Назначение, устройство и принцип работы автосцепки СА-3

К современным приспособлениям, необходимым для авторасцепки и сцепления вагонов, относят СА-3, несмотря на то, что оно было разработано в далеком 1932 году. Устройство достаточно популярно и сейчас. Секретом успеха является удачная конструкция, простая и эффективная, а также надежность и простота использования и ухода.

В современном парке транспорта для железных дорог используются вагоны самых разнообразных конструкций и предназначений. Имеются грузовые и пассажирские. Также различают и условия их применения. Ряд вагонов и локомотивов эксплуатируются в достаточно жестких условиях: повышенная интенсивность использования, чрезмерно высокие или низкие температурные показатели, транспортировка людей и грузов на небольшие расстояния.

При небольшом километраже растет мощность приспособления при выполнении погрузочно-разгрузочных манипуляций, и, как следствие, становится актуальным вопрос об использовании устройства, позволяющего в автоматическом режиме осуществлять сцепление и расцепление элементов железнодорожного состава. Именно к этим устройствам и можно отнести это приспособление, так как назначение, характеристики и конструкция автосцепки СА-3 полностью подходят для этих целей. Ударно-тяговое устройство - автосцепка СА-3 позволяет осуществлять:

1. Автоматические соединения вагонов при их соударении и блокировке замка у сцепленных автосцепок.

2. Автоматические расцепления вагонов подвижного железнодорожного состава, которые осуществляются без вмешательства специалиста, и сохранение приспособления в расцепленном положении до того, как будут разведены автосцепки.

3. Автоматический возврат деталей приспособления в начальное положение, позволяющий при ударении вагонов сцеплять их и блокировать замок.

Кроме того, механизм автосцепки СА-3 позволяет заново сцепить расцепленные случайным образом автосцепки без разведения вагонов железнодорожного состава. Осуществление маневровых работ, то есть при их проведении удар автосцепок не ведет к их объединению. До момента сцепления части СА-3 принимают следующие взаимные положения:

1. оси приборов размещены на одной прямой;

2. оси смещены вертикально или горизонтально.

При этом вертикальное осевое смещение может быть допущено в грузовом поезде. Смещение оси происходит до 100 миллиметров, а также в пассажирском скоростном поезде до 50 миллиметров. Максимальное значение горизонтального осевого смещения не превышает 175 мм. При этих смещениях осей работа автосцепки СА-3 заключается в качественной и безопасной автоматической сцепке вагонов при их эксплуатации.

Автосцепка предназначена для сцепки вагонов между собой и передачи тяговых и тормозных усилий. Она относиться к полужесткому типу сцепных устройств и позволяет вертикально перемещаться одной головки автосцепки по отношению к другой до 100мм.

К автосцепному оборудованию относятся также головка автосцепки, тяговый хомут, поглощающий аппарат, упорные уголки, упорная плита, розетка с центрирующим механизмом и другие детали.

 

1 – корпус; 2 – цепь расцепного рычага; 3 – маятниковое устройство; 4 – балка; 5 – тяговый хомут; 6 – упорная плита; 7 – корпус поглощающего аппарата; 8 – поддерживающая планка; 9 – клин; 10 – нажимная плита поглощающего аппарата; 11 – поглощающий аппарат; 12 – резинометаллический элемент; 13, 15 – кронштейн; 14 – расцепной рычаг; 16 – большой зуб; 17 – малый зуб.

Поглощающий аппарат смягчает удары и рывки, предохраняя подвижной состав, грузы и пассажиров от вредных динамических воздействий. Тяговый хому т через клин передает поглощающему аппарату тяговое усилие от автосцепки.

Передний и задний упоры (объединенные упорные угольники), расположенные между стенками хребтовой балки, передают нагрузку на раму. На современном подвижном составе передний упор отлит вместе с ударной розеткой. Тяговые усилия от поглощающего аппарата передаются на передний упор через упорную плиту.

