Нормативные требования к сцепным устройствам
Согласно Правилам ЕЭК ООН № 55 на всех механических сцепных устройствах или их элементах должен указываться класс. Кроме того, на них наносятся следующие параметры, определяющие функциональные возможности:
- D — теоретическое исходное значение (в килоньютонах) горизонтальных сил, действующих между тягачом и прицепом
- Dc — то же значение для прицепа с центрально расположенной осью
- U — вертикальная масса (в тоннах), передаваемая на опорно-сцепное устройство полуприцепом, имеющим технически допустимую максимальную массу
- S — вертикальная масса (в килограммах), передаваемая в статических условиях на сцепное устройство прицепом с центрально расположенной осью, имеющим технически допустимую максимальную массу
В маркировке сцепных устройств число, следующее за буквенным символом, обозначает максимально допустимое значение указанного параметра.
Механические сцепные устройства и их элементы должны быть безопасны в эксплуатации, а сцепка и расцепка — обеспечиваться одним человеком без использования специальных инструментов. Для сцепки транспортных средств, технически допустимая масса которых превышает 3,5 т, допускаются только автоматические сцепные устройства.
Требование по автоматической сцепке считается выполненным, если достаточно подать тягач назад навстречу прицепу, чтобы сцепное устройство сработало полностью, произошла его автоматическая блокировка и чтобы контрольный сигнал надлежащего срабатывания включился без какого-либо внешнего воздействия.
Все механические сцепные устройства и их элементы разрабатываются таким образом, чтобы они обеспечивали эффективное механическое запирание и в закрытом положении блокировались по меньшей мере одним дополнительным механическим приспособлением.
Изготовители тяговых кронштейнов должны предусматривать точки крепления для аварийного сцепного устройства и(или) страховочного троса таким образом, чтобы это устройство или трос не ограничивали обычного угла отклонения сцепного устройства и не препятствовали нормальному функционированию системы инерционного тормоза.
Если предусмотрена только одна точка крепления, она должна быть расположена в пределах 100 мм от вертикальной плоскости, проходящей через центр сочленения устройства. Если на практике обеспечить это невозможно, должны быть предусмотрены две точки крепления, по одной с обеих сторон от вертикальной геометрической оси на расстоянии до 250 мм от этой оси. Точки (точка) крепления должны находиться сзади транспортного средства как можно дальше и как можно выше.
К сцепным устройствам предъявляется ряд нормативных требований согласно СТБ 1641-2006.
На всех деталях сцепных устройств не допускаются трещины и внешние повреждения.
Диаметр сцепного шкворня сцепных устройств полуприцепов технически допустимой максимальной массой до 40 т должен быть в пределах от номинального, равного 50,9 мм, до предельно допустимого, составляющего 48,3 мм, а наибольший внутренний диаметр рабочих поверхностей захватов сцепного устройства — от 50,8 до 55 мм соответственно.
Диаметр сцепного шкворня сцепных устройств с клиновым замком полуприцепов с технически допустимой максимальной массой до 55 т должен быть в пределах от номинального, равного 50 мм, до предельно допустимого, составляющего 49 мм, а полуприцепов с технически допустимой максимальной массой более 55 т — в пределах от номинального, равного 89,1 мм, до предельно допустимого, составляющего 86,6 мм. Величина зева вкладыша седельных сцепных устройств должна составлять не более 55 и 75 мм соответственно.
Максимальный зазор в направлении вдоль продольной оси транспортного средства между вкладышем и сцепным шкворнем в сцепленном положении тягача и полуприцепа должен составлять не более 5,1 мм.
К тягово-сцепным устройствам также предъявляется ряд нормативных требований.
Диаметр зева тягового крюка крюкового тягово-сцепного устройства, измеренный в продольной плоскости, должен быть в пределах от номинального, составляющего 48 мм, до предельно допустимого, равного 53 мм, а наименьший диаметр сечения прутка сцепной петли — от 43,9 до 36 мм соответственно.
Вертикальная статическая нагрузка на тяговое устройство автомобиля от сцепной петли одноосного прицепа (прицепа-роспуска) в снаряженном состоянии не должна быть более 490 Н. При вертикальной статической нагрузке от сцепной петли прицепа более 490 Н передняя опорная стойка должна быть оборудована механизмом подъема-опускания, обеспечивающим установку сцепной петли в положение сцепки (расцепки) прицепа с тягачом.
