Поглощающий пружинно-фрикционный аппарат Ш-1-ТМ (рис. 33) является модернизированным вариантом ранее выпускавшегося аппарата Ш-1-Т.
В связи с изменившимися условиями эксплуатации подвижного состава энергоемкость аппарата Ш-1-Т стала недостаточной, поэтому этот аппарат модернизировали. Энергоемкость аппарата Ш-1-ТМ была увеличена в результате применения заневоленных
пружин.
Особенности технологии изготовления заневоленных пружин состоят в следующем.
Пружина, подлежащая заневоливанию, навивается с увеличенным против требуемого по условиям работы шагом, затем ее подвергают термической обработке и 10—20-кратному обжатию на полной ход пружины.
После этих операций высота пружины становится меньше.
Применение заневоленных пружин в аппарате Ш-1-Т позволило при одних и тех же габаритных размерах увеличить диаметр прутка наружной пружины с 36 до 40 мм, а внутренней — с 19 до 20 мм и сохранить рабочий прогиб.
В результате этого наибольшее усилие сжатия пружинного комплекта аппарата Ш-1-ТМ составляет 235 кН (23,5тс), а аппарата Ш-1-Т — 127 кН (12,7 тс); жесткость соответственно 2,6 и 1,4 кН/мм (257,9 и 141,3 кгс/мм); работа пружинного комплекта при полном ходе аппарата 10,7 и 5,8 кДж (1071 и 580 кгс-м).
В результате применения заневоленных пружин работа пружинного комплекта повысилась примерно на 80%, а масса пружинного комплекта практически не изменилась.
Сохранение габаритных размеров аппарата Ш-1-ТМ по сравнению с аппаратом Ш-1-Т значительно упростило процесс его внедрения на подвижном составе.
Масса аппарата составляет 134 кг.
Конструкция автосцепного устройства такова, что при возникновении между вагонами растягивающих или сжимающих усилий поглощающий аппарат в том и другом случаях работает на сжатие.
При нажатии упорной плиты на нажимной конус 7 или задней опорной поверхности тягового хомута на основание корпуса 3 с усилием, превышающим по величине начальное сопротивление аппарата, он начинает сжиматься.
Усилие от нажимного конуса передается трем фрикционным клиньям 6, а затем через шайбу 1 — наружной 4 и внутренней 5 пружинам. При сжатии пружины происходит погружение конуса и фрикционных клиньев внутрь корпуса.
Под действием с одной стороны конуса, а с другой — пружин фрикционные клинья плотно прижимаются к горловине корпуса.
При сжатии аппарата возникает трение между рабочими поверхностями, сила которого зависит от коэффициента трения и давления.
Давление в свою очередь пропорционально величине сжатия пружин, а коэффициент трения зависит от скорости сжатия аппарата, которая изменяется от наибольшего значения в начале сжатия до нуля в конце сжатия.
При этом коэффициент трения изменяется от наименьшего значения до наибольшего.
Работа, необходимая для сжатия аппарата, частично расходуется на сжатие пружин и в значительно большей степени на трение между деталями, главным образом между корпусом и фрикционными клиньями.
Взаимодействующие поверхности корпуса и клиньев называются главными поверхностями трения, а взаимодействующие поверхности клина с конусом и шайбой—вспомогательными.
Вследствие того что основная работа, совершаемая аппаратом, поглощается силами трения, развивающимися на этих поверхностях, то они должны иметь высокий коэффициент трения и высокую износостойкость.
Ход аппарата, равный 70 мм, реализуется полностью, когда нажимной конус войдет в корпус аппарата, а упорная плита коснется торца горловины корпуса.
После прекращения действия усилия, сжимающего аппарат, происходит возвращение деталей в первоначальное положение.
Сжатые пружины выталкивают фрикционные клинья и нажимной конус, преодолевая небольшое трение клиньев о горловину, поэтому сила, восстанавливающая аппарат, меньше силы отдачи сжатых пружин.
Горловина корпуса аппарата имеет шестигранную форму, поэтому фрикционные клинья располагаются в трех углах и не сбиваются в стороны при их продольных перемещениях в процессе сжатия аппарата.
Размеры клиньев и расположение их наклонных поверхностей выбраны так, чтобы давление от клина на горловину, а следовательно, и износ их были равномерными по всей площади касания клина и горловины.
Уклон у горловины корпуса обеспечивает требуемое направление силы, прижимающей клинья к стенкам горловины корпуса. Кроме того, это облегчает возвращение деталей в исходное состояние при восстановлении аппарата.
Сборка аппарата Ш-1-ТМ производится в такой последовательности.
В корпус аппарата, находящийся в горизонтальном положении, через отверстие, расположенное в днище, вставляется стяжной болт 2. Головка болта имеет возможность свободно проворачиваться в гнезде пнища.
Это необходимо для того, чтобы после сжатия аппарата, когда опорная часть хомута отойдет от днища корпуса, а головка болта выйдет из гнезда в корпусе и повернется при этом, она могла вновь встать на свое
место.
Головка болта, а также гнездо имеют шестигранную форму, что позволяет поставить прокладку между ними и, таким образом, предотвратить поворот болта при навинчивании на него гайки. После сборки аппарата прокладка удаляется.
Затем корпус аппарата с болтом устанавливается вертикально и в него помещаются наружная и внутренняя пружины, сверху которых располагается нажимная шайба, на которую устанавливаются три фрикционных клина, а на них кладется нажимной конус.
Для того чтобы установить гайку на стяжной болт, аппарат сжимают.
Эту операцию следует производить под прессом, причем нагрузка должна прикладываться к клиньям. В случае приложения нагрузки к конусу нужное усилие увеличится в несколько раз.
Гайку требуется навинчивать до конца резьбы, при этом высота аппарата будет находиться в пределах 568—576 мм.
Для предотвращения свинчивания гайки с болта в эксплуатации выступающую часть нарезки болта над гайкой расклепывают.
В собранном аппарате усилие сжатия пружин составляет 46 кН. Эта сила обеспечивает надежное прижатие фрикционных поверхностей деталей аппарата друг к другу.
Смазывать или окрашивать фрикционные клинья, нажимной конус и внутреннюю поверхность горловины корпуса не разрешается — это приведет к значительной потере энергоемкости поглощающего аппарата в результате снижения коэффициента трения.
Для облегчения постановки поглощающего аппарата в предназначаемый для него карман рамы единицы подвижного состава производится дополнительное сжатие его на 10—15 мм.
Для этого между гайкой 3 (рис. 34) стяжного болта и нажимным конусом 1 ставят металлическую прокладку 2 толщиной 10—15 мм.
При этом аппарат укорачивается, что облегчает постановку его вместе с тяговым хомутом и передней упорной плитой в карман хребтовой балки между передним и задним упорами.
При первом сжатии аппарата в эксплуатации прокладка выпадает из-под гайки болта, аппарат полностью расправляется и плотно прижимается днищем к заднему упору, а через упорную плиту — к переднему упору.
Энергоемкость аппарата равна 50 кДж (5000 кгс-м). Результаты испытаний приработанных аппаратов 1П-1-ТМ при соударении четырехосных вагонов массой брутто 84 т (рис. 36) показывают, что продольной силе 2 МН соответствует скорость соударения 8 км/ч.
Испытания этого аппарата показали, что его эксплуатация может быть допущена в поездах весом 6—7 тыс. тс.
