Рессорное подвешивание
Рессорное подвешивание тепловоза предназначено для уменьшения динамического воздействия колес на рельсы при движении по неровностям пути, обеспечения плавности хода тепловоза и передачи веса кузова и тележек на колесные пары. С другой стороны, рессорное подвешивание облегчает задачу правильного распределения нагрузки от веса тепловоза между колесными парами, а также обеспечивает частичную передачу горизонтальных сил со стороны колес на раму тележки.
Подвешивание тепловоза выполнено одноступенчатым, одинарным (только пружины) и индивидуальным для каждого буксового узла колесной пары. Оно состоит из 12 одинаковых групп (по шесть групп для каждой тележки), имеющих по два одинаковых пружинных комплекта, установленных между опорными кронштейнами корпуса буксы и кронштейнами рамы тележки. Параллельно с каждой группой рессорного подвешивания устанавливают фрикционный гаситель колебаний.
Пружинный комплект (рис. 91) составляют три пружины: наружная 2, средняя 4, внутренняя 3, две опорные плиты 1 и 5 й регулировочные прокладки 6. Для исключения касания и заскакивания витков одной пружины между витками другой при их концентрическом расположении внутреннюю пружину размещают в наружной с зазором не менее 5 мм на сторону, причем пружины должны быть навиты в разные стороны. Пружины рессорного подвешивания изготавливают из круглого калиброванного проката горячекатаной пружинной стали 60С2А диаметром: для- наружных пружин 36 мм, для средних 23 мм, для внутренних 16 мм. Твердость пружин в термообработанном состоянии должна быть 1ЖС 40-47. После термообработки пружины упрочняют наклепом дробью.
Наружная пружина воспринимает «65 % нагрузки на пружинный комплект, средняя — «23 % и внутренняя — «12 %. Предельная нагрузка с учетом перегруза и динамического прогиба составляет для наружной пружины 40 кН (4 тс), средней — 15 кН (1,5 тс), внутренней — 8 кН (0,8 тс). При действии этих нагрузок в витках при их полном смыкании напряжения не превышают предела текучести материала пружин при кручении, равного 750 МПа (7500 кгс/см2).
При индивидуальном подвешивании значения жесткости и высоты в свободном состоянии пружин разных комплектов не должны значительно отличаться, иначе возникает неравенство статических нагрузок, передаваемых колесами на рельсы. С учетом этого пружины разделяют на три группы. Номер группы для пружинного комплекта определяют 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 или III; если наружная пружина
III группы, то внутренние — II или III. Перед установкой на тележку пружинные комплекты собирают и стягивают специальными технологическими болтами 9, которые после окончательной сборки тележки снимают. 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 групп. 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.
Фрикционный гаситель колебаний (рис. 92) имеет корпус 8, который установлен на раме тележки 15. Шток 4 одним концом упруго прикреплен с помощью амортизаторов 1, сухарей 2 и обойм 3 к кронштейну крышки буксы 14; другой его конец аналогично соединен со стальным поршнем 5, зажатым пружиной 10 между двумя вкладышами 7. Вкладыши имеют накладки 6 из фрикционного материала (тормозная вальцованная лента толщиной 6-8 мм с коэффициентом трения по стали не менее 0,39). В последнее время освоено изготовление прессованных (без накладок) вкладышей из асбестовой композиции шифра 2141 ТУ 38.114360-89. При колебаниях надрессорного строения происходит перемещение рамы тележки относительно колесной пары с буксой, что приводит к перемещению поршня 5 между вкладышами 7. При этом под воздействием пружины 70, установленной в крышке 11, между контактирующими поверхностями поршня и накладок возникает сила трения, вызывающая демпфирование колебаний. Для предотвращения попадания пыли и влаги на рабочие поверхности гасителя сверху на корпус 8 устанавливают быстросъемный пластмассовый кожух 9.
Демпфирующие свойства гасителя оценивают по значению силы трения, которое составляет 4,65-5,2 кН (0,465-0,52 тс), или 5_5,5 % подрессоренного веса, приходящегося на буксовый узел. Это соответствует коэффициенту демпфирования 4-5, представляющему собой отношение работы сил трения гасителей к работе упругих сил системы рессорного подвешивания при изменении прогиба от нуля до статического.
Рис. 92. Фрикционный гаситель колебаний: 1 — амортизатор; 2 — сухарь; 3 — обойма; 4 — шток; 5 — поршень; 6 — фрикционная накладка; 7 — вкладыш; « — корпус гасителя; 9 — защитный кожух; 10 — пружина; — крышка; 12 — ганка; 13 — шплинт; 14 — крышка буксы; 15 — рама тележки; 16 — шпонка; 17 — болт
Фрикционные гасители имеют симметричную характеристику (одинаковая при движении вверх и вниз), не гасят вибрации (колебания с высокой частотой и небольшими амплитудами). Они применяются на тепловозе для гашения вертикальных колебаний, которые могут иметь амплитуду ±30 мм и частоту до 2 Гц, и боковой качки подрессоренных масс. Гасители устанавливают в первой ступени подвешивания между подрессоренными (рама тележки) и неподрессоренными (букса) элементами ходовых частей экипажа. Гашение колебаний силой сухого трения, естественно, сопровождается интенсивным износом (около 0,05 мм/ч) поршня гасителя и фрикционных накладок. Поэтому эксплуатационный ресурс этих быстроизнашивающихся элементов гасителя не более 400 тыс. км пробега тепловоза.
Работы по повышению долговечности гасителей колебаний ведутся в направлении уменьшения силы трения покоя, совершенствования кинематики привода гасителей, применения более износостойких фрикционных материалов и, наконец, создания гидравлических гасителей колебаний объемного типа и жидкостного вязкостного трения. В последних сопротивление создается силой жидкостного трения полиметаллсилоксановой жидкости марки ПМС-800000, имеющей кинематическую вязкость 0,8 м2/с (800 000 сСт) и находящейся в щелевом с радиальным зазором 0,20-0,65 мм че-тырехкамерном лабиринтном пространстве, образованном ротором и статором гасителя. Сила сопротивления пропорциональна ширине зазора и изменяется от скорости нелинейно (регрессивная характеристика). Привод ротора гасителя осуществляется кривошип-но-шатунным упругим механизмом от буксового узла ходовой части экипажа. Ротационные жидкостного трения, а также гидравлические объемного типа гасители колебаний проходят стендово-экс-плуатационные ресурсные испытания.
Колесно-моторный блок | Тепловоз 2ТЭ116 | Опорно-возвращающее устройство и устройство передачи силы тяги