АВТОСЦЕПКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть использована в конструкциях автоматических сцепных устройств тяжеловесных грузовых вагонов, оснащенных литой консольной частью хребтовой балки, а также имеющих тележку с максимальной расчётной нагрузкой от колесной пары на рельсы 27 тс и увеличенным прогибом рессорного подвешивания.
Известна типовая автосцепка СА-3, используемая в конструкциях эксплуатируемых грузовых вагонов, корпус которой состоит из головной части и удлинённого пустотелого хвостовика, в котором имеется отверстие для размещения клина, соединяющего автосцепку с тяговым хомутом. Головная часть корпуса автосцепки имеет большой и малый зубья, выполненные со значениями высот 280 мм и 440 мм, соответственно (В.В. Коломийченко и др. Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава. М., «Транспорт», 1991, с.19-32).
Известна автосцепка, содержащая тяговый большой и фиксирующий малый зубья, разделенные друг от друга выемкой, в которой на нижней поверхности малого зуба вдоль боковой кромки установлен ограничитель перемещения в виде кронштейна с вертикальной криволинейной поверхностью и горизонтальным плоским козырьком (RU 83732 U1, B60D1/00, 20.06.2009).
Наиболее близким аналогом полезной модели является автосцепка железнодорожного подвижного состава, содержащая хвостовик и головную часть, имеющую большой и малый зубья, и расположенный в нижней части малого зуба кронштейн с вертикальной опорой и ограничительной площадкой, передняя кромка кронштейна выполнена параллельной ударной стенке малого зуба и смещена наружу за пределы боковой грани последней (SU 921189 A, B61G3/00, 06.06.1980).
Техническая задача, нерешаемая при использовании известных автосцепок, заключается в обеспечении ими гарантированного автоматического сцепления при относительном смещении продольных осей автосцепок смежных грузовых вагонов на величину не более 140 мм, так же, как это имеет место для типовых автосцепок СА-3 или СА-3М. Вместе с тем, у внедрённых в эксплуатацию тяжеловесных вагонов с литой консольной частью, а также с тележками с максимальной расчетной нагрузкой от колесной пары на рельсы 27 тс и увеличенным прогибом рессорного подвешивания увеличение указанной разницы уровней продольных осей автосцепок сцепленных вагонов может достигать 210 мм. Известные конструкции автосцепок не в состоянии обеспечить зацепление при указанных значительных по величине вертикальных разнонаправленных перемещениях автосцепок смежных тяжеловесных вагонов.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение надёжного автоматического сцепления автосцепок смежных грузовых вагонов при относительном взаимном смещении продольных осей хвостовиков корпусов смежных автосцепок на величину до 210 мм.
Достигается указанный технический результат тем, что в автосцепке, которая содержит корпус с головной частью, выполненной с большим и малым зубьями, характеризуемой продольной осью большого зуба, и хвостовиком, характеризуемым продольной осью, и прикреплённый к нижней части малого зуба упорный кронштейн с ограничительной площадкой, и механизм сцепления, в отличие от наиболее близкого аналога, продольная ось большого зуба головной части корпуса смещена относительно продольной оси хвостовика корпуса, при этом большой зуб и малый зуб выполнены с высотой в диапазонах 160 – 180 мм и 490 – 530 мм, соответственно.
В предпочтительной форме реализации продольная ось большого зуба смещена относительно продольной оси хвостовика вверх в составе автосцепного устройства на раме грузового вагона.
В предпочтительной форме реализации величина смещения между продольными осями большого зуба и хвостовика не превышает 15 мм.
В частных формах реализации ограничительная площадка кронштейна выполнена с горизонтальной, либо наклонной верхней поверхностью. Наклонная верхняя поверхность ограничительной площадки может быть выполнена в виде плоскости, либо в виде конической поверхности вращения, либо в виде одного ряда или нескольких рядов граней.
В частных формах реализации упорный кронштейн прикреплён к нижней части малого зуба головной части корпуса автосцепки при помощи сварного соединения, либо изготовлен единой отливкой с корпусом автосцепки
В частных формах реализации на большом зубе, например, на его носке, нанесена маркировка положения продольной оси.
Полезная модель представлена на чертежах, где на фиг. 1 изображен главный вид автосцепки железнодорожного грузового вагона; на фиг. 2 – взаимное расположение смежных автосцепок с упором нижней поверхности большого зуба головной части корпуса одной из автосцепок в ограничительную площадку упорного кронштейна второй автосцепки.
Предлагаемая автосцепка содержит корпус, представляющий собой пустотелую фасонную отливку, состоящую из головной части, выполненную с большим зубом 1 высотой h и малым зубом 2 высотой H, и хвостовика 3. В зеве корпуса автосцепки, образованном пространством между большим 1 и малым 2 зубьями, расположен карман для установки механизма сцепления (на чертежах не показан).
