К сожалению, мало кто знает, что автосцепка Джаннея, американца по происхождению, положила начало эволюционного пути его изделия. И пусть его версия не была внедрена полностью, по причине ненадежности, но принцип работы продолжает жить и видоизменяться в современных версиях автоматических изделиях такого класса.
Все версии используемых автосцепок на железной дороге России по своей классификации разделены на две большие группы. В одной находятся изделия механического типа, которые обеспечивают в полном объёме сцепление между собой всех составляющих поездного состава, то есть – это вагоны, платформы, цистерны, локомотивы и так далее. Если речь пойдет об унифицированных автоматических сцепках, то они находятся во второй группе. Потенциала у данного оборудования гораздо больше, ибо – это не только возможности сцепления, но подключение коммуникационных составляющих.
Пассажирские и грузовые вагоны соединяются с помощью механических автосцепок. Сцепление междувагонных коммуникационных соединений производится в ручном режиме. Применение унифицированных автосцепок совершается на специальных подвижных составах, прежде всего, на вагонах метрополитена. В европейских странах и на американском континенте данный тип изделия применяется на электрических и дизельных подвижных составах.
Автоматическая сцепка советского производства подразделяется на два типа – это паровозный и вагонный. Паровозы, мотовозы, автодрезины и специальные вагоны имеют в своём оборудовании паровозный тип сцепки. Пассажирские вагоны, тепловозы, грузовые вагоны дизельные, и электрические поезда и паровозные тендеры оснащены автосцепками вагонного типа.
Вагонный тип изделия, в основном, предназначается для осуществления передач нагрузок ударного тягового характера.
На паровозном типе автосцепки отсутствует поглощающий аппарат, соответственно, нет и деталей, которые могли бы связываться с ним.
С помощью паровозной розетки происходит передача усилия от автоматического сцепления для рамы поездного состава. Крепление произведено с помощью шплинтов, гаек и болтов на контуре концевой балки.
Автоматическая сцепка «СА-3» по своей конструкции представляет следующее: относится к тягово-ударному нежёсткому типу. В её корпусе располагается четыре детали: это сам механизм замкового сцепления, замковой держатель, предохранитель, подъёмник и валик, установленный на подъёмнике.
Одно из требований к конструкции «СА-3» - это её обязательное соответствие её контура с начинкой по ГОСТу-21447—75.
Поскольку на российской территории сложные погодные условия, большая часть года и не только календарного приходится на зимний период времени с его низкими температурами до минус пятидесяти градусов, пургой и метелями. В летний период времени, наоборот, на Урале и в Сибири стоит жара с её высокой температурой до тридцати – сорока градусов, потому-то к сцепному устройству предъявляются самые жесткие требования, ибо за всем этим, в первую очередь, стоит человеческая жизнь и экологическая безопасность.
Конструкция, ее узлы изделия, материал изготовления имеет ряд обязательных допусков, есть регламент и специальные технические условия, которые должны выполнятся изготовителями, прежде, чем подобная продукция дойдёт до эксплуатационных предприятий железных дорог России. Для изготовления «СА-3» применяют низколегированную и углеродистую сталь.
Впрочем, по механическим свойствам металла при изготовлении деталей конструкции есть определённые различия. Металл, из которого изготавливают тяговый хомут или корпус автоматического сцепного устройства должен обладать прочностью, равной 55 кг-сил на миллиметр квадратный. Показатель тягучести металла должен быть равен не менее 30 кг - сил на миллиметр квадратный и так далее.
Несмотря на столь высокие требования, применяемые детали в конструкции подвержены сильному износу, соответственно, им требуется профилактическое проведение ремонтных работ. Восстановление изношенных частей деталей производится с помощью электродной наплавки.
На магистральные вагоны, с учётом их типа допускается установка сразу нескольких видов автоматических сцепных устройств. Четырехосные грузовые вагоны, как правило, оснащаются поглощающим аппаратом «Ш-1-ТМ» и автоматической сцепкой «СА-3». Подпружинивание на корпусе отсутствует.
Пассажирские вагоны, включая дизельные поезда и электропоезда, оснащаются центрующим прибором и поглощающим аппаратом «Р-2П», который имеет определенные различия. Его детали, изготовлены, как резинометаллические.
После того, как наша автосцепка «СА-3» получила всеобщее мировое признание, она стала изменяться с учетом требований времени, для грузовых составов тяжеловесов потребовалась более прочная конструкция изделия «СА-3М». Литер «М» обозначает, что конструкция модернизирована. В дальнейшем ею стали оснащать, в первую очередь, цистерны с восьмью осями. Данная конструкция потребовалась и для полувагонов. Когда создавали это устройство, то учитывали увеличенную длину перечисленных типов вагонов.
Характерная деталь данной конструкции состоит в том, что она может входить в сцепление с предыдущей версией «СА-3», но не может взаимно заменится.
Эта конструкция является, что ни наесть, самым отечественным изделием от первой до последней детали. Сцепка обеспечивает передачу усилий в продольной плоскости поездного состава.
У автосцепки «СА-3М» имеются конструктивные отличия по установке ограничителя по вертикальному перемещению, также изменена конструкция хвостовика. В составе устройства произведена автосцепка мотовозная паровозного типа поглощающего аппарата. Его предназначение состоит в обеспечение амортизационных усилий динамики в продольной плоскости, которые передаются вагону в период эксплуатационного периода. Передача происходит через автоматическую сцепку отправляя её в адрес хребтовой балки и упоров.
