IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

На железнодорожном транспорте часто встречается советская автосцепка СА-3, данный вид автосцепки получил широкое применения, на всех видах подвижного состава включая и пассажирский вагонный парк.

В настоящее время существуют и другие виды сцепных устройств, такие как пассажирская автосцепка жесткого типа, ПАЖ, грузовая автосцепка ZAK и беззазорные сцепные устройства БСУ-1, БСУ-2, БСУ-3.

Актуальность темы обусловлена тенденциями современного вагоностроения, а именно курсом на повышение комфортности пассажирских вагонов. Тверским вагоностроительным заводом выпускаются вагоны с беззазорным сцепным устройством модели 61-4465 для скоростей до 160км/ч.

Рисунок 1 – Пассажирский вагон модели 61-4465

Назначение БСУ-3

Межвагонное беззазорное сцепное устройство БСУ-3 10185.61.00.000 предназначено для соединения пассажирских вагонов.

Контур зацепления сцепного устройства соответствует ГОСТ Р 54749 по установочным размерам БСУ-3 взаимозаменяемо с автосцепным устройством СА-3.

Основные технические данные

Основные параметры и характеристики БСУ-3 приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Основные технические данные

Наименование параметра	Значение
1	2
1. Масса узлов, кг, не более: - сцепки 10185.61.10.000 - сцепки 10185.61.12.000 - балочки центрирующей - комплекта монтажных деталей	- 170 - 184 - 55 или 38 - 40
2. Максимальное усилие растяжения, МН (тс)	1,5 (150)
3. Максимальное усилие сжатия, МН (тс)	2,5 (250)

4. Упругое перемещение опоры, центрирующей балочки, мм	551,0
5. Предварительное поджатие опоры, центрирующей балочки, кН, не менее	4
6. Расстояние между серединами опорных поверхностей центрирующих балочек для маятниковых подвесок, мм	(490 … 500)  2,8
7. Область захвата при сцеплении, мм: - по вертикали - по горизонтали	70  110
8. Относительная скорость соударения при сцеплении, м/с	0,4 … 2
9. Максимальное угловое отклонение оси сцепления от номинального положения, градус: - в горизонтальной плоскости - в вертикальной плоскости	 17 10
10. Нормативные радиусы прохождения криволинейных участков пути (со скоростью до 5 км/ч), м: - кривой, сопряженной с прямой бесконечной длины - S – образной кривой	120 170

Продолжение таблицы 1

БСУ-3 используется с поглощающим аппаратом типа Р-5П, имеющим следующие технические характеристики:

- усилие начального сжатия (сила, при которой начинается сжатие, установленного на вагоне аппарата), кН25- 80;

- ход при сжатии усилием 800 + 50 кН, мм60 - 75;

- полный рабочий ход, мм не более85;

- сила сопротивления при полном рабочем ходе, МН, не менее 1;

- энергоемкость при полном ходе, кДж, не менее35.

Виды сцепок

Рисунок 2 – Общий вид

Описание конструкции

Межвагонное беззазорное сцепное устройство БСУ-3 10185.61.00.000 (рисунок 3) включает в себя следующие основные узлы:

- сцепку с механизмами сцепления;

- сцепку с направляющим конусом и приводом расцепного механизма;

- два центрирующих устройства с маятниковыми подвесками, заимствованными с автосцепки СА-3.

Сцепки БСУ-3 могут изготавливаться с различными корпусами головы:с разъемным корпусом головы 10185.61.10.100 (Рисунок 3, далее по тексту с разъемным корпусом);

с монолитным корпусом головы 10185.61.10.200 (Рисунок 4, далее по тексту с монолитным корпусом).

По принципу работы сцепки идентичны и различаются съемными элементами. Съемные элементы, предназначены для улавливания сцепок при сцеплении и выполнения операций сцепления-расцепления.

В конструкции БСУ-3 с разъемным корпусом корпус состоит из головы 1 и хвостовика 3, соединенных болтами 2. С шарнирным узлом 4 корпус соединен резьбовым соединением. Для предотвращения самоотвинчивания сферы шарнирного узла предназначено устройство стопорения 5.

