> Техника, страница 7 > Автоматическая сцепка

Автоматическая сцепка

Автоматическая сцепка на железнодорожном подвижном составе. При возникновении железных дорог междувагонные соединения состояли из крюков и трехзвенной цепи, накладываемой на крюки (фигура 1, А). Для передачи толкающих усилий без повреждения крюков у концов поперечного бруса вагона делались деревянные выступы. Расхождение вагонов при натяжении и провисание цепи при сближении не составляло тогда ощутительных неудобств, т. к. поезда и скорости их движения были малы. (В Англии до сего времени многие вагоны оборудованы

Данные испытаний автоматерий.

ФИРМЫ

Вес 1 η. м	Толщина в миллиметров	Прочн. на нитку дл. в 1 л		Кру		т к а
		Прочн. на нитку дл. в 1 л		НИТКИ		пряди
		в пд	% ра- стяж.	Кол. пряди	Число обор.	Кол. ниток	Число обор.
,4415	0,80	7,77	24	3	82	5	170
,3965	0,80	6,62	24,1	3	88	5	183
, 4490	0,81	7.95	23,6	3	120	5	207
,4200	0,85	8,58	19,2	3	82	5	165
,4310	0,74	7,1	15,2	3	82	5	108
—	0,83	10,5	20,4	3	76	5	164
,5800	0,93	9,5	22,8	3	74	5	129

Hoyle Smith Ltd. Manchester. Hoyle Smith Ltd. Manchester. Hoyle Smith Ltd. Manchester. Games Stott. Cotton Mills Ltd. Rochale, D. 2. Резинотрест. Ленинградтекс-тиль. трехзвенной цепью.) С увеличением числа вагонов в поезде и повышением скоростей вместо трехзвенной цепи в Европе стали применять винтовую стяжку, а вместо деревянных выступов — металлические пружинные буфера (фигура 1, Б). В Америке вместо

ШШШ Г“		Ί
1 ®	-	н
ШШЯШ 1. 1

Фигура 1. Типы сцепок, применявшихся и применяемых на железных дорогах: А — примитивная трехзвенная сцепка, Б — винтовая ж. д. сцепка,

В — сцепка «колокол—серьга—штырь», Г и Д— американская сцепка. трехзвенной цепи и буферов для сцепления вагонов была применена система под названием «link and pin» («серьга и штырь»). Эта сценка, работающая сейчас на наших трамваях, состояла (фигура 1, В) из среднего буфера, имевшего вид колокола, в который вставлялась серьга, закрепляемая штырем. Сцепка «колокола-серьги и штыря» лучше сцепки с боковыми буферами, ибо центрально передаются и растягивающие и сжимающие усилия, между тем как в европейской сцепке центрально передаются лишь растягивающие усилия, сжимающие же усилия передаются боковыми буферами, из к-рых, в кривых частях пути, работает лишь один внутренний буфер. Чтобы специть и расцепить вагоны, необходимо входить между вагонами, а при боковых буферах — под них подлезать, причем большей частью сцепку и расцепку производят на ходу. В 1894 г. около 12 000 чел. было убито и изувечено при сцепке поездов на железных дорогах С.-А. С. Ш., а на германских ж. д. в 1916 году при маневрах было ранено 626 чел. и 220 убито. Американские дороги еще в 70-х гг. занялись изысканием устройства таких сцепных приборов, которые сцеплялись бы сами собой при набегании одного вагона на другой, а расцеплялись бы без вхождения сцепщика между вагонами. В 1876 г. .появилась удовлетворявшая такому требованию сцепка «Janney» (фигура 1, Г и Д), которая была принята Ассоциацией американских вагоностроителей (Master Car Builder Association). Изданный в 1893 г. закон обязал дороги ввести на всем подвижном составе автоматическую сцепку. На диаграмме (фигура 2) показано возрастание числа оборудованных вагонов и падение числа несчастных случаев при сцепке. Несмотря на возрастание общего количества вагонов, число несчастных случаев, после некоторого скачка вверх в первые четыре года (то есть во время начала переходного периода) с 7 000 до 12 000, сильно упало, снизившись до 3 000, то есть абсолютно в 2 раза слишком, а относительно (к 1 000 000 вагонов наличия) в 3 раза. Сцепка Джанни, называемая у нас американской сцепкой, работает по принципу вертикального контакта, заключающемуся в том, что

со

г

ri-

C₁

12000

10000

8000

6000

иооо

2000

OlQ"fM2i^lr|ON<QCn0^r jir)

юллттцйоижйпоООО

s e ©

------Общее число ба гонов.

