Унифицированная экипажная часть грузовых тепловозов 2ТЭ10В, 2ТЭ116 и ТЭ109. Комбинированная опора кузова с круглым скользуном, страница 3

Резинометаллический элемент опоры кузова

Резинометаллическая опора кузова грузовых тепловозов 2ТЭ10В и 2ТЭ116 состоит из 7 цилиндрических резинометаллических элементов (РМЭ) диаметром 280 мм и толщиной 35 мм. Опорные поверхности РМЭ армированы металлическими пластинами диаметром 290 мм и толщиной 2 мм. Для фиксации РМЭ друг относительно друга пластины имеют на диаметре 215 мм кольцевые гофры глубиной 10 мм. РМЭ воспринимают одновременно вертикальные и поперечные нагрузки, т. е. работают в условиях комбинированного нагружения.

Для первой партии тепловозов РМЭ изготавливались из резиновой смеси марки 2959. В последующем они стали изготавливаться  из резиновых смесей марок 7-ИРП-1347 и 7-6620 в соответствии с ТУ 38005295-77 «Детали резиновые технические для подвижного состава  железных дорог и резины, применяемые для их изготовления». Основные физико-механические свойства примененных марок резин приведены в таблице.     

Экспериментальное определение упругих характеристик резинометаллических опор производилось на стенде, полностью имитирующем работу опоры на тепловозе. Гидравлические нагружающие устройства стенда создавали вертикальную нагрузку на РМЭ 110 кН и деформации РМЭ в поперечном направлении до 40 мм с частотой нагру -жения от 0,1 до 1,5 Гц. Рассмотрим более подробно отдельные характеристики РМЭ опор, влияющие на их долговечность, динамические качества экипажа и конструктивное исполнение спорно-возвращающих устройств.

По результатам тарировок статический прогиб резинометаллической опоры, состоящей из семи РМЭ из резин 2959 и 7-6620, составляет под номинальной нагрузкой 110 кН 15—17мм, а из резины 7-ИРП-1347 —около 20 мм. Жесткость сдвига резинометал -лической опоры жсд в условиях нормальной температуры при деформациях с частотой 1 Гц составляет 212 Н/мм при амплитуде 20 мм и 169 Н/мм — при амплитуде 40 мм.

Напряжения сжатия в РМЭ от статической нагрузки 1,78 МПа, относительная деформация сжатия 0,09, динамические напряжения сжатия не превышают 0,4 МПа. Напряжения сдвига стсд при поперечных перемещениях кузова относительно тележек в прямых участках пути и в кривых не превышают 0,15 МПа, и только при движении тепловоза в кривых радиуса меньше 300 м напряжения сдвига могут достигать 0,23 МПа. Такой уровень напряжений не превышает рекомендуемый для резинотехнических изделий подобной формы.

Рекомендуется выбирать размеры амортизаторов таким образом, чтобы 0С)К < 1,75 МПа, относительная деформация сжатия была в пределах 0,1—0,15, напряжения сдвига не превышали 0,15 МПа при постоянно действующих и 0,2 МПа при кратковременных динамических нагрузках.

При длительных стендовых испытаниях опор при наиболее часто повторяющихся режимах работы температура опытного РМЭ повышалась не более чем на 10 °С по сравнению с температурой окружающей среды. Это также подтверждает допустимость нагрузок на РМЭ.

Для РМЭ опор кузова, как и для всех резиновых изделии, находящихся под действием постоянной нагрузки, свойственно явление ползучести, т. е. рост деформации по времени. Объем резины уменьшается также под действием отрицательных температур. Поэтому для обеспечения гарантированных зазоров между кузовом и тележками и в шкворневом узле было оценено уменьшение высоты РМЭ при снижении температуры окружающей среды и от времени работы под нагрузкой. При вертикальной нагрузке на опору

Зависимость жесткости сдвига резинометаллической опоры от частоты и деформации сдвига:

1 – деформация 40мм; 2 – деформация 30мм; 3 – деформация 20мм

Изменение высоты резинометаллической опоры от температуры при вертикальной нагрузке 110 кН

Изменение   высоты резинометаллической опоры от пробега тепловоза

110 кН ее высота при снижении температуры от +20 до — 60 °С уменьшается на 8,3 мм, т. е. на 0,1 мм/°С.

Периодические обмеры высоты резинометаллических опор на эксплуатируемых тепловозах 2ТЭ116 показали, что наиболее заметное увеличение деформации РМЭ происходит в начальный период эксплуатации (до 80—100 тыс. км пробега), затем деформация стабилизируется. При пробеге тепловозов до 80—100 тыс. км увеличение деформации составляет 18—20% значения первоначального статического прогиба РМЭ, при пробеге 300 тыс. км деформация может достигать 20—30% статического прогиба и далее остается практически неизменной. Этот факт необходимо учитывать при выборе вертикальных зазоров в опорно-возвращающих устройствах.