КОРПУС АВТОСЦЕПКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
RAILWAY VEHICLE AUTOMATIC COUPLING CASING

Заявляемое изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции автосцепок железнодорожного транспортного средства.
Известна автосцепка железнодорожного транспортного средства, содержащая корпус, состоящий из полого хвостовика с горизонтальными продольными ребрами жесткости и отверстием для соединения с помощью валика с тяговым хомутом, и головы для размещения в ней механизма сцепления, с расположенным на ее тыльной стороне внешним упором, предназначенным для передачи жесткого удара на хребтовую балку через ударную розетку переднего упора при неблагоприятном сочетании допусков деталей (В.В.Коломийченко и др. «Автосцепные устройства подвижного состава железных дорог», М.: Транспорт, 2002 г., стр.7. Рис.1.2).
Недостатком данной конструкции является применение в узле соединения корпуса с тяговым хомутом дополнительной детали - вкладыша, с расположением последнего в отверстии хвостовика, что существенно усложняет его конструкцию и сборку узла соединения в целом, снижает надежность его работы в эксплуатации. Кроме того, недостаточной является усталостная прочность верхней зоны перехода верхней горизонтальной полки хвостовика в голову из-за конструктивно малого радиуса перехода от горизонтальной поверхности хвостовика к вертикальной головы, что предопределяет возможность появления в ней трещин от действия продольных знакопеременных (растяжение-сжатие) нагрузок, т.к. данная зона является концентратором напряжений.
На исключение названного недостатка в части упрощения конструкции и повышения надежности работы направлено техническое решение, содержащееся в автосцепке железнодорожного транспортного средства, включающей корпус, состоящий из полого хвостовика с продольными ребрами жесткости на его горизонтальных полках, продолговатым отверстием для соединения с помощью клина с тяговым хомутом без применения вкладыша, и головы для размещения в ней механизма сцепления с расположенным на ее тыльной части известным наружным упором (В.В.Коломийченко и др. «Автосцепные устройства подвижного состава железных дорог», М.: Транспорт, 2002 г., стр.18. Рис.2.1).
Данная автосцепка выбрана в качестве прототипа. Однако она также не исключает появления в переходной зоне от хвостовика к голове трещин по изложенным выше причинам, обусловленным тем, что контакт и взаимодействие автосцепок происходят в пределах высоты головы корпуса, существенно превышающей высоту хвостовика. При наличии начальной разницы автосцепок по высоте и в случае взаимодействия под углом друг к другу в вертикальной плоскости передача продольных нагрузок происходит с эксцентриситетом относительно продольной оси хвостовика, что вызывает появление в переходной зоне изгибающего момента знакопеременного характера, который в свою очередь может вызвать в указанной зоне появление трещин усталостного характера и, как следствие, потерю несущей способности корпуса автосцепки.
Кроме того, при ударных нагрузках, например, на сортировочных горках и с учетом неблагоприятного сочетания допусков деталей возможен жесткий удар головы в ударную розетку переднего упора, что может вызвать повреждение деталей и появление трещин в переходной зоне от тыльной стенки к верхней части головы.
Задачей изобретения является создание конструкции корпуса автосцепки, обеспечивающей повышение усталостной прочности и долговечности работы корпуса и автосцепки в целом в эксплуатации.
Поставленная задача решается следующим образом. В корпусе, на внутренней поверхности тыльной стенки головы введено вертикально расположенное усиливающее ребро, которое выполнено таким образом, что оно перекрывает радиусные переходные зоны от тыльной стенки к верхней части головы и от тыльной стенки к верхней горизонтальной полке хвостовика, являясь при этом продолжением продольного ребра жесткости хвостовика. Вместе с этим, ребро в переходных зонах выполнено выше, чем в средней части тыльной стенки головы.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что вводимое ребро является подкрепляющим элементом, который усиливает тыльную стенку головы с расположенным на ней упором и упомянутые переходные зоны, в переходных зонах усиливающее ребро выполнено выше, чем в средней части тыльной стенки головы.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где изображены:
на фиг.1 - корпус автосцепки с местным разрезом, вид сбоку;
на фиг.2 - то же, с местным разрезом тыльной вертикальной стенки головы, вид сверху.
Корпус автосцепки (фиг.1, 2) состоит из головы 1 высотой 2, с тыльной вертикальной стенкой 3, хвостовика 4 высотой 5, с продольными ребрами жесткости 6 (6′) и 7 (7′) на горизонтальных полках 8 и 9 хвостовика 4, переходных зон 10 и 11 от вертикальной стенки 3 к горизонтальной полке 8 хвостовика 4 и к верхней части 12 головы 1 соответственно. Хвостовик 4 имеет продолговатое отверстие 13 под клин для соединения с тяговым хомутом, на тыльной стенке головы расположен снаружи упор 14. Голова 1 в передней части имеет большой 15 и малый 16 зубья.
На внутренней поверхности вертикальной тыльной стенки 3 введено усиливающее ребро 17, которое обеспечивает перекрытие переходных зон 10 и 11 и является продолжением продольного ребра 6, расположенного на верхней полке 8 хвостовика 4. При этом на переходных участках 18 и 19 оно выполнено выше, чем на среднем участке 20.
Технический результат от использования заявленного решения заключается в следующем. Введение усиливающего ребра позволяет снизить концентрацию напряжений в местах перехода вертикальной тыльной стенки головы в хвостовик и в верхнюю часть головы, где имеет место резкое изменение жесткости элементов головы и хвостовика. Концентрация напряжений зависит от радиусов скругления переходных зон. Без вводимого ребра радиусы скруглений проходят посередине сечений переходных зон, т.е. по их центру тяжести. Введение указанного ребра и его выполнение в переходных зонах выше, чем в средней части тыльной стенки головы, позволяет вынести центр тяжести этих зон из сплошного слоя металла в тело ребра и тем самым снизить концентрацию напряжений и вероятность появления трещин в этих зонах. Данная конструкция обеспечивает значительное увеличение срока службы корпуса автосцепки.
Кроме того, введение усиливающего ребра на тыльной вертикальной стенке, как подкрепляющего элемента, увеличивает прочность этой стенки и упора и снижает вероятность их повреждений при передаче продольных усилий и жесткого удара от взаимодействия с ударной розеткой переднего упора рамы вагона при неблагоприятном сочетании допусков деталей.
В настоящее время на заявляемую конструкцию разработана техническая документация и изготавливаются опытные образцы для проведения всесторонних испытаний.