-----Число вагонов, оборудованных авто-сцепкой.

- Общее число несчастных случаев.

- Число несчастных случаев, отнесенных к

Ю00000 вагонов.

Фигура 2. Диаграмма несчастных случаев при сцепке вагонов. в сцепленном состоянии рабочие поверхности сцепки соприкасаются между собой по цилиндрической поверхности с вертикальной образующей (фигура 3 и 4). Она состоит: из корпуса — 1, поворотной части, называемой когтем — 2, замка — 3 и механизма для открывания замка — 6. Чтобы возможно было произвести сцепку вагонов, необходимо, чтобы оба или, по крайней мере, один из когтей был открыт (фигура 4, а или г). Для этого надо приводом сбоку вагона

(фигура 1, Г) приподнять механизм для открывания замка 6 (фигура 3) и вновь его опустить. Тогда замок 3 (фигура 4) приподнимется и останется при-подн#тым, а особый рычаг-выталкиватель повернет, то есть откроет, закрытый коготь. При сближении вагонов когти упрутся друг в друга и, скользя по цилиндрической поверхности, закроются. Как только произойдет полный поворот, хвостовик когтя сбросит подвешенный замок 3, к-рый и заклинит хвостовик когтя в закрытом

(ЦилиидрическАЯ пове“*· ностЬ с веягикллькоп ом“· зующен,

Фигура 3. Головка американской сцепки.

Фигура 4. Механизм автоматического сцепления: а, б — оба когтя открыты, г, д — один коготь открыт, другой закрыт, е — наибольший угол, при котором возможно зацепление. положении (фигура 4, в, е). Для расцепки вагонов следует лишь приподнять механизм для открывания замка, то есть поднять замок. При производстве маневров на горках надо заблаговременно расцепить ва-

Фигура 5. Автоматическое сцепление рукавов отопления и тормозных. гопы, чтобы затем их спускать; необходимо, чтобы сцепка с отпертым замком сама собой не запиралась сейчас же, а была бы подготовлена к закрытью лишь после того, как вагоны разойдутся, то есть когда когти откроются. Для этого имеется особый останов, к-рый поддерживает замок в закрепленном открытом положении лишь до тех

пор, пока коготь не откроется вполне и тем, выведя сцепку из закрепленного приподнятого положения, не подготовит ее для последующего процесса сцепления.

Таким обр. сцепка происходит автоматически, а расцепка производится сбоку вагона. Однако для соединения тормозных рукавов приходится входить между вагонами. В настоящее время уже появились конструкции автоматического сцепления тормозных рукавов, рукавов парового отопления и ме-ждувагонных электрических соединений (фигура 5), но они, вследствие ^Фиг· ⁶· ^Изгиб„ буферов,

своей сложности предшествующий ^теяеск°-ьвиеи иожиоии, пированию вагонов. пока широкого распространения не получили. Американская сцепка, по сравнению с винтовой и боковыми буферами, повышает безопасность движения. Вследствие разных нагрузок на вагон и разной упругости рессор, весьма часто высота вагонных рам над рельсом,

Фигура 7. Американская А. с.: а — вид оцепленных головок при совпадении осей, б — то же при несовпадении осей на 100 миллиметров. а следовательно и высота оси буферов, различна. Правилами допускается несовпадение осей буферов смежных вагонов по высоте на величину до 100 миллиметров. Если два смежных вагона с разной высотой европейских буферов получили очень сильный толчок, то этот толчок прилагается к буферам в виде пары сил, изгибающих слабые буферные стержни в разные стороны (фигура 6), причем буферные тарелки образуют наклонные плоскости, по которым один вагон налезает на другой. Поднявшаяся металлическая рама вагона встречает слабый деревянный кузов соседнего вагона, который и срезает. При американской сцепке (фигура 7, а, б) головки, играющие роль буферов, не только не соприкасаются, но заходят друг за друга и имеют поэтому весьма плотное зацепление даже при несовпадении осей; поэтому при толчках и сходах, а иногда и при крушениях, сцепка не нарушается и телескопирова-ния не происходит. Американская сцепка отличается исключительной прочностью. Наша и европейская сцепки имеют прочность 16—20 т, то есть допускают применение

