Что такое энергоемкость поглощающего аппарата
Поглощающий аппарат
Поглощающий аппарат предназначается для снижения продольных усилий в поезде и при маневровых операциях на сортировочных горках путем преобразования кинетической энергии соударяющихся масс главным образом в тепловую и частично в потенциальную энергию упругих элементов аппарата.
От исправного действия его зависит сохранность подвижного состава, перевозимого груза, а также комфортабельность пассажирского вагона.
Энергоемкость (эффективность) поглощающего л аппарата равна величине кинетической энергии удара, воспринимаемой аппаратом при силе, не превышающей 2 МН.
При этом величина сжатия аппарата должна быть близка к полному его ходу. Ходом аппарата принято считать наибольшую величину перемещения его деталей при сжатии.
После полного сжатия аппарат представляет собой жесткое тело.
Для существующих условий эксплуатации подвижного состава энергоемкость поглощающих аппаратов четырехосных вагонов установлена не менее 60 кДж, а восьмиосных вагонов — не менее ПО кДж.
При определении энергоемкости принята расчетная скорость соударения, равная 9,5 км/ч.
Величина хода аппаратов эксплуатирующихся четырехосных вагонов составляет 70 мм, а восьмиосных вагонов ПО мм.
Для вновь проектируемых аппаратов четырех- и восьмиосных вагонов допускается увеличение хода до 120 и 160 мм соответственно.
Наибольшая сила в процессе полного сжатия аппарата не должна превышать 2,5 МН (250 тс).
Сила начальной затяжки, при которой начинается процесс сжатия аппарата, должна быть не более 0,2 МН (20 тс).
Статическая сила закрытия аппарата, соответствующая полной величине его сжатия при медленном приложении нагрузки, должна быть не менее 1 МН (100 тс).
Указанная норма определяется усилием двойной или тройной тяги локомотивов, которое может возникнуть в процессе движения поезда по расчетному подъему.
Коэффициент необратимого поглощения энергии — это отношение необратимо поглощенной энергии к энергии, воспринятой аппаратом.
Допускается применение аппаратов, коэффициент необратимого поглощения энергии которых не менее 0,6, т. е. допускается отдача энергии удара не более 40%.
Показатели стабильности работы аппаратов отражают способность аппаратов сохранять основные эксплуатационные характеристики при многократных повторных нагружениях.
Эти показатели также нормируются.
Долговечность поглощающего аппарата оценивается по количеству воспринятой аппаратом энергии удара.
Аппарат должен воспринять без повреждений не менее 150 МДж работы в определенном режиме испытаний, при этом энергоемкость его не должна уменьшаться более чем на 25% наибольшей.
Классификация и характеристики поглощающих аппаратов
Поглощающий аппарат – устройство предназначенное для уменьшения воздействия продольных динамических растягивающих и сжимающих усилий.
При оценке существующих аппаратов принято оценивать по следующим основным параметрам:
ЭНЕРГОЕМКОСТЬ – величина кинетической энергии удара воспринимаемая аппаратом при ударном сжатии на величину близкую к полному ходу. Для современных аппаратов примерно составляет от 60 до 160 кДж.
ПОЛНЫЙ ХОД АППАРАТА– наибольшая величина его сжатия допускаемая конструкцией. Для современных аппаратов примерно составляет от 70 до 120 мм.
КОЭФФИЦИЕНТ НЕОБРАТИМОГО ПОГЛАЩЕНИЯ – это отношение необратимо поглощенной энергии к энергии воспринятой аппаратом. Для современных аппаратов должен составлять не менее 0,6 (для грузового движения).
По принципу работы аппараты классифицируются:
На современном подвижном составе наибольшее распространение получили аппараты первых трех групп: Пружинные, Пружинно-фрикционные, Резиновые.
Пружинные – в буферах и переходных площадках пассажирских вагонов;
Резиновые – в качестве поглощающего аппарата на пассажирских вагонах и на МВС.
Пружинно-фрикционные в остальном движении.
