автосцепное устройство железнодорожного вагона

Формула изобретения

1. Автосцепное устройство железнодорожного вагона, содержащее автосцепку, шарнирно установленную на хребтовой балке рамы вагона и опирающуюся на нее с помощью центрирующей балочки центрирующего механизма, и связанный с автосцепкой и тележкой механизм согласования поворота последних, содержащий шарнирно закрепленный горизонтальной частью на хребтовой балке П-образный торсион с расположенными вниз концами, один из которых с помощью горизонтального шарнира и торцевого кронштейна соединен с центрирующей балочкой, отличающееся тем, что механизм согласования снабжен шарнирно закрепленным снизу на оси хребтовой балки с помощью вертикального кронштейна коромыслом, продольное плечо которого шарнирно связано с помощью тяги и горизонтального шарнира со вторым концом П-образного торсиона, а также штангой, выполненной в виде винтовой пары, неповоротная часть которой шарнирно связана с поперечным плечом коромысла, а поворотная, снабженная ограничителем угла осевого поворота, - с поперечной, например надрессорной, балкой тележки с помощью крепежного узла, который выполнен разъемным и представляет собой захват, поворотный элемент которого выполнен в виде основания с резьбовой шпилькой, имеющего опорную часть и проушину на конце для крепления штанги, причем продольная ось поворота поворотного элемента лежит в одной горизонтальной плоскости с осью штанги, при этом захват снабжен кинематически связанным с основанием сухарем с резьбой, сдвоенным конусным упором, шарнирно закрепленным на сухаре с возможностью поворота в продольной плоскости захвата и взаимодействия конусных поверхностей с внутренней угловой кромкой технологического отверстия в надрессорной балке, и упорной планкой, неподвижно установленной на резьбовой шпильке между опорной частью основания и сухарем с возможностью взаимодействия с внешней плоскостью боковой стенки надрессорной балки вблизи технологического отверстия.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ограничитель угла осевого поворота поворотной части штанги выполнен в виде закрепленной на ее конце вилки, имеющей возможность взаимодействия с плоскостью поперечного плеча коромысла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ж/д транспорту, в частности к автосцепным устройствам длиннобазовых вагонов.

Известно автосцепное устройство ж/д вагона, содержащее автосцепку, шарнирно установленную на хребтовой балке рамы вагона и опирающуюся на нее с помощью центрирующей балочки центрирующего механизма (см., например, В.В.Коломийченко и др. “Автосцепное устройство подвижного состава”, М., “Транспорт”, 1980г., с.6, 7).

Недостатком этого устройства является отсутствие механизма согласования поворота автосцепки в зависимости от поворота тележки, что не позволяет использовать его в конструкции длиннобазовых грузовых вагонов, например, восьмиосных цистерн и четырехосных вагонов малой грузоподъемности, т.к. оно не сможет обеспечить сцепляемость автосцепок смежных вагонов в кривых участках пути.

Известно также взятое за прототип автосцепное устройство ж/д вагона, содержащее автосцепку, шарнирно установленную на хребтовой балке вагона и опирающуюся на нее с помощью центрирующей балочки центрирующего механизма, и связанный с автосцепкой и тележкой механизм согласования поворота последних, содержащий шарнирно закрепленный горизонтальной частью на хребтовой балке П-образный торсион с расположенными вниз концами, один из которых с помощью горизонтального шарнира и торцевого кронштейна соединен с центрирующей балочкой (см., например, там же, стр. 7, 8).

Недостатком этого автосцепного устройства является невозможность его использования в конструкции длиннобазовых четырехосных грузовых вагонов малой грузоподъемности, например, вагонов для перевозки легковых автомобилей, из-за отсутствия в конструкции вагонов такого типа необходимой для работы механизма согласования соединительной балки (имеющейся в конструкции 8-осных цистерн для связи рам двух двухосных тележек), к которой крепится конец П-образного торсиона.

Кроме того, конструктивные особенности известного автосцепного устройства (механизм согласования которого выполнен только из П-образного торсиона) не позволяет получить необходимый по величине (для обеспечения сцепления в кривых участках пути) угол отклонения автосцепки длиннобазового вагона малой грузоподъемности, т.к. величина отклоняющего усилия, передаваемого через торсион от тележки на автосцепку, будет недостаточной из-за увеличенной длины консольной части рамы вагона (что связано с необходимостью вписывания такого вагона в ж/д габарит, в т.ч. при прохождении кривых участков пути), а значит и горизонтальной части торсиона.

Изобретение решает задачу обеспечения сцепляемости длиннобазовых четырехосных вагонов на кривых участках пути за счет обеспечения необходимого по величине угла отклонения автосцепки.