Фигура 8. Комплектный американский автоматический сцепной прибор с упряжным аппаратом. паровозов с силой тяги не более 16—20 т, в то время как современная американская сцепка строится прочностью в 65 т, то есть в 3—4 раза сильнее. Основной закон ж.-д. экономики заключается в том, что стоимость массовых перевозок тем меньше, чем больше вес передвигаемых поездов. Так, например, при увеличении веса поезда с 1 200 тонн (вес, соответствующий прочности нашей винтовой стяжки, при средней крутизне профиля) до 2 600 т, себестоимость перевозок уменьшается на 40%. Благодаря своей мощной автосцепке америк. дороги имеют возможность, применяя поезда огромного веса, работать при низких тарифах, уплачивая бблыную, по сравнению с Европой, заработную плату своим железнодорожникам. Комплектная американская А. с. состоит (фигура 8 и 9) из автоматической головки, аппаратной скобы и пружинного или пружинно - фрикционного упряжного аппарата. Скоба охватывает упряжной аппарат и соединяется с головкой болтами, клином или валиком. Для постановки упряжи рама вагона должна иметь две хребтовые балки, расставленные на расстоянии ок. 300 миллиметров друг от друга и воспринимающие все усилия, передающиеся от сцепки. К хребтовым балкам приклепываются четыре кронштейна, между которыми зажимается упряжной аппарат. При сближении вагонов сжимающие поезд силы поглощаются буферными пружинами. Когда эти силы перестают действовать, энергия, поглощенная пружинами, отдается и проявляется иногда в виде столь больших сил, что может разорвать поезд. Такое явление весьма часто при пашей слабой и неупругой винтовой стяжке. Для предотвращения этого упряжной прибор, кроме пруяшп, имеет еще скользящие части, между которыми развивается трение, поглощающее бблыную часть энергии при сжатии. Эти фрикционные приборы получили большое распространение в Америке и начали применяться в европейских буферах. В настоящее время американская А. с. введена полностью во всей С. Америке (С.-А. С. Штаты, Канада,

Мексика), в Китае (кроме Китайской Восточной ж. д.), в Японии. Частично введена, или производятся опыты, в Ю. Америке, Ю. Африке, Австралии, Новой Зеландии, Индии. При малых европейских расстояниях и малом развитии массовых перевозок дороги не столь сильно чувствовали потребность усиления сцепки, и все время делались попытки придать автоматичность существующей сцепке, не меняя основного принципа устройства, то есть раздельной передачи сжимающих (боковыми буферами) и растягивающих (стяжкой) усилий. При этом главное стремление заключалось в том, чтобы новая стяжка могла более или менее удобно сцепляться со старой. Однако, несмотря на международные конкурсы (Петербург, 1901—1904 гг. — 713 проектов; Милан, 1909 г.—475 проектов), создать удовлетворительную стяжку не удалось. Ныне вопросом А. с. занят Международный железнодорожный союз, высказавший следующее положение: «А. с. должна передавать растягивающие и сжимающие усилия в одном приборе, то есть таким образом, как это сделано в американской. Боковые буфера должны быть устранены, как опасные для сцепщиков даже при автоматизме, ибо им придется подлезать под буфера для сцепления тормозных рукавов. В случае введения А. с. переход должен быть сделан сразу, ибо, если будут работать одновременно две сцепки,—автоматическая и старая,— это поведет к огромному числу несчастных случаев». В европейских условиях экономические результаты будут настолько малы, что не окупят расходов по процентам и по амортизации. Такое мнение заставляет думать, что введение на европейских дорогах А. с.—дело отдаленного будущего. Русские железные дороги занимались вопросом А. с. значительно раньше Европы.

Фигура 9. Общий вид фрикционного сцепного прибора.

В 1898 г. уже производились опыты на Московско-Казанской ж. д., расширенные в 1902 г. Эти опыты имели целью выяснить возможность применения таких устройств, которые позволили бы сцеплять европейскую сцепку с американской. Опыт показал, что в пассажирских вагонах, которые редко расцепляются, также устройства, в виде откидных буферов и вспомогательного крюка, работают вполне удовлетворительно; поэтому дорога с 1904 г. строила все свои пассажирские вагоны с американской сцепкой. Что я-ее касается товарного парка, то там выяснилась непрактичность примененного устройства (вдвижные буфера), так как стали учащаться несчастные случаи при сцепке; с другой стороны, эти дополнительные устройства удваивали расходы по введению А. с. Опыт наших дорог подтверждает мнение Международного ж.-дорож. союза, что А. с. должны быть введены сразу,без переходного периода, то есть так, как это сделала Япония. Там сначала были переделаны рамы вагонов так, что А. с. могла быть поставлена в течение ^х/₄ часа. Затем комплект А. с. был подвешен недействующим к раме вагона. Наконец, после того как весь парк был так. обр. подготовлен, движение поездов было прекращено на 2—3 дня (это было в июле 1925 года), и за этот срок все винтовые стяжки и буфера были сняты и на место поставлены А. с. Стоимость переоборудования одного вагона обошлась около 600 пен, то есть 600 р. Кроме американской А. с.

