Механизм автосцепки СА-3

Лабораторная работа № 9

АВТОСЦЕПНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ВАГОНОВ

Цель работы: изучение конструкции автосцепного уст­ройства четырехосных вагонов.

 

УДАРНО-ТЯГОВЫЕ ПРИБОРЫ

 

Современный вагонный парк оборудован ударно-тяговыми приборами автоматического действия и автосцепным устройством, которое служит для сцепления вагонов между собой и локомоти­вом. Удержанияих на определенном расстоянии друг от друга, восприятия, передачи и смягчения действия продольных растя­гивающих и сжимающих (ударных) усилий, возникающих при дви­жении поезда и маневрах. Автосцепное устройство размещается по концам рамы кузова вагона, от исправного состояния его во многом зависит безопасность движения поездов.

Автосцепное устройство (рис.1) состоит из корпуса авто­сцепки с деталями механизма, расцепного привода, ударно-цент­рирующего прибора, упряжного устройства с поглощающим аппара­том и опорных частей.

 

Рис.1. Автосцепное устройство 4-осного вагона

Корпус автосцепки 13 (рис.2) с механизмом предназначен для сцепления и расцепления вагонов, восприятия и передачи ударно-тяговых усилий упряжному устройству. Корпус установ­лен в окно ударной розетки 9 и своим хвостовиком соединен при помощи клина 8 с тяговым хомутом 6. Корпус автосцепки представляет собой пустотелую фасонную отливку, состоящую из головной части и хвостовика. Внутри головной части разме­щены детали механизма автосцепки. Она имеет большой 1 и ма­лый 4 зубья, которые, соединяясь, образуют зев.

Рис.2. Автосцепка CА-3

 

Торцовые поверхности малого зуба и зева воспринимают сжимающие усилия, а тяговые усилия передаются задними поверхностя­ми большого и малого зубьев. На вертикальной стенке зева возле малого зуба имеется окно для замка 3, а рядом - окно для замкодержателя 2. В верхней части головы отлит выступ 5, который воспринимает жесткий удар при полном сжатии поглоща­ющего аппарата и передает его через розетку на раму вагона. Со стороны малого зуба внутри головы отлита полочка для верхнего плеча предохранителя замка от саморасцепа, а со стороны большого зуба имеется шип для навешивания замкодержателя. В нижней части головы выполнены отверстия для высту­пов замка автосцепки и горизонтальное отверстие для постанов­ки валика подъемника. В пустотелом хвостовике сделано про­долговатое отверстие 6 для клина, соединяющего корпус с тя­говым хомутом. Торец хвостовика 7 служит для передачи удар­ных нагрузок и имеет цилиндрическую поверхность, обеспечива­ющую горизонтальные повороты автосцепки. Горизонтальная про­екция зубьев, зева и выступающей части замка называется кон­туром зацепления.

Центрирующий прибор воспринимает от корпуса автосцепки избыточную энергию удара после полного сжатия поглощающего аппарата и центрирует корпус автосцепки. Прибор имеет удар­ную розетку 9, две маятниковые подвески 11 и центрирующую балочку 12. Ударная розетка 9 отлита заодно целое передним упором приклепана или приварена к концевой балке рамы. У розетки есть окно для постановки корпуса автосцепки и отверстия для маятниковых подвесок, а также ребра жесткости в ударной верхней части.

Центрирующая балочка 12 омегообразной формы с двумя плоскостями и двумя ограничителями (продольными и боковыми). При установке балочки на место продольный ограничитель зах­ватывает нивнюи вертикальную стенку ударной розетки. Боковые ограничители удерживают корпус автосцепки при максимальных отклонениях в поперечном направлении. Маятниковые подвески 11 имеют вид стержня диаметром 25 мм с двумя головками. Верхними головками подвески опираются на ударную розетку, а на нижние уложена центрирующая балочка.

Упоры автосцепки задние 1 и передние 9 служат для пере­дачи растягивающих и сжимающих усилий на раму и кузов ваго­на. Передний упор совместно с розеткой представляет собой П-образную коробку с ребрами жесткости. На расстоянии 625 мм от упорных плоскостей переднего упора к хребтовой балке приклепан или приварен задний упор 1, который также представляет собой П-образную отливку с ребрами жесткости.