Задний упор воспринимает ударные нагрузки непосредственно от корпуса поглощающего аппарата.

Ударная розетка упора предназначена для усиления концевой балки рамы вагона или локомотива и восприятия в некоторых случаях части удара непосредственно от автосцепки наряду с поглощающим аппаратом.

Центрирующий прибор, состоящий из двух маятниковых подвесок и центрирующей балочки, возвращает автосцепку после бокового отклонения в центральное положение. Расцепной привод служит для расцепления автосцепок. Он состоит из расцепного рычага, цепии поддерживающих деталей — кронштейнов фиксирующего и поддерживающего, укрепленных на концевой балке. Поддерживающая планкаудерживает автосцепку в горизонтальном положении и на определенной высоте, предусмотренной установочным чертежом.

Корпус автосцепки представляет собой пустотелую отливку и состоит из головной части 8 и хвостовика 7. Внутри головной части, называемой карманом, размешены детали механизма автосцепки. Корпус автосцепки имеет большой 2 и малый 5 зубья, между которыми образован зев. Из зева выступают замок 4 и замкодержатель 3. Торцевые поверхности малого зуба и зева называют ударными, а задние поверхности большого и малого зубьев — тяговыми. В верхней части головы корпуса отлит выступ 1 который, взаимодействуя с розеткой, воспринимает жесткий удар при полном сжатии поглощающего аппарата. Хвостовая часть 7 корпуса
автосцепки полая, имеет отверстие 6 для клина тягового хомута.

Корпус, являющийся основной частью автосцепки, предназначен для передачи тяговых и ударных нагрузок, а также размещения деталей механизма сцепления. Хвостовик корпуса имеет постоянную высоту по длине. Его торец — цилиндрический, что обеспечивает перемещение автосцепки в горизонтальной плоскости.

Часть хвостовика, расположенная между отверстием для клина тягового хомута и торцом, называется перемычкой. Поверхности контура зацепления корпуса в сцепленном состоянии взаимодействуют со смежной автосцепкой: при сжатии усилие воспринимается ударной и боковой поверхностями малого зуба, ударной стенкой зева и боковой поверхностью большого зуба, а при растяжении — тяговыми поверхностями и соответственно малого и большого зубьев. Тяговая, ударная и боковая поверхности малого зуба, а также тяговая поверхность большого зуба в средней части по высоте имеют вертикальную площадку длиной 160 мм (80мм вверх и 80 мм вниз от продольной оси корпуса). Указанные поверхности выше и ниже вертикальной площадки скошены для улучшения условий работы сцепленных автосцепок, когда между их продольными осями в вертикальной плоскости возникает угол (при прохождении горба сортировочной горки).

На корпусе со стороны малого зуба сделан прилив с отверстиями для валика подъемника и запорного болта. В ударной стенке зева имеются два окна: большое — для выхода в зев замка и малое — для выхода лапы замкодержателя. Хвостовик корпуса имеет высоту 130 мм, которая в зоне перехода к голове увеличена до 140мм. Отверстие в малом зубе сверху может перекрываться стенкой.

Приливы и отверстия в кармане корпуса служат для размещения деталей механизма и правильного их взаимодействия. Серповидный прилив 1вверху на внутренней стенке малого зуба ограничивает перемещение замка внутрь кармана. Нижняя часть прилива переходит в полочку, на которую опирается верхнее плечо предохранителя. На дне кармана корпуса имеются отверстия: 2 — для сигнального отростка замка, 4 — дня направляющего зуба замка и 5 — для выпадения мусора, случайно попавшего в карман.

В стенке корпуса со стороны малого зуба имеется отверстие 3 с приливом снаружи для размещения толстой цилиндрической части стержня валика подъемника, со стороны большого зуба — отверстие для тонкой цилиндрической части стержня. Рядом с этим отверстием находятся приливы 7и 8, которые служат опорами для подъемника, а выше — шип 6 для навешивания замкодержателя.

