Для смягчения (амортизации) боковых толчков вагона, возникающих при извилистом движении колесной пары и набегании гребня на рельс, а также при входе тележки в кривую и прохождении стрелочных переводов, в рессорном подвешивании вагонов устанавливаются возвращающие устройства, которые упруго препятствуют отклонению кузова от среднего положения.
Функции возвращающего устройства в тележках грузовых вагонов выполняют пружины, у которых возвращающая сила пропорциональна их горизонтальной деформации.
В тележках пассажирских вагонов возвращающее устройство выполнено в виде люльки. При отклонении кузова в поперечном направлении над рессорная балка перемещается относительно рамы тележки.
При этом происходит отклонение люлечных подвесок и дополнительное сжатие пружин, вызывающие возникновение возвращающего усилия. Люлечные подвески выполняются с постоянной или изменяемой длиной.
Они могут иметь одинарные либо двухзвенные шарниры с взаимно перпендикулярными осями и различаются по способу крепления их раме тележки.
В тележках последних лет постройки применяются шарнирно-сочлененыe двухзвенные люлечные подвески. При больших отклонениях надрессорной балки создаются дополнительные вращающие усилия за счет переменяя нижнего звена, когда верхнее звено отклонилось до упора.
В тележках скоростных вагонов, имеющих безлюлечную конструкцию центрального подвешивания, возвращающие усилия в пневморессоре баллонного типа создаются за счет специальных поводковых устройств и сил другой деформации рези но карданной юл очки пневморессоры в горизонтальной плоскости и той жесткостью, которой она обладает как рессора.
В пневморессорах диафрагменного типа возвращающая сила создается за счет избыточного давления воздуха в рeсcope и сил упругой деформации рези но-карданной оболочки.
В тележках вагонов дизель-поездов, имеющих также безлюлечную конструкцию, но с пружинным центральным подвешиваем, возвращающее усилие создается счет сил упругой деформации пружин в горизонтальной плоскости.
Гасители колебаний вводятся в рессорное подвешивание для создания сил сопротивления колебательному процессу обрессоренивания масс вагона и уменьшения амплитуды при резонансах. Существует много разновидностей конструкций гасителей колебаний, которые делятся на вида: фрикционные и гидравлические.
В тележках грузовых вагонов применяются фрикционные гасители, так как они просты по конструкции и надежны в работе, хотя обладают недостаточной стабильностью.
Фрикционный гаситель колебаний двухосной тележки имеет два фрикционных клина 2, размещенных между наклонными поверхностями надрессорной балки 1 и фрикционными планками 3, укрепленными на колонках 4 боковой рамы тележки.
Клинья опираются на двухрядные цилиндрические пружины 5.
При колебании обрессоренных масс вагона фрикционные клинья перемещаются относительно фрикционных планок и наклонных поверхностей надрессорной балки, в результате чего возникают силы трения, способствующие созданию сопротивления колебательному процессу.
Величина силы трения пропорциональна прогибу пружин. Она возрастает по мере увеличения прогиба, так как в этот момент возрастают силы, прижимающие клинья к фрикционной планке.
Гидравлические гасители колебаний устанавливают в тележках пассажирских вагонов.
В этих гасителях сила сопротивления создается за счет перетекания жидкости через узкие (дроссельные) отверстия из под поршневой полости рабочего цилиндра в над поршневую и резервуар (при ходе поршня вниз) и из над поршневой полости рабочего цилиндра и резервуара в под-поршневую (при ходе поршня вверх).
При этом силы сопротивления с течением времени мало изменяются, так как они зависят в основном от вязкости жидкости и износа посадочных поверхностей клапанов и дроссельных отверстий, которые в эксплуатации мало изменяются.
В тележках пассажирских вагонов установлены гидро гасители производства Калининского вагоностроительного завода и Ленинградского института инженеров железнодорожного транспорта (КВЗ-ЛИИЖТ), ГДР (типа BBW) и ВНР (типа Raba).
Эти гасители работают аналогично и имеют несущественные конструктивные особенности.
Гаситель колебаний типа КВЗ-ЛИИЖТ имеет цилиндр 12, который одним концом установлен в углубление фланца 13 нижнего клапана 16 и прижат направляющей втулкой 8.
Шток 22 с поршнем 19 ввернут в верхнюю головку 27 и закреплен винтом 3.
