муфта Janney

Часть серии статей о
Железнодорожный транспорт
История Типы компаний
Инфраструктура
Управление Железнодорожная станция Железнодорожная станция список Железнодорожный путь Обслуживание Ширина колеи
Обслуживание и подвижной состав
Тележка (грузовик) Муфты Груз Локомотивы Несколько единиц Пассажирский поезд Пассажир пригородных поездов Высокоскоростной Междугородний Региональный Железнодорожные субсидии Железнодорожные вагоны Операционная Поезда Маглев Монорельс
Городской железнодорожный транспорт
трамвай История Скоростной трамвай Междугородный Скоростной транзит История Автоматизированный
Разное
Несчастные случаи Достопримечательности По стране Компании Список высокоскоростных поездов Самые длинные поезда Моделирование Музеи Платформенные раздвижные двери Рекорд скорости на железной дороге Самоубийство Терминология ( Австралия , Северная Америка , Новая Зеландия , Великобритания )
Транспортный портал
в т е

Кулачковые сцепки представляют собой полуавтоматическую форму железнодорожной сцепки , которая позволяет надежно соединять железнодорожные вагоны и локомотивы без необходимости присутствия железнодорожников между транспортными средствами.

Первоначально известные как муфты Janney (первоначальное название патента), в США и Канаде их почти всегда называют Knuckles (независимо от их фактического официального названия модели, в настоящее время в Северной Америке это, как правило, различные типы AAR), но также известны как American , AAR , APT , ARA , MCB , Buckeye , tightlock (в Великобритании) или Centre Buffer Couplers .

В настоящее время используется множество разновидностей шарнирных сцепок, а в прошлом их было еще больше. Вот некоторые варианты шарнирных сцепок:

Janney: американский оригинал, довольно капризный соединитель; говорят, что его неудобно открывать и закрывать.

Castle: усовершенствованная версия конструкции Janney и шаг к современному кулаку.

Разъемный кулак: более редкий тип, в котором палец кулака (небольшой клапан, который фактически соединяет два кулака вместе, одна из немногих подвижных частей) заменен на палец с вырезом посередине и просверленным в нем отверстием; эта модификация была разработана для работы со старыми соединительными муфтами Link and Pin, которые широко использовались ранее, хотя может также работать и с цепными муфтами европейского типа.

AAR: AAR, современный американский поворотный кулак, имеет несколько собственных модификаций: от стандартного поворотного кулака до моделей с удлиненным дышлом, пассажирских моделей и типа, разработанного специально для цистерн.

Сцепные устройства Дженни были впервые запатентованы в 1873 году Эли Х. Дженни ( патент США 138 405 ). ^{[2] [3]} Эндрю Джексон Бирд был среди изобретателей, которые внесли множество усовершенствований в шарнирное соединение; ^[1] Патентами Бирда были патент США 594 059, выданный 23 ноября 1897 года, который затем был продан примерно за 50 000 долларов, и патент США 624 901, выданный 16 мая 1899 года.

В Великобритании несколько версий сцепок Janney устанавливаются на ограниченном количестве пассажирских вагонов, моторвагонных поездов, вагонов и локомотивов.

Муфты Janney типа E, типа F Interlock и типа H tightlock являются совместимыми подтипами, каждый из которых предназначен для определенных типов железнодорожных вагонов .

До создания Ассоциации американских железных дорог (AAR) они были известны как сцепки Master Car Builder (MCB). ^[4] В 1934 году MCB была переименована в AAR.

Кулачковые муфты 1880-х и 1890-х годов имели хаотичную смесь фирменных внутренних компонентов, но все имели стандартный внешний контур MCB, что делало их совместимыми. Существовало множество марок и моделей — Burns, Climax, Gould, Miller, Sharon и Tower. Некоторые работали лучше, чем другие.

В 1913 году American Steel Foundries (ASF) разработала сцепку Janney "Type D", которая затем стала стандартной сцепкой MCB для Северной Америки; новый и восстановленный подвижной состав должен был быть оснащен этой сцепкой. Это положило конец рынку кулачковых сцепок с фирменными компонентами, за исключением тех, которые экспортировались из США в другие страны, не соответствующие стандартам MCB.

Сцепка Alliance, названная в честь литейного завода ASF в г. Альянс, штат Огайо , была разработана как более легкая конструкция, чем «Type D», и продавалась корпорацией Amsted, материнской компанией ASF, как «Standard for the World». Она по-прежнему является самой используемой кулачковой сцепкой в ​​мире. Современная сцепка Alliance по-прежнему использует современный контур AAR-10 или 10A, но имеет более короткую, а значит, и более слабую длину головки и, таким образом, не может использоваться на североамериканском взаимозаменяемом подвижном составе.

Производителями современных муфт «Type E», «Type F Interlock» и «Type H Tightlock» являются McConway & Torley, ^{[5] [6]} ASF и Buckeye, также известная как Columbus Castings .

Внешний контур шарнирных муфт Janney был первым аспектом, который был стандартизирован MCB в 1880-х годах. До этого существовало хаотичное разнообразие постоянно развивающихся и фирменных внешних контуров и внутренних компонентов. В 1893 году производители стандартизировали контур MCB-5 или Type C, затем в 1915 году — улучшенный контур MCB-10 или Type D, и снова в 1932 году — контур AAR-10A или Type E. Контуры 1893, 1915 и 1932 годов заметно отличаются небольшими изменениями размеров, которые улучшили производительность, но при этом остаются совместимыми. Муфты Janney по-прежнему используют контур 1932 года, хотя допуски, металлургия и методы обработки улучшились, что привело к заметному сокращению провисания муфты. Сцепные устройства типа H с замком, используемые в пассажирском подвижном составе, имеют разновидность контура 10A, которая практически исключает провисание при нормальной эксплуатации и сводит к минимуму возможность « телескопирования » при сходе с рельсов.

