кДж.

Поглощающие аппараты ПМК-110А и ПМК-110К23 применяются в рефрижераторном подвижном составе, платформах для перевозки контейнеров и частично в 8-осных вагонах.

Поглощающий аппарат типа ПФ-4 состоит из корпуса 6 коробчатого сечения, выполненный в виде единой отливки с тяговым хомутом. В корпусе размещен сменный фрикционный узел, взаимодействующий через центральную опорную плиту 7 с подпорным комплектом. Фрикционный узел состоит из распорного клина 12, опирающегося своими наклонными поверхностями на подвижные клинья 2, подвижных плит 7, установленных подвижно в продольном направлении на поперечных ребрах корпуса, неподвижных клиновых вкладышей 5 и боковых вкладышей 3, отбойной пружины 4. Подпорный комплект аппарата включает в себя силовые наружную 9 и внутреннюю 10 пружины с промежуточной шайбой 8, размещаемые в удлинителе 11, который монтируется в корпусе через отверстие в днище. Работа аппарата характеризуется высокой скоростью приработки и для условий эксплуатации оценивается периодом 0,5--1 год.

2 Эластомерные поглощающие аппараты

Для вагонов, требующих повышенной защиты, применяются эластомерные поглощающие аппараты. Действия аппаратов основано на перетекании эластомера (жидкого полимера) в зазор между поршнем и цилиндром, который составляет десятые доли миллиметра. Это приводит к увеличению энергоемкости аппарата по сравнению с пружинно-фрикционными системами. Внутри корпуса аппарата при соударении возникает высокое давление до 450 МПа (4500 кгс/см²).

Поглощающий аппарат 73ZW относится к категории амортизаторов, в которых используют в качестве рабочей среды силиконовые эластомеры.

Поглощающий аппарат 73ZW предназначен для установки, в первую очередь, на вагоны, перевозящие опасные грузы и имеющие расстояние от упора головы автосцепки до переднего упора не менее 110 мм, что соответствует ходу аппарата.

Амортизатор 1 расположен в корпусе 2 аппарата. Шток А упирается в днище корпуса аппарата, а его снование - в упорную плиту 6. Плита удерживается четырьмя закрепленными на ней болтами с гайками 3 и шплинтами 4 с помощью двух монтажных планок 5.

При ударной нагрузке поглощение энергии происходит за счет перетекания эластомера через калиброванный зазор между корпусом амортизатора и поршнем, установленным на штоке.

Поглощающий аппарат АПЭ-120-И.500 также относятся к эластомерным системам. Он состоит из корпуса 3, внутри которого находится поршень 2 со штоком 1, проходящим через уплотнительную буксу 4. Камеры А и Б корпуса заполнены эластомером. Корпус соединяется с упорной плитой 8 с помощью болтов 7 с гайками. Между гайками и приливом корпуса ставятся полукольца 6, предназначенные для сжатия аппарата с целью облегчения постановки аппарата на вагон.

Поглощающий аппарат АПЭ-120-И.500 относится к классу T3. При ходе 120 мм его энергоемкость 160 кДж. Аппарат устанавливается на вагоны, перевозящие особо опасные грузы.

3 Гидрогазовые поглощающие аппараты

Действие гидрогазовых поглощающих аппаратов основано на протекании жидкости через калиброванные (дроссельные) отверстия из одной полости в другую, что создает упругое сопротивление при ударах в автосцепку. Для обеспечения восстановления аппарата в исходное состояние и быстрой подготовки его к восприятию последующих ударов в качестве упругого элемента применяют инертный газ. Гидрогазовые поглощающие аппараты разработаны в двух вариантах: ГА-100М и ГА-500.

При воздействии на аппарат ГА-500 продольных сжимающих сил плунжер 10 входит внутрь корпуса 2, вытесняя жидкость из камеры В через отверстия жиклеров в промежуточном дне 4 в камеру Д и сжимая газ в камере А При дальнейшем перемещении плунжера 10 плавающий поршень 3 упирается в дно корпуса 2, жидкость из камеры В при этом через отверстия жиклеров в диафрагме 6 и профильные канавки штока 5 перетекает в камеру Г, перемещая плавающий поршень 7 и сжимая газ в камере Б. Перетекание жидкости через калиброванные отверстия создает сопротивление, зависящее от скорости приложения нагрузки к аппарату.

