Железнодорожное сцепное устройство Российский патент 2024 года по МПК B61G3/04 B61G7/10 B61G9/20 

Заявляемое изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции узла сцепа нескольких секций грузового вагона между собой.

Известна конструкция жесткого сцепного устройства с универсальным прицепным хвостовиком для вагонов железнодорожного транспорта [Патент РФ на изобретение №2722250, опубликовано 28.05.2020], содержащая две сцепочки и два центрирующих устройства. Корпус каждой сцепки состоит из головы и прицепного хвостовика, связанных между собой цилиндрическим шарниром с горизонтально расположенным круглым шкворнем. Голова одной из сцепок оборудована механизмами сцепления, а голова другой оборудована механизмом расцепления и направляющим конусом с деталями его крепления. В каждом хвостовике корпуса сцепки выполнено вертикально ориентированное отверстие для установки в него плоского шкворня, соединяющего сцепку с упряжью вагона. Форма и размеры хвостовика соответствуют форме и размерам хвостовой части автосцепки СА-3.

Существенным недостатком данной конструкции является то, что хвостовик связан с головной частью сцепки цилиндрическим шарниром с горизонтально расположенным круглым шкворнем, а хвостовик корпуса сцепки посредством вертикально ориентированного отверстия и плоского шкворня соединяет сцепку с упряжью вагона. Таким образом, при сцеплении секций грузового вагона в каждой секции имеется горизонтальный шарнир и ограниченный вертикальный шарнир, что затрудняет грузовому вагону беспрепятственное прохождение радиусов железнодорожного пути при разноуровневости колес из-за их износа, а также затрудняет вписывание секционного грузового вагона в габариты железнодорожного пути. Два шарнира не позволяют отклониться на необходимый угол в пространственном измерении, и в узлах крепления контакта деталей возникают повышенные контактные напряжения, износ и ослабление конструкции, что снижает эксплуатационную надежность секционного грузового вагона.

Вместе с этим, известна конструкция железнодорожной сцепки [Патент США на изобретение №2889939, опубликовано 09.06.1959г.], содержащая корпус сцепки, имеющий голову и хвостовик, которым корпус сцепки установлен в хомут. Хвостовик корпуса сцепки соединен с хомутом поглощающего аппарата посредством вертикальной соединительной оси, которая проходит через вертикальное отверстие хвостовика корпуса сцепки и через совмещенные отверстия внутри хомута в верхней и нижней его полках. Хвостовик корпуса сцепки имеет наружную и внутреннюю, расположенные в продольном направлении, изогнутые поверхности, образующие заднюю стенку на хвостовике корпуса сцепки, приспособленную для взаимодействия с криволинейной поверхностью на упорной плите поглощающего аппарата.

В отверстии хвостовика корпуса сцепки установлен опорный блок (далее - вкладыш) вертикальной соединительной оси. Вертикальная соединительная ось и вкладыш обеспечивают как поперечный, так и вертикальный наклон сцепного устройства относительно хомута и корпуса сцепки. Вкладыш имеет обращенную назад изогнутую поверхность, дополняющую внутреннюю изогнутую поверхность задней стенки хвостовика корпуса сцепки, сформированную в отверстии хвостовика корпуса сцепки, при этом поверхности с боков и со стороны головы корпуса сцепки сформированы двумя конусами, сходящимися сверху и снизу хвостовика к продольной центральной линии XX хвостовика корпуса сцепки, образуя тем самым внутри отверстий хвостовика с боков и со сторовы головы корпуса сцепки клин, упирающийся в среднюю часть вертикальной соединительной оси.

Наружняя поверхность хвостовика корпуса сцепки сферически изогнута, при этом центр радиуса расположен по существу на пересечении вертикальной оси, вертикальной соединительной оси и продольной центральной линии XX хвостовика корпуса сцепки.

Данное изобретение выбрано в качестве прототипа.

