ФГБ ОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»
Автосцепное устройство. Этапы развития.
Методические указания
к лабораторной работе по дисциплинам «Вагоны. Общий курс» и «Подвижной состав железных дорог»
Москва – 2013
ФГБ ОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»
Автосцепное устройство. Этапы развития.
Рекомендовано редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний для студентов специальности «Вагоны»
Москва – 2013
УДК 629.4
А 18
Филиппов В.Н., Козлов И.В., Курыкина Т.Г., Подлесников Я.Д. Автосцепное устройство. Этапы развития: Методические указания. – М.: МИИТ, 2013 – 57 с.
Рассмотрено устройство тележек пассажирских вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 мм стран СНГ, а также этапы развития конструкции.
© ФГБ ОУ ВПО «Московский
государственный университет
путей сообщения», 2013
Содержание
Введение______________________________________5
Ударно-тяговые приборы первых вагонов _____7
Оборудование вагонов автосцепкой___________13
Назначение и типы автосцепного устройства________________________________14
Автосцепное устройство четырехосных вагонов_________________________________19
Иностранные автосцепки и автосцепки жесткого типа____________________________________25
Особенности автосцепного устройства длиннобазных большегрузных вагонов и вагонов для опасных грузов________________________34
Поглощающие аппараты___________________39
Задание для студентов_____________________55
Введение.
Значительное место в изучении курса «Подвижной состав железных дорог» занимает изучение устройства грузовых и пассажирских вагонов. При этом необходимо помнить, что вагоном является единица подвижного состава, предназначенная для перевозки грузов или пассажиров, и независимо от назначения вагонов, любой вагон состоит из кузова, ходовых частей, ударно-тяговых приборов и тормозного оборудования. Целью данного методического пособия является оказание помощи студентам в изучении общего устройства ударно-тяговых приборов грузовых и пассажирских вагонов и ознакомление с этапами их развития связанными с повышением нагрузок и скоростей движения, а также выявление общих тенденций в проектировании и преемственности отдельных удачных конструктивных решений, ознакомление с перспективами развития при повышении скоростей движения и веса поездов.
При изучении устройства ударно-тяговых приборов необходимо помнить, что именно они соединяют вагоны и локомотивы в единый поезд и именно через них происходит передача весьма значительных продольных усилий как в процессе движения, так и при маневровых работах.
Таким образом ударно-тяговые приборы предназначаются для
- сцепления вагонов между собой и локомотивов;
- удержания их на определенном расстоянии друг от друга;
- передачи продольных растягивающих и сжимающих усилий включая и ударные;
- частичного поглощения возникающих в процессе эксплуатации продольных усилий.
1. Ударно-тяговые приборы первых вагонов.
В России в первых вагонах постройки Александровского завода все функции ударно-тяговых приборов выполнял один прибор, и поэтому его называли объединенным ударно-тяговым прибором (рис. 1.1). Размещался он центрально, по середине каждого концевого поперечного бруса рамы кузова. Вагоны с такими приборами сцепляли посредством серьги 3, проходившей в прорези буферных стержней 2 и закреплявшейся шкворнями 1. Сцепление осуществлялось вручную.
Рисунок 1.1. Объединенный ударно-тяговый прибор.
В появившихся затем двухосных вагонах применялись раздельные тягово-сцепные и ударные приборы (рис. 1.2). Тягово-сцепные приборы 2 обеспечивали сцепление вагонов и локомотивов, передачу и смягчение действия растягивающих усилий, а ударные приборы (буфера) 1, имевшие упругие элементы (листовую рессору 4), смягчали сжимающие силы и удерживали вагоны и локомотивы на определенном расстоянии друг от друга. Тягово-сцепные приборы имели сцепки и упряжь, в данном случае несквозную (разрезную). Упряжь выполнялась в виде двух самостоятельных блоков, расположенных по концам вагона и передававших все тяговые усилия через раму кузова. На случай обрыва тягово-сцепных приборов предусматривалось дополнительное соединение вагонов посредством цепей, надетых на крюки 3.