После снятия с аппарата сжимающих сил давлением газа в газовых камерах А и Б на плавающие поршни 3 и 7 жидкость из камер Д и Г выжимается в камеру В, в результате чего происходит восстановление аппарата. Наличие в аппарате регулирующего элемента в виде стержня 5, имеющего профильные канавки, позволяет создавать необходимое сопротивление аппарата в зависимости от скорости соударения единиц подвижного состава, что обеспечивает улучшение условий его работы.

Гидравлический аппарат ГА-500 может быть использован как для 4-осного, так и для 8-осного подвижного состава. Аппараты данного типа, в отличие от пружинно-фрикционных, не требуют приработки и реализуют свою максимальную энергоемкость с момента начала эксплуатации.

4 Поглощающие аппараты пассажирских вагонов

Поглощающий аппарат ЦНИИ-Н6 состоит из двух последовательно расположенных частей - пружинной, включающей в себя основание 1 с комплектом пружин, и фрикционной, состоящей из горловины 6, пружин и фрикционной системы подобной аппарату Ш-1-ТМ.

При действии на аппарат сжимающей нагрузки вначале работает только пружинная часть, затем при нагрузке свыше 120 кН в работу плавно включаются фрикционные клинья. Совместное действие пружинной и фрикционной частей продолжается до упора горловины корпуса в его основание, после чего работает только фрикционная часть аналогично аппарату Ш-1-ТМ. Последовательное действие пружинной и фрикционной частей обеспечивает облегчение трогания поезда с места, плавное его торможений и постепенный переход к высокому конечному сопротивлений аппарата. Ход аппарата составляет 70 мм, энергоемкость 25 кДж. В настоящее время эти аппараты не выпускаются.

Поглощающий аппарат Р-2П состоит из корпуса 1, нажимной 4 и промежуточной 3 плит. Для поглощения энергии предназначены резинометаллические элементы 2. Каждый элемент (а их 9 штук) состоит из двух стальных пластин, между которыми находится резиновый элемент, связанный с ними вулканизацией.

При действии на автосцепку сжимающих усилий хвостовик ее через упорную плиту аппарата давит на основание корпуса аппарата. Последний начинает сжиматься. Усилие поглощается в результате работы сил упругого сопротивления резинометаллических элементов. После прекращения действия усилия резинометаллические элементы расправляются и перемещают нажимную плиту в первоначальное положение. Ход аппарата 70 мм, энергоемкость 20 кДж.

Поглощающий аппарат Р-5П отличается от аппарата Р-2П тем, что корпус аппарата заменен корпусом-хомутом, позволяющим увеличить пространство для размещения пятнадцати резинометаллических элементов и повысить энергоемкость аппарата. Ход аппарата увеличен до 80 мм.

Аппарат Р-5П действует так же, как и аппарат Р-2П, энергоемкость аппарата 45 кДж. Аппарат устанавливают на все вновь строящиеся пассажирские вагоны, у которых конструкция ударной розетки обеспечивает ход 80 мм.

2 Порядок выполнения работы

1. Привести схемы поглощающих аппаратов различных типов.

2. Привести технические параметры поглощающих аппаратов различных типов, сведя их в таблицу, аналогичную таблице 1.

3 Контрольные вопросы

1. За счет чего поглощается энергия удара поглощающими аппаратами различных типов?

2. За счет чего происходит возвращение элементов аппаратов в исходное положение?



Лабораторная работа 11. Изучение фрикционных и гидравлических гасителей колебаний

Цель работы: ознакомиться с конструкцией гасителей колебаний различных типов.

1 Общие положения

Гасители колебаний создают диссипативные (рассеивающие) силы, необходимые для рассеивания энергии собственных колебаний и ограничения амплитуды колебаний вагона и его частей.

Данный гаситель колебаний создает силы трения, пропорциональные коэффициенту трения ц, жесткости пружины С и перемещению Z:

F = ц•C•Z•signZ.

Клиновый гаситель создает силы трения, зависящие от перемещений и направления движения:

вниз: F_H = ц_н•С•Z

или вверх: F_B = ц_в•С•Z

Кроме того, он может гасить и горизонтальные колебания. Данный гаситель отличается простотой конструкции, надежностью в эксплуатации, удобством в обслуживании.