1 - сцепка с механизмами сцепления, 2 - сцепка с направляющим конусом, ручными замками и приводом механизма расцепления, 3 - поглощающие аппараты типа Р- 5П, 4 - центрирующие балочки, 5 - маятниковые подвески центрирующих балочек, 6 - клинья тягового хомута, 7 - элементы хребтовой балки вагона Рисунок 3 - Беззазорное сцепное устройство БСУ-3(вид в плане)

1- голова, 2 - шарнирный узел, 3- стяжная гайка (контргайка),4- штифт Ø6 (2 шт.), 5- штифт Ø9, 6- винт Рисунок 4 - БСУ-3 с разъемным корпусом (вид сбоку)

Основной отличительной чертой БСУ-3 от СА-3 является шарнирный узел. Шарнирный узел обеспечивает передачу продольного усилия от головы сцепки к поглощающему аппарату и возможность поворота сцепки относительно вагона.

При движении поезда растягивающие и сжимающие усилия передаются от головы на шарнирный узел (рисунок 5 и рисунок 6):

растягивающее - через резьбовое соединение хвостовика со сферой 15, вкладыш 5, гайку шарнира 7, корпус шарнирного узла 4;

сжимающее - через сферу 15, подпятник 6 и корпус шарнирного узла 4. Рабочие поверхности сферы закрыты защитным чехлом 3. Полости корпуса и защитного чехла заполнены смазкой.

Для каждого из видов корпусов сцепок используется свой шарнирный узел (рисунок 5 и рисунок 6).

1 - зажим червячный, 2 - контргайка, 3 - чехол защитный, 4 - корпус шарнирного узла, 5 - вкладыш, 6 - подпятник, 7 - гайка шарнира, 8 - втулка, 9 - гайка, 10 - палец, 11 - втулка, 12 - пластина, 13 - винт, 14 - шайба, 15 - сфера, 16 -шайба, 17 - болт, 18 - винт, 19 - пружина тарельчатая, 20 - граненое отверстие для стопора Рисунок 5 - Шарнирный узел БСУ-3 с разъемным корпусом

Рисунок 6 - Шарнирный узел БСУ-3 с монолитным корпусом

Общий вид шарнирного узла

Центрирующая балочка

Центрирующая балочка предназначена для автоматической установки сцепок БСУ-3 в горизонтальном, вдоль оси вагона, положении. Балочка может быть выполнена с использованием оригинальной отливки корпуса (далее по тексту - балочка с оригинальным корпусом) (рисунок 7) или с использованием отливки корпуса центрирующей балочки сцепки СА-3 (рисунок 8).

Балочка с оригинальным корпусом состоит из: корпуса , опоры , штока , двух направляющих , силовой пружины , механизмов стопорения и снятия опоры с фиксации.

Рисунок 7 - Центрирующая балочка БСУ-3 с оригинальным корпусом

Рисунок 8 - Центрирующая балочка БСУ-3 с использованием отливки корпуса центрирующей балочки СА-3

Центрирующая балочка (рисунок 8) состоит из: корпуса , опоры , штока , силовой пружины и механизма фиксации (храпового механизма).

При движении поезда в результате вертикальных колебаний вагонов хвостовик сцепки периодически нажимает на подпружиненную опору (рисунок 8 и 9) и перемещает её вниз вместе со штоком. При этом гребенка храповика, установленная на штоке, своими зубьями последовательно цепляется за зуб собачки, что препятствует возвращению опоры в первоначальное положение. В результате между опорой балочки и хвостовиком постепенно образуется зазор.

Для возврата опоры в первоначальное положение надо специальным ключом отвести рычаг от зубьев гребенки храповика. При этом зуб собачки выйдет из зацепления с зубьями гребенки и пружина отожмет опору в верхнее положение, то есть в состояние готовности к сцеплению.

Таким образом, можно сказать, что данный вид автосцепки имеет ряд преимуществ:

- улучшает продольную динамику поезда;

- не требует применения буферов для выборки зазоров;

- значительно сокращает габариты и массу устройства.

Код для цитирования: Скопировать