НОВЫЙ ФРИКЦИОННЫЙ ПОГЛОЩАЮЩИЙ АППАРАТ АВТОСЦЕПКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОЛИМЕРНОГО УПРУГОГО БЛОКА

 

Кеглин Б.Г., Рафаловская М.Я., Болдырев А.П.,

Прилепо Т.Н., Белоусов А.Г. (БГТУ, г.Брянск, РФ)

 

Results of research of new frictional draft gear with polymeric elastic block in comparison with serial one are presented. The finite element method for uncompressible materials calculation is applying to improve block element shape.

 

Большинство транспортных перевозок осуществляется по железным дорогам, поэтому нужна постоянная модернизация подвижного состава. Для решения этой задачи необходимо, в частности, повышение энергоёмкости амортизаторов удара (поглощающих аппаратов).

Используемые в настоящее время фрикционные поглощающие аппараты типа ПМК-110 с комплектом подпорно-возвратных пружин уже не удовлетворяют предъявляемым требованиям по энергоемкости. Возникла необходимость замены пружинного комплекта полимерными материалами, обладающими высокой степенью деформации, достаточным ресурсом, возможностью работы в условиях низких температур.

В качестве таких материалов были опробованы резина, полиуретан и беласт. Резиновые элементы имели недостаточную эластичность при больших деформациях, полиуретановые – часто выходили из строя; и те и другие не обладали достаточной энергоёмкостью и морозостойкостью. Этих недостатков были лишены элементы из материала беласт — полимерного соединения, разработанного в Институте механики металлополимерных систем при Национальной Академии Наук Беларуси (г. Гомель).

При испытаниях на стенде и в натурных условиях было зафиксировано, что поглощающий аппарат с беластовым подпорным блоком имеет энергоёмкость на 10-15% больше, чем с полиуретановым; и соответствует современным требованиям к устройствам этого типа.

Температурные испытания показали, что беласт более морозоустойчив, чем другие полимеры. При температурах ниже –50^оС модуль упругости беласта увеличивается лишь в 2.5 раза, тогда как модуль упругости полиуретана — в 6 раз.

Форма, рациональные размеры и характеристики беластового элемента на стадии проектирования были определены с применением программного комплекса STRESS, использующего для расчёта метод конечных элементов (МКЭ). Особенностью МКЭ для расчёта полимеров является учёт их несжимаемости. Погрешность при моделировании процесса сжатия беластового элемента составила не более 10%, что создаёт предпосылки для использования комплекса Stress вместо эксперимента.

В целом, аппарат с беластовым подпорным блоком зарекомендовал себя как достаточно надёжный. В процессе испытаний не было зафиксировано каких бы то ни было отклонений, и после разборки аппарата дефектов не обнаружено.