Фрикционный гаситель колебаний
Конструкция и устройство фрикционного гасителя колебаний на тепловозах 2ТЭ10М и 2ТЭ116 аналогичны. Рассмотрим его устройство и конструкцию на примере тепловоза 2ТЭ10М (рис. 2.18).
Колебания надрессорного строения, возникающие при движении тепловоза, гасятся с помощью фрикционных гасителей.
Корпус фрикционного гасителя колебаний установлен на раме тележки. Шток 4 одним концом упруго через амортизаторы 1, сухари 2 и обоймы 3 прикреплен к кронштейну буксы, а второй его конец аналогично соединен со стальной гильзой 5, зажатой пружиной 10 между двумя вкладышами 7. Вкладыши 7 имеют накладки 6 из фрикционного материала — ленты тормозной вальцованной толщиной 6—8 мм с коэффициентом трения по стали не менее 0,39.
Вид А
Рис. 2.18. Фрикционный гаситель колебаний:
1 — амортизатор; 2 — сухарь; 3 — обойма; 4—шток; 5—гильза; б—наклепанные накладки; 7—вкладыши; 8 — полиэтиленовая крышка; 9 — болт; 10—пружина; 11—вальцованная лента и крышка; 12 — шпонка; 13 — болт; 14 — гайка
При колебаниях надрессорного строения происходит перемещение рамы тележки относительно колесной пары с буксой. Это вызывает перемещение гильзы 5 между вкладышами 7, которые под воздействием пружины 10, установленной в крышке 11, создают по контактирующим поверхностям гильзы гасителя силу трения, являющуюся активной силой демпфирующих колебаний. Для предохранения от попадания пыли, влаги на рабочие поверхности гасителя сверху на корпус установлена быстросъемная полиэтиленовая крышка 8.
Демпфирующие свойства гасителя оцениваются силой трения, которая составляет 4,65—5,2 кН, или 5—5,5 % к подрессорной массе, приходящейся на буксовый узел. На основании динамических испытаний тепловоза рекомендуется принимать коэффициент демпфирования 4—5, т.е. отношение работы сил трения гасителей к работе упругих сил системы рессорного подвешивания при изменении прогиба от нуля до статического.
Фрикционный гаситель имеет симметричную характеристику (одинаковую при движении вверх и вниз) практически постоянного трения, не гасит вибрации (колебания с высокой частотой и небольшими амплитудами). Применяется гаситель на тепловозе для гашения вертикальных колебаний, которые могут развиваться с амплитудой ±30 мм и частотой до 2 Гц, и боковой качки подрессоренных масс. Устанавливается в первой ступени подвешивания между подрессоренными (рама тележки) и неподрессоренными (букса) элементами ходовых частей экипажа. Гашение колебаний силой сухого трения, естественно, сопровождается интенсивным износом гильзы гасителя, фрикционных накладок, линейный износ которых около 0,005 мм/ч. Поэтому эксплуатационного ресурса хватает по этим быстроизнашивающимся элементам гасителя не более чем на 400 тыс. км пробега тепловоза.
Повышение долговечности гасителей колебаний ведется в направлении уменьшения силы трения покоя, совершенствования кинематики привода гасителей, применения более износостойких фрикционных материалов и, наконец, создания гидравлических вязкостного трения гасителей колебаний. В этих гасителях сила сопротивления создается жидкостным трением полиметилсилоксановой жидкости марки ПМС-800000, имеющей кинематическую вязкость 0,8 м2/с,
в щелевом с радиальным зазором 0,20—0,65 мм четырехкамерном лабиринтном пространстве, образованном ротором и статором гасителя. Сила сопротивления пропорциональна ширине зазора и изменяется от скорости нелинейно (регрессивная характеристика). Привод ротора гасителя осуществляется упругим шатунно-кривошипным механизмом от буксового узла ходовой части тепловоза.
2.7. Рессорное подвешивание
Рессорное подвешивание тепловоза предназначено для уменьшения динамического воздействия колес на рельсы при движении по неровностям пути и обеспечения плавности хода тепловоза. Если бы вес тепловоза передавался на шейки осей без рессор, то напряжения, как в осях, так и в рельсах были бы чрезвычайно велики.