Верхний клапан 21 ввернут в углубление поршня и штока и также закреплен пружинным кольцом 20. Нижний клапан 16 с пружинным кольцом 15 во фланце 13 свободно вставлен в углубление нижней головки 14.
Через фрезерованные канавки головки нижняя часть клапана 16 сообщается с резервуаром 10.
К головке 14 приварен корпус 11, который является базой для сборки всех частей гасителя и, кроме этого, наружной стенкой резервуара. Для защиты от повреждения корпуса и штока и предотвращения проникновения пыли к верхней головке 27 привернут кожух 9.
Для предотвращения перетекания жидкости из полости А в над поршневую и обратно поршень 19 снабжен чугунным уплотнительным кольцом 18.
Главное уплотняющее устройство штока на выходе из цилиндра — направляющая втулка 8, а вспомогательное — каркасные сальники 25 и 26.
Причем нижний сальник 25 обеспечивает снятие жидкости с поверхности штока при выходе его из цилиндра, а верхний — для снятия пыли и грязи при входе штока в цилиндр.
Каркасные сальники смонтированы в обойме j 23. Торцы цилиндра 12 уплотнены алюминиевыми кольцами 17.
Внутренние части гасителя (втулкаj 8, цилиндр 12, фланец клапана 13 за креплены натяжным кольцом 24, которое ввернуто в верхнюю часть кор пуса 11.
Натяжное кольцо 24 через металлическую шайбу 6 и резиновое уплотнение 7 упирается в обойму 20 и через нее нажимает на направляющую втулку 8, цилиндр 12, фланец и нижнюю головку 14. Кольцо 24 за стопорено планкой 4, один конец которой прикреплен к нему шурупом 5, а другой входит в прорезь корпуса 11.
Для крепления гасителя к надрессорной балке и раме тележки в верхней и нижней головках имеются отверстия с металлическими 2 и резиновыми втулками. Верхний 21 и нижний 16 клапаны взаимозаменяемы и снабжены предохранительными шариковыми устройствами для ограничения сопротивления гасителя при чрезмерных скоростях перемещения штока или повышения вязкости жидкости при низкой температуре.
В этих случаях шариковое устройство срабатывает и пере пускает часть жидкости, минуя дроссельные каналы, выполненные в виде прямоугольных прорезей на седле клапана.
Принцип работы гидро гасителя следующий. При сжатии поршень со штоком движется вниз (показано штриховой стрелкой), масло из полости А под давлением поршня дросселируется через калиброванные отверстия нижнего клапана и перетекает в полость Б между цилиндром и корпусом. Давление масла под поршнем возрастает и, как только преодолеет силу нажатия пружины на шайбу верхнего клапана, он открывается и масло попадает в над поршневую полость В.
При ходе растяжения гасителя (обратный ход или отдача) поршень движется вверх (на рис. 4.5 показано сплошной стрелкой), масло в над поршневой полости В под давлением дросселируется через калиброванные отверстия верхнего клапана и перетекает в под поршневую полость А. Кроме этого, в полость А масло поступает из полости Б.
Таким образом, усилие при растяжении зависит от давления масла в над поршневой полости В и степени разрежения в под поршневой полости А гасителя.
Гаситель типа BBW отличается от гасителя КВЗ-ЛИИЖТ в основном конструкцией клапанов и уплотнением штока на выходе из цилиндра.
Клапан этого гасителя состоит из двух частей: перепускного тарельчатого клапана и набора круглых стальных шайб, прижатых к седлу.
В нижних шайбах имеются вырезы. Уплотнение штока при выходе из гасителя обеспечивается за счет металлических колец.
Гаситель «Raba» от гасителя КВЗ-ЛИИЖТ отличается устройством клапанов и головок. Клапан такого гасителя состоит из набора тонких стальных шайб, опирающихся на седло.
Гидравлические гасители колебаний заполняются веретенным, приборным или трансформаторным маслом, а также другими специальными жидкостями. На железных дорогах бывшего СССР используется приборное масло МВП по ГОСТ 1805—76.
В последние годы разработана принципиально новая конструкция гидравлического гасителя колебаний вязкого трения для подвижного состава с приводом кривошип но шатунного типа. Заполнение каналов этого гасителя осуществляется специальной полиметилсиликсановой жидкостью (ПМСЖ), обладающей в 60—80 тысяч раз большей вязкостью при + 50 °С и примерно в 30 раз меньшим диапазоном ее изменения в интервале температур ±50 °С.
