Типоразмерный ряд поглощающих аппаратов

Показатели	Т0	Т1	Т2	Т3
Номинальная энергоемкость, кДж, не менее	60–80	100–120	140–160	200–400
Максимальная энергоемкость, кДж, не менее	80–110	130–160	190–220	400–800
Ход аппарата, мм	70–120	90–120		250–500
Рекомендуемый тип вагонов; род грузов	Полувагоны, платформы, крытые; грузы общего назначения, маршрутные поезда	Цистерны, крытые; опасные грузы	Газовые и химичес-кие цистерны; особо опасные грузы	Спецва-гоны
Скорость соударения при усилии 2 МН, км/ч	6–7	До 9	10–12	До 14

 

Аппараты, относящиеся к классу Т0, имеют конструктивный ход 70–120 мм, номинальная энергоемкость – не менее 60 кДж, максимальная – не менее 80 кДж. Они могут использоваться только на запчасти и на вагонах ограниченного применения. На вновь строящиеся вагоны они не устанавливаются.

Аппараты класса Т1 устанавливаются на все виды неспециализированного подвижного состава, а также на вагоны, предназначенные для эксплуатации в маршрутных поездах. Ход таких аппаратов – 90–120 мм, номинальная энергоемкость – не менее 100 кДж, а максимальная – не менее 120 кДж.

Аппаратами классов Т2 и Т3 оборудуются специализированные вагоны для перевозки опасных и дорогостоящих грузов. Аппараты класса Т2 имеют при ходе 100–130 мм энергоемкость 140–160 кДж, а класса Т3 при ходе 250 мм – энергоемкость 200–400 кДж.

Поглощающие аппараты пассажирских вагонов, выпускаемые в настоящее время, имеют энергоемкость не менее 45 кДж при усилии 1,5 МН. Их начальное сопротивление находится в переделах 50-110 кН. В настоящее время эксплуатируются пружинно-фрикционные аппараты Ш-2-Т-110, Ш-6-ТО-4, ПФ-4, ПМК-110А, ПМК-110К-23, ЦНИИ-Н6, газогидравлические ГА-500, резинометаллические Р-2П, Р-4П, Р-5П, эластомерные АПЭ-95-УВЗ, АПЭ-120-УВЗ, 73ZW и др.

 

1.8.2. Диагностирование поглощающих аппаратов

 

На разных стадиях жизненного цикла для оценки технического состояния поглощающих аппаратов и их деталей применяются различные методы контроля качества (система методов):

­ визуальный осмотр для выявления видимых дефектов;

­ измерительный контроль с использованием шаблонов, измерительных средств с целью определения износов деталей и объема ремонтных работ;

­ разрушающий контроль, включающий:

· статические испытания при низких температурах (до минус 60 ºС) с целью проверки работоспособности аппаратов в эксплуатационных условиях;

· ударные испытания с использованием ударных копров или стендов с записью диаграммы «сила – деформация», стендов-горок, соударяемых груженых вагонов;

· динамические испытания с циклическим нагружением частотой 1…3 Гц;

­ ресурсные стендовые испытания;

­ огневые испытания, определяющие степень безопасности поглощающих аппаратов при попадании в очаг пожаров (например, поглощающий эластомерный аппарат 73ZW);

­ неразрушающий контроль деталей автосцепного устройства и поглощающих аппаратов.

Технико-экономические показатели фрикционных и эластомерных аппаратов грузовых вагонов приведены в табл. 1.10, а силовые характеристики поглощающих аппаратов ПМК-110 и ГП-120А – на рис. 1.38 и 1.39 соответственно.

На рис. 1.38, а представлена силовая характеристика поглощающего аппарата ПМК-110 при температуре +25 °С, а рис. 1.38, б – статические силовые характеристики элемента из материала Durel для температур +50 °С, +15 °С, –5 °С, –32 °С, –61 °С на испытательном стенде. На рис. 1.38, в приведена силовая характеристика аппарата при динамических испытаниях и начальных скоростях V₀ = 9 км/ч и V₀ = 10 км/ч.

При разработке конструкций аппарата ПМКП-110 использованы износоустойчивые металлические пластины, а в качестве упругого элемента – полимер.

Требования к полимерному материалу:

­ обеспечение возможно большей энергоемкости полимерного комплекта в широком диапазоне температур от минус 60 до плюс 50 ºС;

­ обеспечение достаточной жесткости полимерного упругого элемента при отсутствии жесткой связи с металлической арматурой;

­ обеспечение вторичной переработки изношенных упругих элементов;

­ твердость и модуль упругости должны быть возможно большими;

­ упругие свойства материала должны допускать возможно большую максимальную относительную деформацию (до 50 %);

­ коэффициент необратимого поглощения энергии должен быть не менее 60 %;

­ критерий нелинейности статической характеристики должен быть возможно меньшим, а коэффициент вязкости возможно большим (это позволит обеспечить высокий коэффициент полноты силовой характеристики и, соответственно, необходимую энергоемкость аппарата);

­ материал должен обеспечивать высокую стабильность силовой характеристики: внутрипартионная и межпартионная дисперсия твердости и, соответственно, модуля упругости материала должны быть возможно меньшими;

­ вариативность механических свойств материала под влиянием старения, солнечной радиации или температуры внешней среды должна быть возможно меньшей.

На рис. 1.39 приведены силовые характеристики ГП-120А при начальных скоростях соударения: 1 – V₀ = 1,3 м/с, 2 – V₀ = 1,75 м/с, 3 – V₀ = 2,24 м/с, 4 – V₀ = 2,75 м/с.

Исследования динамической прочности отдельных узлов, в том числе поглощающих аппаратов, проводятся на маятниковых копровых установках [3].

При этом производится оценка выносливости конструкций от воздействия полного комплекса ударных нагрузок, действующих в течение установленного полного срока службы вагонов и их узлов. Копровые ударные установки могут быть одно- и двухмаятниковые.

Для испытания, приработки и записи диаграммы «сила-деформация» поглощающих аппаратов автосцепки применяются вертикальный ударный копер и специальный стенд. Копер имеет электромеханический привод и падающий груз массой 13 т. Максимальная энергия удара составляет 30000 кгс (30 кДж).

В процессе испытаний поглощающих аппаратов на стендах и копрах производится сопоставление фактических параметров с расчетными (максимальной силе, поглощаемой энергии, форме диаграмм, энергоемкости и др.).

Проверка напряженного состояния, прочности узлов вагона и аппаратов производиться на стенде-горке (рис. 1.40) с заданной величиной продольной силы или скоростью соударения.

Стенд-горка представляет собой рельсовый путь 2 с уклоном 50 ‰, в конце которого размещен мощный П-образный упор 1 общей массой более 5000 т.

 

Таблица 1.10