Для передачи тяговых и тормозных усилий между вагонами, а также для уменьшения продольных ударно-динамических сил, возникающих при движении поезда, служат ударно-тяговые приборы. К ударно-тяговым приборам относятся автосцепное устройство и буферные комплекты с переходными устройствами (только на пассажирских вагонах).
Автосцепное устройство предназначено для автоматического сцепления вагонов между собой и с локомотивом и передачи растягивающих и сжимающих усилий от одного вагона к другому. При наличии автосцепного устройства сцепление подвижного состава происходит автоматически, без участия сцепщика.
Все существующие автосцепные устройства по способу взаимодействия между собой подразделяются на три типа: нежесткие, жесткие и полужесткие, а по способу соединения – механические и унифицированные.
Нежесткими (а) принято называть автосцепки, которые в сцепленном состоянии допускают относительные вертикальные перемещения сцепленных корпусов 2, а в случае разницы по высоте рам вагона 1, располагаются ступенчато, сохраняя горизонтальное положение. Корпуса в таких конструкциях располагаются на жесткой опоре 3. Отклонения в горизонтальной плоскости обеспечиваются в таких конструкциях сравнительно простыми шарнирами на концах корпуса автосцепки. При значительных вертикальных отклонениях может произойти саморасцеп автосцепок.
Жесткие (б) автосцепки не допускают относительных вертикальных перемещений сцепленных корпусов 2, а при отклонении рам располагаются по одной прямой. На концах корпусов таких автосцепок необходимы сложные шарниры, обеспечивающие угловые отклонения в различных направлениях.
Полужесткие (в) автосцепки подобны нежестким, но они имеют ограничители 5, предотвращающие саморасцепы при увеличенных вертикальных относительных смещениях корпусов.
В жестких и полужестких автосцепках корпуса размещаются на подпружиненных опорах 4.
Механические автосцепки используют для сцепления подвижного состава между собой, межвагонные коммуникации соединяют вручную. Унифицированные автосцепки применяют на специальном подвижном составе: вагонах метрополитена, некоторых типах электропоездов и дизель-поездов и пр.
На современном подвижном составе применяются типовые нежесткие автосцепки СА-3; на некоторых шести- и восьмиосных грузовых вагонах, а также на пассажирских вагонах – полужесткие модернизированные автосцепки СА-3М.
Автосцепное устройство вагона. Автосцепное устройство вагона состоит из корпуса автосцепки с деталями механизма, расцепного привода, ударно-центрирующего прибора, упряжного устройства с поглощающим аппаратом и опорных частей. Основные части автосцепного устройства размещаются в консольной части хребтовой балки 5 рамы кузова вагона
Корпус автосцепки с деталями механизма установлен в окно ударной розетки и своим хвостовиком соединен с тяговым хомутом при помощи клина, который вставляется снизу и опирается на два болта, закрепленных запорными шайбами и гайками.
Корпус автосцепки стальной литой, состоит из полой головной части, в которой помещается весь механизм сцепления, и пустотелого хвостовика. Головная часть автосцепки имеет большой 10 и малый 9 зубы, которые служат для сцепления и восприятия тяговых и ударных усилий. Пространство между ними образует зев автосцепки. В зев собранной автосцепки выступают рабочая часть замка 5 и лапа замкодержателя 2. С противоположной стороны головная часть корпуса автосцепки имеет упор, предназначенный для передачи жесткого удара на торец хребтовой балки через концевую балку рамы вагона и ударную розетку.
Торцевые поверхности малого зуба и зева называют ударными, так как они воспринимают сжимающие (ударные) усилия. Задние поверхности большого и малого зубьев – тяговыми (тяговые усилия передаются тыловыми поверхностями большого и малого зубьев). В верхней части головы корпуса отлит выступ 8, который, взаимодействуя с розеткой, воспринимает жесткий удар при полном сжатии поглощающего аппарата. Хвостовая часть корпуса автосцепки полая, имеет отверстие 6, предназначенное для соединения корпуса автосцепки посредством клина с тяговым хомутом. Пустотелый хвостовик по всей длине имеет прямоугольное сечение постоянной высоты. Торец хвостовика выполнен цилиндрическим.
Внутри головной части корпуса автосцепки, называемой карманом, размещаются детали механизма автосцепки, служащие для выполнения процессов сцепления и расцепления подвижного состава.
Механизм автосцепки СА-3 состоит из замка 1, замкодержателя 3, предохранителя замка от саморасцепа 2, подъемника 5, валика подъемника 4, болта 6 с гайкой для закрепления валика подъемника. Назначение замка – запирать соединенные автосцепки. Перекатываясь под действием собственного веса по опорной дуге, замок занимает в головной части автосцепки нижнее положение.
Автосцепки сцепляются автоматически при нажатии на вагон локомотива или другого вагона. При сцеплении малый зуб одной автосцепки входит в зев другой и нажимает на ударную поверхность замка и лапу замкодержателя. В процессе сцепления замки уходят внутрь головных частей автосцепок, замкодержатели поворачиваются, а затем, когда малые зубья заходят в глубь зева, замки опускаются под действием своего веса в нижнее положение и заклиниваются предохранителями с замкодержателями, т.е. автосцепка запирается. По сигнальным отросткам замков определяют, сцеплены автосцепки или расцеплены: при сцепленных автосцепках сигнальные отростки не видны.
Перед сцеплением автосцепок рукоятки расцепных рычагов у обоих вагонов должны находиться в вертикальном положении. В сцепленном состоянии это соответствует замкнутому положению автосцепок, а в расцепленном при разведенных вагонах – состоянию готовности к сцеплению.
Для расцепления автосцепок необходимо с помощью расцепного привода любой из автосцепок повернуть валик подъемника, в результате чего произойдет подъем предохранителя, а затем перемещение замка из зева в карман. Как только замок уйдет из зева, автосцепки расцепятся. Для расцепления автосцепок достаточно повернуть валик подъемника одной из них.
Ударно-центрирующий прибор, состоящий из ударной розетки, прикрепленной в средней части к концевой балке 20 рамы, двух маятниковых подвесок 14 и центрирующей балочки 15, на которую опирается корпус автосцепки, воспринимает продольные ударные усилия, а также возвращает отклоненный корпус автосцепки в среднее положение.
Расцепной привод закреплен на концевой балке рамы. Он состоит из двуплечего рычага 10, кронштейна с полочкой 9, державки 13 и цепи 16 для соединения рычага с приводом механизма автосцепки 17. Для расцепления автосцепок нужно до отказа повернуть рукоятку расцепного рычага любого из двух расцепленных вагонов из вертикального положения в сторону от концевой балки и опустить ее в прежнее положение.
Упряжное устройство включает в себя тяговый хомут, клин, упорную плиту и два болта с планкой, запорными шайбами и шплинтом. Внутри тягового хомута находится поглощающий аппарат, который воспринимает и гасит тяговые и ударные усилия, действующие на автосцепку и передает эти усилия на раму вагона. В эксплуатации находятся поглощающие аппараты различных типов для грузовых и пассажирских вагонов.