Корпус автосцепки железнодорожного транспортного средства

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и предназначена для использования в конструкции автосцепного устройства грузового вагона для соединения хвостовика автосцепки с тяговым хомутом поглощающего аппарата.
Известно соединение хвостовика автосцепки с поглощающим аппаратом при помощи клина, проходящего через проушину хвостовика автосцепки, имеющую внутреннюю сферическую поверхность, и через отверстия стенок тягового хомута поглощающего аппарата, на клин надета втулка со сферической наружной поверхностью, вставленная в проушину хвостовика автосцепки (SU 301466, МПК B61G7/00, опубл. 25.05.1971).
Выполнение проушины хвостовика с внутренней сферической поверхностью под установку втулки со сферической наружной поверхностью снижает уровень давления в контактной паре «хвостовик – клин», повышает износостойкость соединённых деталей в условиях знакопеременных продольных усилий. Однако оснащение устройства соединения дополнительной деталью в виде втулки усложняет конструкцию, снижает технологичность изготовления и ремонтопригодность.
Известна железнодорожная автосцепка, в которой цилиндрический клин вставлен в совмещённые отверстия хвостовика автосцепки и скоб тягового хомута, охватывающих хвостовик, при этом отверстие хвостовика автосцепки выполнено в виде сочетания частично цилиндрической вогнутой поверхности, формирующей заднюю стенку отверстия по дуге с радиусом, равным половине диаметра цилиндрического клина, и поверхности, отстоящей от этой поверхности и формирующей переднюю стенку отверстия, названные поверхности объединены с боковыми стенками отверстия, каждая из которых сужается в направлении горизонтальной продольной плоскости хвостовика (US 3635358, B61G9/00, опубл. 18.01.1972).
В конструкции известной автосцепки устойчивость к износу и прочность перемычки хвостовика повышены благодаря более обширной сопряжённой поверхности контактной пары «хвостовик – клин тягового хомута» за счёт выполнения сквозного отверстия хвостовика с особенностями очертания в проекции на горизонтальную и вертикальную плоскости. Вместе с тем, в проекции на вертикальную плоскость отверстие хвостовика имеет сложную комбинированную поверхность, которая сужается к продольной оси хвостовика в области передней и боковых стенок и выполнена в форме выступающего шестиугольника в области задней стенки, что уменьшает поверхность контакта и усложняет технологию изготовления автосцепки.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, состоит в снижении уровня напряжений в перемычке хвостовика, повышении износостойкости конструкции, улучшении технологичности изготовления корпуса железнодорожной автосцепки.
Для достижения технического результата в корпусе автосцепки, который состоит из головной части и хвостовика, выполненного в перемычке с отверстием, предназначенным для соединения хвостовика с тяговым хомутом при помощи цилиндрического клина и выполненным в виде сочетания поверхности задней стенки отверстия, сформированной по дуге с радиусом, не менее половины диаметра цилиндрического клина, поверхности передней стенки отверстия, отстоящей от задней стенки, и поверхностей боковых стенок отверстия, по верхней и нижней торцевым кромкам отверстия хвостовика выполнены скосы, согласно предлагаемому, поверхность передней стенки отверстия сформирована по дуге с радиусом, превышающим радиус задней стенки отверстия, поверхности боковых стенок отверстия очерчены дугами, сопрягающими поверхности задней и передней стенок отверстия, при этом отверстие хвостовика выполнено цилиндрическим с гладкими передней, задней и боковыми стенками.
В частных случаях исполнения радиус передней стенки отверстия хвостовика выполнен в пределах до 1,1 радиуса задней стенки.
Полезная модель представлена на чертежах, где на фиг. 1 изображён общий вид корпуса автосцепки, на фиг. 2 – хвостовик автосцепки в соединении с клином тягового хомута, вид сверху; на фиг. 3 – то же, разрез А-А на фиг. 2.
Корпус автосцепки железнодорожного грузового вагона (фиг. 1) состоит из удлинённого хвостовика I и головной части II с большим и малым зубьями.
Хвостовик I (фиг. 2) в концевой части имеет сквозное отверстие 1, в котором устанавливается клин 2 тягового хомута для соединения автосцепного устройства с поглощающим аппаратом.
Отверстие 1 хвостовика I в плане представляет собой комбинацию плавно сопрягающихся поверхностей с различными по величине радиусами и сформировано сочетанием поверхностей задней стенки 1.1, передней стенки 1.2 и боковых стенок 1.3, каждая из которых очерчена по дугам соответствующих радиусов R1, R2, R3. Радиус R1 поверхности задней стенки 1.1 соответствует половине диаметра d клина, выполненного в виде круглого цилиндра. Радиус R2 поверхности передней стенки 1.2 превышает радиус R1. Поверхности боковых стенок 1.3 очерчены дугами с радиусом R3, плавно сопрягающими поверхности стенок задней 1.1 и передней 1.2. В случае равенства значений радиусов R1 и R2 задняя 1.1 и передняя 1.2 стенки сопрягаются прямой линией.
Отверстие 1 хвостовика I (фиг. 3) выполнено прямым цилиндрическим в проекции на вертикальную плоскость. Верхние и нижние торцевые кромки отверстия 1 скошены с образованием удлинённых фасок 1.4, чтобы минимизировать концентрацию напряжений при отклонении корпуса автосцепки в вертикальной плоскости в пределах нормативных значений углов.
Полезная модель работает следующим образом.
В процессе эксплуатации продольные растягивающие усилия от хвостовика I передаются через клин 2 тяговому хомуту (не показан).
Отверстие 1 хвостовика I и клин 2, имеющий диаметр d, взаимодействуют между собой по поверхности задней стенки 1.1 с радиусом R1, равным половине диаметра d, либо превышающим этот диаметр. Применение клина 2 тягового хомута с диаметром d = 90 мм предполагает выполнение радиуса R1 ≥ 45 мм.
Отверстие 1 выполнено с цилиндрическим профилем и с гладкими стенками, в том числе с задней стенкой 1.1 без выступов. Такое конструктивное исполнение увеличивает площадь сопряжённой поверхности контактной пары «хвостовик – клин тягового хомута», тем самым снижая напряжение в перемычке хвостовика I, а также упрощая технологию изготовления корпуса автосцепки.
При ослаблении продольных усилий клин 2 перемещается в сторону передней стенки 1.2 отверстия 1, как правило, вдоль одной из боковых стенок 1.3. Уровень контактного напряжения между перемычкой хвостовика I и клином 2 снижается благодаря выполнению поверхностей стенок отверстия 1 с различными радиусами, а именно выполнению боковых стенок 1.3 сопряжёнными с поверхностями задней стенки 1.1 и передней стенки 1.2 и выполнению передней стенки 1.2 с радиусом R2, превышающим радиус R1 задней стенки в пределах до 1,1 R1 включительно. Указанное соотношение радиусов является оптимальным с позиции обеспечения снижения напряжений и износостойкости перемычки хвостовика; превышение этого соотношения ведёт к увеличению отверстия 1, соответственно ослаблению прочности хвостовика I.