Вдоль хвостовика 9 на его горизонтальных стенках с выходом в переходную зону положены ребра жесткости 10.

Детали механизма сцепления

 

Механизм сцепления состоит из замка, замкодержателя, предохранителя замка, подъемника, валика подъемника.

Замок состоит из овального отверстия 2; направляющего зуба 3; сигнального отростка 1; цилиндрического шипа 5.

 

 

 

Замок своей замыкающей частью запирает сцепленные автосцепки. Утолщение замыкающей части к наружной кромке препятствует выжиманию замка из зева внутрь кармана силами трения при перемещении сцепленных автосцепок друг относительно друга во время хода поезда. На цилиндрический шип 5 навешивается предохранитель. Через овальное отверстие 2 проходит валик подъемника. Замок опирается поверхностью 4 на наклонное дно кармана корпуса и перекатывается по нему во время сцепления или расцепления автосцепок, при этом направляющий зуб 3 препятствует перемещению опоры замка по дну кармана.

Для передвижения замка внутрь кармана корпуса при расцеплении автосцепок служит прилив, имеющий прорезь под нижнее плечо предохранителя. По сигнальному отростку 1 судят о положении замка в автосцепке при ее наружном осмотре сбоку вагона. Для лучшей видимости отросток окрашивают красной краской.

Замки прежних выпусков имеют сигнальный отросток формы, изображенной штрихпунктирной линией; практика показала, что такие сигнальные отростки в месте перехода к корпусу замка отламываются вследствие вибрационных нагрузок.

Замкодержатель состоит из противовеса 1; овального отверстия 3; лапы 4; расцепного угла 5.

Замкодержатель вместе с предохранителем удерживает замок в нижнем положении при сцепленных автосцепках, а вместе с подъемником — в верхнем при расцепленных автосцепках до разведения вагонов. Лапа 4 замкодержателя взаимодействует со смежной автосцепкой. В собранном механизме лапа под действием противовеса 1 выходит в зев автосцепки. Хвостик 6 лапы служит как направляющая. На него воздействуют для восстановления сцепленного состояния у ошибочно расцепленных автосцепок. Овальное отверстие 3 в стенке 2 предназначено для навешивания на шип корпуса. Замкодержатель может не только поворачиваться на шипе, но и перемещаться в вертикальной плоскости. Снизу под овальным отверстием расположен расцепной угол 5, взаимодействующий с подъемником замка.

Предохранитель состоит из верхнего плеча 1; нижнего фигурного плеча 4; отверстия 2.

Верхнее плечо 1 предохранителя в сцепленном состоянии перекрывается противовесом замкодержателя, что препятствует уходу замка внутрь кармана корпуса, а нижнее плечо 4, взаимодействуя с подъемником при расцеплении автосцепок, выводит верхнее плечо из зацепления с противовесом замкодержателя. Отверстие 2 служит для навешивания на шип замка. Фаска 5 на нижнем плече предохранителя облегчает проход нижнего плеча в паз замка при расцеплении автосцепок, а фаска 7 в основании верхнего плеча и фаска вокруг втулки 3 предназначены для
того, чтобы предохранитель не задевал за шип для замкодержателя в корпусе и не препятствовал перемещению замка при боковых отклонениях предохранителя.

Подъемник состоит из широкого пальца 1; узкого пальца 2; квадратичного отверстия 5.

Подъемник удерживает вместе с замкодержателем замок в расцепленном положении до разведения вагонов и служит для подъема предохранителя и перемещения замка из зева внутрь кармана корпуса.

Широкий палец 1 поднимает предохранитель и уводит замок, а узкий палец 2 взаимодействует с расцепным углом замкодержателя. Отверстие 5 предназначено для квадратной части стержня валика подъемника. Буртик 4 препятствует западанию подъемника в овальное отверстие замка. Углубление 3 предусмотрено для опоры подъемника на прилив в кармане корпуса.