Такая конструкция гасителя отличается повышенной надежностью и стабильностью работы.
Функции возвращающего устройства в тележках грузовых вагонов выполняют пружины, у которых возвращающая сила пропорциональна их горизонтальной деформации.
В тележках пассажирских вагонов возвращающее устройство выполнено в виде люльки. При отклонении кузова в поперечном направлении над рессорная балка перемещается относительно рамы тележки.
При этом происходит отклонение люлечных подвесок и дополнительное сжатие пружин, вызывающие возникновение возвращающего усилия. Люлечные подвески выполняются с постоянной или изменяемой длиной.
Они могут иметь одинарные либо двухзвенные шарниры с взаимно перпендикулярными осями и различаются по способу крепления их раме тележки.
В тележках последних лет постройки применяются шарнирно-сочлененыe двухзвенные люлечные подвески. При больших отклонениях надрессорной балки создаются дополнительные вращающие усилия за счет переменяя нижнего звена, когда верхнее звено отклонилось до упора.
В тележках скоростных вагонов, имеющих безлюлечную конструкцию центрального подвешивания, возвращающие усилия в пневморессоре баллонного типа создаются за счет специальных поводковых устройств и сил другой деформации рези но карданной юл очки пневморессоры в горизонтальной плоскости и той жесткостью, которой она обладает как рессора.
В пневморессорах диафрагменного типа возвращающая сила создается за счет избыточного давления воздуха в рeсcope и сил упругой деформации рези но-карданной оболочки.
В тележках вагонов дизель-поездов, имеющих также безлюлечную конструкцию, но с пружинным центральным подвешиваем, возвращающее усилие создается счет сил упругой деформации пружин в горизонтальной плоскости.
Гасители колебаний вводятся в рессорное подвешивание для создания сил сопротивления колебательному процессу обрессоренивания масс вагона и уменьшения амплитуды при резонансах. Существует много разновидностей конструкций гасителей колебаний, которые делятся на вида: фрикционные и гидравлические.
В тележках грузовых вагонов применяются фрикционные гасители, так как они просты по конструкции и надежны в работе, хотя обладают недостаточной стабильностью.
Фрикционный гаситель колебаний двухосной тележки имеет два фрикционных клина 2, размещенных между наклонными поверхностями надрессорной балки 1 и фрикционными планками 3, укрепленными на колонках 4 боковой рамы тележки. Клинья опираются на двухрядные цилиндрические пружины 5.
При колебании обрессоренных масс вагона фрикционные клинья перемещаются относительно фрикционных планок и наклонных поверхностей надрессорной балки, в результате чего возникают силы трения, способствующие созданию сопротивления колебательному процессу.
Величина силы трения пропорциональна прогибу пружин. Она возрастает по мере увеличения прогиба, так как в этот момент возрастают силы, прижимающие клинья к фрикционной планке.
В этих гасителях сила сопротивления создается за счет перетекания жидкости через узкие (дроссельные) отверстия из под поршневой полости рабочего цилиндра в над поршневую и резервуар (при ходе поршня вниз) и из над поршневой полости рабочего цилиндра и резервуара в под-поршневую (при ходе поршня вверх).
При этом силы сопротивления с течением времени мало изменяются, так как они зависят в основном от вязкости жидкости и износа посадочных поверхностей клапанов и дроссельных отверстий, которые в эксплуатации мало изменяются.
В тележках пассажирских вагонов установлены гидро гасители производства Калининского вагоностроительного завода и Ленинградского института инженеров железнодорожного транспорта (КВЗ-ЛИИЖТ), ГДР (типа BBW) и ВНР (типа Raba).
Эти гасители работают аналогично и имеют несущественные конструктивные особенности.
Гаситель колебаний типа КВЗ-ЛИИЖТ имеет цилиндр 12, который одним концом установлен в углубление фланца 13 нижнего клапана 16 и прижат направляющей втулкой 8.
Шток 22 с поршнем 19 ввернут в верхнюю головку 27 и закреплен винтом 3.
Верхний клапан 21 ввернут в углубление поршня и штока и также закреплен пружинным кольцом 20. Нижний клапан 16 с пружинным кольцом 15 во фланце 13 свободно вставлен в углубление нижней головки 14.
