Перспективы развития автосцепного оборудования

Условия эксплуатации вагонов на перспективу будут характеризоваться возрастанием веса грузовых поездов до 10—12 тыс. тс при длине состава 1200—1300 м, увеличением числа вагонов с весом брутто до 176 тс, повышением эффективности тормозов в поезде, увеличением средних скоростей соударения вагонов и т. п. Для нормальной работы в таких условиях эксплуатации автосцепное оборудование вагонов должно обладать соответствующей прочностью, повышенной энергоемкостью, необходимой поглощающей способностью и оптимальной формой силовой характеристики.

С целью повышения прочности автосцепного оборудования промышленность переходит на изготовление основных его деталей (корпуса автосцепки, тягового хомута, элементов механизма сцепления, упоров и т. д.) из сталей повышенной прочности, в частности легированных ванадием и марганцем. Механические свойства этих сталей существенно выше соответствующих свойств сталей, применяемых в настоящее время для изготовления тех же деталей автосцепного устройства. Продолжаются изыскания и других еще более прочных сталей и способов изготовления основных и наиболее ответственных деталей автосцепного оборудования.

Одновременно с применением легированных сталей для производства деталей автосцепного устройства идут конструкторские проработки усиления его элементов и узлов. Так, в последние годы введены в производство усиленные передний и задний упоры, тяговый хомут и корпус автосцепки. Автосцепка усилена введением четырех ребер в хвостовике, увеличением сечения стенки, изменением конструкции ребер большого зуба и т. д. Все это (наряду с применением низколегированной стали дало возможность увеличить разрывное усилие автосцепки. С целью повышения качества автосцепных устройств в целом и его узлов и~де-талей в отдельности в промышленности постоянно совершенствуется технология их производства. Это достигается комплексной механизацией и автоматизацией процессов изготовления деталей и узлов автосцепного устройства.

Совершенствование поглощающих аппаратов автосцепных устройств направлено на улучшение их энергетических параметров и в первую очередь энергоемкости. При существующих схемах пружинно-фрикционных поглощающих аппаратов повышения их энергоемкости можно достичь оптимизацией параметров жесткости и трения. С этой целью изыскивают возможности усиления пружин поглощающих аппаратов в существующих габаритных

размерах и повышения коэффициента трения между деталями фрикционного узла аппарата.

Для существующих условий эксплуатации возможно создание фрикционно-пневматических поглощающих аппаратов, в которых в качестве упругого элемента будет использован пневмоцилиндр с внутренним давлением, соответствующим силе предварительной затяжки с учетом трения во фрикционной части, равной 25— 50 тс. Такой аппарат имеет ход 120 мм и может обеспечить соударение четырехосных груженых вагонов со скоростями 10—12 км/ч при ускорениях соответственно 2g—Зg и усилиях, не превышающих 200 тс.

Для повышения энергоемкости резинометаллических поглощающих аппаратов необходимо изыскивать наиболее приемлемые марки резин, имеющие лучшие параметры упругости и внутреннего трения. Одним из средств повышения энергоемкости авто-сцепных устройств восьмиосных вагонов является применение сдвоенных поглощающих аппаратов типовой конструкции. Исследования, выполненные во ВНИИВ, показали, что восьмиосные груженые вагоны, оборудованные автосцепными устройствами со сдвоенными аппаратами Ш-1-Тм или Р-4П, обеспечивают возможность соударения их со скоростями до 7 км/ч. При этом усилие не превышает 200 тс. Если использованы сдвоенные аппараты Ш-2-Т, а также сочетания аппаратов Ш-2-Т и Р-4П, то допустима скорость соударения 7,5 км/ч. Исследования показали, что аппараты Ш-2-Т могут быть рекомендованы для оборудования как четырехосных (в одинарном варианте), так и восьмиосных (в сдвоенном варианте) вагонов. Такая унификация поглощающих аппаратов будет иметь очевидные преимущества как в эксплуатации, так и в производстве.

Одно из основных требований, предъявляемых к перспективному поглощающему аппарату, — ограничение силы, возникающей при его полном сжатии, величиной, не превышающей 250 тс. При этом от поглощающих аппаратов четырехосных грузовых вагонов требуется энергоемкость не менее 10 тс-м, а от аппаратов восьмиосных вагонов — не менее 16 тс-м. Для реализации указанных значений энергоемкости рекомендуются следующие значения ходов: для четырехосных вагонов 100—120 мм, для восьмиосных 160—200 мм. Коэффициент необратимого поглощения энергии должен составлять не менее 0,6. Сила закрытия аппарата при медленном нарастании нагрузки должна быть не менее 100 тс.

Исключительно высокие требования к энергоемкости поглощающих аппаратов при значительном ограничении предельных величин ходов и усилий могут быть реализованы в аппаратах, существенно отличающихся по конструкции от ныне применяемых. Наиболее приемлемой в отношении получения требуемых значений энергетических параметров и формы силовой характеристики в перспективе следует считать конструкцию гидравлических, гидрогазовых и других комбинированных аппаратов. Прототипом гидрогазовых аппаратов для перспективных условий эксплуатации могут служить опытные аппараты ГА-100М и ГА-500, которые в настоящее время проходят эксплуатационную проверку.

Для вагонов специального назначения, в которых транспортируют особо хрупкие и ценные грузы, нуждающиеся в надежной защите от ударов, целесообразно применение автосцепных устройств со специальными средствами ударозащиты и поглощения энергии. В этих устройствах, выполненных по принципу так называемой плавающей хребтовой балки, сочетается конструкция сквозной упряжи с гидропневматическим аппаратом. В таком автосцепном устройстве могут быть реализованы исключительно большие значения рабочих ходов, при которых достигается существенное снижение усилий и ускорений, развиваемых при соударении вагонов.

На перспективу намечено создание автосцепного устройства, обеспечивающего одновременное автоматическое соединение воздушных и электрических магистралей поезда. В таком автосцепном устройстве применяется жесткая автосцепка. Для автоматического соединения пневматических и электрических магистралей на корпусе автосцепки должны быть размещены соответствующие кронштейны с пневматическими патрубками и электрическими соединениями. Прототипом может служить автосцепка «Интермат», которая допускает одновременно автоматическое сцепление двух воздушных и одной электрической магистрали, состоящей из семи проводов. Она взаимосцепляема с автосцепкой СА-3 и может быть использована в сочетании с остальными узлами и деталями стандартного и модернизированного автосцепных устройств.

Одним из направлений развития автосцепного оборудования на перспективу может служить создание автосцепного устройства грузовых вагонов, допускающего их опрокидывание на роторных вагоноопрокидывателях без расцепления. Условием создания и внедрения такого автосцепного устройства будет служить применение роторных вагоноопрокидывателей, у которых ось вращения совпадает с продольной осью автосцепки. В автосцепном устройстве такого назначения должен быть применен узел связи автосцепки с тяговым хомутом, обеспечивающий ее полный или частичный поворот вокруг продольной оси соответственно углу поворота вагоноопрокидывателя.

Необходима дальнейшая отработка резинометаллических поглощающих аппаратов и разработка средств уменьшения шума в пассажирских вагонах от автосцепного устройства.

Глава VI

ГРУЗОВЫЕ ВАГОНЫ

Упряжное устройство, центрирующий прибор и расцепной привод | Вагоны | Основные требования к грузовым вагонам