Основные требования к автосцепному оборудованию

Все вагоны, выпускаемые в СССР для железных дорог колеи 1520 мм, оборудованы автосцепными устройствами, которые служат для автоматического сцепления вагонов при формировании поезда, передачи продольных сжимающих и растягивающих усилий в поезде, а также ручного расцепления вагонов при маневрах.

В типовое автосцепное устройство (рис. 44) входят автосцепка 1, поглощающий аппарат 4, тяговый хомут 3, центрирующий прибор 5, упорные угольники 2 и расцепной привод 6.

Общие требования к автосцепным устройствам и их установке на вагонах магистральных железных дорог определены Правилами технической эксплуатации железных дорог СССР (ПТЭ), ГОСТ 3475—62 и Нормами для расчетов на прочность и проектирование механической части новых и модернизированных вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных).

| Автосцепное устройство вагона согласно ПТЭ и ГОСТ 3475—62 должно быть расположено так, чтобы его высота к над головкой рельса у всех новых вагонов составляла 1040—1080 мм. Для предварительных расчетов вновь проектируемых вагонов эту высоту принимают равной 1060 мм. Автосцепное устройство вагонов должно обеспечивать беспрепятственное прохождение сцепленными вагонами кривых участков пути. Грузовые и пассажирские вагоны общесетевого назначения должны проходить участки сопряжения прямых и кривых радиусами соответственно 80 и 120 м и Б-образные кривые радиусами соответственно 120 и 170 м без переходных кривых и прямых вставок. Наибольшее отклонение продольных осей сцепляемых автосцепок в горизонтальной плоскости, при котором обеспечивается автоматическое сцепление вагонов, составляет 175 мм. Конструкция автосцепки при некотором износе ее узлов и деталей должна обеспечивать автоматическое сцепление при вертикальном смещении продольных осей автосцепок до 150 мм. Для гарантии надежности сцепления вагонов в поезде разница по высоте между продольными осями сцепленных автосцепок согласно ПТЭ ограничена до 100 мм.

Детали автосцепного устройства по прочности должны удовлетворять следующим основным требованиям:

наибольшие напряжения в корпусе автосцепки от сжимающей

Типовое автосцепное устройство
Рис. 44. Типовое автосцепное устройство

или растягивающей силы 250 тс при разности уровней осей сцепления 50 мм не должны превышать предела текучести материала 0Т;

напряжения в упорных плитах, тяговых хомутах и клиньях или валиках тяговых хомутов при наиболее невыгодном приложении продольной сжимающей или растягивающей силы 250 тс не должны превышать 0,75сгт;

| напряжения в передних и задних упорах автосцепного устройства при наиболее невыгодном приложении продольной сжимающей или растягивающей силы 250 тс не должны превышать напряжений, допускаемых для расчетного режима I (см. гл. II). Перемычку, соединяющую угольники упора, рассчитывают на ‘действие перерезывающей силы 100 тс.

Под наиболее невыгодным приложением продольной силы понимают случай ее действия с перекосом, когда разность уровней осей сцепления может достигать 100 мм, а на угольники одного упора передаются усилия разной величины.

К поглощающим аппаратам автосцепного устройства помимо требований по прочности предъявляют специальные требования, определяемые назначением этих устройств. Продольная сила между вагонами, возникающая при трогании с места и осаживании однородного поезда весом до 10 тыс. тс, а также при маневровых соударениях одиночных вагонов со скоростью не менее 7,5 км/ч, не должна превышать 200 тс. Силу закрытия аппарата, на действие которой рассчитывают его прочность, принимают равной 250 тс.

Энергоемкость поглощающих аппаратов определяют из расчета на соударение со скоростью не менее 7,5 км/ч полностью загруженных одиночных вагонов данного типа. При этом продольное усилие между вагонами не должно превышать 200 тс. Ориентировочно энергоемкость поглощающего аппарата Э = ти2/8, где т — масса вагона брутто; V — скорость соударения. Энергоемкость аппарата пассажирских вагонов должна быть не менее 3 тс-м, а максимальное продольное усилие при их соударении со скоростью до 7,5 км/ч — не более 150 тс.

Отдача поглощающего аппарата грузовых вагонов рекомендована не более 30%, а пассажирских — не более 50%, усилие предварительной затяжки — соответственно не более 20 и 5 тс. При статическом нагружении конечное усилие сопротивления поглощающего аппарата грузового вагона должно быть не менее 100 тс, а пассажирского — не менее 75 тс. Поглощающий аппарат должен обладать достаточно высокой надежностью, износостойкостью, и не допускать ускорений при соударении вагонов, превышающих уровень, определяемый принятыми нормами.