Поглощающий аппарат выполняет свою задачу – большая часть ударной энергии поглощается в момент, когда происходит сжатие. Работа центрирующего прибора состоит в том, что он осуществляет возвращение автоматической сцепной конструкции при возможном отклонении в изначальную позицию. Наибольшее распространение названный прибор приобрёл, относящийся к маятниковому типу. В его конструкции находятся два маятниковых болта и центрующая балка. После полученного отклонения автосцепка марки «СА-3М» под тяжестью собственной конструкции возвращает в изначальную позицию.
Вагонный подвижной состав, состоящий из вагонов-рефрижераторов и платформ с восьмью осями, имеющие консольную часть рамы, оснащаются центрующим изделием, у которого есть подпружиненная опора для хвостовика автоматической сцепки. Центрующий прибор, имеющий удлинённые маятниковые болты и усиленную балку, устанавливают на вагоны, предназначенные для пассажиров.
Конструкция автосцепки обеспечена упорной плитой, клином тягового хомута задними и передними упорами, расцепным приводом и самим тяговым хомутом. В конструкциях изделий, установленных на цистернах всех типов, применяются стандартные детали, относящиеся к ходовой части, к автоматическому тормозному оборудованию и к автоматической сцепке.
Цистерны с 8 –ми осями требуют особого усиления. Для этого, они оснащаются автосцепкой «СА-3М», относящейся к полужесткому типу. На таких цистернах стоят поглощающий аппарат марки «Ш-2-Т» с наличием хода, имеющий показатель, равный 105 мм ограничитель по вертикальным перемещениям.
Конструкция сцепного устройства, установленная на цистерну типа «15-1500», изготовлена более прочной, ибо толщины стенок увеличены на 30 % по сравнению со стандартным изделием данного модернизированного типа. Помимо этого, установили во внутренней части конструкции специальные ребра жесткости по принципу шпангоутов морских кораблей. Сцепка стала намного надежнее. Увеличение консолей и базовой части ведет к увеличению значительного смещения сцепного устройства в вертикальной плоскости. Тогда конструкторы предложили произвести специальную вставку в замок автосцепки. Тем самым произошло увеличение вертикального зацепления в 1.6 раза, в натуральном выражении – это 205 мм, вместо 150 мм.
Впоследствии, применили замковую вставку со специальным приливом в нижней корпусной части. Такая передовая реконструкция ограничила смещения в вертикальной плоскости корпуса всех сцепок поездного состава, сведя их до минимального показателя. Данная реконструкция аннулировала произвольные расцепления при следовании по горбам на сортировочных горках. Центрующую балку подпружинили, что позволило уменьшить действующие вертикальные силы. Применив у хвостовика сферическую форму и поставив вкладыш, добились результата, что сцепной корпус производит отклонения в вертикали, не требуя применения большого усилия.
Сцепки была оснащены новыми торсионными уклоняющимися устройствами. Таким образом, автоматическая сцепка значительно улучшила свою работу на железнодорожных путях с малым радиусом на кривых участках дороги.
Применение в конструкции сцепного устройства металлокерамических пластин в виде фрикционных деталей позволило повысить энергоемкость, дав результат в полном объеме о стабильности получаемых характеристик. Кинетическую энергию удалось обуздать.
Современные грузовые вагоны обрели новую автосцепку «СА-4», относящуюся к полужесткому типу, имеющему новое механическое сцепление, что в значительной степени уменьшило количество произвольных расцеплений в поездных составах.
Состояние сцепного хозяйство контролируется по той же методе, что и изделия предыдущих версий описываемого изделия. Конструкция «СА-4» обладает большей надежностью при работе на различных поездных составах. Конструкторам подобного результата достигли, исключив возможные опережения по включению предохранительного узла.
Исключение падения автоматического сцепного устройства «СА-4» удалось достичь за счет применения двух плечного расцепного рычага с наличием двух цепочек.
Конструкция новой сцепки имеет значительные отличия от «прародительницы» «СА-3». Замковое перемещение теперь происходит поступательным образом. Произведено дополнительное подпружинивание устройства. Теперь на стержневой площади валика подъемника произвели установление предохранителя, поэтому все повороты и смещения не будут иметь зависимость от замковых движений.
С внедрением автоматического сцепного устройства «БСУ-3» такого желаемого эффекта в работе, пока не добились, по сравнению с предыдущими версиями сцепок. В 2016 произошло несколько аварийных происшествий, связанных с самопроизвольным расцеплением данного оборудования.
Но имеются некоторые и достоинства автосцепки «БСУ-3». Они могут использоваться на подвижном составе, который был построен несколько лет тому назад.
Применение храпового механизма позволило включать действие балки только при наступлении момента самого процесса сцепления. Выключение работы балки происходит в автоматическом режиме, даже в период следования поезда. Данное нововведение позволяет уменьшить изнашиваемость деталей сцепки в значительной степени. Шумовое сопровождения работающего оборудования, практически исчезло. Эти показатели в выгодном ракурсе позиционируют данное изделие в сравнении с центрующими устройствами.
