Пружинно-фрикционные аппараты

Большая часть грузовых вагонов РФ, стран СНГ и Балтии оборудована пружинно-фрикционными поглощающими аппаратами шестигранного типа (рис. 3.18).

Рис. 3.18. Пружинно-фрикционные поглощающие аппараты шестигранного типа:
а, б, в — соответственно типа Ш-1-ТМ, Ш-2В, Ш-2-Т

Аппаратами Ш-1-ТМ оснащались грузовые вагоны постройки до 1979 года, а затем четырехосные вагоны начали оборудоваться преимущественно аппаратами Ш-2-В, а восьмиосные вагоны аппаратами Ш-2-Т.

Пружинно-фрикционные поглощающие аппараты шестигранного типа имеют корпус 3 с шестигранной горловиной, в котором размещены прижимной конус 1 и три клина 2. Между клиньями и днищем корпуса 3 аппарата расположены пружины 4 и 5 подпорного комплекта. В аппарате Ш-1-ТМ имеется шайба 6, которая у аппаратов Ш-2-В и Ш-2-Т отсутствует, с целью увеличения высоты пружин.

Работает поглощающий аппарат пружинно-фрик-ционного типа следующим образом.

Под действием силы, передающейся на нажимной конус, он смещается, сжимая пружины и прижимая фрикционные клинья к корпусу аппарата. По мере сжатия аппарата и продвижения, расклиненных нажимным конусом, клиньев силы трения возрастают до наибольшей величины при полном сжатии пружин.

Работа, затрачиваемая на сжатие поглощающего аппарата, расходуется главным образом на преодоление сил трения — 75—90 %, а на сжатие пружин только — 10—25 %. Работа на преодоление сил трения полностью поглощается, т. е. превращается в тепловую энергию, а силы затрачиваемые на сжатие пружин, обеспечивают возвращение всех деталей аппарата в исходное положение.

Технические характеристики поглощающего аппарата Ш-2-В

Аппаратами Ш-2-Т оборудуются восьмиосные вагоны.

Поглощающий аппарат Ш-6-ТО-4 (рис. 3.19) имеет шестигранную схему фрикционного узла по типу аппаратов Ш-1-ТМ и Ш-2-В, но несколько в другом конструктивном исполнении.

Рис 3.19. Поглощающий аппарат Ш-6-ТО-4:
а) общий вид аппарата; б) схема аппарата: 1 — корпус; 2 — нажимной конус; 3 — фрикционные клинья; 4 — опорная шайба; 5 — наружная и внутренняя пружины; 6 — промежуточная шайба; 7 — съемное днище

Аппарат состоит из: корпуса 1, выполненного за одно целое с тяговым хомутом; отъемного днища 7; нажимного конуса 2; фрикционных клиньев 3; опорной шайбы 4; наружной и внутренней пружин 5, между которыми установлена промежуточная шайба 6; стяжного болта с гайкой (не показаны).

Технические характеристики поглощающего аппарата Т-6-ТО-4

Специалистами ООО «Вагонмаш», совместно с ВНИИЖТом и компанией «Майнер» (США), разработали современный поглощающий аппарат модели РТ-120 (рис. 3.20).

В качестве упругого узла в нем применен комплект из пяти полимерных элементов, поджатых с помощью шайбы, а демпфирующая часть состоит из трех фрикционных клиньев и нажимного конуса. На корпусе аппарата в зоне контакта с клиньями расположены Н-образные канавки. В них запрессованы бронзовые вкладыши, снижающие интенсивность износа поверхностей корпуса и клиньев.

Сам корпус поглощающего аппарата отливается из легированной стали и подвергается специальной термообработке с высокоточной закалкой и отпуском. Нажимной конус и фрикционные клинья, выполняются из другой легированной стали и также подвергаются специальной термообработке. Таким образом, рационально подобранные материалы трущихся пар (нажимной конус — фрикционные клинья — поверхность корпуса аппарата) обеспечивают стабильность работы поглощающего аппарата.

Рис. 3.20. Поглощающий аппарат модели РТ-120

Заряженный в заводских условиях аппарат монтируется на вагон без дополнительной подготовки. После первого соударения вагона аппарат автоматически переходит в рабочее состояние.

Ресурсные и эксплуатационные испытания аппарата подтвердили его гарантированную работу без ремонта более 16 лет и пробег не менее 2,8 млн. км.

Начиная с 2005 г. аппарат РТ-120 устанавливается на грузовые вагоны производства ФГУП «Уралвагонзавод».

Несколько по-другому устроены поглощающие аппараты с металлокерамическими элементами (ПМК).

Поглощающий аппарат ПМК-110А (рис. 3.21) относится к аппаратам пружинно-фрикционного типа, у которого в целях повышения энергоемкости и стабильности характеристик применены в качестве фрикционных элементов металлокерамические пластины.

Сборка аппарата ПМК-110А производится следующим образом. В корпус аппарата 10 в отверстие со стороны днища вводится стяжной болт 9. В корпусе аппарата устанавливаются неподвижные пластины 5 и заводятся пружины 7 и 8. На опорную поверхность пружин 7 и 8 устанавливается опорная пластина 6. Далее между боковыми стенками корпуса аппарата и неподвижными пластинами 5 размещаются подвижные пластины 1, которые своими опорными ребрами ложатся на опорную пластину 6. Фрикционные клинья 4 в свою очередь устанавливаются на наклонные поверхности опорной пластины 6, а нажимной конус 2 размещается между клиньями 4. Для окончательной сборки аппарата нажимной конус осаживается и детали аппарата фиксируются стяжным болтом 9 и гайкой 3.

Рабочий ход аппарата составляет — 110 мм, а энергоемкость — 70—85 кДж.

В настоящее время проходит опытную эксплуатацию поглощающий аппарат ПМКП-110, который является развитием серийного поглощающего аппарата ПМК-110К (рис. 3.22).

Рис. 3.21. Элементы пружинно-фрикционного поглощающего аппарата ПМК-110А с металлокерамическими элементами:
а) схема аппарата; б) общие виды деталей аппарата

Рис. 3.22. Поглощающий аппарат ПМКП-110

В нем вместо пружинного комплекта используется подпорно-возвратное устройство, представляющее собой набор упругих полимерных блоков. Применение полимерных блоков повышает энергоемкость аппарата и надежность его работы.