4 Конструкция перспективных ас

В соответствии с требованиями, разработанными для перспектив­ных условий эксплуатации, автосцепка должна быть жесткого или по­лужесткого типа. Корпус автосцепки должен иметь со стороны малого зуба тяговый крюк (прилив) для зачаливания троса при подтаскивании вагона, рассчитанный на нагрузку 500 кН. Конструкция автосцепки дол­жна допускать возможность замены на переходные сцепки, обеспечи­вающие сцепляемость и взаимодействие со сцепками железных дорог КНР и КНДР, и не препятствовать постановке на нее переходных уст­ройств для сцепления с указанными выше сцепками. В перспективе предусмотрено оборудование автосцепки автоматическим соединителем межвагонных коммуникаций (автосоединителем), обеспечивающим автоматическое соединение одной воздушной (тормозной) магистрали и одной электрической двухпроводной цепи. Предусмотрены также и многие другие конкретизирующие требования, необходимые при про­ектировании автосцепки для разрабатываемых типов грузовых и пасса­жирских вагонов.

Автосцепка полужесткого типа, в значительной степени удовлетво­ряющая перспективным требованиям, показана на рисунок 4.1, корпус которой значительно усилен по сравнению с серийным ее вариантом. В нижней части малого зуба расположено направляющее крыло 1, увеличивающее зону улавливания в сторону малого зуба по горизонтали до 240 мм. Крыло также предназначено для ограничения вертикального перемещения сцепленных автосцепок. На корпусе имеется прилив 2 для зачаливания троса. Центрирующий прибор 4 маятникового типа с уп­ругой опорой для хвостовика. Расцепной привод 3 жесткого типа с пространственным шарниром, не требующий регулировки в эксплуатации.

Торец хвостовика корпуса имеет плоскую форму, а упорная плита 6 выполнена с направляющими, служащими для предупреждения ее пере­коса при эксцентричном нагружении. Клин 5тягового хомута по сравнению с серийным имеет достаточно большую поверхность контакта с хвостови­ком, что исключает смятие металла, имеющее место у автосцепки СА-3. В перспективной автосцепке применен поглощающий аппарат 7, в котором корпус и тяговый хомут объединены в одну отливку. Крепление клина тяго­вого хомута осуществлено с помощью болтов 8, защищенных планкой 9.

Перспективная автосцепка может быть оборудована автосоедините­лем воздухо-электропроводов с боковым расположением мундштуков (рисунок 4.2). Для этого предусмотрены отверстия в ребрах большого зуба для установки несущего вала 1, закрепляемого гайкой 2. На валу разме­щена пружина кручения 3, служащая для выдвижения коробки 4 и ав­тосоединителя вперед за ось зацепления автосцепки.

Рисунок 4.1 - Автосцепка полужесткого типа перспективной конструкции

Рисунок 4.2 - Перспективная конструкция полужесткого типа автосцепки с автосоединителем воздухо-электропроводов

Автосоединитель обеспечивает соединение одного воздухопровода, оканчивающего мундштуком 5, и одного электропровода, для чего в со­единитель вмонтированы два контакта 6, соединенные параллельно. Ко­робка 4 шарнирно подвешена на несущем валу 1 с помощью рычага 7.

Один, короткий, конец пружины кручения 3 закреплен штифтом 8, а другой, длинный, закреплен на корпусе за прилив 9 со стороны малого зуба и обеспечивает предварительную затяжку пружины. Длин­ный конец пружины одновременно служит рычагом, при необходи­мости выводящим автосоединитель из сцепленного состояния (без раз­ведения вагонов). Патрубок воздухопровода оканчивается головкой 10 тормозного рукава, что позволяет производить ручноё соединение тор­мозных рукавов при сцеплении вагонов с автосоединителем и без него. Центрирование по вертикали до разности высот продольных осей в 100 мм автосцепок осуществляется с помощью направляющего крыла 11, а автосоединителя — с помощью направляющего рога 12. После сцепления автосцепок мундштуки и электроконтакты располагаются соосно. Окончательное центрирование осуществляется с помощью выступа 13, имеющего соответствующее углубление с противополож­ной стороны коробки 4. Необходимое усилие прижатия коробок друг к другу создает пружина 3, которая также служит для компенсации износов деталей автосоединителей при эксплуатации. По результатам эксплуатации в грузовых и пассажирских поездах конструкция авто­соединителя совершенствуется.

