Автосцепное устройство железнодорожного транспортного средства

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожной техники, в частности, к конструкции автосцепного устройства.
В вагоностроении известно автосцепное устройство железнодорожного транспортного средства, содержащее автосцепку, хвостовик которой введен в передний упор и соединен посредством клина с тяговым хомутом, в котором размещен поглощающий аппарат, взаимодействующий с автосцепкой через упорную плиту, выполненную с гнездом для опоры хвостовика автосцепки (Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава / В.В. Коломийченко, Н.А. Костина, В.Д. Прохоренков, В.И. Беляев - М: Транспорт, 1991, с. 105-106). При эксплуатации в данном устройстве тяговые усилия от поглощающего аппарата передаются на хвостовик автосцепки через упорную плиту, при этом хвостовик автосцепки взаимодействует с упорной плитой своей центральной частью, что приводит к возникновению изгибающего момента в перемычке хвостовика автосцепки, который может привести к появлению в этой зоне усталостных трещин.
Известно также техническое решение, содержащее автосцепку, хвостовик которой введен в передний упор и соединен посредством клина с тяговым хомутом, в котором размещен поглощающий аппарат, взаимодействующий с автосцепкой через упорную плиту, выполненную с гнездом для опоры хвостовика автосцепки, направленное на обеспечение прочности автосцепного устройства за счет исключения изгибающего момента в перемычке хвостовика автосцепки, путем введения на торцевой поверхности хвостовика плоской площадки для взаимодействия с упорной плитой (патент RU №2227103 С2, B61G 3/12, опубл. 20.04.2004 г.).
Технической проблемой данного устройства является его низкая надежность по причине выполнения автосцепного устройства с размещением плоской площадки на хвостовике автосцепки для взаимодействия с упорной плитой. В процессе эксплуатации грузового вагона при проходе кривых участков путей автосцепки сцепленных единиц подвижного состава отклоняются в горизонтальной плоскости, при этом поверхность плоской площадки скользит по поверхности упорной плиты. В результате поверхности изнашиваются, а из-за более высокой твердости упорной плиты в первую очередь происходит износ опорной площадки, что приводит к возникновению изгибающего момента в перемычке хвостовика.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение надежности автосцепного устройства железнодорожного транспортного средства.
Технический результат достигается тем, что в автосцепном устройстве железнодорожного транспортного средства, содержащем автосцепку, хвостовик которой введен в передний упор и соединен посредством клина с тяговым хомутом, в котором размещен поглощающий аппарат, взаимодействующий с автосцепкой через упорную плиту, имеющую гнездо для опоры хвостовика автосцепки, в средней части гнезда для опоры хвостовика автосцепки выполнено углубление в виде вертикального паза шириной «а» и глубиной «b».
В качестве развития основного технического решения ширина «а» может быть выдержана в диапазоне размеров от 32 мм до 102 мм; глубина «b» может быть выдержана в диапазоне размеров от 5 до 13 мм.
В вариантах исполнения, вертикальный паз может иметь прямоугольную форму сечения; вертикальный паз может иметь эллиптическую форму сечения; вертикальный паз может иметь треугольную форму сечения.
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что в средней части гнезда для опоры хвостовика автосцепки выполнено углубление в виде вертикального паза шириной «а» и глубиной «b»; ширина «а» может быть выдержана в диапазоне размеров от 32 мм до 102 мм; глубина «b» может быть выдержана в диапазоне размеров от 5 до 13 мм; вертикальный паз может иметь прямоугольную форму сечения; вертикальный паз может иметь эллиптическую форму сечения; вертикальный паз может иметь треугольную форму сечения. Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 показан общий вид автосцепного устройства железнодорожного транспортного средства; на фиг. 2 - центральное вертикальное сечение упорной плиты, остальные детали автосцепки условно не показаны.
Автосцепное устройство железнодорожного транспортного средства содержит автосцепку 1, хвостовик 1.1 которой введен в передний упор 2 и соединен посредством клина 3 с тяговым хомутом 4, в котором размещен поглощающий аппарат 5, взаимодействующий с автосцепкой 1 через упорную плиту 6, выполненную с гнездом 6.1 для опоры хвостовика 1.1 автосцепки 1.
Технический результат, который заключается в увеличении надежности автосцепного устройства железнодорожного транспортного средства, обеспечивается следующим образом.
В средней части гнезда 6.1 для опоры хвостовика 1.1 автосцепки 1, выполнено углубление 6.2 в виде вертикального паза. При этом паз выполнен шириной «а» и глубиной «b». Наличие углубления 6.2 в средней части гнезда 6.1 для опоры хвостовика 1.1 автосцепки 1 исключает центральный контакт упорной плиты 6 и хвостовика 1.1 автосцепки 1, приводящий к возникновению изгибающего момента в перемычке 1.2 хвостовика 1.1 автосцепки, и тем самым исключает появление усталостных трещин и разрушения в торцевой зоне хвостовика 1.1 автосцепки 1 при воздействии циклических нагрузок. Исполнение углубления 6.2 в виде вертикального паза обеспечивает постоянство условий контакта при вертикальных смещениях хвостовика 1.1 автосцепки 1 по отношению к упорной плите 6 во время эксплуатации железнодорожного транспортного средства.
Ширина «а» вертикального паза выдержана в диапазоне размеров от 32 мм до 102 мм и глубина «b» выдержана в диапазоне размеров от 5 до 13 мм. Выполнение углубления шириной «а» менее 32 мм не позволит устранить изгибающий момент в перемычке 1.2 хвостовика. Увеличение размера ширины «а» более 102 мм приведет к разрушению гнезда 6.1 для опоры хвостовика 1.1 автосцепки 1 из-за значительного уменьшения площади контакта. Увеличение размера глубины углубления 6.1 за верхние пределы указанного диапазона также ухудшает прочностные свойства упорной плиты 6. Выполнение глубины углубления 6.2 меньше указанного диапазона не обеспечивает исключение изгибающего момента в перемычке 1.2 хвостовика 1.1 автосцепки 1 и тем самым не обеспечивает повышения надежности автосцепного устройства. Таким образом, размеры углубления 6.2 гнезда 6.1 для опоры хвостовика 1.1 автосцепки 1 определены с учетом ее прочностных свойств, не вызывая деформации или разрушения упорной плиты 6 от воздействия на нее хвостовика 1.1 автосцепки 1. Оптимальными по форме исполнения вертикального паза являются прямоугольная форма сечения, эллиптическая форма сечения и треугольная форма сечения.
Полезная модель работает следующим образом.
При эксплуатации автосцепное устройство удерживает единицы железнодорожного транспортного средства на определенном расстоянии друг от друга, а также передает продольные усилия. Упорная плита 6 передает сжимающие усилия от торца хвостовика 1.1 автосцепки 1 на поглощающий аппарат 5 и тяговые усилия на передние упоры 2 автосцепного устройства. Выполнение в средней части гнезда 6.1 для опоры хвостовика 1.1 автосцепки 1 углубления 6.2 в виде вертикального паза обеспечивает увеличение срока службы автосцепного устройства и улучшение показателей надежности за счет исключения изгибающего момента в перемычке 1.2 хвостовика 1.1 автосцепки 1 при сохранении прочностных свойств упорной плиты 6.