Фигура 10. Сцепка Шарфенберга: А — положение при сцеплении, Б — положение при расцеплении, В — сцепка замкнута.

Фигура 11. Сцепка Виллисона. выделяются своими достоинствами и конструктивной разработкой центральные сцепки Шарфенберга (фигура 10; принцип диска и тяги) и Виллисона (фигура 11; принцип клина). Для дорог СССР вопрос о переходе к сильной А. с. является вопросом возможности серьезного прогресса, и можно думать поэтому, что на дорогах СССР А. с. будет введена раньше, чем на дорогах Европы, несмотря на огромные затраты.

Лит.: Протоколы заседаний XXIV Совещат. съезда инж. сл. подв. состава и тяги в 1901 г.; И г н а-т о в С. Н., О применении америк. сцепных приборов к подв. составу М.-Каз. ж. д. и к подв. составу всех русских ж. д. Доклад XXV Совещат. съезду инж. сл. подв. состава и тяги в 1907 году См. протоколы, том II, вопрос 28, стр. 126; О применении автоматических стяжек америк. типа к вагонам русских ж. д. Доклад Бюро XXVII Сов. съезду инж. сл. подв. состава и тяги в 1909 г.; Кеммер Η. П., О технических условиях и программе испытаний премированной на итальянском конкурсе автоматической сцепки, «Журнал комиссии подв. состава и тяги», 16, стр. 261, 1912; Шуленбург С. И., К вопросу о сквозной и несквозной упряжи. Записка, разосланная в 1914 году дорогам от Отдела по испытанию и освидетельствованию заказов Μ. П. С.; Кеммер Н. П., Об автоматических сцепках, предложенных Μ. П. С., «Журнал комиссии подвижного состава и тяги», 2, § 2, 1915; М и т и н с к и и А. Н., К вопросу о необходимости перехода к американской сцепке, П., 1915; Леви Л. М., О способе скорейшего введения на русском подвижном составе автоматической сцепки, «Журнал комиссии подв. состава и тяги, 24/495, 1916; Протоколы заседаний внеочередного съезда инженеров сл. подв. состава и тяги и представителей сл. движения русских ж. д. в 1917 году Цизаревич Э. П. и Дрейер О. О., О способах перевода подвижного состава русских ж. д. на американскую упряжную сцепку, Сборник М.-Каз. ж. д., № 9, 1918; Цизаревич, Э. II., Американская автоматическая сцепка, «Бюлл. Эксперим. ин-та П. С.», 13, 1919; Жуковский Η. Е., Работа (усилие) русского сквозного и америк. несквозного тягового прибора при трогании поезда с места и в начале его движения, «Бюлл. Эксперим. ин-та П. С.», 13, 1919; Красовский П. И., Развитие вопроса о сцепных приборах на русских ж. д., «Бюлл. Эксперим. ин-та П. С.», 13, 1919; N о 1 t e i n Р., Attelage automatique dans tous les pays, sauf l’Angleterre et l’Amerique. Le rapport de 1’association du Congr6s International des chemins de fer, 6tant it Washington en 1905. Voir le Bulletin de mai 1905, question VII, p. 29; Paap D., Das Kupplungsproblem, «Verkehrstechnik», H. 42 — 44, Berlin-Wien, 1924; Scharfenberg, Stand der Kupplungsfrage in Europa, «Verkehrstechnik», Η. 17, Berlin-Wien, 1925; Knorr-Bremse A. G., Willison Kupplung, Berlin; Rapport pr6sent6 par les Chemins de fer francais et les Chemins de fer d’lStat d’ltalie sur 1’introduction d’un attelage automatique, 1925, 5-me Commission de 1’Union International des Chemins de fer, 19 25; Locomotive Cyclopedia, N. Y., 1925; Car Builder’s Cyclopedia, N. Y., 1925. П. Красовский.