В тягово-сцепном устройстве беззазорного типа со шкворнем контролируется диаметр шкворня по его сферическому утолщению, которое контактирует с цилиндрическим отверстием вставки дышла прицепа. Диаметр шкворня таких устройств типоразмера 40 мм должен быть в пределах от номинального, составляющего 40 мм, до минимально допустимого, равного 36,2 мм, а диаметр шкворня типоразмера 50 мм — в пределах от номинального, составляющего 50 мм, до минимально допустимого, равного 47,2 мм. Диаметр сменной вставки типоразмера 40 мм дышла прицепа должен быть в пределах от номинального, составляющего 40 мм, до предельно допустимого, равного 41,6 мм, а сменной вставки типоразмера 50 мм — в пределах от номинального, составляющего 50 мм, до предельно допустимого, равного 51,6 мм. Остаточная деформация шкворня не допускается, он должен свободно перемещаться в отверстиях вилки.
В тягово-сцепных устройствах шарового типа контролируется диаметр шара, который должен быть в пределах от исходного, равного 50 мм, до минимально допустимого, составляющего 49,6 мм.
Крепление шара к каркасу должно обеспечивать возможность его замены в процессе эксплуатации. Центр сферической поверхности и ось шейки сцепного шара должны лежать в вертикальной плоскости симметрии автомобиля. Соединение шара с шейкой должно быть радиусным и касательным как к поверхности шейки, так и к нижнему горизонтальному подрезу шара. Высота расположения центра сцепного шара груженого автомобиля над уровнем грунта (дороги) должна быть в пределах 350…420 мм.
Люфт в соединении шара и замкового устройства при запертом положении органа запирания сцепки в любом направлении не допускается.
Одноосные прицепы (кроме роспусков) и прицепы, не снабженные тормозами, обеспечивающими их автоматическое затормаживание в случае разрыва сцепки, для сохранения в указанном случае остаточного управления прицепом должны быть оборудованы работоспособными предохранительными приспособлениями (цепями, тросами). Длина предохранительных цепей (тросов) должна предотвращать контакт сцепной петли дышла с дорожной поверхностью и при этом обеспечивать управление прицепом в случае обрыва (поломки) тягово-сцепного устройства. Предохранительные цепи (тросы) не должны крепиться к деталям тягово-сцепного устройства или деталям его крепления, иметь значительного износа, деформаций, трещин как на самих страхующих элементах, так и в местах их крепления к дышлу прицепа, раме или тяговому узлу тягача.
Деформации сцепной петли или дышла прицепа, грубо нарушающие их положение относительно продольной центральной плоскости прицепа, разрывы, трещины и другие видимые повреждения сцепной петли или дышла прицепа не допускаются.
Сварочные работы на дышле и сцепном устройстве, не предусмотренные эксплуатационной документацией изготовителя, не допускаются.
Радиальный и осевой люфты в местах качания дышла (крепления к прицепу) не допускаются. Оси соединения дышла с прицепом должны быть надежно зафиксированы.
Прицепы (кроме одноосных и с центральным расположением осей) должны быть оборудованы устройством, поддерживающим сцепную петлю дышла в положении, облегчающем сцепку и расцепку с автомобилем-тягачом. Повреждения и деформация устройства не допускаются.
Деформации, разрывы, трещины и другие видимые повреждения сцепного шкворня, гнезда шкворня, опорной плиты, тягового крюка, шара тягово-сцепного устройства, разрушение, трещины или отсутствие деталей крепления сцепных устройств не допускаются.
Полуприцепы должны быть оборудованы работоспособным опорным устройством. Демонтирование опорного устройства полуприцепов не допускается. Механизмы подъема и опускания опор и фиксаторы транспортного положения опор, предназначенные для предотвращения их самопроизвольного опускания при движении транспортного средства, должны быть работоспособны.
Источник
Когда тянуть, а когда и толкать (Часть 1)
Конструкции тягово-сцепных устройств
В автопоездах для шарнирного соединения тягача и прицепа и возможности их быстрой сцепки-расцепки, а также передачи вертикальной и продольной нагрузок используются тягово-сцепные устройства различной конструкции.
Выпуском тягово-сцепных устройств (ТСУ) занимается значительное число компаний-изготовителей, среди которых самые известные Jost, Rockinger (c 2001 г. входит в состав Jost. – Прим. ред.), Ringfeder (с 1997 г. входит в состав VBG – Прим. ред.), Helmut Buer GmbH & Co. KG (Германия), Georg Fisher (Швейцария), Coder Ture (Франция), V. Orlandi (Италия), VBG (Швеция), York (Великобритания), Fontaine Truck Equipment, SAF-Holland, Utility Trailer (США) и др. В этот список надо добавить и российских производителей.
