Рессорное подвешивание

Для смягчения толчков и ударов, возникающих при движении тепловоза по рельсовому пути, служит рессорное подвешивание.

На рассматриваемых тепловозах рессорное подвешивание одноступенчатое, т. е. оно расположено только между рамами тележек и колесными парами. Передача веса на каждую ось осуществляется через две группы пружинных рессор и два балансира. Комплект рессорного подвешивания дополняется гидравлическими гасителями колебаний пружинных рессор. Статический прогиб рессорного подвешивания составляет 102,5 мм при норме 80 мм для маневровых тепловозов.

Балансир 12 (рис. 6) отлит из стали в виде двуплечего рычага двутаврового сечения. Он установлен на оси колесной пары, поэтому одновременно выполняет роль корпуса буксы. На конце длинного плеча сделано отверстие под резинометаллическую втулку 13, которая запрессована в балансир усилием 100 кН (10 тс). Втулка состоит из двух стальных втулок а и б, между которыми находится слой резины в. Внутренняя втулка а имеет канавку под шпонку, а наружная б разрезана с целью придания ей пружинящих свойств, что обеспечивает более надежное крепление резинометаллической втулки в балансире.

Балансир соединен с рамой тележки при помощи пальца 17, который проходит через стальные сменные втулки 15, запрессованные в отверстия фартука 16, и резинометаллическую втулку 13. На наружной цилиндрической поверхности пальца сделана овальная канавка под шпонку 14, а к его торцу приварен фланец 18 с четырьмя отверстиями. Относительно втулки палец фиксируется шпонкой 14, а относительно фартука — двумя штифтами 19, запрессованными в отверстия фланца, и двумя болтами, ввернутыми в отверстия фартука. В пальце 17 просверлено глухое отверстие г (в эксплуатации оно заглушено пробкой). Резьбовая часть отверстия используется для крепления приспособления, с помощью которого при ремонтах производят выемку пальца.

Поворот балансира относительно рамы тележки происходит только за счет смятия резины во втулке, что способствует гашению колебаний пружинных рессор. Использование резинометаллических втулок в узлах соединения колесных пар с рамой тележки улучшает условия вписывания тепловоза в кривые участки пути, так как позволяет колесным парам не только перемещаться вдоль их оси, но и поворачиваться на небольшой угол. Осевой разбег колесной пары 3,0 — 3,5 мм обеспечивается зазором между торцами резинометаллической втулки 13 и втулок 15. При сборке буксы необходимо обеспечить одинаковые зазоры 1 мм по обоим торцам втулки 13.

Короткое плечо балансира является опорой для двух цилиндрических пружин наружной 11 и внутренней 10, имеющих разное направление витков. Сверху пружины упираются в тарелку 3, приваренную к продольной балке 2 рамы тележки. Между тарелкой 3 и верхним торцом пружин установлены резинеметаллическая прокладка 5 и стальная шайба 6. Снизу пружины входят в гнездо короткого плеча, в центре которого сделано отверстие диаметром 80 мм. Внутри пружин проходит болт 4, вваренный в тарелку 3. При транспортировке тележки пружины 10 и 11 сжимают гайкой 9, навернутой снизу на болт 4 и проходящей через отверстие в гнезде. Короткое плечо балансира заканчивается вилкой 8 для соединения с ушком гидравлического гасителя колебаний 7. Последний служит для гашения колебаний пружинных рессор и поэтому установлен параллельно им.

Гидравлический гаситель колебаний



Гаситель состоит из двух частей, которые в процессе работы перемещаются относительно друг друга. При этом одна часть гасителя соединена с рамой тележки, а другая  с балансиром.

Верхняя часть гасителя имеет ушко 2 для соединения при помощи пальца 5 с вилкой 1 рамы тележки. В отверстии ушка находятся стальная трубка 4 и две резиновые втулки 7. На выступающие концы трубки 4 надевают две стальные шайбы 3. Палец 5 фиксируется от выпадания стопорной планкой 6, входящей в прорезь на его конце. Планка прикреплена к вилке двумя болтами М8.

К ушку при помощи штифта 8 прикреплен шток 9 с поршнем 23, на котором установлено стальное уплотни-тельное кольцо 22 и смонтированы две группы клапанов. Сначала снизу на шток до упора в выступ надевают втулку 18, пружину 19 и тарельчатый клапан, состоящий из тарелки 20 и седла 21, в котором просверлены 16 наклонных отверстий а. Затем надевают поршень 23, в котором просверлены семь отверстий (четыре наклонных б и три вертикальных) с установленными в них клапанами 24. Последние прижаты к поршню пружиной 26 через тарелку 25. Пружина 26 сжимается гайкой 27, навернутой на резьбовой конец штока 9 до упора в поршень 23.