Упряжное устройство передает упорам продольные силы от корпуса автосцепки и смягчаетих действие. Оно размещено между передними и задними упорами автосцепного устройства и состоит из тягового хомута б, поглощающего аппарата 5, клина 8, упорной плиты 7 и крепежных деталей клина и поддерживаю­щей планки. Нижней опорой тягового хомута и поглощающего ап­парата является поддерживающая планка 4, прикрепляемая восемью болтами снизу к хребтовой балке. Тяговый хомут 6 представляет собой раму, внутри которой размещен поглощающий аппарат и упорная плита. В головной части хомута имеется от­верстие для клина. Внизу головной нижней части расположены приливы с отверстиями для болтов, предохраняющих клин от выпадания. Опорная площадка хомута снабжена усиливающими реб­рами. Клин тягового хомута прямоугольного сечения со скругленными кромками в нижней части имеет заплечики, которыми он опирается на болты, удерживающие его от выжимания. Выемки в верхней части боковых поверхностей клина сделаны для умень­шения его массы.

Расцепной привод служит для расцепления автосцепок, Привод представляет собой двуплечий рычаг 3, удерживаемый кронштейном 2 с полочкой и державкой 10. Цепь 14 соединяет короткое плечо рычага с валиком подъемника 15.

МЕХАНИЗМ АВТОСЦЕПКИ СА-3

 

Механизм автосцепки (рис.3) состоит из замка 1, замкодержателя 7, предо-хранителя замка 17, подъемника 12, валика подъемника 20 и болта 16 с гайкой и двумя стопорными шайбами.

Замок предназначен для запирания двух сомкну­тых автосцепок. Он имеет вверху шип 2 для наве­шивания предохранителя, в средней части — овальное от­верстие 3 для размещения стержня валика подъемника, внизу — радиальную опору 5 и зуб 6, вокруг которых замок может поворачиваться, а также выкрашенный в крас­ный цвет сигнальный отро­сток 4, по положению кото­рого определяют сцеплены или расцеплены автосцепки. Замок устроен и размещен так, что под действием соб­ственного веса своей замыкающей частью выходит наружу из полости головной части корпуса.

Замкодержатель предназначен для удержания замка в сцеп­ленном и расцепленном положениях. Первая задача выполняется замкодержателем совместно с предохранителем замка, вторая — вместе с подъемни­ком. Замкодержатель имеет противовес 8 и лапу 10, между которыми нахо­дится выступ (расцепной угол) 9. Овальное отверстие 11 служит для навеши­вания замкодержателя на шип корпуса автосцепки.

Предохранитель замка представляет собой двуплечий рычаг с отверстием для навешивания на шип 2 замка. Верхнее плечо 19 пред­назначено для упора в противовес 8 замкодержателя, нижнее 18 — для подъема верхнего плеча, которое имеет дополнительную опору—полку кор­пуса автосцепки.

Подъемник предназначен для выведения предохранителя замка из положения упора в противовес замкодержателя, перемещения замка внутрь полости корпуса автосцепки и удержания его в этом положении. Подъемник имеет широкий 13 и узкий 15 пальцы, а также квадратное отвер­стие 14 для стержня валика подъемника.

Валик подъемника обеспечивает поворот подъемника. Стер­жень 23 с выемкой 22 для прохода запорного болта 16 ограничивает выход замка из полости корпуса в зев. Балансир 24 облегчает возвращение повер­нутого подъемника в первоначальное положение, отверстие 21 предусмотре­но для соединения с цепью расцепного привода.

Болт 16, проходящий через отверстия в приливе корпуса автосцеп­ки, вместе с гайкой и двумя шайбами запирает валик подъемника, а вместе с ним и остальные детали механизма автосцепки.

Рассмотрим взаимодействие деталей механизма автосцепки. До сцепления вагонов продольные оси их автосцепок мо­гут иметь различные относительные смещения в вертикальном и горизон­тальном направлениях. Автоматическое сцепление осуществляется, если от­носительное смещение продольных осей соединенных автосцепок в горизон­тальной плоскости не превышает захвата сцепления, равного 175 мм для автосцепки СА-3 (рис. 4).

Процесс сцепления заключается в следующем. При соуда­рении вагонов малый зуб корпуса одной автосцепки скользит по направля­ющей поверхности малого или большого зуба другой автосцепки и затем входит в зев, а при малом относительном смещении продольных осей сцеп­ляемых автосцепок малые зубья входят в зевы без такого скольжения.

Войдя в зевы, малые зубья нажимают на выступающие части замков или замки нажимают друг на друга. В результате замки из исходного положения (рис. 5, а), повора­чиваясь вокруг своих ради­альных опор, уходят внутрь корпусов. Вместе с замками перемещаются предохраните­ли, верхние плечи которых скользят по полкам и прохо­дят над противовесами замко­держателей. Двигаясь в зевах даль­ше, малые зубья нажимают на лапы замкодержателей, вследствие чего замкодержатели поворачиваются, их про­тивовесы поднимаются и ста­новятся опорами для верх­них плеч предохранителей.