При индивидуальном подвешивании каждая колесная пара имеет независимые комплекты подвешивания с каждой стороны тележки. Рессорное подвешивание тележки тепловоза 2ТЭ116 и ТЭ10М аналогично, устройство рассмотрим на примере тепловоза 2ТЭ116 (рис. 2.19).
Оно состоит из 12 одинаковых групп (по шесть групп для каждой тележки), имеющих два одинаковых пружинных комплекта 2, установленных в специальных опорных гнездах корпуса буксы и опирающихся в обработанные поверхности, а также фрикционный гаситель колебаний 1.
Рис. 2.19. Рессорное подвешивание: 1 — фрикционный гаситель колебаний; 2 — пружинный комплект |
В пружинный комплект (рис. 2.20) входят три пружины: наружная 2, средняя 4, внутренняя 3, две опорные плиты 1 и 5 и регулировочные шайбы 6. Перед установкой на тележку пружинные комплек-
ты собирают и стягивают специальными технологическими болтами, которые после окончательной сборки тележки убирают и хранят вместе с технологическими шайбами тепловоза. Пружины рессорного подвешивания изготавливают из круглого калиброванного проката. Диаметры проката: для наружных пружин—36 мм, для средних — 23 мм, для внутренних — 16 мм.
Усилие, развиваемое пружинами под статической нагрузкой: наружной — 3090 кгс, средней 1100 кгс, внутренней — 565 кгс. Максимально допустимые усилия при динамическом прогибе: для наружной пружины — 4870 кгс, для средней — 1715 кгс, для внутренней — 880 кгс.
Для получения правильной развески по осям тепловоза пружинные комплекты формируют с учетом жесткости пружин в зависимости от их высоты под статической нагрузкой и разграничивают на три группы, номер группы для пружинного комплекта определяется по номеру группы наружной пружины. Формируют комплекты следующим образом: если наружная пружина I группы, то внутренние I или II; если наружная пружина II группы, то внутренние I, II
Рис. 2.20. Пружинный комплект:
1,5 — нижняя и верхняя плиты; 2,3,4 — пружины; 6— регулировочная
шайба; 7 — упор на раме тележки; 8 — корпус буксы; 9 — технологическая
шайба; 10 — технологический болт
или III; если наружная пружина группы III, то внутренние — II или III. На одной тележке устанавливают пружинные комплекты только одной из групп.
Секция тепловоза может иметь тележки с пружинными комплектами рессорного подвешивания только одной группы или только I и II или II и III. Номер группы жесткости пружинных комплектов указывается в паспорте тепловоза для каждой секции.
Колебания надрессорного строения, возникающие при движении тепловоза, гасятся с помощью фрикционных гасителей, включенных параллельно пружинным комплектам.
Сбалансированное подвешивание применяется на тепловозах 2ТЭ10М и др. (рис. 2.21). При этом подвешивании каждая тележка имеет по две самостоятельные сбалансированные группы листовых рессор и цилиндрических пружин, каждая группа которых расположена по сторонам тележки. Балансиры в системе рессорного подвешивания выравнивают нагрузки между колесными парами при проезде неровностей пути любой из них, однако при больших скоростях движения и ударных нагрузках вследствие трения в шарнирных соединениях и сил инерции перераспределения нагрузок практически не происходит.
Распределение нагрузок по осям тепловоза (разность нагрузок между осями допускается не более 1400 кгс) при проверке его развески регулируется регулировочными прокладками над пружинным комплектом. Для установки прокладок пружинный комплект необходимо предварительно сжать технологическим болтом. При взвеши-
б |
Рис. 2.21. Схема сбалансированного рессорного подвешивания:
1,5—тарелка; 2—пружина; 3—подвеска; 4 — балансир; б—предохранительная
скоба; 7—листовая рессора; 8 — серьга; 9 — букса
вании тепловоза гасители колебаний должны быть отсоединены от кронштейнов крышек букс колесных пар.