Пневматические аппараты применяются на высокоскоростном движении (ЭР200)
Рассмотрим достоинства и недостатки указанных аппаратов:
По форме расчетной характеристики аппараты бывают:
Что такое энергоемкость поглощающего аппарата
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 октября 2014 г. N 1396-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32913-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июня 2015 г.
7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Декабрь 2019 г.
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»
1 Область применения
Настоящий стандарт не распространяется на поглощающие аппараты железнодорожного подвижного состава, предназначенного для обеспечения потребностей физических и юридических лиц в работах (услугах) в местах необщего пользования на основе договоров или для собственных нужд и не имеющего права эксплуатации на железнодорожных путях общего пользования.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 2.106-96 Единая система конструкторской документации. Текстовые документы
ГОСТ 2.601 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы
ГОСТ 15.309-98 Система разработки и постановки продукции на производство. Испытания и приемка выпускаемой продукции. Основные положения
ГОСТ 3475 Устройство автосцепное подвижного состава железных дорог колеи 1520 (1524) мм. Установочные размеры
ГОСТ 4751 Рым-болты. Технические условия
ГОСТ 10905 Плиты поверочные и разметочные. Технические условия
ГОСТ 15150 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 18321 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции
ГОСТ 19433.1 Грузы опасные. Классификация*
* В Российской Федерации действует ГОСТ 19433-88 «Грузы опасные. Классификация и маркировка».
ГОСТ 23170 Упаковка для изделий машиностроения. Общие требования
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 поглощающий аппарат: Устройство, входящее в состав сцепных и автосцепных устройств железнодорожного подвижного состава, предназначенное для поглощения энергии и амортизации продольных усилий, действующих на подвижной состав.
3.2 класс: Группа поглощающих аппаратов, определяемая их энергоемкостью.
3.3 статическое нагружение поглощающего аппарата: Сжатие с любой малой скоростью, не превышающей 0,05 м/с.
3.4 динамическое нагружение поглощающего аппарата: Сжатие при начальной скорости деформации более 0,5 м/с.
3.5 силовая характеристика поглощающего аппарата: График зависимости силы сопротивления поглощающего аппарата при сжатии и восстановлении исходного состояния (отдаче) от деформации.
3.6 статическая характеристика поглощающего аппарата: Силовая характеристика при статическом нагружении.
3.7 динамическая характеристика поглощающего аппарата: Силовая характеристика при динамическом нагружении.
3.8 рабочий ход поглощающего аппарата: Величина сжатия (деформации).
3.9 конструкционный ход: Максимальный рабочий ход поглощающего аппарата, допускаемый его конструкцией без повреждения или разрушения каких-либо элементов этой конструкции.
3.10 усилие начальной затяжки: Минимальная сила, которую необходимо приложить к поглощающему аппарату при статическом нагружении, чтобы он начал сжиматься.
3.11 сила закрытия: Минимальная сила, которую нужно приложить к поглощающему аппарату для сжатия его на конструкционный ход.
3.12 усилие возврата: Минимальная сила, препятствующая восстановлению поглощающего аппарата в исходное состояние, в котором он находился до приложения внешней силы.
3.13 воспринятая энергия: Энергия, необходимая для сжатия поглощающего аппарата на величину рабочего хода, при заданных условиях нагружения.
3.14 введенная энергия: Суммарная энергия, воспринятая поглощающим аппаратом в процессе статических или динамических нагружений.
3.15 энергия отдачи: Энергия, возвращаемая поглощающим аппаратом при восстановлении исходного состояния, в котором поглощающий аппарат находился до приложения внешней силы.
3.16 поглощенная энергия: Энергия, необратимо поглощенная поглощающим аппаратом, равная разности воспринятой энергии и энергии отдачи.
3.17 коэффициент необратимого поглощения энергии: Отношение поглощенной энергии к воспринятой.
3.18 энергоемкость: Количество энергии, воспринятой поглощающим аппаратом при статическом или динамическом нагружении.
3.19 статическая энергоемкость: Энергоемкость при статическом нагружении на величину сжатия, равную конструкционному ходу.
