НАЗНАЧЕНИЕ И СОСТАВ РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ

Рессорное подвешивание вагонов связывает колесные пары с рамой тележки и кузовом и предназначено для уменьшения динамического воздействия пути на вагон и вагона на путь.

Оно состоит из

• упругих элементов,

• возвращающих устройств

• и гасителей колебаний.

Упругие элементы смягчают (амортизируют) толчки и удары от пути движущемуся вагону в вертикальной плоскости, а возвращающие устройства — в горизонтальной плоскости. Гасители колебаний служат для гашения (демпфирования) колебаний обрессоренных масс вагона с тем, чтобы уменьшить амплитуду колебаний.

Увеличить картинку

Упругие элементы вагона обычно расположены между колесными парами и кузовом. Под действием динамических сил со стороны колесной пары при перемещении вагона они деформируются и обеспечивают плавные колебательные движения обрессоренных масс, уменьшая ускорения и силы, воспринимаемые кузовом. В качестве упругих элементов вагонов в основном используются витые пружины. Применяются также резинометаллические элементы, пневматические, торсионные, кольцевые и другие типы упругих элементов. В старотипных тележках встречаются листовые рессоры.

Если в системе рессорного подвешивания силы сопротивления отсутствуют или неоправданно малы, то при движении вагона по периодическим неровностям пути могут возникнуть большие амплитуды колебаний кузована рессорах и, особенно при резонансе, когда частоты вынужденных и собственных колебаний равны. Поэтому для гашения таких колебаний в систему рессорного подвешивания вводят специальные устройства — фрикционные или гидравлические гасители (демпферы). Они снижают ускорения колебательного движения и уменьшают воздействие динамических сил на вагон, обеспечивая плавный ход. Для того чтобы динамические силы были минимальными и не превышали допустимых значений, а плавность хода оставалась постоянною в процессе длительной эксплуатации вагона, необходима высокая надежность работы подвешивания. Кроме того, параметры рессорного подвешивания должны соответствовать расчетным значениям и несущественно изменяться с течениям времени.

Рессорное подвешивание различается:

• числом ступеней — одинарное и двойное;

• местом размещения в тележке — буксовое и центральное;

• типом возвращающих устройств (горизонтальным подрессорванием) — люлечной, безлюлечной и поводковой конструкции,

• конструкцией упругих элементов — с металлическими, резинометаллическими и пневматическими упругими элементами;

• типом и конструкцией демпфирующих устройств — с гасителями колебаний сухого и вязкого трения, т.е. с фрикционными и гидравлическими гасителями.

Типы рессорного подвешивания

В зависимости от количества последовательно соединенных систем упругих элементов подвешивание может бытьодинарным, двойным и тройным. Последовательное соединение систем упругих элементов позволяет увеличить общий прогиб и общую гибкость рессорного подвешивания тележки, а следовательно, улучшить ходовые качества вагона

Наибольшее распространение в мировой практике вагоностроения получили одинарное (одноступенчатое) и двойное (двухступенчатое) рессорные подвешивания вагонов.

Одинарное подвешивание может быть буксовым или центральным.

В буксовом подвешивании (рис. а) упругие элементы размеще­ны между буксой 1 и рамой 2 тележки, в центральном (рис. б) — между рамой 2 и надрессорной балкой 3. Вертикальное и горизонтальное подрессоривание кузова обеспечивается при этом упругими элементами, а демпфирование колебаний — фрикционными гасителями.Одинарное подвешивание применяется, как правило, в тележках грузовых вагонов, за исключением изотермических.

Каждый вариант размещения упругих элементов имеет свои достоинства и недостатки. Система с буксовым подвешиванием позволяет уменьшить массу необрессоренных частей тележки. Однако при этом усложняется конструкция тележки. Система с центральным подвешиванием наиболее проста и поэтому нашла наибольшее распространение

Двойное подвешивание (рис.в, г) широко распространено в тележках пассажирских и изотермических вагонов. Оно состоит из буксового (первичного) подвешивания, размещенного между буксой 1 и рамой 2, ицентрального (вторичного) — между рамой 2 и надрессорной балкой 3. Центральное подвешивание при этом может быть люлечным или безлюлечным, буксовое — бесчелюстным или челюстным.

В люлечном центральном подвешивании (рис. в) кузов опирается на надрессорную балку 3, а балка через комплекты упругих элементов — на люльку 4, шарнирно связанную с рамой 2 тележки при помощи подвесок.

В безлюлечном центральном подвешивании (рис. г) надрессорная балка 3 опирается на раму 2 через комплекты упругих элементов.

В центральном подвешивании вертикальное подрессоривание кузова обеспечивается упругими элементами, а горизонтальное — люлечными устройствами (люлечное подвешивание) или упругими элементами (безлюлечное подвешивание). Демпфирование колебаний осуществляется исключительно гидравлическими гасителями колебаний. В тележках с лучшими ходовыми качествами используются гидравлические демпферы, обеспечивающие раздельное гашение вертикальных и горизонтальных колебаний.

Люлечное центральное подвешивание имеют тележки пассажирских и изотермических вагонов, безлюлечное — тележки скоростных пассажирских вагонов и вагонов дизель-поездов, а также тележки нового поколения для скоростей движения до 160 км/ч.

В бесчелюстном буксовом подвешивании (рис. в) вертикальное и горизонтальное подрессоривание обеспечиваются уп­ругими элементами, а демпфирование колебаний — фрикционными или гидравлическими гасителями. Для тележек с лучшими ходовыми качествами используют гидравлические гасители. В буксовой ступени подвешивания ограничение перемещений колесной пары относительно рамы тележки осуществляется при помощи шпинтонов, а иногда — упругих поводков. В этих конструкциях отсутствует трение между рамой тележки и буксами, поэтому они не изнашиваются и менее трудоемки в ремонте. Бесчелюстное подвешивание имеют тележки пассажирских и изотермических вагонов локомотивной тяги.

В челюстном буксовом подвешивании рама тележки своими челюстями охватывает сверху корпус буксы, опираясь на их кронштейны через упругие элементы. При такой конструкции горизонтальные, продольные и поперечные перемещения корпуса буксы ограничены челюстями рамы тележки. Челюстное подвешивание применяется только в тележках моторных вагонов электропоездов.

Существующие схемы рессорного подвешивания в грузовом и пассажирском вагоностроении прошли проверку многолетней практикой и показали свою высокую работоспособность.

Ходовые качества вагона зависят от параметров рессорного подвешивания. В свою очередь они определяются типом вагона, его назначением и техническими характеристиками.

Основными параметрами рессорного подвешивания являются: статический прогиб или вертикальная жесткость, длина эквивалентного математического маятника или горизонтальная жесткость, конструкционный запас прогиба и коэффициенты сопротивления (относительного трения) гасителей колебаний.

Обратите внимание: вертикальное подрессоривание вагона условно можно представить в виде пружины, несущей груз, а горизонтальное (поперечное) — в виде маятника с грузом на конце. Поэтому основными параметрами упругости подвешивания в вертикальном направлении является статический прогиб, в горизонтальном — длина эквивалентного математического маятника