Тягово-сцепные устройства рассчитаны на передачу больших продольных и незначительных вертикальных сил, которые не должны превышать 10…15 кН. Это является их главной функциональной особенностью. Такие механизмы должны быть высоконадежными, обеспечивать соответствующие углы складывания автопоезда, возможность быстрой и безопасной сцепки-расцепки, амортизацию динамических нагрузок во время движения автопоезда. Принципиально ТСУ состоят из разъемно-сцепного и амортизационно-поглощающего механизмов, а также элементов крепления. Понятно, что конструктивное исполнение тягово-сцепных устройств существенно влияет на такие важнейшие эксплуатационные качества автопоезда, как управляемость, курсовая устойчивость, маневренность, плавность хода, проходимость, надежность и безопасность.
По типу разъемно-сцепного механизма ТСУ подразделяют на три основных типа: крюковые (пара крюк–петля), вилочные или шкворневые (пара шкворень–петля) и шаровые (пара шар–полусфера). Другие разновидности значительного распространения в коммерческом автотранспорте не нашли, а потому не рассматриваются.
ТСУ шарового типа
Тягово-сцепные устройства типа шар–полусфера (шар–петля) нередко, хотя и несколько ошибочно называют фаркопами. Они служат для буксировки транспортным средством караванов и легких прицепов полной массой до 3,5 т. Конструктивно такие механизмы выполнены в виде одноосных прицепов или прицепов со сдвоенной или трехосной центрально расположенной тележкой. Обычно в роли тягачей выступают легковые автомобили, пикапы, микроавтобусы и малотоннажные грузовики. Все требования к ТСУ этого типа изложены в стандарте ISO 1103 и соответствующих отечественных ГОСТ 28248–89, ГОСТ 30600–97 и ОСТ 37.001.096–84.
На автомобиле-тягаче устанавливается сцепной шар (ГОСТ 28248 предусматривает единственный диаметр шара – 50 мм), а на дышле буксируемого прицепа монтируется ответная сцепная головка (сфера). Важным моментом для всей конструкции ТСУ является крепление его к таким элементам кузова или рамы тягача, которые выдержат необходимое число циклов нагружений периодическими нагрузками и предельные статические нагрузки. Следовательно, достаточная несущая способность ТСУ определяется правильным выбором его конструктивных размеров, т. е. соответствием прочности устройства нагрузкам, воздействующим на него в процессе эксплуатации. ТСУ шарового типа согласно требованиям стандартов должны испытываться на усталостную прочность конструкции. Помимо механического соединения тягово-сцепное устройство обеспечивает электрическое соединение электрооборудования тягового автомобиля с оборудованием буксируемого прицепа.
Буксируемые прицепы делятся на легкие и тяжелые – разрешенной максимальной массой соответственно не более 750 и свыше 750 кг. По типу шара и креплению ТСУ шарового типа различаются по исполнениям – А, В, С, F, G, H и N. Малотоннажные «Соболи», «ГАЗели» и «Бычки» в большинстве случаев комплектуют ТСУ типа F грузоподъемностью до 2 т, оснащенным кованым шаром с двумя крепежными отверстиями.
ТСУ крюкового типа
В нашей стране устройства типа «крюк–петля» ввиду далеко не оптимальных дорожных условий применяют наиболее широко. Такие ТСУ отличаются простотой конструкции, легкостью в изготовлении, относительно малой массой и большими углами гибкости. Последнее обстоятельство делает их незаменимыми при движении автопоездов в тяжелых дорожных условиях и на местности с разнообразным рельефом. Описанная конструкция подразумевает наличие больших зазоров (до 10 мм) в соединении крюк–петля для облегчения сцепки-расцепки. Эти зазоры приводят к повышению динамических нагрузок и интенсивному изнашиванию деталей устройства (сопряженной пары), а также являются причиной выхода сцепки (крюка и петли дышла) из строя. Конструкция крюковых устройств предусматривает, как правило, ручную сцепку-расцепку звеньев автопоезда.
Типоразмер крюковых ТСУ выбирается в зависимости от полной массы прицепа. Основные параметры регламентируются международными стандартами ISО 1102, ISО 3584 и ISО 8755 либо национальными нормативными документами. Устройства «крюк–петля» выпускают под внутренний диаметр петли 76, 85 и 95 мм. Диаметр прутка петли первого типоразмера составляет 42 мм, двух остальных – по 50 мм. Сцепка тягачей и прицепов, оборудованных тягово-сцепными устройствами различной размерности, обеспечивается заменой соответствующих элементов этих механизмов или установкой переходных устройств. Масса ТСУ крюкового типа обычно не превышает 30 кг.
