Load and wear of automatic couplers in locomotive traction passenger car

Cover Page

Cite item

Abstract

Introduction. A number of design features of the rolling stock and operating conditions of the SA-3 automatic coupler in locomotive traction passenger cars cause increased wear of the rubbing surfaces of the automatic coupler, which requires measures to strengthen them. The issue of automatic coupler loading for wagons is studied and presented in research, technical and regulatory documentation. The authors consider the experimental data on longitudinal forces and relative displacements of automatic couplers under operating modes to be insufficient in the case of the SA-3 automatic coupler in a locomotive traction passenger car. Lack of such studies did not allow manufacturers of SA-3 automatic couplers intended for use in passenger rolling stock to reasonably implement processes for hardening of contact surfaces. The study was primarily intended to obtain reliable experimental data on the relative displacements of automatic couplers during motion as part of a passenger train, as well as on the acting longitudinal forces.

Materials and methods. The main method of the research was direct measurements of relative displacements using contact displacement sensors. Longitudinal forces were determined by resistance strain gauges mounted on the automatic coupler body. The test ride was preceded by scaling of the measuring circuits by tensile and compressive forces using the bench equipment of the test laboratory of the Tikhvin Trial Centre for Railway Transport.

Results. The authors obtained statistically reliable data on longitudinal forces and displacements of automatic couplers when the carriage moves in a locomotive traction passenger train.

Discussion and conclusion. The authors determined the longitudinal forces and displacements of the SA-3 automatic coupler used in a locomotive traction passenger car. These data are intended for further use in bench service life testing of the automatic coupler.

About the authors

Alexey V. Belyankin

Tikhvin Trial Centre for Railway Transport

Author for correspondence.
ORCID iD: 0009-0005-8798-9935

Test Laboratory Manager

Russian Federation, Tikhvin

Vadim V. Balakin

Bezhitskaya Steel Production Association

ORCID iD: 0009-0000-9130-5659

Technical Director

Russian Federation, Bryansk

Vladimir K. Meshkov

Tver Carriage Works

ORCID iD: 0009-0008-7500-7545
SPIN-code: 7627-4298

Chief Welder

Russian Federation, Tver

Maksim A. Fedorov

Federal Passenger Company

ORCID iD: 0009-0001-7278-9800

Chief Expert

Russian Federation, Moscow

References

  1. Анисимов П. С. Испытания вагонов: монография. М.: Маршрут, 2004. 197 с. Anisimov P. S. Car testing. Moscow: Marshrut Publ.; 2004. 197 p. (In Russ.).
  2. Влияние конструкции межвагонных связей пассажирских вагонов на их динамические характеристики / Е. С. Чечулин [и др.] // Вестник Брянского государственного технического университета. 2014. № 4. С. 28-31. https://doi.org/10.12737/23109. Chechulin E. S., Antipin D. Ya., Kobishchanov V. V., Rasin D. Yu. Influence of design of inter-car articulations of passenger cars on their dynamics. Bulletin of Bryansk State Technical University. 2014;(4):28-31. (In Russ.). https://doi.org/10.12737/23109.
  3. Определение нагруженности сцепных устройств электропоездов / В. И. Беляев [и др.] // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2022. Т. 81, № 4. С. 297-305. https://doi.org/10.21780/2223-9731- 2022-81-4-297-305. Belyaev V. I., Gorskiy D. V., Stupin D. A., Konyshkov A. N. Evaluation of prevailing draft loads in the couplings of the electric trains. Russian Railway Science Journal. 2022;81(4):297-305. (In Russ.). https://doi. org/10.21780/2223-9731-2022-81-4-297-305.
  4. Численное моделирование динамики сцепления автосцепок / Д. В. Шевченко [и др.] // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2019. Т. 78, № 3. С. 155-161. https://doi.org/10.21780/2223-9731- 2019-78-3-155-161. Shevchenko D. V., Kudryavtsev M. A., Orlova A. M., Ponoma- rev S. A., Sokolov A. M., Savushkina Yu. V. Numerical modeling of the dynamics of the clutch couplers. Russian Railway Science Journal. 2019;78(3):155-161. (In Russ.). https://doi.org/10.21780/2223-9731- 2019-78-3-155-161.
  5. Костина H. A. Уточнение характеристик нагруженности вагона продольными силами через автосцепку // Вестник Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 1981. № 4. С. 36-39. Kostina N. A. Clarification of the characteristics of the loading of a car by longitudinal forces through an automatic coupler. Russian Railway Science Journal. 1981;(4):36-39. (In Russ.).
  6. Цветков В. Д. Надежность автосцепок с трещинами для случая внезапных хрупких разрушений: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.01. Брянск, 1982. 185 с. Tsvetkov V. D. Reliability of automatic couplers with cracks for the case of sudden brittle fractures: Cand. Sci. (Eng.) thesis: 05.05.01. Bryansk; 1982. 185 p. (In Russ.).
  7. Татаринцев В. А. Обоснование уровня прочности надежности литых деталей грузовых вагонов и его обеспечение за счет механических свойств материала: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.01. Брянск, 1984. 234 с. Tatarintsev V. A. Justification of the level of strength and reliability of cast parts of freight cars and its provision due to the mechanical properties of the material: Cand. Sci. (Eng.) thesis: 05.05.01. Bryansk; 1984. 234 p. (In Russ.).
  8. Серенсен С. В., Когаев В. П., Шнейдерович Р. М. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность. М.: Машиностроение, 1975. 488 c. Serensen S. V., Kogayev V. P., Shneyderovich R. M. Bearing capacity and strength calculation of machine parts. Moscow: Mashinostroyeniye Publ.; 1975. 488 p. (In Russ.).
  9. Беляев В. И., Ступин Д. А. Сцепные и автосцепные устройства железнодорожного подвижного состава. М.: Трансинфо, 2012. 414 с. Belyaev V. I., Stupin D. A. Couplers and automatic couplers of railway rolling stock. Moscow: Transinfo Publ.; 2012. 414 p. (In Russ.).
  10. Гребенюк П. Т. Продольная динамика поезда. М. : Интекст, 2003. 96 с. (Труды Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта). Grebenyuk P. Т. Longitudinal train dynamics. Moscow: Intext Publ.; 2003. 96 p. (Proceedings of the Railway Research Institute). (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).