Основным недостатком данной конструкции является наличие в отверстии хвостовика корпуса сцепки только одного вкладыша вертикальной соединительной оси, расположенного в сторону задней стенки хвостовика корпуса сцепки, что является недостаточным для надежной работы данного шарнирного соединения. Особенно этот недостаток отрицательно влияет на контакт вертикальной соединительной оси с клином, образованным с боков и со стороны головы корпуса сцепки внутри отверстия хвостовика. В процессе эксплуатации при воздействии нагрузок произойдет искривление вертикальной соединительной оси или износ вертикальной соединительной оси с уменьшением её диаметра, что приведет к повышенным зазорам трущихся деталей в узле и некорректной, ненадежной работе шарнирного соединения.

Техническая проблема, на которую направлено заявляемое изобретение, состоит в том, чтобы исключить механический контакт кузовов смежных секций при прохождении радиусов железнодорожного пути с учетом разноуровневости соседних секций по причине износа колес грузовых тележек и остаточных деформаций кузовов секций грузового вагона, которые не превышают допустимые размеры и возникли в процессе эксплуатации, а также обеспечить вписывание секционного грузового вагона в габариты магистрального пути, в том числе отклонение сцепки между секциями на тот угол в пространстве, который обеспечит бесконфликтное взаимодействие элементов конструкции секций и сцепки, позволяющих привести к увеличению эксплуатационной надежности конструкции, обусловленной её способностью сохранять работоспособность на весь срок службы.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание конструкции железнодорожной сцепки грузовых вагонов, обеспечивающей повышение эксплуатационной надежности, уменьшение трудозатрат при изготовлении и ремонте секционного грузового вагона.

Поставленная задача решается за счет того, что внутри вертикального отверстия хвостовика установлен вкладыш, направленный в сторону головной части сцепки. При этом вкладыш контактирует с вертикальной осью, а противоположной поверхностью с криволинейной внутренней поверхностью вертикального отверстия хвостовика, направленной в сторону головной части сцепки. Криволинейная внутренняя поверхность вертикального отверстия хвостовика образована дугами в вертикальном и горизонтальном направлении.

Сущность предлагаемой конструкции заключается в том, что железнодорожное сцепное устройство содержит корпус сцепки с головной частью и с хвостовиком, соединенное с хомутом вертикальной осью, проходящей через верхнюю полку хомута, вертикальное отверстие хвостовика и нижнюю полку хомута, причем задняя стенка хвостовика имеет внешнюю и внутреннюю криволинейные поверхности, выполненные по дугам в вертикальном и горизонтальном направлении, при этом внешняя поверхность задней стенки хвостовика контактирует с упорной плитой, а внутренняя поверхность задней стенки контактирует с внешней поверхностью вкладыша, установленного внутри вертикального отверстия хвостовика, который с противоположной стороны контактирует с вертикальной осью, вместе с этим, внутри вертикального отверстия хвостовика установлен вкладыш, направленный в сторону головной части корпуса сцепки, контактирующий с вертикальной осью, а противоположной поверхностью - с криволинейной внутренней поверхностью вертикального отверстия хвостовика, направленного в сторону головной части корпуса сцепки и образованного дугами в вертикальном и в горизонтальном направлениях.

На каждом вкладыше, установленном внутри вертикального отверстия хвостовика, выполнено, по меньшей мере, одна бронзовая наплавка.

Вкладыш, установленый к внутренней поверхности задней стенки хвостовика и вкладыш, установленый к внутренней поверхности вертикального отверстия хвостовика, направленного в сторону головной части корпуса сцепки, выполнены индентичными.

Вкладыш сцепного устройства выполнен из высокопрочного чугуна.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами:

Фиг. 1 - общий вид железнодорожного сцепного устройства;

Фиг. 2 - железнодорожное сцепное устройство (вид А).

Железнодорожное сцепное устройство содержит корпус 1 сцепки с головной частью 2 и с хвостовиком 3, соединенное с хомутом 4 вертикальной осью 5. Вертикальная ось 5 проходит через верхнюю полку 6 хомута 4, вертикальное отверстие 7 хвостовика 3 корпуса 1 сцепки и нижнюю полку 8 хомута 4.