3.20 максимальная энергоемкость: Энергоемкость, полученная при соударении двух вагонов массой (100±5) т каждый, при максимальной силе или силе закрытия, не превышающей максимальную.
3.21 номинальная энергоемкость: Энергоемкость, полученная при соударении двух вагонов массой (100±5) т каждый, при номинальной силе или силе закрытия, не превышающей номинальную.
3.22 номинальная скорость соударения: Скорость соударения двух вагонов массой (100±5) т каждый, оборудованных поглощающими аппаратами, при номинальной силе.
3.23 приработка поглощающего аппарата: Процесс многократных нагружений, в результате которого происходит изменение геометрии поверхностей трения и взаимное выравнивание шероховатостей трущихся поверхностей, а также стабилизация энергоемкости аппарата.
3.24 энергоемкость в состоянии поставки: Энергоемкость поглощающего аппарата при динамическом нагружении на конструкционный ход и силе, не превышающей максимальную нормативную силу, до его приработки.
3.25 работоспособность: Соответствие энергоемкости фрикционных аппаратов в состоянии поставки нормативным требованиям.
3.26 заклинивание: Невозвращение в исходное состояние поглощающего аппарата, сжатого на какую-либо величину рабочего хода, после снятия нагрузки в результате превышения силы трения покоя над возвращающей силой.
4 Классификация
4.2 Поглощающие аппараты делятся на поглощающие аппараты для грузового подвижного состава и на поглощающие аппараты для пассажирского подвижного состава.
4.3 По эксплуатационным техническим показателям поглощающие аппараты для грузового подвижного состава делятся на следующие классы:
— поглощающие аппараты класса Т1, предназначенные для вагонов, перевозящих все виды грузов (кроме опасных грузов), а также маневровых локомотивов массой до 100 т включительно;
— поглощающие аппараты класса Т2, предназначенные для специализированных вагонов, перевозящих ценные грузы, опасные грузы классов 3, 4, 5, 8, 9 по ГОСТ 19433.1*, а также вагонов с расчетной массой брутто свыше 120 т и магистральных локомотивов;
* В Российской Федерации действует ГОСТ 19433-88 «Грузы опасные. Классификация и маркировка».
— поглощающие аппараты класса Т3, предназначенные для вагонов, перевозящих особо опасные грузы классов 1, 2, 6, 7 по ГОСТ 19433.1*, а также маневровых локомотивов массой свыше 100 т.
* В Российской Федерации действует ГОСТ 19433-88 «Грузы опасные. Классификация и маркировка».
Поглощающие аппараты подвижного состава
Поглощающие аппараты применяются для обеспечения частичного смягчения удара, снижения разрывных усилий, возникающих в торцевой балке, в месте сочленения автосцепного устройства и хребтовой рамы кузова. Эффективность их работы осуществлена посредством образования в механизме аппарата противодействующих сил сопротивления, а также изменения и распределения энергии соударения в другие виды кинетических сил.
В данное время, в конструкции механизмов поглощающих аппаратов устанавливаемых на новые вагоны, имеются значительные изменения, от раннее выпускаемых. Причиной тому послужило введение OCT 32.175 в начале 2000 годов, что способствовало разработке новых видов поглощающих аппаратов с использованием современных устройств и инновационных материалов. Порядка двенадцати крупносерийно изготавливаемых моделей поглощающих аппаратов спроектировано за последнее десятилетие.
По техническим характеристикам и методам гашения кинетической энергии, поглощающие аппараты разделены на следующие виды:
Фрикционные (ударопогашение преобразуется трением возникающим при работе фрикционных элементов конструкции)
Гидравлические (распределение сил при перетекании жидкости в рабочих камерах)
Эластомерные (сопротивление путем сдавливания эластомерного материала)
Аппараты из упругих элементов (преобразование поступившей силы при трении и деформации упругих частей)
Комбинированные (предполагает использование в конструкции аппарата более одного вышеуказанного способа)
Все производимые модели должны соответствовать стандартизирующему требованию по габаритным размерам, предусматривающее обеспечение возможности установки на железнодорожный подвижной состав, согласно ГОСТ 3475-81.