Рисунок 1.2. Раздельные ударно-тяговые приборы.
В 80-х годах 19 века разрезную упряжь стали заменять сквозной (рис. 1.3). В 1880 г. обращение вагонов, не имевших сквозной упряжи, было запрещено в связи с увеличением массы поездов, возрастанием тягового усилия и трудностями, связанными с усилением рамы кузова.
Рисунок 1.3. Сквозная упряжь.
Стержни крюков сквозной упряжи 5 и 2, проходящие вдоль всего вагона и соединенные муфтой 3 через спиральную пружину 4 и другие элементы тягового аппарата, передают на раму 1 лишь часть тягового усилия, остальная часть передается крюками соседнему вагону.
Однако, поезд, составленный из вагонов со сквозной упряжью, труднее сдвинуть с места и легче порвать детали тягово-сцепного прибора, чем в поезде с вагонами, оборудованными разрезной упряжью. Поэтому при постройке четырехосных вагонов, имевших мощные рамы кузова, стали снова применять разрезную упряжь.
Первоначально крюки смежных вагонов соединялись цепями, имевшими несколько звеньев. Затем вместо цепей крюки стали сцеплять винтовыми стяжками, конструкция которых подвергалась усовершенствованию. При введении грузового вагона нормального типа была нормализована и винтовая стяжка. Стяжка образца 1892 г. имела две скобы, надетые на цапфы двух гаек, соединенные винтом с правой и левой нарезками. Одна скоба заводилась в отверстие крюка, а вторая надевалась на крюк смежного вагона. Натяжение стяжки осуществлялось вращением винта, имевшего рукоятку. Такой стяжкой оборудовались все грузовые и пассажирские вагоны.
В 1898 г. появилась стяжка Улленгута, допускавшая двойное сцепление, при котором можно было использовать обе стяжки смежных вагонов. Она была принята для пассажирских вагонов.
Последнее усовершенствование стяжки было осуществлено в 1927 г. Эта стяжка (рис. 1.4) имела скобу 7, накидывавшуюся на крюк сцепляемого вагона, и винт 6, на оба конца которого были навинчены большая 3 и малая 5 гайки. На цапфы гайки 3 были надеты серьги 2, соединенные с кривым валиком 1. Криволинейная средняя часть валика 1, проходившая через отверстие упряжного крюка, облегчала установку стяжки по оси симметрии. Натяжение и ослабление стяжки осуществлялось рукояткой винта 4. Скобы 2 были расставлены так, чтобы между ними проходила стяжка смежного вагона для двойного сцепления.
Рисунок 1.4. Винтовая стяжка образца 1927 г.
В первых вагонах сжимающие усилия передавались при помощи буферов (рис. 1.5). Буфером обычно называли комплект следующих деталей: буферный стержень 1 с тарелкой на одном конце и гайкой на другом, буферный стакан 2, нажимная шайба 3 и упругий элемент 4 (в данном случае двухрядная цилиндрическая пружина).
Рисунок 1.5. Буфер первых вагонов.
Крепился буфер четырьмя болтами с гайками к концевому поперечному (буферному) брусу или к балке рамы кузова. Буферные стержни имели плоские или выпуклые тарелки. Располагались плоские тарелки справа, а выпуклые — слева, в результате чего при сцеплении вагонов плоская тарелка всегда соприкасалась с выпуклой, что уменьшало усилия, воспринимавшиеся буферами, и облегчало проход кривых участков пути.
В некоторых вагонах старой постройки применялись неупругие буфера. Имелись также конструкции, где в качестве упругих элементов использовались резиновые кольца. Из-за малой прочности таких колец в 1890 г. они были заменены пружинами. Пружины сначала были коническими, а впоследствии цилиндрическими. Буферные стаканы вначале имели лапчатую форму и изготовлялись ковкой. Впоследствии появились штампованные и стальные литые стаканы.