Задняя стенка 9 хвостовика 3 корпуса 1 сцепки имеет внешнюю 10 и внутреннюю 11 криволинейные поверхности, выполненные по дугам в вертикальном и горизонтальном направлении. Внешняя поверхность 10 задней стенки 9 хвостовика 3 корпуса 1 сцепки контактирует с упорной
плитой 12. Внутренняя поверхность 11 задней стенки 9 хвостовика 3
корпуса 1 сцепки контактирует с внешней поверхностью 13 вкладыша 14.

Вкладыш 14 установлен внутри вертикального отверстия 7 хвостовика 3 корпуса 1 сцепки и контактирует с противоположной стороны с вертикальной осью 5.

Кроме того, внутри вертикального отверстия 7 хвостовика 3 корпуса 1 сцепки установлен вкладыш 15, направленный в сторону головной части 2 корпуса 1 сцепки, контактирующий с вертикальной осью 5, а противоположной поверхностью 16 с криволинейной внутренней поверхностью 17 вертикального отверстия 7 хвостовика 3 корпуса 1 сцепки, направленной в сторону головной части 2 корпуса 1 сцепки и образованной дугами в вертикальном, и в горизонтальном направлениях.

На каждом вкладыше 14, 15, установленном внутри вертикального отверстия 7 хвостовика 3, выполнено, по меньшей мере, одна бронзовая наплавка 18.

Вкладыш 14, установленный к внутренней поверхности 11 задней стенки 9 хвостовика 3 корпуса 1 сцепки и вкладыш 15, установленый к внутренней поверхности 17 вертикального отверстия 7 хвостовика 3, направленной в сторону головной части 2 корпуса 1 сцепки, выполнены индентичными.

Вкладыш 14 и 15 сцепного устройства выполнен из высокопрочного чугуна. Также возможно, что вкладыш 14 или 15 сцепного устройства выполнен из высокопрочного чугуна.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в том, что установка внутри вертикального отверстия хвостовика корпуса сцепки вкладыша, направленного в сторону головной части корпуса сцепки, контактирующего с вертикальной осью, а противоположной поверхностью с криволинейной внутренней поверхностью вертикального отверстия хвостовика корпуса сцепки, направленной в сторону головной части корпуса сцепки и образованной дугами в вертикальном, и в горизонтальном направлениях, обеспечивает повышение эксплуатационной надежности, за счет вписывания секционного грузового вагона в радиусные кривые железнодорожного пути при разноуровневости соседних секций по причине износа колес грузовых тележек, а также отклонения сцепки между секциями на оптимально удобный угол в пространстве, что снижает эксплуатационные нагрузки на узлы и детали секции и сцепки в процессе движения грузового железнодорожного вагона.

Выполнение на каждом вкладыше, выполненного из стали и установленном внутри вертикального отверстия хвостовика, по меньшей мере, одной бронзовой наплавки, также повышает эксплуатационную надежность, так как способствует притиранию трущихся деталей в узле соединения хомута и хвостовика корпуса сцепки, а в дальнейшем приводит к стабильной работе вышеуказанного узла и уменьшению зазоров, образующихся при эксплуатации вагона.

Выполнение одного из вкладышей или обоих вкладышей сцепного устройства, установленных в вертикальное отверстие хвостовика из высокопрочного чугуна, позволяет уменшить износ вкладыша, что повышает эксплуатационную надежность железнодорожного сцепного устройства.

Выполнение вкладыша, установленого к внутренней поверхности задней стенки хвостовика и вкладыша, установленого к внутренней поверхности вертикального отверстия хвостовика, направленной в сторону головной части корпуса сцепки, индентичными, обеспечивает уменьшение трудозатрат при изготовлении узла сцепа, так как уменьшается номенклатура входящих деталей.