Нижняя часть гасителя ушком 37, не отличающимся по конструкции от ушка 2, соединена при помощи пальца 36 с вилкой балансира. Фиксация пальца 36 осуществляется шплинтом 35, имеющим диаметр 6 мм. К ушку 37 приварен стальной цилиндр 16, внутри которого свободно установлено днище 34 в сборе с клапанами. В центре днища сделано отверстие в диаметром 8 мм, в которое снизу вставлен пустотелый клапан 33. В закрытом положении этот клапан удерживается пружиной 30, сжатой при помощи гайки 28, навернутой на хвостовик клапана.

С обеих сторон днища имеются кольцевые проточки г и в, в которых просверлены восемь отверстий диаметром 2,5 мм. Сверху эти отверстия закрыты тарельчатым клапаном 32, прижатым к днищу пружиной 31. Последняя сжата тарелкой 29, на которую в свою очередь давит пружина 30.

Внутри цилиндра установлена стальная гильза 17 до упора в днище. Сверху на гильзу надет стальной вкладыш 15, прижатый к ее торцу крышкой 11, ввернутой в цилиндр. Между вкладышем и крышкой 11 поставлена стальная шайба 12. Уплотнение вкладыша 15 по штоку достигается двумя сальниками 13, установленными в расточке вкладыша. Сальник представляет собой кольцо из масло-стойкой резины, которое за счет расположенной в нем пружины плотно прижимается к штоку. Резиновое кольцо 14 уплотняет вкладыш относительно крышки и цилиндра. Во вкладыше 15 просверлено наклонное отверстие обеспечивающее разгрузку сальника 13.

При сборке гасителя вкладыш 15 и крышку 11 надевают на шток до монтажа поршня. Затем заполняют гаситель приборным маслом МВП или маслом АМГ-10 в количестве 650 см3. В собранном гасителе масло распределяется по трем камерам:

  • А —между поршнем 23 и днищем 34;
  • Б — между поршнем и вкладышем 15;
  • В — под днищем и между стенками гильзы 17 и цилиндра 16.

Полость под днищем соединена с полостью между стенками гильзы и цилиндра тремя пазами ж, профрезерованными на конической поверхности днища. После сборки гасителя к верхнему ушку 2 приваривают точечной сваркой стальной защитный кожух 10. В процессе эксплуатации тепловоза количество масла в гасителе контролируют с помощью пробки и, ввернутой в цилиндр.

Работа гасителя.

При движении по рельсам колесная пара подвергается ударам. Энергия ударов воспринимается рессорным подвешиванием, в котором из-за отсутствия листовых рессор возникают медленно затухающие колебания пружин. Гашение этих колебаний осуществляют гидравлические гасители.

При сжатии рессор одновременно сжимается гидравлический гаситель. Объем камеры А уменьшается, а давление в ней возрастает. Одновременно уменьшается давление в камере Б. Из-за разности давлений в камерах А и Б тарелка 20 поднимается, и масло перетекает из полости А в полость Б сначала по четырем наклонным отверстиям в в поршне 23, а затем по наклонным отверстиям а в седле 21.

Дальнейшее возрастание давления в камере А приводит к открытию центрального клапана 33 и перетеканию жидкости в камеру В через отверстия к и л клапана. При этом расходуется энергия на перетекание жидкости из одной камеры в другую через отверстия малого диаметра (дросселирование). Для сжатия гасителя со скоростью 0,5 м/с требуется сила, равная 2,5 кН (250 кгс).

При растяжении гасителя давление в камере Б увеличивается, а в камере А уменьшается. Тарелка 20 прижимается к седлу 21, а три пустотелых клапана 24 открываются, перепуская масло из камеры Б в камеру Л. При дальнейшем понижении давления в камере Л открывается тарельчатый клапан 32, и масло из камеры В в камеру А проходит через восемь отверстий д в днище. Для растяжения гасителя со скоростью 0,5 м/с требуется сила 4,5 кН (450 кгс).

Таким образом, часть энергии, вызывающей колебание пружинных рессор, расходуется на сжатие и растяжение гасителя, принцип работы которого сводится к затратам энергии на дросселирование жидкости.