Данный гаситель создает силы трения, зависящие от перемещения. Так как пружина 3 установлена с предварительным поджатием, силы трения возникают как при движении рамы вверх, так и при движении вниз за счет прижатия конусными кольцами 5 фрикционных секторов 6 к фрикционной втулке 4. К недостаткам гасителя можно отнести то, что при расположении его частей внутри буксовых рессор затрудняется его осмотр и замена в процессе эксплуатации.

Гидравлические гасители колебаний установлены на тележках КВЗ-ЦНИИ, ТВЗ-ЦНИИ-М, скоростных вагонах. Ход поршня составляет 190 мм. Гаситель заполнен маслом марки ВМГЗ или АМГ-10 в количестве 0,9 - 1 л. Сопротивление гасителя колебаний возникает при перетекании масла через дроссельные щели в клапанах. Предохранительный шариковый клапан отрегулирован на срабатывание при давлении 45 ± 0,5 кг/см².

2 Порядок выполнения работы

1. Привести схемы гасителей колебаний различных типов.

2. Описать принцип действия гасителя каждого типа.

3. Отметить преимущества и недостатки описанных гасителей.

3 Контрольные вопросы

1. Какие детали гасителей колебаний испытывают трение и износ?

2. Требуется ли узлам трения гасителей колебаний смазка?

3. Каким образом рассеивается энергия колебаний в гидравлическом гасителе?

Лабораторная работа 12. Виды рессорных подвешиваний вагонов

Цель работы: ознакомиться с конструкцией упругих элементов рессорного подвешивания вагонов.

1 Общие положения

Рессорное подвешивание является одним из важнейших элементов ходовых частей, от которого зависит плавность хода при движении вагона по неровностям железнодорожного пути.

Упругие элементы, являясь основной составной частью рессорного подвешивания, смягчают толчки и удары, действующие на движущийся вагон от рельсового пути. У неподвижного вагона упругие элементы испытывают лишь воздействие статической нагрузки, прогибаясь на величину, называемую статическим прогибом. В качестве упругих элементов вагонов применяют витые стальные пружины, резиновые, пневматические, торсионные, тарельчатые, кольцевые и другие типы упругих элементов, а в старотипных и некоторых современных вагонах -- стальные листовые рессоры.

Рессорой называют упругий элемент, собранный из отдельных полос, тарелей или колец. К рессорам также относят торсионы, резиновые и пневматические устройства. Пружина -- упругий элемент, изготовленный завивкой.

Эллиптическая рессора системы Н.К. Галахова состоит из двух пятирядных половин, соединенных вместе наконечниками 7 и 5 специальной формы, укрепляемых к концам коренных листов болтами или заклепками 2. Причем наконечник 5 нижней половины имеет выступающий буртик цилиндрической формы, а наконечник 1 верхней половины -- желоб, образующие полушарнир. Для ограничения поперечного сдвига половин рессоры в средней части верхнего наконечника 1 сделан выступ 3, а в нижней половине 5 -- соответствующий вырез 4.

Пневматические рессоры, являющиеся наиболее прогрессивными упругими элементами ходовых частей, применяют в тележках пассажирских вагонов скоростных поездов. Основным является способность поддержания положения кузова на определенном уровне относительно верха головок рельсов независимо от величины нагрузки, что обеспечивается автоматическим регулированием давления воздуха внутри рессоры. Кроме того, они обладают хорошими вибро- и шумогасящими свойствами, что обеспечивает комфорт пассажирам. Однако они сложнее по конструкции и обслуживанию в эксплуатации, так как требуют наличия источника питания рессор воздухом, системы трубопроводов и арматуры. Получили распространение пневматические рессоры баллонного, диафрагменного и смешанного типов.

Схема пневматического подвешивания обычно состоит из пневморессоры 3 с дополнительным резервуаром 1, снабженным дросселем 2, регулятора положения кузова 4, трубопровода 5, главного резервуара 6 и компрессора 7.

Работа такой системы заключается в следующем. Повышение нагрузки Р от кузова приведет к сжатию пневморессоры 3 и перемещению вниз золотника регулятора 4 так, что его отверстие б соединится с каналом а. В результате сжатый воздух из главного резервуара 6 поступит в пневморессору 3 и приподнимет кузов на прежнюю высоту. Разгрузка кузова и уменьшение силы Р приведет к тому, что приподнимется вверх золотник и посредством его выточки в часть воздуха из пневморессоры удалится в атмосферу. В результате давление воздуха в пневморессоре уменьшится и кузов вагона опустится и займет прежнюю высоту, при которой все отверстия в золотнике будут перекрыты.