Чтобы исключить недостатки автосцепки СА-3 ОАО «ВНИИЖТ» совместно с ОАО «Тверской вагоностроительный завод» раз­работана автосцепка жесткого типа (рисунок 4.3), исключающая относитель­ные вертикальные перемещения сцепленных автосцепок. Автосцепка ос­нащена направляющим рогом 8, который в процессе сцепления взаимодей­ствует с нижней наклонной поверхностью большого зуба 7 смежной сцеп­ки и устанавливает их соосно, независимо от разности высот автосцепок. Замок 5 не перекатывается внутрь кармана корпуса, а перемещается посту­пательно. Это изменяет действие механизма при сцеплении и расцеплении автосцепок.

Замок 5 упирается в малый зуб смежной сцепки, уходит внутрь кармана, сжимая пружину 2. Затем лапа 6 замкодержателя утапли­вается малым зубом смежной сцепки, поворачивая замкодержатель на ши­пе 4. При этом противовес 1 замкодержателя освобождает предохранитель 13, блокировочное плечо 10 которого опускается и ложится на ступеньку 9 замка. После входа малого зуба в зев смежной автосцепки замок под дей­ствием пружины возвращается в исходное положение, и блокировочное плечо предохранителя опускается ниже ступеньки 9 замка, что препятству­ет перемещению замка внутрь кармана.

Расцепление. При расцеплении автосцепок поворачивается валик подъемника 12, подъемник 11 при этом поднимает замкодержатель, кото­рый в свою очередь, лапой 6 замкодержателя поворачивает предохрани­тель за блокировочное плечо 10, выключая его.

При дальнейшем повороте подъемник упирается в заднюю стенку 3 замка и уводит его внутрь кармана, освобождая замкодержатель, который опускается вниз под действием собственного веса. Подъемник 11 при этом зажат между задней стенкой замка и замкодержателя, удерживая замок в топленном (расцепленном) положении.

После разведения вагонов замок под действием пружины перемеща­ется в исходное положение, поворачивает подъемник и восстанавливает положение готовности к сцеплению.

1 - противовес замкодержателя; 2 - пружина замка; 3 - задняя стенка замка; 4 - шип для навески замкодержателя; 5 - замок; 6 - лапа замкодержателя; 7 - большой зуб; 8 - направляющий рог; 9 - ступенька для блокирования замка; 10 - блокировочное плечо предохранителя; 11 - подъемник; 12 - валик подъемника; 13 - предохранитель

Рисунок 4.3 - Автосцепка жесткого типа, взаимозаменяемая и сцепляемая с автосцепкой СА-3

Автосцепка такой конструкции имеет следующие преимущества по сравнению с СА-3:

- ликвидация возможности саморасцепов, так как при действии продольного ускорения, уводящего замок внутрь кармана, блокировочное плечо предохранителя прижимается вниз к замку ниже ступеньки, а усилие пружины, кроме того, препятствует уходу замка внутрь кармана при дей­ствии ускорения менее 10g, т.е. уровня, не возникающего в эксплуатации;

- увеличение межремонтного срока эксплуатации, так как износ снижается благодаря исключению взаимного относительного перемещения автоспепок;

- значительное уменьшение шума из-за эластичности центрирую­щего устройства;

- повышение безопасности движения поездов благодаря использо­ванию разработанного ОАО «ВНИИЖТ» усовершенствованного расцепно-го привода.

Типовой расцепной привод при нештатных ситуациях (выпадение ютина тягового хомута, обрыв автосцепки) не исключает падение авто­сцепки на путь, так как автосцепка повисает на ограничителе вертикаль­ных перемещений сцепленной с ней автосцепки до момента натяжения расцепной цепи. После этого цепь поворачивает валик подъемника, вызы­вая расцепление автосцепки и падение её на путь.

Расцепной привод ОАО «ВНИИЖТ» отличается от существующего тем (рисунок 4.4), что кроме рукоятки 1 и расцепного плеча 2 выполнено третье блокирующее плечо 3, которое связано с нижней частью балансира валика подъемника 4 блокирующей цепью 5. При обрыве автосцепки и расхождении вагонов обе цепи натягиваются одновременно. При дальней­шем расхождении вагонов сначала обрывается расцепленная цепь 6 мень­шей прочности, а затем блокировочная 5, что также не вызывает расцепле­ния, так как поворот валика подъемника возможен только против часовой стрелки. То есть оборвавшаяся автосцепка сохраняет сцепленное положе­ние и не падает на путь.

Для отечественного высокоскоростного поезда ОАО ВНИИЖТ» совместно с ВНИИТрансмашем разработали автосцепное уст­ройство, обеспечивающее полную выборку зазоров после сцепления. При этом улучшается продольная динамика поезда, снижается уровень шума, не требуется установка буферов, значительно сокращаются габариты и масса устройства. Описанное автосцепное устройство (рисунок 2.4) прошло стендовые испытания и установлено на опытный поезд «Сокол». Оно включает в себя следующие узлы: корпус 2 с механизмом сцепления (зам­ком) 3, улавливающее и съемное направляющее устройство 1, рабочий амортизатор (поглощающий аппарат) 4, шарнирный узел со сферическим лодшипником 6, эластичное центрирующее устройство 7, блок аварийных амортизаторов 5. Признано целесообразным использовать данное устрой­ство на электропоездах нового поколения и пассажирских поездах посто­янного формирования.