Сложные условия эксплуатации автосцепного устройства обусловливают высокие требования не только к конструкции его узлов и деталей, но и к материалу и качеству изготовления. Материал и качество изготовления литых деталей автосцепных устройств регламентированы соответствующими техническими условиями и стандартами. Корпус автосцепки, узлы механизма, тяговый хомут и детали, передающие нагрузку на раму вагона, необходимо изготовлять из соответствующих углеродистой и низколегированной сталей.

Механические свойства металла при этом могут несколько различаться для разных деталей. Так, металл корпуса автосцепки и тягового хомута должен иметь предел прочности 52—55 кгс/мм2 при пределе текучести не менее 30 кгс/мм2, относительном удлинении не менее 18% и ударной вязкости при —60° С не менее 2,5 кгс-м/см2. Металл деталей механизма сцепления и деталей, передающих нагрузку на раму вагона, должен иметь предел прочности не менее 45 кгс/мм2, предел текучести не менее 25 кгс/мм2, ударную вязкость при 20° С не менее 5 кгс-м/см2 и т. д.

Все перечисленные детали автосцепного устройства подвержены весьма интенсивному износу в эксплуатации, поэтому нуждаются в периодическом ремонте для восстановления изношенных мест наплавкой электродами. По этой причине содержание углерода в стали для них ограничено 0,27%. Если в металле этих деталей углерода содержится более 0,25%, то на них ставят знак в виде буквы С, указывающий на необходимость при заварке дефектов или наплавке изношенных поверхностей подогревать ремонтируемую деталь до температуры 250—300° С.

В качестве материала для деталей поглощающего пружиннофрикционного аппарата применяют углеродистую сталь с повы

шенным содержанием углерода или легированную сталь. В конструкции гидравлических, гидропневматических, резинометаллических и других аппаратов помимо сталей используют и другие материалы: бронзу, резину, пластмассы и т. п. Корпус пружиннофрикционного поглощающего аппарата отливают из стали 32Х06Л или ЗОГСЛ (ГОСТ 977—75) и подвергают закалке и отпуску до твердости НВ 207—277. Клинья и корпус аппарата изготовляют штамповкой из стали 30 (ГОСТ 1050—74) и подвергают нитроцементации или цементации с последующей закалкой и отпуском до твердости НВС 50—64. Допускается изготовлять клинья и конусы из стали 38ХС (ГОСТ 4543—71) с закалкой до твердости НВ 341—477. Клин или валик тягового хомута, а также упорную плиту и подвески центрирующего прибора рекомендуется изготовлять штамповкой из стали 38ХС с последующей закалкой и отпуском до твердости НВ 255—321.

В конструкции магистральных вагонов в зависимости от их типа применяют несколько разновидностей автосцепных устройств. Основную разновидность автосцепного устройства (ГОСТ 3475—62) применяют на четырехосных грузовых вагонах. Характерной особенностью этого устройства является применение типовой автосцепки СА-3 и поглощающего аппарата ТТТ-1-Тм, устанавливаемого в проем между упорами, равный 625 мм. Ход аппарата 70 мм. Корпус автосцепки опирается на центрирующий прибор без подпружинивания (см. рис. 44).

В пассажирских вагонах (в том числе электропоездов и дизель-поездов) применяют автосцепное устройство, отличающееся от предыдущего типом поглощающего аппарата и центрирующего прибора. В этом устройстве применен резинометаллический поглощающий аппарат Р-2П.

В шести- и восьмиосных вагонах применяют так называемое модернизированное автосцепное устройство (рис. 45), которое существенно отличается от автосцепного устройства четырехосных вагонов по конструкции корпуса автосцепки 1, хомута 3, узла 2 соединения корпуса с хомутом и центрирующего прибора 4. Узел соединения корпуса автосцепки с тяговым хомутом выполнен в отличие от соответствующего узла типового автосцепного устройства не с клином, а с валиком и сферическим вкладышем. Модернизированное автосцепное устройство допускает использование поглощающих аппаратов с ходом до ПО мм при стандартном расстоянии между упорами 625 мм. В модернизированном автосцепном устройстве использован центрирующий прибор с подпружиненной опорой для хвостовика автосцепки.

Автосцепные устройства восьмиосных вагонов, имеющих значительную длину консолей, оборудованы специальным приспособлением для принудительного отклонения автосцепки в кривых участках пути (внутрь кривой) с целью облегчения при этом сцепляемости вагонов. Такое приспособление в виде Л-образного рычага (торсиона) крепят в кронштейнах на хребтовой балке вагона и соединяют одним плечом с соединительной балкой четырехосной тележки, а другим — с центрирующей балочкой автосцепки.

Перспективы развития тормозных устройств | Вагоны | Конструкция автосцепки