Какая работа совершена при сжатии первоначально недеформированной буферной пружины железнодорожного вагона на 5 см

Теперь немного об автосцепках:
Ударно-тяговые устройства установлены на обоих концах вагона и предназначены для сцепления вагонов между собой и с локомотивом, удержания вагонов на определенном расстоянии друг от друга, передачи растягивающих и сжимающих усилий от одного вагона к другому, смягчения действия ударно-тяговых усилий. Ударно-тяговые устройства являются ответственными частями вагона, они должны обеспечивать достаточную гарантию против разрыва поезда и потому все части их должны быть прочны и надежны в работе.
Развитие и усовершенствование различных конструкций сцепок привело к созданию автосцепного устройства, обеспечивающего сцепление вагонов автоматически при их нажатии или соударении. В настоящее время такое устройство является основным типом сцепного и тягового прибора; им оборудуются все вновь строящиеся вагоны грузового и пассажирского парка. В мае 1957 г. было завершено оборудование автосцепкой всех вагонов грузового парка.
Упряжь с винтовой стяжкой сохранилась на небольшом количестве грузовых вагонов прежней постройки, эксплуатируемых на путях промышленного транспорта и на части пассажирских вагонов, курсирующих в поездах местного сообщения.
В зависимости от конструкции различают объединенные и раздельные ударно-тяговые устройства. В объединенном устройстве совмещены тягово-сцепные и ударные приборы. К таким устройствам относится автосцепка, которая располагается посередине буферного бруса и поэтому называется также центральным ударно-тяговым прибором.
Раздельные ударные и тяговые (упряжные) приборы устанавливаются на буферном брусе рамы вагона. По краям буферного бруса располагаются упругие ударные приборы — б у ф е р а, передающие и смягчающие действие ударных усилий, а также удерживающие вагоны на определенном расстоянии друг от друга; посередине бруса устанавливается упряжной прибор с крюком и стяжкой, предназначенный для сцепления вагонов, передачи и смягчения действия тяговых усилий.

В зависимости от способа передачи раме вагона тягового усилия упряжь разделяется на сквозную и несквозную.
Сквозная упряжь составляет в сформированном поезде как бы непрерывную цепь, и тяговое усилие от локомотива передается на крюк первого вагона, затем на крюк следующего вагона и так далее до последнего вагона. Рама вагона в этом случае воспринимает только часть тягового усилия локомотива, равную сопротивлению данного вагона. Такая упряжь устанавливалась на вагонах, не имеющих хребтовых балок. Она имеет тяговые крюки со штангами, проходящими через весь вагон, и один пружинный аппарат в середине вагона.
При несквозной упряжи крюк с коротким стержнем через гайку с шайбой давит на витую пружину, которая, упираясь во внутреннюю сторону буферного бруса, передает усилие тяги через раму на крюк другого конца и далее через стяжку на следующий вагон. Таким образом, в этом случае вагоны не все сразу приходят в движение, а последовательно от первого до последнего в составе поезда. Рама вагона воспринимает все тяговое усилие, передаваемое упряжью, поэтому при несквозной упряжи требовалась более мощная рама вагона, чем при сквозной. Несквозная упряжь применялась на вагонах, рамы которых имели хребтовые балки.
Соединение крюков двух смежных вагонов или же крюка вагона с крюком локомотива при ручном сцеплении производится винтовой стяжкой, укрепленной на тяговом крюке.
Сцепление вагонов между собой в составе поезда должно быть обязательно двойным (ПТЭ, § 153) и производится следующим образом: скобы стяжки надевают на головки крюков, верхнюю стяжку свинчивают до соприкосновения тарелок буферов, а нижнюю оставляют несколько ослабленной; она является запасной на случай обрыва верхней рабочей стяжки.

