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 /, 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 h 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 S-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

Рис. 44. Типовое автосцепное устройство

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

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, 75сг_т;

| 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 = mv²/8, 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 пружинно-фрикционного аппарата применяют углеродистую сталь с повы-

шенным содержанием углерода или легированную сталь. В кон­струкции гидравлических, гидропневматических, резинометалли-ческих и других аппаратов помимо сталей используют и другие материалы: бронзу, резину, пластмассы и т. п. Корпус пружинно-фрикционного 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 нитроце-ментации или цементации с последующей закалкой и отпуском до твердости HRC 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 Ш-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

Рис. 45. Модернизированное автосцепное устройство

вагона и соединяют одним плечом с соединительной балкой че­тырехосной тележки, а другим — с центрирующей балочкои автосцепки.