1 - рукоятка; 2 - расцепное плечо; 3 - блокирующее плечо, 4 - валик подъемника; 5 - блокирующая цепь; 6 - расцепная цепь; 7 - ограничитель вертикальных перемещений

Рисунок .4 - Усовершенствованный расцепной привод

Испытания и анализ параметров автосцепного устройства электропо­езда «Сокол» показали, что оно не может быть без доработки применено на вновь создаваемых пассажирских вагонах из-за разных нагрузок, эко­номической нецелесообразности использовать нетиповые конструкции ра­мы, из-за не полностью выработанного ресурса деталей и узлов автосцеп­ки.

Для обеспечения максимально возможной унификации узлов и дета­лей всех вариантов разрабатываемых автосцепных устройств, обязатель­ной сцепляемости автосцепок всех вариантов между собой ОАО «ВНИИЖТ» разработал отраслевой стандарт 32.193-2002 «Устройства сцепные беззазорные пассажирских поездов локомотивной тяги и моторвагонного подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм». Устройства такого типа названы беззазорными сцепными устройствами (БСУ).

Разработано четыре варианта устройства. ОАО ГЖБВ «Магистраль» разработало вариант БСУ-2 (после электропоезда «Сокол»). Несмотря на ряд достоинств этой конструкции установочные размеры её не соответст­вуют ГОСТ 3475-81 и требуют создания новой конструкции рамы вагона.

Автосцепное устройство БСУ-3 разработано для использования на вагонах ОАО «Тверской вагоностроительный завод». Его установка соот­ветствует ГОСТ 3475-81, при необходимости оно может быть заменено на типовое устройство СА-3 в условиях вагоностроительных предприятий.

Отличительными признаками БСУ-3 являются: соединение хвосто­вика автосцепки с тяговым хомутом осуществляется типовым клином, од­нако поворот сцепки в горизонтальной и вертикальных плоскостях обеспе­чивается с помощью шаровой опоры 3.

Конструкция шарнирного узла позволяет реализовать большие углы поворота сцепки в вертикальной плоскости. В БСУ-3 использован погло­щающий аппарат Р-5П, которым комплектуются все выпускаемые ОАО «Тверской вагоностроительный завод» вагоны.

1 - съемный направляющий элемент; 2 - корпус; 3 - механизм сцепления; 4- поглощающий аппарат; 5 -- блок аварийных амортизаторов; 6 - шарнирный узел со сферическим подшипником; 7 - эластичное центрирующее устройство; 8 – автосоединитель электрических магистралей; 9 — автосоединитель воздушных магистралей

Рисунок 4.5 - Автосцепное устройство высокоскоростного электропоезда «Сокол»

Последним вариантом беззазорного сцепного устройства является БСУ-4. разработанное для использования на электропоездах. В БСУ-4 ис­пользуются поглощающие аппараты Р-2П и Р-4П с типовым тяговым хомутом.

Основные параметры всех БСУ в сравнении с параметрами авто­сцепки СА-3 приведены в таблице 4.1.

Создана пассажирская автосцепка ПАЖ жесткого типа с новым ме­ханизмом сцепления, которая обладает значительными преимуществами перед типовой и названа пассажирской автосцепкой жесткого типа СА-5.

Таблица 4.1 - Варианты и параметры БСУ и автосцепки СА-3

	Варианты и параметры беззазорных сцепных устройств и автосцепки СА-3
Показатели
	БСУ-1	БСУ-2	БСУ-3	БСУ-4	СА-3
Разработчик	ЦКБМТ	ОАО
вагона, на ко­тором плани- руется приме­нение	«Рубин» (для элек- тропоезда «Сокол»)	ПКБВ страль»	ОАО «Тверской вагоностроительный завод»	ЗАО «Спец- ремонт»	Типовое устрой- ство
Масса вагоно- комплекта устройства, кг	1700	850	1350	1200	2100
Расчетная нагрузка на сжатие- растяжение, МН	—1,5/4-1,0	-2,0/+1,5	-2,5/+2,0	-2,0/+1,5	-2,5/+2,0
Номинальная длина сцепки от оси шарни­ра до плоскости зацепле- ния, мм	1320	1445	780	870	870
Установочные размеры	По КД на вагон	ПоКД на вагон	По ГОСТ 3475-81	По ГОСТ 3475-81	По ГОСТ 3475-81