2 Назначения и условия работы автосцепного устройства
2.1 Условия работы автосцепного устройства, характерные повреждения и причины их возникновения
Автосцепное устройство представляет собой комплект сборочных единиц и деталей для автоматического сцепления единиц подвижного состава, удержания их на определенном расстоянии друг от друга, а также передачи и амортизации продольных сил. Для автосцепных устройств существует ограничение, вызванное особенностью их конструкции. Данное ограничение заключается в обеспечении автоматического сцепления вагонов только в случае не превышения определенной величины разности высот уровней осей сцепляемых автосцепок. Это ограничение позволяет учесть возможные понижения конструкции вагона после его изготовления за счет износов, прогиба рессорного подвешивания и допусков установки.
Корпус автосцепки отливается из углеродистой стали мартеновского производства, которая, согласно ГОСТ 88-55, имеет углерода 0,17-0,27%, марганца 0,5-0,9%, кремния 0,17-0,37%, серы и фосфора не более 0,045% каждого. Минимальные значения механических характеристик составляют: временное сопротивление 412 МПа, предел текучести 245 МПа и относительное удлинение 20-22%. Валик подъемника, подъемник замка, замкодержатель, предохранитель замка изготавливаются методом точного литья.
Подвижной состав обязательно должен быть оборудован автосцепкой.
Высота оси автосцепки над уровнем верха головок рельсов должна быть:
у локомотивов, пассажирских и грузовых вагонов, не более 1080 мм;
у локомотивов и пассажирских вагонов с людьми, не менее 980 мм;
у грузовых вагонов (груженных), не менее 950 мм;
для подвижного состава, выпускаемого из ремонта, высота оси автосцепки над уровнем верха головок рельсов устанавливается МПС и должна обеспечивать соблюдение указанных норм в эксплуатации.
Разница по высоте между продольными осями автосцепок допускается не более:
В грузовом поезде 100 мм;
между локомотивом и первым груженым вагоном грузового поезда 110 мм.
в пассажирском поезде, следующем со скоростью до 120км/ч 70 мм, то же со скоростью 121 140 км/ч 50 мм;
между локомотивом и первым вагоном пассажирского поезда 100 мм.
Автосцепка СА-3 обеспечивает: автоматическое сцепление при соударении единиц подвижного состава с различными маневровыми скоростями; автоматическое запирание замка в нижнем положении у сцепленных автосцепок, что устраняет самопроизвольное расцепление на ходу поезда (саморасцеп); расцепление подвижного состава без захода человека между концевыми балками и удержание механизма в расцепленном положении до разведения автосцепок; автоматическое возвращение механизма в положение готовности к сцеплению после разведения автосцепок; восстановление сцепления у ошибочно расцепленных автосцепок без их разведения; маневровую работу толчками (работа "на буфер"), когда при соударении автосцепки не сцепляются.
Автосцепка СА-3 (рисунок 2.1) является тягово-ударной нежесткого типа.
Валик подъемника, изображенный на рисунке 2.2, предназначен для поворота подъемника замка при расцеплении автосцепок и ограничения выхода замка из кармана корпуса в зев собранной автосцепки.
Рисунок 2.1 – Автосцепка СА-3
Автосцепка СА-3 состоит из корпуса 9 и деталей механизма сцепления: замка 4, замкодержателя 3, предохранителя 8, подъемника 10, валика подъемника 6.
Головная часть автосцепки (голова) переходит в удлиненный пустотельный хвостовик, в котором имеется отверстие 7 для размещения клина, соединяющего автосцепку с тяговым хомутом. Голова автосцепки имеет большой 2 и малый 5 зубья. В пространство между малым и большим зубьями, в так называемый зев автосцепки, выступают замок 4 и замкодержатель 3, взаимодействующие в сцепленном состоянии со смежной автосцепкой.