Валик подъемника состоит из балансира 1; стержня, который состоит из толстой 2, тонкой 4 цилиндрических и квадратной 3 частей.

 

Валик подъемника предназначен для поворота подъемника замка при расцеплении автосцепок и ограничения выхода замка из кармана корпуса в зев собранной автосцепки.

Балансир 1, соединяемый с цепью расцепного привода, облегчает возвращение валика подъемника в исходное положение после разведения автосцепок и в других случаях. В собранной автосцепке цилиндрические 2 и 4 части располагаются в соответствующих отверстиях корпуса, а квадратная часть 3 находится в отверстии подъемника.

Толстая цилиндрическая часть удерживает замок от выпадения, имеющаяся на ней выемка 5 предназначена для запорного болта. Конические углубления 7 на балансире и 6 на торце стержня служат для центровки валика подъемника на станке при обработке поверхностей стержня во время ремонта.

Сцепление

Перед сцеплением замок и лапа автосцепки выходят в зев. Верхнее плечо собачки лежит на полочке малого зуба и располагается выше противовеса замкодержателя. При сцеплении вагонов малый зуб одной автосцепки скользит по скошенной поверхности большого или малого зуба другой автосцепки и входит в зев. Далее он нажимает на замок и вводит его внутрь корпуса, затем нажимает на лапу замкодержателя и освобождает замок.

Замки двух автосцепок под действием своей массы опускаются, выходят из корпуса и расклинивают друг друга, то есть заполняют свободное пространство в контуре зацепления автосцепок, чем препятствуют обратному выскальзыванию малых зубьев. Так как на лапы замкодержателей нажимают малые зубья, их противовесы в корпусах подняты и расположены против верхних плеч собачек. Это исключает возможность саморасцепа, поскольку в случае толчка замка внутрь корпуса он удержится от перемещения за счет упора собачки в противовес замкодержателя. При этом сигнальные отростки не должны быть видны.

Разрез автосцепки в сцепленном состоянии:

1 – корпус; 2 – замкодержатель; 3 – предохранитель замка; 4 – замок; 5 – подъемник замка; 6 – валик; А – фигурный палец подъемника замка; В – противовес лапы замкодержателя; Г – лапа замкодержателя; Ж – сигнальный отросток замка; Е – прямое плечо предохранителя; К – фигурное плечо предохранителя.

Расцепление

Для расцепления автосцепок необходимо один из замков утопить внутрь головы корпуса, повернув расцепной рычаг. При этом вращаются валик и подъемник, который своим фигурным пальцем нажимает на нижнее плечо собачки. Собачка поворачивается, и ее верхнее плечо становится выше противовеса замкодержателя. Затем подъемник тем же пальцем уводит замок в полость автосцепки, одновременно его прямой палец поднимает замкодержатель. После этого палец заскакивает за угол замкодержателя, который под действием своей массы опускается вниз.

Автосцепки останутся расцепленными, пока не разведут вагоны. Замок будет удерживаться внутри за счет нажатия фигурного пальца подъемника, который обопрется об угол замкодержателя. Снаружи при этом виден сигнальный отросток.

После разведения вагонов малые зубья автосцепок перестают нажимать на лапы замкодержателей. Они освобождаются и поворачиваются, лапы замкодержателя снова выходят в зевы автосцепок, а отошедшие углы освобождают подъемники. Подъемники опустятся, и замки выйду из корпусов в зевы автосцепок. Теперь автосцепки готовы к повторному сцеплению.

Разрез автосцепки в расцепленном состоянии:

1 – корпус; 2 – замкодержатель; 3 – предохранитель замка; 4 – замок; 5 – подъемник замка; 6 – валик; А – фигурный палец подъемника замка; В – противовес лапы замкодержателя; Г – лапа замкодержателя; Д – прямой палец подъемника замка; Е – прямое плечо предохранителя замка; Ж – сигнальный отросток замка; К – фигурное плечо предохранителя.