Схемы гасителей колебаний вагонов: 1—7 — фрикционные; 8—11 телескопические: 12 — роторный.
Гасители колебаний вагонов
— элементы рессорного подвешивания вагонных тележек, ограничивающие амплитуду колебаний кузова, особенно при резонансных скоростях движения, и поглощающие энергию колебаний. Деформация упругих элементов рессорного подвешивания способствует снижению сил и ускорений, воспринимаемых кузовом вагона, при прохождении неровностей пути. При этом кузов совершает колебательные движения на упругих элементах. Гасители колебаний вагонов создают диссипативные (рассеивающие) силы, необходимые для рассеяния энергии колебаний вагона или его узлов. Наиболее широко на ж.-д. подвижном составе применяются фрикционные и гидравлические гасители колебаний вагонов (см. рис.).
Во фрикционных гасителей колебаний вагонов рассеяние энергии происходит за счёт сил трения при относит, перемещениях его деталей. В зависимости от конструкции гасители колебаний вагонов могут реализовываться пост, силы трения; переменной силы трения, пропорциональные перемещениям; переменной силы трения, пропорциональные перемещениям, но неодинаковые по значению для противоположных направлений этих перемещений. Фрикционные гасители колебаний вагонов просты и в изготовлении дёшевы, довольно надёжны и поэтому широко применяются в тележках грузовых вагонов. Недостатками их являются непостоянство характеристик и необходимость замены изнашиваемых элементов.
Гидравлические гасители колебаний вагонов обычно имеют телескопическую конструкцию. Принцип действия таких гасителей колебаний вагонов заключается в перемещении вязкой жидкости поршнем через узкие (дроссельные) каналы и всасывании её обратно через клапан одностороннего действия. При прохождении жидкости через дроссельные каналы возникает вязкое трение, в результате чего механическая энергия колебательного движения вагона превращается в тепловую, которая затем рассеивается. В гидравлические гасители колебаний вагонов реализуется сила сопротивления вязкого трения, пропорциональная первой или второй степени скорости перемещения. Гидравлические гасители колебаний вагонов стабильны в работе, компактны, имеют малую массу, широко применяются в тележках пасс, вагонов. К недостаткам существующих конструкций относятся малая надёжность, необходимость систематического обслуживания и постоянного контроля за технического состоянием.
Фрикционный клиновый гаситель колебаний двухосной тележки имеет два фрикционных клина, размещенных между наклонными поверхностями надрессорной балки и фрикционными планками, укрепленными на колонках боковой рамы тележки. Клинья опираются на двухрядные цилиндрические пружины (рис. 2).
При колебаниях вагона (надрессорной балки) фрикционные клинья перемещаются относительно фрикционных планок и наклонных поверхностей надрессорной балки, в результате чего возникают силы трения, обеспечивающие гашение колебаний вагона. Величина силы трения пропорциональна прогибу пружин. Она возрастает по мере увеличения прогиба (см. график на рис. 2).
Рис. 2. Схема фрикционного клинового гасителя колебаний тележки модели 18-100
Величина поглощенной энергии является главной характеристикой гасителя колебаний и для фрикционных демпферов она определяется в виде коэффициента относительного трения. Например, если коэффициент относительного трения рессорного подвешивания тележки 18-100 равен 10 %, то это значит, что при нагрузке на тележку в 40 т, ее фрикционные клинья развивают силы трения равные 4 т.