Автосцепное устройство обеспечивает автоматическое сцепление вагонов между собой и вагонов с локомотивом при их нажатии или соударении. Разъединение сцепленных единиц производится поворотом рукоятки расцепного прибора, расположенного сбоку вагона или локомотива.
Такое ударно-тяговое сцепное устройство приспособлено также для восприятия и передачи растягивающих (тяговых) и сжимающих усилий, а также ударных нагрузок, возникающих в поезде и при маневрах.
Оборудование автосцепным устройством подвижного состава железных дорог позволило значительно увеличить вес поезда, ускорить маневровую работу и особенно формирование поездов, что в свою очередь значительно сократило время простоя вагонов на станциях и ускорило оборот вагонов.
Важным преимуществом автосцепного устройства является то, что сцепление подвижного состава происходит автоматически, без участия сцепщика, в результате чего ликвидирован опасный и тяжелый труд сцепщиков.
Полный комплект автосцепного устройства одного конца вагона состоит из корпуса автосцепки и расположенного в нем механизма сцепления (автосцепки); расцепного привода; центрирующего прибора; упряжного устройства с поглощающим аппаратом; поддерживающих и направляющих деталей.
На подвижном составе эксплуатируется автосцепка образца 1938 г., отдельные детали которой впоследствии были модернизированы в 1945 г. Ранее применявшаяся автосцепка образца 1935 г. имела недостаточную прочность. При статической нагрузке она выдерживала разрывное усилие не более 200 т и разрушение происходило главным образом по перемычке хвостовика.
Корпус автосцепки образца 1938 г. обладает значительной прочностью за счет увеличения толщины стенок хвостовика и головы на 2—4 мм и выполнения монолитного хвостовика. Усиленный корпус способен сопротивляться разрывному статическому усилию свыше 300 т. Вес корпуса образца 1938 г. составляет 171 кг.
Для более надежной работы механизм автосцепки в 1945 г. был модернизирован. В конструкции замка несколько видоизменена форма овального выреза. В замкодержателе уменьшена длина овального отверстия и усилено сечение около противовеса. Увеличена высота и несколько изменено очертание упорной торцовой части верхнего плеча собачки. Для предотвращения самопроизвольного поворота валика подъемника, что возможно при нажатии на него большого зуба соседней автосцепки, снята фаска на балансире по всему его периметру.
В корпусе автосцепки с деталями образца 1954 г. при сохранении веса произведены изменения в размерах некоторых деталей и уточнены литейные допуски на все основные размеры. В голове корпуса автосцепки имеются карман для размещения механизма для автоматического сцепления, а также приливы, служащие для правильного размещения и опоры деталей этого механизма.
Для создания нормальной и бесперебойной работы подвижного состава в период перехода от винтовой упряжи к автосцепке было разработано переходное приспособление — двухзвенная цепь, позволяющая сцеплять автосцепку с винтовой упряжью (ПТЭ, §208); в виде исключения допускают сцепление пассажирских вагонов, оборудованных автосцепкой, с вагонами, имеющими винтовую упряжь, специальным крюком со стяжкой. Крюк сделан по типу тендерного крюка паровоза ФД и поэтому сокращенно называется крюк ФД.
Для постановки крюка с одного конца вагона снимается автосцепка и центрирующая балочка вместе с маятниковыми подвесками. Взамен балочки и автосцепки ставятся скоба и крюк со стяжкой, который укрепляется клином тягового хомута так же, как и автосцепка. При сцеплении винтовая стяжка, подвешенная на крюке ФД, набрасывается скобой на крюк соседнего вагона обычным порядком.

При сцеплении пассажирских вагонов с такими буферами вначале сжимаются пружины буферов, а затем происходит сцепление автосцепок.

Подробнее

Найти общую жесткость пружин буфера. При торможении вагона, кинетическая энергия движущейся массы полностью перейдёт в потенциальную энергию сжатия

буфера резко возрастает, так как начинает сжиматься мощная наружная пружина. Верхняя рессора при сцепленных вагонах обеспечивает плотное взаимное прижатие

буфера противовеса - С.125.033 Пружина буфера кабины - С.125.034 Пружина подвески противовеса  Пружины для тепловозов, электровозов, электричек, вагонов.

Читать

Буфер вагона напоминает бампер машины. Это металлический круглый поршень на пружине. Такими буферами вагоны ударяются друг об друга при сцепке.

Вагон массой 25,0*10^3 кг, двигающийся со скоростью 1,2м/с, натолкнувшись на буфер, остановился, сжав пружину буфера на 0,11м.