Резиновые и резинометаллические упругие элементы применяются в тележках вагонов, так как они обладают хорошими амортизирующими свойствами, а также способностью гасить вибрационные и звуковые колебания. Однако недостаточно широкое их распространение объясняется свойствами резины, существенно влияющими на параметры подвешивания при различных климатических условиях и длительности эксплуатации. Резиновые элементы чаще всего используют в тележках отечественных вагонов в виде прокладок в буксовом подвешивании и скользунах для гашения высокочастотных колебаний и уменьшения шума, а также в шкворневых узлах тележек скоростных вагонов и вагонов электро- и дизель-поездов.

Торсионные рессоры представляет собой прямой стальной стержень (торсион) 4 один конец которого закреплен в кронштейне 5, а другой жестко связан с рычагом 1 который шарнирно соединяется с обрессоренной частью вагона. Второй опорой служит подшипник 2, установленный в кронштейне 3. Торсион 4, изготавливаемый из специальной хромоникельмолибденовой термически обработанной стали, по концам крепится жестко, например, с помощью шлицевых соединений.

Нагрузка Р на торсионную рессору вызывает поворачивание рычага 1, а следовательно скручивание торсиона 4, вызывая упругие деформации кручения. Подобные торсионные устройства применяются в полувагонах отечественной постройки для облегчения подъема крышек люков после разгрузки кузова.

Тарельчатая рессора состоит из набора упругих стальных тарелей, имеющих вид усеченного конуса с углом подъема g и высотой h, соединенных в секции по две, четыре и более штук в каждой. В результате действия силы Р тарели распрямляются и уменьшается угол g . При этом рессора получает прогиб, смягчая ударную нагрузку.

Кольцевая рессора состоит из наружных 1 и внутренних 2 стальных колец, опирающихся друг на друга своими конусными поверхностями. Под действием нагрузки P рессора прогибается вследствие упругих деформаций растяжения наружных и сжатия внутренних колец, так как на конусных их поверхностях возникают значительные поперечные силы.

Витые цилиндрические пружины получили наибольшее распространение в вагоностроении которые по сравнению с применяемыми ранее листовыми рессорами позволяют получать необходимые упругие характеристики при меньших массах и габаритных размерах, а в сочетании с гасителями колебаний обеспечивать более спокойный ход вагона. Кроме того, пружины в отличие от листовых рессор могут смягчать горизонтальные толчки и удары, а также они гораздо проще в изготовлении и ремонте.

Конические пружины имеют более благоприятную силовую характеристику, однако они сложны в изготовлении и ремонте. Поэтому эти пружины не нашли широкого распространения в вагоностроении.

2. Порядок выполнения работы

1. Ознакомившись с основными конструкциями упругих элементов рессорного подвешивания вагонов, изобразить их схематически.

2. Построить граф-дерево «Виды рессорных подвешиваний вагонов».

3 Контрольные вопросы

1. Объяснить назначение рессорного подвешивания вагонов.

2. Описать конструкцию эллиптической рессоры Галахова.

3. Как работает система пневматического подвешивания вагона?

Лабораторная работа 13. Тормозные рычажные передачи грузовых и пассажирских вагонов

Цель работы: ознакомление с тормозами грузовых и пассажирских вагонов.

1 Общие положения

Тормоз - это комплекс устройств, расположенный под каждым вагоном и локомотивом, а также в тележках этих единиц подвижного состава, предназначенный для создания искусственного сопротивления движению поезда с целью:

- уменьшения скорости его движения;

- остановки;

- удержания его на наклонном участке пути.

Искусственное сопротивление движению создается за счет следующих видов торможения:

1) фрикционное это торможение, осуществляется за счет сил трения скольжения между следующими парами:

- тормозными колодками и поверхностью катания колес,

- тормозными колодками и тормозными дисками,

- тормозными башмаками и рельсами.

2) электрическое торможение - возникает за счет электрических сил, препятствующих вращению роторов тяговых электродвигателей (ТЭД), связанных через передачи с колесными парами;

3) электромагнитное торможение - возникает за счет магнитных сил, препятствующих перемещению трущихся поверхностей.

Стояночные тормоза (СТ) предназначены :

1) для удержания поезда на стоянке при наличии уклона;

2) для торможения при неисправности основных тормозов.

Ими оборудованы все локомотивы и пассажирские вагоны и около 10 % грузовых вагонов. Стояночные тормоза бывают ручные (Р) и автоматические (А).