Когда малые зубья займут в зевах сбои крайние положения, замки 1 (рис. 5, б) освобождаются от нажатия, под действием собственного веса выходят снова в зевы, заполняя все имеющееся там пространство, и тем са­мым запирают автосцепки, препятствуя их обратному перемещению, при­чем замки теперь не могут вновь войти внутрь корпусов, так как у перемес­тившихся вместе с ними предохранителей торцы верхних плеч 5 располо­жились против упоров .3 замкодержателей 2. Верхние плечи предохраните­лей сохраняют такое положение, так как они опираются на полки 4, а на лапы замкодержателей нажимают малые зубья смежных автосцепок. Та­ким образом, происходит автоматическое включение предохранителей от саморасцепа.

Описанный процесс сцепления происходит крайне быстро, и взаимодей­ствие деталей механизма может быть несколько другим, в частности, для обеспечения сцепления необязательно перемещение внутрь корпуса одно­временно обоих замков.

 

Процесс расцепления состоит из трех этапов:

- выключения предохранителя от саморасцепа;

- перемещения замка внутрь корпуса автосцепки;

- удержания замка внутри корпуса до разведения вагонов.

Для расцепления вагонов у одной из сцепленных автосцепок посредст­вом расцепного привода поворачивают валик подъемника 8 (рис. 6, а). В результате поворачивается и подъемник, который своим широким паль­цем 3 нажимает на нижнее плечо 5 предохранителя замка, вследствие чего

верхнее плечо 4 поднимается и располагается выше противовеса 6 замкодержателя. Этим заканчивается первый этап процесса расцепления.

При дальнейшем повороте подъемника тот же палец 3 нажимает на замок и, поворачивая его, уводит внутрь корпуса (рис.6, б); сигнальный отросток 7 замка при этом выступает наружу. Так происходит второй этап расцепления.

Для осуществления третьего этапа предназначен узкий палец 1 подъем­ника, который при повороте нажимает на горизонтальную грань расцепного угла 2 замкодержателя. В результате замкодержатель, имеющий овальное отверстие, перемещается вверх. При дальнейшем повороте подъемника уз­кий палец заходит за вертикальную грань расцепного угла и замкодержа­тель, освобожденный от нажатия, опускается снова вниз (рис. 6, в). Те­перь замок не может вновь выйти в зев, так как он удерживается широким пальцем подъемника. Подъемник сохраняет такое положение потому, что его узкий палец опирается на вертикальную грань расцепного угла замко­держателя, который в свою очередь не может повернуться из-за нажатия на его лапу малого зуба смежной автосцепки.

При разведении вагонов освобожденная от нажатия лапа замкодержа­теля выходит в зев, расцепной угол, поворачиваясь, позволяет повернуть­ся подъемнику, и замок возвращается в первоначальное положение. У смеж­ной автосцепки замкодержатель также поворачивается, и упор его противо­веса располагается ниже верхнего плеча предохранителя замка.

Таким образом, механизмы обеих автосцепок после разведения вагонов автоматически восстанавливают готовность к новому сцеплению (см. рис. 5, а).

Восстановление сцепления автосцепок расцепленных, но не разведенных вагонов обеспечивается нажатием снизу на лапу замко­держателя каким-либо предметом по направлению стрелки А (см.рис.6, в). Тогда замкодержатель, имеющий овальное отверстие, переме­щается вверх, а подъемник, лишенный опоры на расцепной угол, повора­чивается. В результате замок снова выходит в зев, восстанавливая сцепле­ние автосцепок.

Выключенное положение механизма, необходимое для толкания вагонов без сцепления, осуществляется установкой рукоятки расцепного привода на полку кронштейна. При этом замок удерживается внутри корпуса нажатием подъемника, который сохраняет такое положение из-за натяжения цепи расцепного привода, соединенной с валиком подъем­ника.

В описанном процессе сцепления верхнее плечо предохранителя замка проходит над противовесом замкодержателя раньше подъема противовеса. Если это условие не соблюдается, т. е. происходит опережение, то во время сцепления вагонов верхнее плечо предохранителя ударяет с боль­шой силой в упор замкодержателя, в результате чего может повредиться предохранитель от саморасцепа. Для предупреждения опережения и дру­гих дефектов необходимо совершенствовать конструкцию, уточнять допуски и износы частей автосцепки на основе закономерностей кинематики и дина­мики.