Все аппараты разделены на четыре типа в зависимости от энергоемкости
Ш-1-TM (Ш–шестигранный, 1–вариант конструкции, T–термоупроченный, M–модернизированный) устанавливается на четырехосные грузовые вагоны с длинной ударной розеткой 185мм и постройки до 1985 года. Конструктивный рабочий ход 70 мм, энергоемкость 25 кДж.
Ш-2-T второй вариант конструкции, устанавливается на восьмиосных грузовых вагонах. Конструктивный рабочий ход 110 мм, энергоемкость 65 кДж.
Ш-2-B (B–взаимозаменяемый) устанавливается на основные типы подвижного состава с длинной ударной розетки 130мм. Конструктивный рабочий ход 90 мм, энергоемкость 46 кДж.
Ш-6-TO-4 (6–вариант конструкции, T–термоупроченный, O–объединенный, для четырехосных вагонов) поставлялся на четырехосные вагоны с длинной выступающей части ударной розетки 130мм.
ПМК-110A (П–прямоугольный, MK–металлокерамический, 110A–рабочий ход) устанавливается на рефрижераторных, восьмиосных вагонах, фитинговых платформах для перевозки контейнеров.
ЦНИИ–H6 (ЦНИИ–центральный научно-исследовательский институт, H–Новикова) применяется на электропоездах, цельнометаллических вагонах, а также рефрижераторном подвижном составе.
Аппараты T1 используются на основных типах подвижного состава (платформы, полувагоны, крытые и т.д.), либо на вагонах эксплуатируемых в поездах, не подлежащих расформированию.
Поглощающий аппарат P–2П (P–резинометаллический, 2–вариант конструкции, П–пассажирский) устанавливается на пассажирские вагоны, электро и дизельпоезда. Поглощающий аппарат P–5П (P–резинометаллический, 5–вариант конструкции, П – пассажирский) с увеличенным ходом до 80мм, монтировался также на пассажирский подвижной состав.
Поглощающий аппарат PT–120 (P–резинометаллический, T–термо-упроченный, 120–рабочий ход) устанавливается на грузовые вагоны современного поколения.
Поглощающий аппарат ПМКП–110 (П–прямоугольный, MK–металло-керамический, П–полимерный,110–рабочий ход) используется на современных грузовых вагонах. В них применен подпорно-возвратный механизм состоящий из набора упругих полимерных блоков вместо пружин.
Поглощающий аппарат АПМ-120-Т1 (АП–поглощающий аппарат, M–модернизированный, 120 – рабочий ход, T1–класс аппарата) устанавливается на грузовые вагоны нового поколения. Спроектирован на основе изготавливаемого поглощающего аппарата ПМКП–110K–23. Состоит из упруго-фрикционного механизма, где пружинный комплекс заменен пакетом упругих элементов.
Поглащающие аппараты категории T2 используются для перевозки дорогостоящих и опасных грузов.
Поглощающий аппарат 73ZW первый на железных дорогах России из эластомерных аппаратов, который стал применяться на грузовых вагонах. Производитель АО «КАМАКС», Польша
Поглощающий аппарат АПЭ-95-УВЗ (АПЭ–аппарат поглощающий эластомерный, 95–рабочий ход, мм, УВЗ–разработан уральским вагоностроительным заводом). Энергоемкость составляет 120 кДж.
Поглощающий аппарат АПЭ-90-А (А–разработан ОАО «АВИААГРЕГАТ»). Рабочий ход 90 мм, энергоемкость 115 кДж.
Аппараты класса T3 применяются на специальных грузовых вагонах для транспортировки особо опасных грузов таких как сжиженные газы и ядовитые вещества. Кним относятся поглощающий аппарат:
73ZW У2 Производства OOO «ЛЛМЗ-KAMAX», от предыдущей модели визуально он отличается уменьшенной толщиной плиты на 20 мм. Энергоемкость составляет 140 кДЖ.