Предлагаемая конструкция железнодорожного сцепного устройства позволяет полностью исключить механический контакт кузовов смежных секций, в частности, прямоугольной формы при вписывании состава из грузовых вагонов секционного типа в кривые участки магистрального пути.

Вместе с этим, предлагаемая конструкция обеспечивает уменьшение трудозатрат при изготовлении, ремонте и эксплуатации секционного грузового вагона, так как секции возможно разъединить без дополнительных трудозатрат. При изготовлении грузового вагона изготавливают каждую секцию отдельно, а потом при выпуске вагона из цеха, секции соединяют. При ремонте отсутствует необходимость транспортировать полный секционный грузовой вагон, необходимо отсоединить дефектную секцию и направить на ремонтное предприятие, причем на ремонтном предприятии экономится место постановки вагона, на котором осуществляется ремонт.

В настоящее время на заявленное изобретение разработана конструкторская документация.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции узла сцепа нескольких секций грузового железнодорожного вагона между собой. Железнодорожное сцепное устройство содержит корпус 1 сцепки с головной частью 2 и с хвостовиком 3, соединенным с хомутом 4 вертикальной осью 5. Вертикальная ось проходит через верхнюю полку 6 хомута, вертикальное отверстие 7 хвостовика и нижнюю полку 8 хомута. Задняя стенка 9 хвостовика имеет внешнюю 10 и внутреннюю 11 криволинейные поверхности, выполненные по дугам в вертикальном и горизонтальном направлении. Внешняя поверхность задней стенки хвостовика контактирует с упорной плитой 12. Внутренняя поверхность задней стенки хвостовика контактирует с вкладышем 14 посредством контактной поверхности 13, при этом вкладыш установлен внутри вертикального отверстия хвостовика и противоположной стороной контактирует с вертикальной осью. Внутри вертикального отверстия хвостовика также установлен вкладыш 15, направленный в сторону головной части корпуса сцепки, контактирующий с вертикальной осью, а противоположной поверхностью 16 - с криволинейной внутренней поверхностью 17 вертикального отверстия хвостовика 3, направленной в сторону головной части корпуса сцепки и образованной дугами в вертикальном и в горизонтальном направлениях. В результате повышается эксплуатационная надежность сцепного устройства, уменьшаются трудозатраты при изготовлении и ремонте секционного грузового вагона. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Железнодорожное сцепное устройство, включающее корпус сцепки с головной частью и с хвостовиком, соединенным с хомутом вертикальной осью, проходящей через верхнюю полку хомута, вертикальное отверстие хвостовика и нижнюю полку хомута, причем задняя стенка хвостовика имеет внешнюю и внутреннюю криволинейные поверхности, выполненные по дугам в вертикальном и горизонтальном направлении, при этом внешняя поверхность задней стенки хвостовика контактирует с упорной плитой, а внутренняя поверхность задней стенки контактирует с внешней поверхностью вкладыша, установленного внутри вертикального отверстия хвостовика, который с противоположной стороны контактирует с вертикальной осью, отличающееся тем, что внутри вертикального отверстия хвостовика установлен вкладыш, направленный в сторону головной части корпуса сцепки, контактирующий с вертикальной осью, а противоположной поверхностью - с криволинейной внутренней поверхностью вертикального отверстия хвостовика, направленной в сторону головной части корпуса сцепки и образованной дугами в вертикальном и в горизонтальном направлениях.

2. Железнодорожное сцепное устройство по п. 1, отличающееся тем, что на каждом вкладыше, установленном внутри вертикального отверстия хвостовика, выполнена по меньшей мере одна бронзовая наплавка.

3. Железнодорожное сцепное устройство по п. 1, отличающийся тем, что вкладыш, установленный к внутренней поверхности задней стенки хвостовика, и вкладыш, установленный к внутренней поверхности вертикального отверстия хвостовика, направленной в сторону головной части корпуса сцепки, выполнены индентичными.

4. Железнодорожное сцепное устройство по п. 1, отличающееся тем, что вкладыш сцепного устройства выполнен из высокопрочного чугуна.