Новое сцепное устройство для маршрутных поездов - статьи | ООО "ЛокомотивСтройСервис" г. Самара

Новое сцепное устройство для маршрутных поездов - полезная информация

Одним из резервов наращивания объемов перевозок при дефиците грузового подвижного состава является увеличение массы и длины маршрутных поездов. Добиться этого можно, в частности, за счет использования беззазорной системы сцепления групп вагонов в маршрутном поезде.

Суть метода заключается в соединении группы из 4-5 вагонов жесткой балкой, на концах которой расположены отверстия под клин тягового хомута аналогично хвостовику автосцепки СА-3. Снятие с вагонов автосцепок, центрирующих приборов, расцепных приводов уменьшает тару вагонов. По концам сцепа устанавливаются серийные автосцепки СА-3 с высокоэнергоемкими поглощающими аппаратами класса ТЗ типа АПЭ-120-И или 73ZW12.

Формирование маршрутного поезда из таких сплоток за счет уменьшения свободного межвагонного пространства позволит увеличить массу состава при той же длине. При этом продольные силы в поезде при трогании и торможении будут значительно снижены за счет существенного уменьшения свободных (неподрессоренных) зазоров между автосцепками. Известно что при номинальном зазоре в контуре зацепления автосцепок СА-3 в 10мм зазор в сцепленных автосцепках при максимальных износах может достигать 28 мм. Значительно снижаются и усилия при экстренном торможении. Кроме того, новая система формирования позволяет обеспечить сохранность вагонов в маршрутном поезде, снизить затраты на тягу за счет уменьшения тары вагонов, увеличить грузооборот маршрутных поездов за счет увеличения их веса и длины, облегчить техническое обслуживание вагонов на ПТО, сократить количество обрывов поездов.

К недостаткам рассмотренной системы следует отнести необходимость отцепки в текущий ремонт всей сплотки при обнаружении неисправности хотя бы у одного вагона. Однако при качественной подготовке состава перед погрузкой и после выгрузки, а также при длине маршрута не более 2-3 тыс. км отцепки вагонов в пути следования можно исключить.

Мировой опыт использования беззазорных систем сцепления вагонов при формировании грузовых поездов показывает, что экономия эксплуатационных расходов может достигать 20% по сравнению с маршрутными поездами обычного формирования. Лидерами в использовании таких систем являются Южная Африка, Австралия, Северная Америка, Бразилия. Так, в Австралии ежедневно курсирующий по системе DRAWBAR-TRAIN угольный поезд имеет в своем составе 230 вагонов массой брутто 128 т. Нетрудно подсчитать, что общий вес поезда составляет 29440 т. При этом тяга приложена только с головы поезда.

Ряд компаний-изготовителей в США работает над безработными сцепками и усовершенствованными устройствами для их размещения. Результат разработок компании Cardwell Westinghouse – два беззазорных упряжных прибора SSDP Pocket Mount и SSDSP Short Pocket Mount. Оба они имеют специфическую конфигурацию, устраняющую заедание при движении в кривых малого радиуса, потому что нет ограничения перемещений в горизонтальной плоскости. Эти устройства не требуют смазывания, так как шаровой шарнир помещен в самосмазывающуюся втулку. Отсутствие зазоров и меньшее число подвижных деталей упрощают обслуживание. Сцепка SSDP по сравнению с обычной автосцепкой типа Е позволяет уменьшить массу вагона на 545 кг. Это означает, что полезная загрузка маршрутного поезда может быть увеличена на 68 т. Сцепка SSDSP облегчает вагон на 770 кг, что соответствует увеличению полезной загрузки маршрутного поезда на 98 т.

Несколько конструкций беззазорных упряжных приборов для маршрутных поездов предлагает компания McConway & Torley. Все они позволяют облегчить вагон на 455 кг. Устройства имеют унифицированную конфигурацию, благодаря чему их можно устанавливать на новые и модернизируемые вагоны. Они соответствуют техническим условиям американской ассоциации железных дорог (AAR) на хребтовые балки и не подвержены заеданию в кривых малого радиуса. В конструкции приборов устранены зазоры и предусмотрена компенсация износа.

Отделение W.H. Miner компании Miner Enterprises разрабатывают для беззазорной сцепки пологающие аппараты с металлическими и пластоэластомерными пружинами TecsPak Отличительной особенностью этих полагающих аппаратов является небольшой ход – всего 40 мм вместо 83 мм у серийно используемых в США аппаратов. При этом усилие начальной затяжки составляет не менее 227 кН, а масса всего около 100кг. У аппарата DrawMaster отсутствует фрикционный узел. За счет этого аппарат имеет плавную силовую характеристику – без срывов силы как при динамическом, так и при статическом нагружении.

В аппарате DrawGuardFT наряду с фрикционным узлом применяется пластоэластомерная пружина TecsPak, а в DrawGuardFS металлическая пружина. DrawMaster рекомендуется применять на вагонах массой брутто до 130 т включительно, а аппараты DrawGuardFT и DrawGuardFS – на вагонах массой брутто более 130 т.

Необходимость применения беззазорных систем обусловлена и большими объемами маршрутных перевозок. Так, в США, по данным AAR, маршрутными поездами выполняется 60% общего объема грузовых перевозок. В России и других странах СНГ, по данным ВНИИУПа, на маршрутные перевозки приходится до 40% общего объема.

С учетом перспективности беззазорных систем, на наш взгляд, целесообразно провести силами вагонного отделения ВНИИЖТа, кафедры «Динамика и прочность» БГТУ (г. Брянск) и конструкторских бюро вагоностроительных заводов комплекс научно-исследовательских и конструкторских работ в этой области. Необходимо, в частности, выполнить расчеты продольной динамики поезда с ограниченным количеством свободных продольных зазоров, сделать выбор силовой характеристики поглощающего аппарата для беззазорной сцепки. Требуется также разработка исходных технических требований на беззазорное сцепное устройство грузовых вагонов и на их основе создание опытных образцов с последующим проведением стендовых и эксплуатационных испытаний.

Заказчиками работы могут выступить заинтересованные операторские компании. Имеющие собственный подвижной состав, а также ОАО «РЖД».

Д.А. Ступин Кандидат технических наук Д.В. Шпади

Всю подробную информацию Вы можете узнать, позвонив на наши телефоны в городе Самара, или оформить предварительный заказ, заполнив форму обратной связи Оформить заказ