Поглощающий аппарат АПЭ-120-И ОАО «АВИААГРЕГАТ»). с увеличенной эноргоемкостью до 150 кДж. Конструктивный ход 120 мм.
Начиная с 2005 года, на все изготавливаемые вагоны производится установка поглощающих аппаратов не ниже класса T1. Также с 2002 года все выпускаемые цистерны оснащаются аппаратами T2 и T3. С 2007 года, при проведении капитального и капитально-восстановительного ремонтов вагонов, в цехах ремонтных предприятий, происходит замена старых поглощающих аппаратов на новые, согласно классовой спецификации.
Поглощающие аппараты
1. Назначение поглощающих аппаратов
Поглощающие аппараты предназначены гасить часть энергии удара, уменьшая продольные растягивающие и сжимающие усилия, передающиеся на раму кузова вагона через автосцепку. Принцип их действия основан на возникновении в аппарате сил сопротивления и преобразовании кинетической энергии соударяющихся масс в другие виды энергии. По типу рабочего элемента, создающего силы сопротивления, поглощающие аппараты бывают: пружинные, пружинно-фрикционные, с резинометаллическими элементами, гидравлические и др. Пружинные аппараты не нашли широкого применения в вагонах из-за большой отдачи пружин и невозможности получить высокую энергоемкость в ограниченных габаритах в конструкциях вагонов. Они применяются лишь в буферных устройствах.
2. Пружинно-фрикционные аппараты
Пружинно-фрикционные аппараты автосцепки получили наибольшее распространение в вагонах из-за простоты и возможности их проектирования с удовлетворительными параметрами. Основная часть подвижного состава российских железных дорог оснащена пружинно-фрикционными поглощающими аппаратами шестигранного типа — аппаратами Ш-1-ТМ, которыми оборудовались четырехосные грузовые вагоны постройки до 1979 г., а затем преимущественно аппаратами Ш-2-В. Восьмиосные вагоны оснащались аппаратами типа Ш-2-Т и Ш-4-Т, имеющими отличие в габаритных размерах (Ш — шестигранный, Т — термически обработанный, М — модернизированный, В — взаимозаменяемый). Эти аппараты сходны между собой по конструкции и различаются в основном параметрами: энергоемкостью, ходом, первоначальной и конечной силой сжатия.
Пружинно-фрикционные аппараты шестигранного типа (рис. 3.54, а) состоят из корпуса 1 с шестигранной горловиной, в которой размещены нажимной конус 7 и три клина 6. Внутри корпуса поставлена двухрядная пружина: наружная 4 и внутренняя 3, сверху которой уложена нажимная шайба 5. С целью увеличения высоты пружины у аппаратов Ш-2-В, Ш-2-Т и Ш-4-Т отсутствует нажимная шайба.
Из анализа силовой характеристики (диаграммы) (рис. 3.54, б), показывающей зависимость между силой нажатия T в МН и величиной сжатия аппарата в мм, действие пружинно-фрикционных аппаратов сводится к следующему. Точка А диаграммы соответствует силе, возникающей от предварительного сжатия стяжным болтом 2, а точка В — усилию конечного сжатия при полном ходе X аппарата, когда нажимной конус 7 (см. рис. 3.54, а) полностью входит в корпус 1.При превышении силы предварительного сжатия (Т. А ), действующей на нажимной конус 7, фрикционные клинья 6, прижимаясь к внутренней поверхности горловины, перемещаются внутрь корпуса 1, передавая усилия на пружины 3 и 4 через нажимную шайбу 5. Давление клиньев на горловину корпуса возрастает по мере сжатия пружин, а следовательно, увеличиваются силы трения между трущимися поверхностями и силы сопротивления аппарата до величины, соответствующей точке В на диаграмме (см. рис. 3.54, б).