Через фрезерованные канавки головки нижняя часть клапана 16 сообщается с резервуаром 10.
К головке 14 приварен корпус 11, который является базой для сборки всех частей гасителя и, кроме этого, наружной стенкой резервуара. Для защиты от повреждения корпуса и штока и предотвращения проникновения пыли к верхней головке 27 привернут кожух 9.
Для предотвращения перетекания жидкости из полости А в над поршневую и обратно поршень 19 снабжен чугунным уплотнительным кольцом 18.
Главное уплотняющее устройство штока на выходе из цилиндра — направляющая втулка 8, а вспомогательное — каркасные сальники 25 и 26.
Причем нижний сальник 25 обеспечивает снятие жидкости с поверхности штока при выходе его из цилиндра, а верхний — для снятия пыли и грязи при входе штока в цилиндр.
Каркасные сальники смонтированы в обойме j 23. Торцы цилиндра 12 уплотнены алюминиевыми кольцами 17.
Внутренние части гасителя (втулкаj 8, цилиндр 12, фланец клапана 13 за креплены натяжным кольцом 24, которое ввернуто в верхнюю часть кор пуса 11.
Натяжное кольцо 24 через металлическую шайбу 6 и резиновое уплотнение 7 упирается в обойму 20 и через нее нажимает на направляющую втулку 8, цилиндр 12, фланец и нижнюю головку 14. Кольцо 24 за стопорено планкой 4, один конец которой прикреплен к нему шурупом 5, а другой входит в прорезь корпуса 11.
Для крепления гасителя к надрессорной балке и раме тележки в верхней и нижней головках имеются отверстия с металлическими 2 и резиновыми втулками. Верхний 21 и нижний 16 клапаны взаимозаменяемы и снабжены предохранительными шариковыми устройствами для ограничения сопротивления гасителя при чрезмерных скоростях перемещения штока или повышения вязкости жидкости при низкой температуре.
В этих случаях шариковое устройство срабатывает и пере пускает часть жидкости, минуя дроссельные каналы, выполненные в виде прямоугольных прорезей на седле клапана.
Принцип работы гидро гасителя следующий. При сжатии поршень со штоком движется вниз (показано штриховой стрелкой), масло из полости А под давлением поршня дросселируется через калиброванные отверстия нижнего клапана и перетекает в полость Б между цилиндром и корпусом. Давление масла под поршнем возрастает и, как только преодолеет силу нажатия пружины на шайбу верхнего клапана, он открывается и масло попадает в над поршневую полость В.
При ходе растяжения гасителя (обратный ход или отдача) поршень движется вверх (на рис. 4.5 показано сплошной стрелкой), масло в над поршневой полости В под давлением дросселируется через калиброванные отверстия верхнего клапана и перетекает в под поршневую полость А. Кроме этого, в полость А масло поступает из полости Б.
Таким образом, усилие при растяжении зависит от давления масла в над поршневой полости В и степени разрежения в под поршневой полости А гасителя.
Гаситель типа BBW отличается от гасителя КВЗ-ЛИИЖТ в основном конструкцией клапанов и уплотнением штока на выходе из цилиндра.
Клапан этого гасителя состоит из двух частей: перепускного тарельчатого клапана и набора круглых стальных шайб, прижатых к седлу.
В нижних шайбах имеются вырезы. Уплотнение штока при выходе из гасителя обеспечивается за счет металлических колец.
Гаситель «Raba» от гасителя КВЗ-ЛИИЖТ отличается устройством клапанов и головок. Клапан такого гасителя состоит из набора тонких стальных шайб, опирающихся на седло.
Гидравлические гасители колебаний заполняются веретенным, приборным или трансформаторным маслом, а также другими специальными жидкостями. На железных дорогах бывшего СССР используется приборное масло МВП по ГОСТ 1805—76.
В последние годы разработана принципиально новая конструкция гидравлического гасителя колебаний вязкого трения для подвижного состава с приводом кривошип но шатунного типа. Заполнение каналов этого гасителя осуществляется специальной полиметилсиликсановой жидкостью (ПМСЖ), обладающей в 60—80 тысяч раз большей вязкостью при + 50 °С и примерно в 30 раз меньшим диапазоном ее изменения в интервале температур ±50 °С.
Такая конструкция гасителя отличается повышенной надежностью и стабильностью работы.
