Перспективы развития автосцепного оборудования

Условия эксплуатации вагонов на перспективу будут характе­ризоваться возрастанием веса грузовых поездов до 10—12 тыс. тс при длине состава 1200—1300 м, увеличением числа вагонов с ве­сом брутто до 176 тс, повышением эффективности тормозов в поезде, увеличением средних скоростей соударения вагонов и т. п. Для нормальной работы в таких условиях эксплуатации автосцепное оборудование вагонов должно обладать соответствующей проч­ностью, повышенной энергоемкостью, необходимой поглощающей способностью и оптимальной формой силовой характеристики.

С целью повышения прочности автосцепного оборудования промышленность переходит на изготовление основных его деталей (корпуса автосцепки, тягового хомута, элементов механизма сцепления, упоров и т. д.) из сталей повышенной прочности, в част­ности легированных ванадием и марганцем. Механические свой­ства этих сталей существенно выше соответствующих свойств сталей, применяемых в настоящее время для изготовления тех же деталей автосцепного устройства. Продолжаются изыскания и других еще более прочных сталей и способов изготовления основ­ных и наиболее ответственных деталей автосцепного оборудо­вания.

Одновременно с применением легированных сталей для про­изводства деталей автосцепного устройства идут конструкторские проработки усиления его элементов и узлов. Так, в последние годы введены в производство усиленные передний и задний упоры, тяговый хомут и корпус автосцепки. Автосцепка усилена введе­нием четырех ребер в хвостовике, увеличением сечения стенки, изменением конструкции ребер большого зуба и т. д. Все это (наряду с применением низколегированной стали дало возмож­ность увеличить разрывное усилие автосцепки. С целью повы­шения качества автосцепных устройств в целом и его узлов и " де­талей в отдельности в промышленности постоянно совершен­ствуется технология их производства. Это достигается комплекс­ной механизацией и автоматизацией процессов изготовления деталей и узлов автосцепного устройства.

Совершенствование поглощающих аппаратов автосцепных уст­ройств направлено на улучшение их энергетических параметров и в первую очередь энергоемкости. При существующих схемах пружинно-фрикционных поглощающих аппаратов повышения их энергоемкости можно достичь оптимизацией параметров жест­кости и трения. С этой целью изыскивают возможности усиления пружин поглощающих аппаратов в существующих габаритных

размерах и повышения коэффициента трения между деталями фрикционного узла аппарата.

Для существующих условий эксплуатации возможно создание фрикционно-пневматических поглощающих аппаратов, в которых в качестве упругого элемента будет использован пневмоцилиндр с внутренним давлением, соответствующим силе предварительной затяжки с учетом трения во фрикционной части, равной 25— 50 тс. Такой аппарат имеет ход 120 мм и может обеспечить соуда­рение четырехосных груженых вагонов со скоростями 10—12 км/ч при ускорениях соответственно 2g — 3g и усилиях, не превы­шающих 200 тс.

Для повышения энергоемкости резинометаллических погло­щающих аппаратов необходимо изыскивать наиболее приемлемые марки резин, имеющие лучшие параметры упругости и внутрен­него трения. Одним из средств повышения энергоемкости авто­сцепных устройств восьмиосных вагонов является применение сдвоенных поглощающих аппаратов типовой конструкции. Иссле­дования, выполненные во ВНИИВ, показали, что восьмиосные гру­женые вагоны, оборудованные автосцепными устройствами со сдвоенными аппаратами Ш-1-Тм или Р-4П, обеспечивают возмож­ность соударения их со скоростями до 7 км/ч. При этом усилие не превышает 200 тс. Если использованы сдвоенные аппараты Ш-2-Т, а также сочетания аппаратов Ш-2-Т и Р-4П, то допустима скорость соударения 7, 5 км/ч. Исследования показали, что аппа­раты Ш-2-Т могут быть рекомендованы для оборудования как четырехосных (в одинарном варианте), так и восьмиосных (в сдво­енном варианте) вагонов. Такая унификация поглощающих аппа­ратов будет иметь очевидные преимущества как в эксплуатации, так и в производстве.

Одно из основных требований, предъявляемых к перспектив­ному поглощающему аппарату, — ограничение силы, возника­ющей при его полном сжатии, величиной, не превышающей 250 тс. При этом от поглощающих аппаратов четырехосных грузовых вагонов требуется энергоемкость не менее 10 тс-м, а от аппаратов восьмиосных вагонов — не менее 16 тс-м. Для реализации ука­занных значений энергоемкости рекомендуются следующие зна­чения ходов: для четырехосных вагонов 100—120 мм, для вось­миосных 160—200 мм. Коэффициент необратимого поглоще­ния энергии должен составлять не менее 0, 6. Сила закрытия аппарата при медленном нарастании нагрузки должна быть не менее 100 тс.

Исключительно высокие требования к энергоемкости погло­щающих аппаратов при значительном ограничении предельных величин ходов и усилий могут быть реализованы в аппаратах, существенно отличающихся по конструкции от ныне применяе­мых. Наиболее приемлемой в отношении получения требуемых значений энергетических параметров и формы силовой характе­ристики в перспективе следует считать конструкцию гидравли-

ческих, гидрогазовых и других комбинированных аппаратов. Прототипом гидрогазовых аппаратов для перспективных условий эксплуатации могут служить опытные аппараты ГА-100М и ГА-500, которые в настоящее время проходят эксплуатационную проверку.

Для вагонов специального назначения, в которых транспорти­руют особо хрупкие и ценные грузы, нуждающиеся в надежной защите от ударов, целесообразно применение автосцепных уст­ройств со специальными средствами ударозащиты и поглощения энергии. В этих устройствах, выполненных по принципу так на­зываемой плавающей хребтовой балки, сочетается конструкция сквозной упряжи с гидропневматическим аппаратом. В таком автосцепном устройстве могут быть реализованы исключительно большие значения рабочих ходов, при которых достигается су­щественное снижение усилий и ускорений, развиваемых при соударении вагонов.

На перспективу намечено создание автосцепного устройства, обеспечивающего одновременное автоматическое соединение воз­душных и электрических магистралей поезда. В таком автосцеп­ном устройстве применяется жесткая автосцепка. Для авто­матического соединения пневматических и электрических маги­стралей на корпусе автосцепки должны быть размещены соответ­ствующие кронштейны с пневматическими патрубками и элек­трическими соединениями. Прототипом может служить автосцепка «Интермат», которая допускает одновременно автоматическое сцепление двух воздушных и одной электрической магистрали, состоящей из семи проводов. Она взаимосцепляема с автосцепкой СА-3 и может быть использована в сочетании с остальными узлами и деталями стандартного и модернизированного автосцепных устройств.

Одним из направлений развития автосцепного оборудования на перспективу может служить создание автосцепного устройства грузовых вагонов, допускающего их опрокидывание на роторных вагоноопрокидывателях без расцепления. Условием создания и внедрения такого автосцепного устройства будет служить при­менение роторных вагоноопрокидывателей, у которых ось враще­ния совпадает с продольной осью автосцепки. В автосцепном устройстве такого назначения должен быть применен узел связи автосцепки с тяговым хомутом, обеспечивающий ее полный или частичный поворот вокруг продольной оси соответственно углу поворота вагоноопрокидывателя.

Необходима дальнейшая отработка резинометаллических по­глощающих аппаратов и разработка средств уменьшения шума в пассажирских вагонах от автосцепного устройства.