После уменьшения сжимающей силы до величины, соответствующей точке С, клинья остаются неподвижными вследствие удержания их силами трения. Дальнейшее уменьшение силы приведет к восстановлению (отдаче) аппарата за счет упругих сил пружин, которые по величине превышают силы трения клиньев о корпус. В точке Е диаграммы аппарат полностью восстановится и будет готов к восприятию следующего удара. Для того чтобы клинья при перемещении не перекашивались и не смещались в сторону, они сделаны в форме угла, а горловина корпуса аппарата выполнена шестигранной формы, т.е. клинья перемещаются по направляющим. Для облегчения восстановления аппарата грани горловины корпуса выполнены с уклоном 2° в наружную сторону.
Основные параметры аппарата определяют по его диаграмме: площадь OABD — энергоемкость; АВСЕ — необратимо поглощаемая энергия; OECD — потенциальная энергия деформации пружин, преодолевающая работу сил трения и возвращающая детали в исходное положение. После сборки аппарата и сжатия его под прессом на стягивающий болт навинчивают гайку, под которую ставят временную подкладку толщиной 10 мм, что обеспечивает свободную постановку его на вагон, а после первого удара в автосцепку и выпадания подкладки аппарат занимает нормальное положение в распор между задними и передними упорами.
Пружинно-фрикционный аппарат типа Ш-6-ТО-4 разработан для грузового четырехосного подвижного состава. Он состоит из корпуса 4 (рис. 3.55), выполненного за одно целое с тяговым хомутом, отъемного днища 9, нажимного конуса 1, трех фрикционных клиньев 2, опорной шайбы 3, наружной пружины б, двух внутренних пружин 7, между которыми установлена промежуточная шайба 5, и стяжного болта с гайкой 8. Аппарат Ш-6-ТО-4 имеет шестигранную схему фрикционного узла и принцип действия по типу рассмотренных выше конструкций. Он взаимозаменяем с аппаратами Ш-1ТМ и Ш-2-В по установочным размерам. Однако при установке данного аппарата в вагоны прежней постройки требуется модернизация упоров, обеспечивающих свободное размещение между ними съемного днища.
Поглощающий аппарат Ш-6-ТО-4У (рис. 3.56) является вариантом предыдущего типа. Его особенностью является то, что в конструкции отсутствует стяжной болт с гайкой. Поглощающий аппарат Ш-6-ТО-4У состоит из корпуса 1, изготовленного совместно с хомутовой частью, имеющей упоры 2, упорной плиты 3, конуса 4, фрикционных клиньев 5, размещенных в горловине б корпуса аппарата, и пружин 11 и 12, предварительно сжатых съемным днищем 10. В сжатом состоянии через вырез 7 закладываются сухари 9, которые после снятия монтажной нагрузки посредством заплечиков 8 и буртиков 13 (рис. 3.56, 6) корпуса фиксируют днище, удерживающее все детали в собранном состоянии аппарата.
Работа аппарата сводится к следующему. При действии продольной сжимающей силы от корпуса автосцепки через упорную плиту распорный клин 12 перемещает подвижные клинья 2 относительно неподвижных клиновидных вкладышей 5. От подвижных клиньев 2 уси¬лие передается на центральную опорную плиту 7, которая, перемещаясь совместно с подвижными клиньями 2, сжимает силовые пружины 9 и 10. В момент соприкосновения упорной плиты с торцами подвижных плит 1 они начинают продвигаться, в результате чего сила сопротивления возрастает с большей интенсивностью. Отбойная пружина 4 обеспечивает отжатие распорного клина 12 от подвижных клиньев 2 на обратном ходе аппарата при уменьшении продольных усилий, исключая заклинивание аппарата на ходе восстановления.
Поглощающий аппарат типа ПГФ-4 имеет аналогичную конструкцию с аппаратом ПФ-4 и отличается от него наличием гидроусилителя (рис. 3.59), размещенного в наружной силовой пружине удлинителя.
Гидроусилитель клапанного типа с автоматической подстройкой его сопротивления в зависимости от скорости соударения вагонов работает в квазистатическом и динамическом режимах нагружения.