Пневматические тормоза (ПТ) подразделяются на автоматические (А) и неавтоматические (Н).и являются основным видом тормозов для всех единиц подвижного состава. Автоматические тормоза срабатывают на понижение давления в тормозной магистрали, а неавтоматические - на повышение давления.

Источником получения сжатого воздуха во всех пневматических системах является мотор-компрессор на электровозах или компрессор (К) на тепловозах. Эти агрегаты засасывают атмосферный воздух и сжимают его до 0,9 МПа (1 атм 98 кПа) и наполняют им главные резервуары (ГР), расположенные на локомотиве . Для осуществления торможения машинист посредством крана машиниста (КМ) сообщает питательную магистраль (ПМ) с тормозной магистралью (ТМ). При этом часть воздуха поступает в тормозной цилиндр (ТЦ) и перемещает поршень, преодолевая усилие возвратной пружины, и усилие передается через тормозную рычажную передачу (ТРП) на тормозные башмаки которые прижимают тормозные колодки к колесам.

Неавтоматические прямодействующие тормоза (Пр) применяются только на локомотивах как вспомогательные к основным тормозам.

Автоматические пневматические тормоза делятся на прямодействующие (Пр) и непрямодействующие (НПр).

Отличие автоматических непрямодействующих тормозов от автоматических прямодействующих заключается в том, что в каждой единице подвижного состава между тормозной магистралью (ТМ) и тормозным цилиндром (ТЦ) располагают воздухораспределитель (ВР) и запасной резервуар (ЗР).

Автоматические непрямодействующие тормоза называют «истощимые», потому что в процессе торможения воздух из ЗР уходит в ТЦ, и давление в нем постоянно падает, а пополнения не происходит.

Схема автоматического прямодействующего тормоза такая же, как для автоматического не прямодействующего, но отличие заключается в конструкции КМ и ВР, которые обеспечивают пополнение ЗР воздухом во время торможения.

Общим недостатком всех пневматических тормозов является неодновременное прижатие всех тормозных колодок в поезде из-за низкой скорости распространения тормозной волны.

Электропневматические тормоза (ЭПТ)- это тормоза, которые управляются при помощи электрического тока. Применяются на пассажирских вагонах. Схема этих тормозов отличается тем, что здесь добавляется электрическая часть для управления электровоздухораспределителем, что уменьшает время срабатывания тормозов во всех вагонах поезда. При отказе электрического управления ЭПТ срабатывают, как обычные пневматические тормоза.

Для скоростного подвижного состава требования к тормозам ужесточаются и поэтому в них к обычным пневматическим тормозам добавляются дисковые тормоза.

Электромагнитные тормоза (ЭМТ) подразделяются на фрикционно-магниторельсовые (ФМР) и вихретоковые (ВТ).

ФМР включают в себя башмаки, вдоль которых расположены электромагнитные катушки, создающие магнитные силы, дополнительно прижимающие их к рельсам.

Тормоза на вихревых токах (ВТ) бывают линейно-вихретоковые тормоза и вращающиеся вихретоковые тормоза. Они работают по принципу взаимодействия магнитного поля с индуктированными ими же токами в рельсах. Эти тормоза эффективнее ФМР и эффективность их увеличивается с увеличением скорости движения. В настоящее время еще широко не применяются.

Электрические тормоза (ЭТ) основаны на переключении тяговых электродвигателей (ТЭД) в режим генераторов, которые кинетическую энергию движущегося поезда превращают в электрическую. В зависимости от способа поглощения электрической энергии различают следующие виды электрических тормозов:

1) реостатные (Рст) - электрическая энергия в тормозных реостатах превращается в тепловую. Применяются на тепловозах и некоторых (ВЛ 19,ЧС2^т) электровозах;

2) рекуперативные (Ркп) - вырабатываемая электрическая энергия подпитывает контактную сеть. Применяется широко на электровозах ОАО РЖД;

3) смешанные (См). В зоне малых скоростей включают реостатное торможение, а в зоне больших скоростей рекуперативное.

2 Порядок выполнения работы

1. Разобрать виды фрикционных торможений, изображенных на рисунок 1 и указать направление возникающей силы торможения.

2. По схеме автоматического непрямодействующего тормоза описать принцип работы:

а) при зарядке тормоза;

б) при отпуске тормоза.

Начертить соответствующие схемы зарядки и отпуска тормозов.

