Posted in
Шевронные рессоры
Европейскими специалистами разработаны усовершенствованные резинометаллические рессоры для буксового подвешивания вагонов, которые часто называют «шевронными» рессорами. В последние годы такие рессоры начали применять на некоторых тележках нового поколения для вагонов колеи 1520 мм.
Шевронная рессора для грузовой тележки состоит из набора толстостенных стальных пластин С и резиновых элементов Р, которые привулканизированы в промежутках между пластинами. Каждая пластина двухгранной формы имеет изгиб под углом 1200. Толщина пластины выбирается такой, чтобы обеспечить достаточный теплоотвод от резиновых элементов при длительной работе последних в динамическом режиме нагрузки. Кроме того, пластины предотвращают потерю резиной устойчивости при деформациях сжатия-сдвига.
Упругие элементы Р из качественной твердой резины могут быть также двугранными или же состоять из двух плоских половинок, размещенных между стальными пластинами.
В рабочем состоянии рессора своей внешней пластиной контактирует с опорой рамы, а внутренней пластиной — с буксой. При этом ребра пластин размещены в вертикальной плоскости под углом 230 к вертикальной оси z. Пространственная конструкция шевронной рессоры спроектирована так, чтобы обеспечить оптимальную силовую характеристику в вертикальном, поперечном и продольном направлениях.
Применение полиуретанов
Последнее время в ходовых частях и ударно тяговых приборах вагонов, наряду с традиционными стальными и резиновыми упругими деталями, все чаще используются конструктивные элементы из полиуретанов.
Полиуретаны — синтетические пластмассы, обладающие положительными качествами:
- Имеют достаточно высокими механические качества, которые остаются стабильными не менее 5-10 лет.
- Эластичность (упругость с поглощением энергии) позволяет полиуретанам работать в условиях динамических и ударных нагрузок.
- Стойкие к влияниям влаги, масел и разных химических компонентов (кроме некоторых агрессивных веществ).
- Могут работать с достаточной износостойкостью в условиях контактирования с абразивными веществами.
- Изделия имеют сравнительно невысокий вес, их удельная масса составляет: 1,4 г/см3, то есть в 5 раз легче стали.
По механическим характеристиками полиуретаны аналогичны резинам, но имеют значительные отличия: прочность в 1,5÷2,5 раза, жесткость (в зависимости от марок) — в 1,5÷6 раз, условная износостойкость — в 3 раза выше, чем у резины. Свои упругодемпфирующие качества полиуретаны сохраняет при температурах от –500С к 1000С.
К недостаткам полиуретана следует отнести склонность к релаксации (остаточные деформации), особенно после начальных динамических нагрузок, а также низкую тепло-проводимость и теплоотдачу.
Указанные качества полиуретана приводят к все большему использованию их в машиностроении, в том числе на транспорте. Из них изготавливают упругие подвески колесных и гусеничных машин, эластичные шины катков и направляющих колес, бескамерные шины экскаваторов, бегунки для эскалаторов метро, разнообразных детали магистрального и заводского транспорта, отбойных молотков и др.
Вместе со специалистами КБ Уралвагонзавода НПП «Уником-сервис» (г. Первоуральск) впервые в РФ изготовило детали для упругого скользуна и накладки на клинья вагонных тележек. При испытаниях на циклические нагрузки в Уральском филиале ВНИИЖТ элемент фирмы «Майнер» выдержал 0,8·106 циклов, после чего потерял устойчивость и разрушился; элемент НПП «Уником-сервис» выдержал без повреждений 20·106 циклов
В европейских странах наиболее распространены полиуретаны — АДИПРЕН, ВУЛКОЛАН, ВУЛКОПРЕН, ВИБРОТАН. Детали из них изготовляют и на отечественных предприятиях.
При статическом сжатии образцовых втулок из полиуретана получена характеристика, которая на участке прогиба 0÷20 мм (сжатие на 25% начальной высоты образца) имеет почти линейный характер, при последующем сжимании наблюдается нелинейность с постепенным увеличением жесткости. Линия отдачи проходит ниже, то есть наблюдается гистерезис с необратимым поглощением около 10% энергии. Испытание полиуретановых образцов на динамическом стенде с базовыми частотами 1 Гц и 2 Гц показали увеличение модуля упругости и коэффициента необратимого поглощения энергии (сравнительно со статической характеристикой). Динамическая силовая характеристики образца из полиуретана АДИПРЕН L-137 (твердого), снята при приложении амплитудного усилия Force с частотой 1,15 Гц. Указанная характеристика, сравнительно со статической, отличается почти вдвое большей жесткостью и поглощением энергии. Во время испытаний на динамическом стенде наблюдалось постепенное нагревание опытного образца.
Для изучения поведения полиуретана при минусовых температурах были проведены динамические испытания предварительно охлажденных образцов до температуры -400 С. Первые 10 сек опыта жесткость образца из полиуретана превышала номинальную в 1,5 раза, через 20 сек — в 1,2 раза, через 30 сек — стала номинальной. За указанное время образец нагрелся до положительной температуры за счет внутреннего теплопритока.
Основные механические параметры испытанных полиуретанов приведены в таблице, что подтвердило возможность их использования в вагонных конструкциях.