В квазистатическом режиме сжатия аппарата цилиндр 2 гидроусилителя перемещается относительно штока 77. Рабочая жидкость (АМГ-10) при этом из камеры А через отверстие в поршне 4 и щель дифференциального клапана 7, поджатого пружиной 8, и далее через сливное отверстие 6 перетекает в компенсационную камеру Б резинотканевого сильфона 10. Сила сопротивления в таком режиме нагружения незначительна, так как при малой скорости сжатия аппарата гидравлическое сопротивление проходных отверстий мало и рабочая жидкость свободно перетекает из камеры А в компенсационную камеру Б. В динамическом (ударном) нагружении аппарата при больших скоростях его сжатия значительно увеличивается гидравлическое сопротивление проходных отверстий в поршне 4 и уплотняющим кольцом 3 и перепада давления на поршне до величины, на которую настроен дифференциальный клапан. После прекращения сжимающих сил дифференциальный клапан 7 возвращается в исходное положение, пружина 9, взаимодействуя с цилиндром 2 и крышкой 72, возвращает детали гидроусилителя в исходное положение. Одновременно рабочая жидкость из компенсационной камеры Б через отверстие 5 и щель клапана 7 перетекает в камеру А. Заправка гидроусилителя рабочей жидкостью производится через отверстие 7. Из-за наличия фрикционного и гидравлического узлов поглощающий аппарат ПГФ-4 относится к гидрофрикционному типу, обеспечивающему поглощение энергии удара бла¬годаря рассеиванию работы сил фрикционного взаимодействия деталей фрикционного узла и сопротивления гидроусилителя.
3. Гидравлические поглощающие аппараты
Действие гидравлических 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 ударных нагрузок в качестве упругого элемента применяют инертный газ. Гидрогазовые поглощающие аппараты разработаны в двух вариантах: ГА-ЮМ и ГА-500.
Гидравлический поглощающий аппарат ГА-100М (рис. 3.60, а) состоит из корпуса 7, имеющего цилиндрическую внутреннюю поверхность; нажимного поршня (стакана) 2, внутри которого размещен плавающий поршень 3; промежуточного дна 4, закрепленного в корпусе стопорными кольцами 7; второго плавающего поршня 5; штока б, который проходит через центральное отверстие промежуточного дна 4 и упирается одним концом в поршень 5. Другой конец штока меньшего диаметра свободно проходит в центральное отверстие днища поршня 2, в котором находятся дроссельные отверстия 8 и перепускные пазы 9.
В аппарате имеются три основные полости А, В и С. Полость А низкого давления заполняется нейтральным газом — азотом при начальном давлении 0,4 МПа. Полость В заливается рабочей жидкостью АМГ. Полость С высокого давления заполняется нейтральным газом при начальном давлении 9 МПа.
Под действием внешней нагрузки Т поршень 2 перемещается внутрь корпуса 7 вдоль неподвижного штока б. При этом рабочая жидкость через дроссельные отверстия 8 и пазы 9 перетекает из полости В в пространство B1, (рис. 3.60, б), воздействуя на плавающий поршень 3, перемещая его и сжимая газ в полости А. При дальнейшем движении днище поршня 2 упирается в выступ штока б, перекрывает пазы 9, увеличивая гидравлическое сопротивление аппарата. Затем под действием поршня 2 шток 6 начинает перемещаться, давит на плавающий поршень 5, преодолевая давление сжатого газа в полости С и сдвигая его вправо.
Таким образом, в полостях А и С повышается давление газа, что способствует сравнительно быстрому возвращению частей аппарата в исходное положение при снижении силы Т.
Положительным качеством гидравлических аппаратов является более выгодная форма силовой характеристики (рис. 3.60, в). Здесь сила удара в процессе сжатия не имеет скачков, что обеспечивает плавное движение вагонов в поезде, а также при маневровых соударениях. Кроме того, чем больше скорость соударения, тем выше энергоемкость аппарата, то есть обеспечивается саморегулирование характеристик. Это следует из диаграммы (рис. 3.60, в), где скорости соударения V1 Смотрите так же:
○ Ударно-тяговые устройства (автосцепка)
○ Альбом справочник грузовых вагонов
○ Общие сведения о вагонах