3. Отметить основные недостатки пневматических тормозов.

3 Контрольные вопросы

1. Какие бывают виды торможения?

2. В чем отличие прямодействующих тормозов от непрямодействующих?

3. Какое преимущество у электропневматических тормозов по сравнению с пневматическими?

4. Как происходит работа электрических тормозов?

Лабораторная работа 14. Тормоза вагонов нового поколения

Цель работы: ознакомление с перспективами в развитии тормозного оборудования вагонов нового поколения железнодорожного подвижного состава.

1 Общие положения

Тормозные системы, применяемые на подвижном составе, в основном удовлетворяют требованиям эксплуатации. Однако для перспективных вагонов требуется существенное их совершенствование, а не модернизация.

Сегодня ОАО МТЗ ТРАНСМАШ разрабатывает и производит тормозное оборудование для всех типов грузовых и пассажирских вагонов, в том числе для скоростных и высокоскоростных вагонов, мотор-вагонного подвижного состава и подвижного состава метрополитенов. ОАО “Ритм” ТПТА (Тверское производство тормозной аппаратуры) выпускает тормозные краны и клапаны различного назначения, от надежности которых зависит устойчивая работа тормозной системы подвижного состава и, следовательно, его безопасность движения. ОАО “Транспневматика” разрабатывает и выпускает продукцию для подвижного состава железных дорог. Основная продукция этих предприятий: тормозные цилиндры (ТЦ), тормозные цилиндры со встроенным регулятором (ТЦР), тормозные цилиндры с автоматическим стояночным тормозом, авторегуляторы (РТПР), авторежимы, рукавные соединения.

В отечественном вагоностроении наметились два направления развития тормозных систем: совершенствование тормозной рычажной передачи (первый путь) и - совершенствование питательных и тормозных магистралей поезда (второй путь).

Совершенствование тормозной рычажной передачи

Этот путь совершенствования тормозной рычажной передачи направлен на устранение существующих недостатков тормозных рычажных передач:

- неравномерность усилий нажатия тормозных колодок по тележкам вагона;

- громоздкость передачи и сложность ее регулирования;

- низкий КПД из-за потерь усилий через множество рычагов;

- отсутствие возможности регулирования тормозных сил отдельно на каждой тележке.

В соответствии с утвержденными “Общими техническими требованиями к грузовым вагонам нового поколения” в тормозной системе грузовых вагонов (в первую очередь, вагонов бункерного типа и вагонов платформ с неравномерной загрузкой по разным тележкам) предусматривается применение раздельного потележечного торможения.

Технически это выполняется путем установки двух тормозных цилиндров, автономно воздействующих на рычажную передачу каждой тележки.

Раздельная потележечная система торможения имеет следующие преимущества:

- выше КПД тормозной рычажной передачи благодаря уменьшению числа шарнирных соединений;

- жесткость деталей рычажной передачи больше за счет сокращения их длины;

- усилий нажатия колодок на каждую тележку имеет равномерное распределение;

- регулировка рычажной передачи проще;

- надежность работы тормоза вагона выше благодаря автономному воздействию тормозных цилиндров на каждую тележку;

-тормозные силы в каждой тележке регулируются в зависимости от приходящейся на нее нагрузки.

Во всех конструкциях тормозных систем тормозное оборудование расположено на раме вагона. Это позволяет применять на грузовых вагонах серийно изготавливаемую тележку, принятую общесетевой для дорог России.

ОАО “ТИИР” разрабатывает для железнодорожного подвижного состава тормозные колодки из нового материала. Так были созданы колодки из новых композиционных материалов ТИИР-302, ТИИР-308, которые не содержат асбеста. Безасбестовые композиционные материалы отличаются повышенной теплопроводностью и износостойкостью по сравнению с асбестосодержащим материалом ТИИР-300. Повышенная теплопроводность колодок улучшает теплоотвод с поверхности катания колеса, снижает концентрацию температур в зоне контакта, что, в свою очередь, снижает образование дефектов на поверхности катания колесных пар. ОАО “ВАТИ” выпустило новую партию колодок ТИИР-302 с сетчато-проволочным каркасом (СПК).