Для решения этой задачи в известном автосцепном устройстве ж/д вагона, содержащем автосцепку, шарнирно установленную на хребтовой балке рамы вагона и опирающуюся на нее с помощью центрирующей балочки центрирующего механизма, и связанный с автосцепкой и тележкой механизм согласования поворота последних, содержащий шарнирно закрепленный горизонтальной частью на хребтовой балке П-образный торсион с расположенными вниз концами, один из которых с помощью горизонтального шарнира и торцевого кронштейна соединен с центрирующей балочкой, механизм согласования снабжен шарнирно закрепленным снизу на оси хребтовой балки с помощью вертикального кронштейна коромыслом, продольное плечо которого шарнирно связано с помощью тяги и горизонтального шарнира со вторым концом П-образного торсиона, а также штангой, выполненной в виде винтовой пары, неповоротная часть которой шарнирно связана с поперечным плечом коромысла, а поворотная, снабженная ограничителем угла осевого поворота, - с поперечной, например, с надрессорной балкой тележки с помощью крепежного узла, который выполнен разъемным и представляет собой захват, поворотный элемент которого выполнен в виде основания с резьбовой шпилькой, имеющего опорную часть и проушину на конце для крепления штанги, причем продольная ось поворота поворотного элемента лежит в одной горизонтальной плоскости с осью штанги, при этом захват снабжен кинематически связанным с основанием сухарем с резьбой, сдвоенным конусным упором, шарнирно закрепленным на сухаре с возможностью поворота в продольной плоскости захвата и взаимодействия конусных поверхностей с внутренней угловой кромкой технологического отверстия в надрессорной балке, и упорной планкой, подвижно установленной на резьбовой шпильке между опорной частью основания и сухарем с возможностью взаимодействия с внешней плоскостью боковой стенки надрессорной балки вблизи технологического отверстия.

Ограничитель угла осевого поворота поворотной части штанги может быть выполнен в виде закрепленной на ее конце вилки, имеющей возможность взаимодействия с плоскостью поперечного плеча коромысла.

Техническим преимуществом автосцепного устройства по изобретению является обеспечение сцепляемости автосцепок четырехосных длиннобазовых вагонов на криволинейных участках пути, благодаря снабжению механизма согласования коромыслом, тягой, штангой и крепежным узлом с поворотным элементом, связанными между собой, с тележкой и автосцепкой соответствующим образом, что позволяет получить необходимый по величине для такого сцепления угол отклонения автосцепки.

Выполнение узла соединения штанги с тележкой разъемным позволяет перевести механизм согласования в нерабочее положение, а значит использовать автосцепное устройство на вагонах, в процессе эксплуатации которых предполагается производить замену (на некоторых участках пути) тележек на тележки другого типа, а автосцепок на иные сцепные устройства, не требующие горизонтального отклонения для сцепления.

Конструктивные особенности разъемного соединения штанги с тележкой - универсального захвата, конусный упор которого имеет возможность качания и вращения относительно основания, связанного со штангой, позволяют соединять штангу с кромкой технологического отверстия любой конфигурации, имеющего отклонения в размерах, а также быстро соединять и разъединять штангу с тележкой без применения инструмента.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 - вид устройства сверху (вертикальный кронштейн снят), на фиг.2 - то же, отклоненное положение, на фиг.3 - то же, главный вид, на фиг.4 - то же, вид сбоку, на фиг.5 - узел А на фиг.1 (захват), на фиг.6 - то же, вид сбоку.

Заявляемое автосцепное устройство имеет автосцепку 1 (фиг.1-4), которая шарнирно установлена внутри хребтовой балки 2 рамы вагона с опорой на центрирующую балочку 3 (фиг.2-4) расположенного на конце балки центрирующего механизма 4 маятникового типа (фиг.1-4).

Для получения необходимой для сцепления величины отклонения автосцепки от центрального положения в зависимости от положения тележки при вписывании вагона в кривой участок пути устройство снабжено установленным в нижней части хребтовой балки механизмом согласования, состоящим из П-образного торсиона 5, который с помощью втулок 6 шарнирно закреплен горизонтальной частью на хребтовой балке концами вниз, и коромысла 7 (фиг.1-3), которое шарнирно закреплено на оси хребтовой балки с помощью вертикального кронштейна 8 (фиг.3, 4).

Механизм согласования имеет также тягу 9 (фиг.1, 4), расположенную, в частности, перпендикулярно оси хребтовой балки и шарнирно соединяющую продольное, расположенное, например, на оси хребтовой балки, плечо коромысла 7 с одним концом П-образного торсиона 5. Другой конец торсиона с помощью торцевого кронштейна 10 шарнирно связан с центрирующей балочкой 3 (фиг.4).

Вертикальные концы торсиона 5 (фиг.1-4) связаны с тягой 9 и кронштейном 10 с помощью горизонтальных шарниров (имеющих горизонтальные оси).