На практике устройство «крюк–петля» позволяет осуществлять поворот сцепной петли вокруг горизонтальной продольной оси крюка на 360°, поворот в вертикальной плоскости на ±45°, поворот в горизонтальной плоскости на ±90°. Существуют ручные и полуавтоматические конструкции крюковых сцепок. Последние получили меньшее распространение из-за большой сложности и увеличенной массы.
В России действует ГОСТ 2349–75. В зависимости от типоразмера ТСУ регламентируются высота установки над опорной поверхностью и присоединительные размеры. Для крюковых сцепок типоразмеров от 0 до 3 геометрические параметры сопрягаемых поверхностей зева крюка и петли одинаковые (диаметр прутка петли 42 мм). Типоразмер 4 предусматривает применение петли из прутка диаметром 45 мм. Согласно отечественному стандарту крюковые устройства должны обеспечивать углы гибкости относительно поперечной оси, проходящей через зев крюка, не менее ±40°, относительно вертикальной оси ±55° (для автомобилей общетранспортного назначения высокой проходимости не менее ±62°) и продольной оси ±15°. Крюк должен свободно вращаться вокруг своей продольной оси, а по заказу потребителя он может снабжаться стопорными устройствами, позволяющими фиксировать его при отцепленном прицепе. Конструкция замка должна исключать возможность саморасцепки автопоезда при движении, а также иметь не менее двух предохранительных механизмов, действующих независимо один от другого, причем хотя бы один из них не должен быть под действием сил, появляющихся во время движения транспортного средства.
Для первых четырех категорий типоразмеров принят один размер зева, равный 48 мм, размер губки – 74 мм, что позволяет при комплектации автопоездов использовать широкую номенклатуру тягачей и прицепного состава. В пятой группе размер зева составляет 52 мм, тогда как геометрия губки остается такой же.
Стандартное соединение крюкового типа, снабженное двусторонней амортизацией, состоит из тягового крюка, установленного на тягаче, и жесткого дышла со сцепной петлей, связанного с прицепом. Тяговый крюк обычно монтируют на задней поперечине рамы, однако на некоторых автомобилях он может не менее эффективно выполнять свою функцию, будучи расположен на переднем бампере (поперечине) рамы или на задней поперечине прицепа (полуприцепа) для буксировки второго прицепа. Система «крюк–петля» состоит из собственно крюка, накидной защелки, предохранительного замка с запорным шплинтом. Наличие предохранительного замка и шплинта предотвращают самопроизвольную расцепку автопоезда во время движения. На переднем конце стержня крюка, установленного во втулке, навинчена гайка, которая со втулкой обеспечивает правильное продольное перемещение крюка. Внутри корпуса вставлен резиновый упругий элемент в форме гиперболоида, обжимаемый шайбами. При сжатии он изменяет форму таким образом, что заполняет пространство в корпусе. В других конструкциях тяговых крюков в качестве упругих элементов используются кольцевые, винтовые цилиндрические или конические пружины.
В процессе эксплуатации гайку нельзя использовать для регулировки осевого перемещения крюка, так как ее навертывание-свертывание приводит к увеличению осевого перемещения крюка. При появлении усадки резинового буфера устанавливают дополнительные кольцевые прокладки между фланцами и резиновым буфером. Применение сцепной петли прицепов с меньшим сечением увеличивает износ и сокращает срок службы ТСУ, а также задней поперечины рамы автомобиля.
Несмотря на присущие сцепным устройствам типа «крюк–петля» недостаткам, все ведущие изготовители такого рода продукции продолжают их совершенствовать и выпускать. Крюковые устройства отличаются большим разнообразием исполнений как самого крюка, так и замка. Для осуществления беззазорной сцепки ряд фирм разработали специальные конструкции ТСУ типа «крюк–петля», в которых зазор может выбираться автоматически с помощью конических роликов (фирма Coder Ture) либо с помощью пружин или пневматических устройств по принципу «беззазорный крюк» или «беззазорная петля» (фирма Utility Trailer). Аналогичные системы для крюковых ТСУ выпускают компании V. Orlandi и SAF-Holland. Они оснащены пневмоприводом, автоматически выбирающим зазор в замке устройства. В качестве силового элемента используется пневматическая камера с подвижным штоком, смонтированная с тыльной стороны задней поперечины рамы. Тем не менее беззазорные сцепки не нашли широкого применения по причине значительного усложнения конструкции и обслуживания, а также увеличения собственной массы (до 60 кг).
Источник