Высокие скорости движения пассажирских поездов привели к модернизации тормозной системы вагонов. Разработаны новые пассажирские вагоны с дисковыми тормозами, удовлетворяющие необходимым условиям эксплуатации. В них вместо металлокерамических колодок используют тормозные накладки из композиционного материала ТИИР-340. Материалы и компоненты, входящие в состав колодок, малотоксичны с точки зрения биологического воздействия на человека и окружающую среду, в то время как металлокерамические материалы содержат в качестве добавок свинец. Такие накладки дешевле и легче в 1,5 раза. Кроме того, композиционные материалы, по сравнению с металлокерамическими, имеют меньший модуль упругости и их твердость ниже. Использование накладок из композиционных материалов в дальнейшем может снизить расходы на замену накладок при эксплуатации. Это связано с применением технологии восстановления накладок (при формовании нового фрикционного материала на металлической подложке). Таким образом, накладки из композиционных материалов, применяемые в узлах дисковых тормозов скоростных пассажирских вагонов, имеют высокую износостойкость и термомеханическую прочность.

В настоящее время разработана тормозная рычажная передача, оборудованная триангелями с безрезьбовым соединением крепления башмаков. Введено торсионное устройство для равномерного отвода колодок от поверхности катания колес после отпуска тормоза, обеспечивающее равномерное распределение тормозного нажатия на каждое колесо вагона.

Совершенствование питательных и тормозных магистралей поезда

Второе направление совершенствования тормозных систем направленно на изменение трубопроводов питательных и тормозных магистралей поезда, так как они часто повреждаются и их трудно восстанавливать в условиях эксплуатации. Особенно часто происходят изломы магистральной трубы в местах резьбовых соединений тройников, в муфтах и у концевых кранов.

В существующем воздухопроводе применяют стальные усиленные холоднодеформированные трубы. Это позволяет использовать безрезьбовое соединение трубопроводов на грузовых вагонах нового поколения, а также модернизировать воздухопроводы на существующих вагонах, что дает следующие преимущества:

Герметичность соединений обеспечивают с помощью резиновых уплотнительных колец, надеваемых на трубу. Их зажимают в фасках или канавках штуцеров с помощью шайб и накидных гаек.

Механическая прочность соединений труб обусловлена пружинными нарезными кольцами, взаимодействующими с конической поверхностью накидных гаек. При затягивании гаек пружинные кольца диаметрально сжимаются, охватывая трубу или штуцер. За счет сил трения конструкция удерживается от продольного перемещения.

Размещение тормозного оборудования в современном вагоне

Для грузовых вагонов нового поколения разработан комплекс тормозного оборудования, в который входят:

- автоматический регулятор тормозных рычажных передач РТРП-300 с уменьшенным выходом винта до 300 мм вместо РТРП - 675 М;

- тормозной цилиндр диаметром 10 №710;

- автоматический регулятор режимов торможения (авторежим) №265А-4 с увеличенным диапазоном регулирования давления сжатого воздуха в тормозном цилиндре;

- узел питательного клапана лепесткового типа с отверстием для быстрого выпуска сжатого воздуха из тормозного цилиндра при торможении.

Вышеуказанные комплексы тормозных приборов устанавливают на грузовые вагоны с тележками типа 18-194-01, которые имеют потележечное торможением. Такая конструкция расположения позволяет исключить присущие традиционной тормозной схеме громоздкие рычажные передачи под вагоном.

2 Порядок выполнения работы

1. Изобразить схему традиционной тормозной системы и схему тормозной системы новых вагонов и дать краткое описание их работы.

2. Схематически изобразить типовую конструкцию безрезьбового соединения труб.

3. Отчет о проделанной работе оформляется на бумаге формата А 4 с обеих сторон.

3 Контрольные вопросы

1. Какие недостатки у существующих рычажных передач?

2. Какие преимущества у безрезьбовых соединений труб?

3. Из какого оборудования состоит тормозная система нового поколения.



Cписок рекомендуемых источников

1) Лукин, В.В. Вагоны. Общий курс [Текст] / В.В. Лукин, П.С. Анисимов - М.: Маршрут, 2004. - 424 с.

2) Азовский, А.П. Вагоны. Основы конструирования и экспертизы технических решений [Текст] / А.П. Азовский, Е.В. Александров, В.В. Кобищанов, В.Н. Котуранов. - М.: Маршрут, 2005. - 490 с.

3) Лукин, В.В. Конструирование и расчёт вагонов [Текст] / В.В. Лукин, Л.А. Шадур, В.Н. Котуранов. - М.: УМК МПС, 2000. - 731 с.

Размещено на Allbest.ru

...