К нижней части малого зуба 2 прикреплён упорный кронштейн 4, выполненный с ограничительной площадкой 4.1. Ограничительная площадка 4.1 может быть выполнена с горизонтальной, либо наклонной верхней поверхностью. Наклонная ограничительная площадка может иметь вид плоскости, конической поверхности вращения, одного ряда граней или нескольких рядов граней. Упорный кронштейн 4 может быть соединён с малым зубом 2 посредством сварного соединения, либо изготовлен единой отливкой с корпусом автосцепки.
Головная часть корпуса автосцепки характеризуется продольной осью О’-О’, расположенной в горизонтальной плоскости симметрии большого зуба 1. Местоположение продольной оси О’-О’ может быть отмечено маркировкой на носке большого зуба 1. Высота h большого зуба 1 составляет 160 – 180 мм; высота H малого зуба 2 составляет 490 – 530 мм.
Хвостовик 3 характеризуется продольной осью О-О, расположенной в его горизонтальной плоскости симметрии и являющейся продольной осью автосцепки. Расстояние S от продольной оси О-О хвостовика 3 до опорной поверхности ограничительной площадки 4.1 упорного кронштейна 4 составляет 280 мм и соответствует данному расстоянию у типовых автосцепок СА-3, что обеспечивает взаимосцепляемость с типовыми автосцепками на сети железных дорог.
Головная часть корпуса автосцепки смещена вверх в составе автосцепного устройства на раме грузового вагона относительно хвостовика 3 на величину s, измеряемую между продольной осью О’-О’ большого зуба 1 и продольной осью О-О хвостовика 3. Значение величины s не превышает 15 мм.
Предлагаемое смещение большого зуба 1 головной части корпуса автосцепки вверх относительно хвостовика 3 в совокупности с уменьшением высоты большого зуба 1 в сравнении с высотой больших зубьев известных конструкций и с увеличением высоты малого зуба 2 в сравнении с высотами больших зубьев известных конструкций обеспечивает надёжную сцепляемость смежных автосцепок и их работоспособность при относительном взаимном смещении продольных осей автосцепок на величину до 210 мм.
Верхний предел величины смещения s между продольными осями большого зуба и хвостовика, равный 15 мм, обусловлен сохранением унификации деталей механизма автосцепки автосцепного устройства с существующими стандартными автосцепками СА-3 и СА-3М. Кроме того, превышения указанной величины смещения s не требуется при условии изготовления большого 1 и малого 2 зубьев с высотами h и Н в диапазонах h  (160 – 180) мм и Н  (490 – 530) мм. При высоте h большого зуба 1 менее нижнего значения указанного диапазона не происходит автоматического сцепления смежных автосцепок; превышение верхнего значения указанного диапазона приводит к неоправданному увеличению массы конструкции. При высоте Н малого зуба 2 менее нижнего значения указанного диапазона носок большого зуба 1 может упереться в торец ограничительной площадки 4.1, тем самым препятствуя сцеплению и достижению указанного технического результата; превышение верхнего значения указанного диапазона может привести к излому малого зуба 2 вследствие возникновения большого изгибающего момента при сцеплении.
Полезная модель работает следующим образом.
Взаимное смещение продольных осей хвостовиков О-О корпусов автосцепок автосцепных устройств порожних тяжеловесных вагонов с литой консольной частью и с тележками с увеличенным прогибом рессорного подвешивания находится в нормативных пределах зацепления, не превышающих 140 мм, и сцепление смежных автосцепок осуществляется в обычном режиме. В гружёном состоянии одного из вагонов продольная ось О-О хвостовика 3 его автосцепки может опускаться относительно продольной оси О-О хвостовика 3 автосцепки расположенного рядом порожнего вагона на величину более 140 мм. При относительном смещении продольных осей О-О в вертикальном направлении до значения, составляющего 210 мм, нижняя плоскость большого зуба 1 автосцепки, находящейся ниже смежной автосцепки, располагается выше верхней поверхности ограничительной площадки 4.1 упорного кронштейна 4 смежной автосцепки. Происходит автоматическое сцепление, при котором ограничительная площадка 4.1 будет улавливать большой зуб 1 снизу и ограничивать возможное перемещение вниз смежной автосцепки. Надёжность сцепления за счёт увеличения контура зацепления обеспечивается предлагаемыми параметрами величины смещения s между продольными осями большого зуба и хвостовика, а также высот h и Н большого 1 и малого 2 зубьев. Надёжная автоматическая сцепляемость осуществляется также в случае, если один из смежных вагонов оснащён типовыми автосцепками СА-3 или СА-3М. Для повышения надёжности сцепления более предпочтительной является исполнение верхней поверхности опорной площадки 4.1 наклонной.
Пример реализации полезной модели представлен на фиг.2. Смежные автосцепки имеют большие зубья 1 высотой h = 170 мм, малые зубья 2 высотой H = 510 мм; величину смещения s = 15 мм. При взаимодействии нижней плоскости большого зуба 1 с ограничительной площадкой 4.1 расстояние S от продольной оси хвостовика до опорной поверхности ограничительной площадки упорного кронштейна составляет 280 мм. Величина смещения продольных осей хвостовиков корпусов смежных автосцепок относительно друг друга составляет 210 мм.