Второе, поперечное, плечо коромысла 7 с помощью винтовой штанги 11 и, в частности разъемного, крепежного узла в виде захвата 12 шарнирно связано с кромкой горизонтального криволинейного технологического отверстия в боковой стенке надрессорной балки 13, имеющей коробчатое сечение.

Соотношение размеров плеч коромысла 7, длины штанги 11, тяги 9, частей торсиона 5 позволяет получить требуемую величину отклонения автосцепки.

Для предотвращения разрушения механизма согласования, закрепленного на неподвижной хребтовой балке, от усилий, возникающих при качании надрессорной балки тележки в горизонтальной и вертикальной плоскостях, штанга 11 выполнена из двух частей, поворотной и неповоротной, связанных между собой с помощью винтового соединения. Неповоротная часть штанги шарнирно прикреплена к поперечному плечу коромысла 7, а поворотная - шарнирно соединена с также поворотным элементом захвата 12 - основанием 14 (фиг.5), снабженным для этого проушиной и имеющим опорную часть 15. Продольная ось поворота (а при снятии захвата ось вращения) основания 14 лежит в одной горизонтальной плоскости с осью штанги.

Кроме того, захват 12 снабжен сухарем 16 (фиг.5, 6), с которым основание 14 связано подвижно с помощью имеющейся на нем резьбовой шпильки 17 и соответствующей внутренней резьбы сухаря.

Для надежного соединения с кромкой технологического отверстия в боковой стенке надрессорной балки 13 захват 12 снабжен сдвоенным, расположенным горизонтально конусным упором 18 и упорной планкой 19, расположенной между опорной частью 15 и сухарем 16 и подвижно установленной на резьбовой шпильке 17 основания.

Конусный упор 18 шарнирно закреплен боковинами на сухаре 16 с возможностью поворота в продольной плоскости захвата, для чего сухарь имеет по бокам цапфы, а боковины - отверстия.

Конусная поверхность каждой части упора 18 предназначена для контакта с внутренней угловой кромкой технологического отверстия в надрессорной балке.

Упорная планка 19 предназначена для фиксации конусного упора 18 в технологическом отверстии, расположена вертикально и имеет возможность взаимодействия с боковой стенкой надрессорной балки с внешней стороны этого отверстия.

Для предотвращения ослабления фиксации конусного упора 18 в отверстии, которое может произойти при повороте подвижной части штанги 11 относительно неповоротной на большой угол (при совпадении продольной оси захвата 12 с осью штанги в процессе работы согласующего механизма, фиг.2), поворотная часть штанги снабжена расположенным на конце ограничителем поворота в виде вилки 20 (фиг.1), которая закреплена с возможностью взаимодействия с плоскостью поперечного плеча коромысла.

Захват 12 является универсальным, т.к. может быть установлен в технологическом отверстии различной конфигурации, имеющем небольшие отклонения в размерах, если эти отклонения соответствуют длине его конусной поверхности.

Выполнение штанги 11 в виде винтовой пары позволяет менять ее длину и устанавливать заявляемое автосцепное устройство на вагонах с разной длиной консольной части.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Для сцепления автосцепок смежных вагонов на криволинейном участке пути в процессе отклонения продольной оси тележки от продольной оси вагона (фиг.1, 2) происходит соответствующее перемещение штанги 11 согласующего механизма вперед, в результате чего отклоняющее усилие от штанги передается на поперечное плечо коромысла 7. Коромысло, поворачиваясь относительно шарнира крепления к хребтовой балке (против часовой стрелки), передает это усилие с помощью продольного плеча на тягу 9, перемещая связанный с нею вертикальный конец торсиона 5. Второй конец торсиона с помощью торцевого кронштейна 10 отклоняет к центру кривой центрирующую балочку 3 с автосцепкой, обеспечивая достаточный для сцепления угол отклонения.

При необходимости вилка 20 ограничивает вращение штанги 11.

Аналогичным образом происходит отклонение автосцепки в другую сторону при отклонении оси тележки в другую сторону от продольной оси вагона. При этом штанга 11 перемещается назад.

В случае подкатывания под вагон тележек другого типа и замены автосцепки, например, на крюк, захват 12 со штангой 11 может быть снят с надрессорной балки тележки и закреплен на хребтовой балке в нерабочем положении.

Для этого необходимо расцепить штангу 11 и коромысло 7 и произвести вращение штанги вместе с основанием 14 относительно сухаря 16 (фиг.5, 6), в результате чего будет устранено прижатие конусного упора 18 и упорной планки 19 к опорной части 15 и надрессорной балке в зоне технологического отверстия. После этого захват получит возможность бокового смещения относительно отверстия и может быть удален из него с использованием для этого возможности продольного поворота конусного упора относительно сухаря 16 (если отверстие имеет размеры, при которых такой поворот необходим).

Крепление захвата 12 к тележке производится в обратном порядке.