Большой зуб имеет три усиливающих ребра: верхнее, среднее и нижнее, плавно переходящие в хвостик и соединенные между собой перемычкой. Голова автосцепки заканчивается сзади упором 1, предназначенным для передачи при неблагоприятном сочетании допусков на основные размеры жесткого удара на хребтовую балку через концевую балку рамы вагона и ударную розетку. Балансир 7, соединяемый с цепью расцепного привода, облегчает возвращение валика подъемника в исходное положение после разведения автосцепок и в других случаях. Стержень валика состоит из толстой 2, тонкой 4 цилиндрических и квадратной 3 частей. В собранной автосцепке цилиндрические части располагаются в соответствующих отверстиях корпуса, а квадратная часть находится в отверстии подъемника. Толстая цилиндрическая часть удерживает замок от выпадания; имеющаяся на ней выемка 5 предназначена для запорного болта. Конические углубления на балансире 7 и на торце 6 стержня служат для центровки валика подъемника на станке при обработке поверхностей стержня во время ремонта [4].
Рисунок 2.2 - Валик подъёмника
В случае выявления неисправности действия механизма автосцепки, а также при единой технической ревизии пассажирских вагонов механизм автосцепки разбирают, карманы корпуса осматривают, при необходимости очищают, неисправные детали заменяют исправными и после сборки проверяют действие механизма в установленном порядке.
Не разрешается выпускать подвижной состав в эксплуатацию при наличии хотя бы одной из следующих неисправностей:
детали автосцепного устройства с трещинами;
разница между высотами автосцепок по обоим концам вагона более 25 мм*, провисание автосцепки подвижного состава более 10 мм; высота оси автосцепки пассажирских вагонов от головок рельсов более 1080 мм и менее 1010 мм;
цепь или цепи расцепного привода длиной более или менее допустимой; цепь с незаваренными звеньями или надрывами в них;
зазор между хвостовиком автосцепки и потолком ударной розетки менее 25 мм; зазор между хвостовиком и верхней кромкой окна в концевой балке менее 20 мм (при жесткой опоре хвостовика);
замок автосцепки, отстоящий от наружной вертикальной кромки малого зуба более чем на 8 мм или менее чем на 1 мм; лапа замкодержателя, отстоящая от кромки замка менее чем на 16 мм;
валик подъемника заедает при вращении или закреплен нетиповым способом;
толщина перемычки хвостовика автосцепки, устанавливаемой вместо неисправной на вагон, выпускаемый из текущего отцепочного ремонта, менее 48 мм;
поглощающий аппарат не прилегает плотно через упорную плиту к передним упорам, а также к задним упорам допускается наличие суммарного зазора между передним упором и упорной плитой или корпусом аппарата и задним упором до 5 мм;
упорные угольники, передние и задние упоры с ослабленными заклепками;
планка, поддерживающая тяговый хомут, толщиной менее 14 мм, либо укрепленная болтами диаметром менее 22 мм, либо без контргаек и шплинтов на болтах (допускается крепление поддерживающей планки болтами диаметром 20 мм, но в количестве 10 шт.);
неправильно поставленные маятниковые подвески центрирующего прибора (широкими головками вниз);
кронштейн (ограничитель вертикальных перемещений) автосцепки с трещиной в любом месте, износом горизонтальной полки или изгибом более 5 мм;
кронштейн (ограничитель вертикальных перемещений) автосцепки с трещиной в любом месте, износом горизонтальной полки или изгибом более 5 мм;
отсутствие предохранительного крюка у паровозной автосцепки; валик розетки, закрепленный нетиповым способом; ослабшие болты розетки; болты без шплинтов или со шплинтами, не проходящими через прорези корончатых гаек.
В эксплуатации вагонов большое воздействие на работоспособность деталей несут различные виды внешнего трения [5].
Внешнее трение явление сопротивления относительно соприкосновения, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей, направленное по касательным к ним.
Сила трения - сила соприкосновения при относительном перемещении одного тела по поверхности другого под действием внешней силы тангенциально направленной к общей границе между этими телами.
Скорость скольжения - разность скоростей тел в точке касания при скольжении.
Коэффициент трения - отношение силы трения двух тел к нормальной силе, прижимающей эти тела друг к другу.
Трение покоя - трение двух тел, находящихся в движении относительно друг друга.
Трение без смазочного материала - это трение двух тел при отсутствии на поверхности трения введенного смазочного материала любого вида.
Трение со смазочным материалом - трение двух тел при наличии на поверхности любого смазочного материала.
Трение качения - трение движения, при котором скорости соприкасающихся тел одинаковы по направлению и значению.
Трение качения с проскальзыванием - трение движение соприкасающихся тел при одновременном трении качения и скольжения в зоне контакта [6].