Автосцепное устройство вагонов

Цель работы: ознакомиться с конструкцией автосцепного устройства вагонов и с силовыми характеристиками пружинно-фрикционного поглощающего аппарата.

Краткие сведения из теории

Автосцепное устройство – комплект сборочных единиц и деталей для автоматического сцепления единиц железнодорожного подвижного состава, передачи и амортизации продольных сил. Конструкция автосцепного устройства приведена на рисунке 32.

Рис. 32 – Автосцепное устройство вагонов:

1 – задний упор; 2,10 – кронштейн; 3 – рычаг; 4 – (концевая балка)

5 – поглошающий аппарат; 6 – тяговый хомут; 7 – упорная плита; 8 – клин; 9 –ударная розетка; 11 – маятниковая подвеска; 12 – центрирующая балочка; 13– корпус автосцепки; 14 – цепь; 15 – привод механизма автосцепки

Автосцепное устройство включает: поглощающий аппарат; центрирующий прибор; расцепной привод; детали, передающие нагрузку на раму.

Автосцепка – сборочная единица автосцепного устройства, состоящая из корпуса и механизма сцепления, которая обеспечивает автоматическое сцепление единиц железнодорожного подвижного состава. Вагоны и локомотивы оборудованы автоматической сцепкой СА-3 (советская автосцепка, третий вариант), утвержденной в 1934 г. в качестве типовой. Эта автосцепка (рис.33) относится к нежестким.

а) б)

Рис. 33 – Автосцепка СА-3:

а – автосцепка с механизмом; б – сцепление двух автосцепок

1 – большой зуб; 2 – замкодержатель; 3 – замок; 4 – малый зуб;

5 – привод; 6 – корпус; 7 – отверстие под клин

Корпус автосцепки СА-3 предназначен для передачи ударно-тяговых усилий упряжному устройству и для размещения механизма. Корпус представляет собой стальную отливку, которая состоит из головной части и хвостовика. Головная часть имеет большой и малые зубья, которые соединяясь, образуют зев. Из зева выступают части деталей механизма – замка и замкодержателя. В хвостовике корпуса есть отверстие для клина, соединяющего корпус с тяговым хомутом упряжного устройства.

Поглощающий аппарат – предназначен для амортизации динамических продольных сил, действующих на вагон и передаваемых через автосцепку на упоры и хребтовую балку. Такая конструкция амортизации способствует защите конструкции и сохранности грузов и оборудования вагонов, повышению комфортности пассажирских перевозок.

Значительная часть кинетической энергии взаимодействующих вагонов с помощью поглощающих аппаратов трансформируется в потенциальную энергию деформации его упругих деталей и работу сил сухого или вязкого сопротивления движению рабочих узлов амортизатора. Благодаря поглощающим аппаратам значительно сокращается доля кинетической энергии, затрачиваемой на упругую деформацию конструкции кузова вагона. Известно большое число различных конструкций амортизаторов удара устанавливаемых в поглощающих аппаратах (рис.34).

Рис. 34 – Поглошающие аппараты: а,б,в,г – с вязким трением;

д,е,ж,з – с сухим трением; 1 – нажимная розетка; 2 – корпус;

3 – упругий элемент; 4 – жидкость; 5 – резинометаллический блок; 6 – поршень;

7 – регулировочная плита; 8 –газовая подушка; 9 – фрикционные клинья; 10 – шайба

Наибольшее распространение получили различные модификации пружинно-фрикционных поглощающих аппаратов. Работа пружинно-фрикционных ап­паратов основана на превращении ки­нетической энергии соударяемых ва­гонов в работу сил трения фрикцион­ных элементов и потенциальную энер­гию деформации пружин.

Принцип действия пружинно-фрикционных аппаратов заключается в следующем. При приложении нагрузки P от упорной плиты клинья начинают перемещаться по горловине внутрь корпуса и сжимать пружины. Между горловиной и клиньями возникают силы трения, пропорциональные давлению между трущимися поверхностями.

Давление клиньев на корпус увеличивается по мере сжатия пружин и к концу хода аппарата оно достигает наибольшего значения. Окончанием хода аппарата считается положение, при котором нажимной конус полностью входит в корпус поглощающего аппарата. После прекращения действия сжимающего усилия происходит отдача аппарата. Пружины расправляются и выталкивают клинья и нажимной конус.

Пружинно-фрикционные аппараты применяются на: грузовых вагонах – модели Ш-1-ТМ, Ш-2-В, Ш-2-Т, Ш-6-ТО-4, РТ-120; пассажирских вагонах – модель ЦНИИ-Н6 (на современных вагонов аппарат заменяется на резинометаллический модели Р-5П).

Эти аппараты сходны между собой по конструкции и различаются в основном техническими характеристиками, которые показы в таблице 14.

Таблице 14

Технические характеристики пружинно-фрикционных поглощающих аппаратов

Модель	Усилие начальной затяжки, тс	Сила закрытия, тс	Конструкционный ход, мм	Максимальная энергоёмкость, кДж
Ш-1-ТМ	24	280	70	40
Ш-2-В	24	200	90	50
Ш-2-Т	26	250	110	65
Ш-6-ТО-4	75	782	120	88
РТ-120	25	300	120	90

Одной из важнейших поглощающего аппарата является энергоемкость, т.е. величина кинематической энергии удара, воспринимаемой аппаратом при ударном его сжатии на величину, близкую к полному ходу. Основные параметры аппарата определяются при испытании его на прессе на рабочее диаграмме (рис. 35).

Рис. 35 – Диаграмма работы пружинно-фрикционного аппарата

Площадь ОАБГ на диаграмме, на диаграмме характеризует энергоемкость аппарата, площадь ДАБВ – необратимо поглощенная энергию, ОДВГ – потенциальную энергию деформации пружин, которая обеспечивает возвращение деталей в исходное положение. Точка А соответствует начальному сжатию аппарата, а точка Б – усилию конечного сжатия.

Центрирующий прибор автосцепного устройства является опорой корпуса автосцепки и служит для его возвращения в нормальное (центральное) положение при боковых отклонениях. Все вагоны оборудованы центрирующими приборами маятникового типа. Ударно-центрирующий прибор состоит из: ударной розетки; центрирующей балочки; маятниковых болтов.

Расцепной привод, предназначен для расцепления автосцепки. Расцепной привод автосцепки состоит из расцепного рычага, кронштейнов, а также цепи.

Детали, закрепленные, на раме вагона обеспечивают передачу продольных усилий. Комплект деталей, передающих нагрузку на раму, должен включает: тяговый хомут; клин или валик тягового хомута; упорную плиту; передний упор, объединенный с ударной розеткой; задний упор.

Автосцепкой СА-3 (и её аналога СА-3М – с улучшенными эксплуатационными характеристиками) является основным узлом сцепления грузовых и пассажирских вагонов. На пассажирских вагонах также применяется автосцепка беззазорного типа.