ХОМУТ ТЯГОВЫЙ

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкциям тяговых хомутов автосцепных устройств.
Известен хомут тяговый [Патент на полезную модель RU 200822 U1 от 12.11.2020 г.], содержащий головную часть, заднюю опорную часть, верхнюю и нижнюю тяговые полосы, соединяющие головную и заднюю опорную часть хомута, при этом задняя опорная часть хомута выполнена с направляющими элементами, выполненными выступающими относительно основного металла задней опорной части тягового хомута.
Также известен хомут тяговый по ГОСТ 32885-2014 «Детали литые сцепных и автосцепных устройств железнодорожного подвижного состава. Общие технические условия» вариант 1, содержащий головную часть, заднюю опорную часть, верхнюю и нижнюю тяговые полосы, соединяющие головную и заднюю опорную часть хомута, при этом боковые поверхности головной части выполнены прямоугольной формы и имеют в местах соединения тяговых полос с боковыми и торцевыми поверхностями головной части переходные участки, соединяющие смежные поверхности под углами, близкими к перпендикулярным.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
Недостатком вышеуказанных конструкций является наличие концентраторов напряжения вследствие неравномерного распределения ударных нагрузок в головной части хомута, возникающим при эксплуатации автосцепного устройства грузового вагона, что приводит к снижению прочностных характеристик хомута тягового.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание конструкции хомута тягового, позволяющей повысить прочностные характеристики хомута и увеличить назначенный срок службы за счет улучшенного распределения напряжений.
Поставленная задача решается путём того, что в местах соединения тяговых полос с боковыми и торцевыми поверхностями головной части выполнены четыре скоса, при этом кромки боковых поверхностей головной части, направленные вовнутрь хомута, выполнены по радиусу.
Сущность полезной модели заключается в том, что хомут тяговый, содержит головную часть, заднюю опорную часть и две тяговые полосы, примыкающие к головной и задней опорной частям и соединяющие их между собой, также в местах соединения тяговых полос с боковыми и торцевыми поверхностями головной части выполнены четыре скоса, при этом кромки боковых поверхностей головной части, направленные во внутрь хомута, выполнены по радиусу.
Каждый скос выполнен по боковой поверхности головной части в вертикальном направлении размером в интервале от 20 до 25 мм, по торцевой поверхности головной части в горизонтальном направлении размером в интервале от 50 до 65 мм и по поверхности вдоль тяговых полос в горизонтальном направлении размером в интервале от 50 до 120 мм.
В местах скосов толщина верхней и нижней поверхности головной части выполнена размером не менее толщины боковых поверхностей головной части.
Радиус кромок боковых поверхностей выполнен в интервале от 200 до 300 мм.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:
Фиг. 1 - Хомут тяговый (общий вид);
Фиг. 2 - Хомут тяговый (вид слева);
Фиг. 3 - Хомут тяговый (изометрия).
Хомут тяговый, содержащий головную часть 1, заднюю опорную часть 2 и две тяговые полосы 3, примыкающие к головной 1 и задней опорной 2 частям и соединяющие их между собой. В местах соединения тяговых полос 3 с боковыми и торцевыми поверхностями головной части 1 выполнены четыре скоса (А). Кромки 4 боковых поверхностей 5 головной части 1, направленные во внутрь хомута, выполнены по радиусу (R).
Каждый скос (А) выполнен по боковой поверхности головной части в вертикальном направлении размером (а) в интервале от 20 до 25 мм, по торцевой поверхности головной части в горизонтальном направлении размером (b) в интервале от 50 до 65 мм и по поверхности вдоль тяговых полос в горизонтальном направлении размером (с) в интервале от 50 до 120 мм.
В местах скосов (А) толщина верхней и нижней поверхности головной части выполнена размером (d) не менее толщины (е) боковых поверхностей головной части.
Радиус (R) кромок 4 боковых поверхностей 5 выполнен в интервале от 200 до 300 мм.
Хомут тяговый работает следующим образом.
Исправное состояние сцепного оборудования определяет безопасность движения железнодорожного состава. Во время движения поезда, при его остановках и выполнении различных маневров хомут тяговый постоянно подвергается сжимающим и растягивающим ударным нагрузкам, передаваемым от автосцепки. Действующие на хомут продольные нагрузки могут вызвать концентрацию напряжений в местах резкого изменения конфигурации элементов хомута. К таким элементам относятся острые углы в головной части хомута, а также прямые участки кромок боковых поверхностей головной части, направленных внутрь хомута. В результате происходит неравномерное распределение ударных нагрузок в головной части при распределении напряжений по телу хомута. При этом материал, прилегающий к ослабленному месту воспринимает дополнительные усилия. Это может привести к снижению прочности хомута, а также к возникновению трещин и изломов. Для уменьшения концентрации напряжений необходимо обеспечить плавные переходы между элементами хомута и более равномерному распределению нагрузки на конструкцию хомута.
Технический результат от заявляемой полезной модели заключается в том, что выполнение в местах соединения тяговых полос с боковыми и торцевыми поверхностями головной части четырех скосов (А) таким образом, что каждый скос (А) выполнен по боковой поверхности головной части в вертикальном направлении размером (а) в интервале от 20 до 25 мм, по торцевой поверхности головной части в горизонтальном направлении размером (b) в интервале от 50 до 65 мм и по поверхности вдоль тяговых полос в горизонтальном направлении размером (с) в интервале от 50 до 120 мм, а также выполнение кромок боковых поверхностей головной части, направленных во внутрь хомута, по радиусу (R) в интервале от 200 до 300 мм обеспечивает равномерное распределение продольных ударных нагрузок, передаваемых от автосцепки за счет исключения концентраторов напряжений и создания плавных переходов между элементами хомута, что в свою очередь позволяет уменьшить концентраторы напряжений, возникающих в конструкции хомута во время движения поезда и снизить вероятность появления трещин и изломов в гарантийный эксплуатационный период, а также повысить прочностные характеристики хомута и увеличить назначенный срок службы, при этом происходит снижение материальных затрат в рамках рекламационной деятельности.
Выполнение в местах скосов (А) толщины верхней и нижней поверхности головной части размером (d) не менее толщины (е) боковых поверхностей головной части позволяет получить плавный переход к основной толщине тяговых полос и уменьшить концентраторы напряжений в головной части хомута без снижения прочности.
В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и ведутся всесторонние испытания опытных образцов.