Цель сцепок — соединить железнодорожные вагоны и локомотивы друг с другом, чтобы они все были надежно связаны вместе. Майор Эли Дженни , ветеран Конфедерации в Гражданской войне в США , изобрел полуавтоматическую кулачковую сцепку в 1868 году. Она автоматически блокирует сцепки на вагонах или локомотивах вместе без необходимости для железнодорожника становиться между вагонами, и заменила звеньевую и штифтовую сцепку , которая была основной причиной травм и смертей железнодорожников. Стопорный штифт, который обеспечивает скрепление сцепок Дженни вместе, извлекается вручную рабочим с помощью «рычага резки», который приводится в действие с любой стороны железнодорожного вагона и не требует, чтобы человек шел между вагонами. Единственный раз, когда рабочий должен идти между вагонами, — это после того, как они были надежно сцеплены, чтобы подключить воздушные линии для пневматических тормозов и силовые кабели головной части в случае пассажирских вагонов .

Современные сцепки Janney обычно крепятся к железнодорожным вагонам и локомотивам с помощью тяговой передачи ; ранние сцепки Janney часто имели переходные хвостовики, которые устанавливались в гнезда старых звеньев и штифтов сцепки или прикручивались непосредственно к головным частям паровоза .

Кулачковые сцепки используются в Америке, Африке, Азиатско-Тихоокеанском регионе, Великобритании, Бельгии и Испании (только на узкоколейных железных дорогах).

Среди его особенностей:

• Максимальная грузоподъемность достигает 32 000 метрических тонн (35 000 коротких тонн ; 31 000 длинных тонн ), как на железной дороге Фортескью . ^{[ требуется ссылка ]}
• Минимальный предел прочности при растяжении :
  • Костяшки пальцев класса E: 650 000 фунтов силы (2,9  МН ) ^[7]
    • Для обслуживания при замене требуются костяшки класса C или класса E ^[8] .
  • Корпуса сцепок класса E: 900 000 фунтов силы (4,0 МН) ^[7]
• Существует несколько типов шарнирных сцепных устройств, подходящих для различных автомобилей, но все они должны иметь определенные общие размеры, обеспечивающие совместимость. ^[9]
  • На более легких железных дорогах, особенно на узкоколейных линиях, не требующих пересадок , иногда используются уменьшенные (на три четверти или на половину) версии сцепки Janney MCB. ^[10] Например, на узкоколейных линиях Виктории .
• Муфты Janney всегда правосторонние, то есть их форма напоминает правую руку человека со согнутыми пальцами, если смотреть сверху.
• Требуемая высота сцепки в Северной Америке ^[8]
  • Пустые вагоны: 33,5 дюйма (851 мм) ± 1 дюйм (25 мм)
  • Загруженные вагоны: 32,5 дюйма (826 мм) ± 1 дюйм (25 мм)
• Современные стандарты AAR требуют, чтобы кулачковые сцепки имели нижнее управление на вагонах и верхнее управление на локомотивах. ^[11] Сцепка или расцепка осуществляется путем подъема расцепляющего штифта с помощью рычага, выдвинутого к углу вагона; этот штифт блокируется, когда сцепка находится под напряжением, поэтому обычные шаги расцепки заключаются в сжатии сцепки локомотивом, подъеме и удерживании штифта, а затем разъединении вагонов. Сцепки «Buckeye» ^[12] и «SASKop» являются вариантами кулачковых сцепок с боковым управлением.
• Поезда, оснащенные кулачковыми сцепками, могут выдерживать более тяжелые грузы, чем любые другие типы сцепок. ^{[ необходима цитата ]}
• В Северной Америке кулачковые сцепки являются типичными в соответствии со стандартами AAR и APT; магистральные грузовые поезда часто превышают длину 1 мили (1,6 км); в Европе ^{[ необходима ссылка ]} грузовые поезда, как правило, намного короче, а устаревшие буферы и цепные сцепки остаются фактическим стандартом.
• В Новой Зеландии тяжелые угольные поезда впервые были оснащены кулачковыми сцепками в 1972 году; полный переход начался в 2013 году с целью замены оставшихся норвежских сцепок на кулачковые сцепки на грузовом составе и на сцепки Шарфенберга на пассажирском составе.

This section needs expansion. You can help by adding to it. (February 2022)

Двухсекционные сцепки Janney Type E — еще одна разновидность, типичная для североамериканских цистерн для опасных материалов . ^{[13] [14] [15]} Сцепка Janney обычно используется на железнодорожных сцепках, так как она прочная и автоматически блокируется. Сцепка Janney была запатентована Эли Дженни после Гражданской войны в США . Система блокировки сцепки Janney намного безопаснее, чем звенья до нее. Сцепка Janney больше всего напоминает две человеческие руки. ^{[16] [17]}

В случае сцепок типа «гусиная шея» или сцепок со смещенным хвостовиком горизонтальная осевая линия головки сцепки находится выше горизонтальной осевой линии хвостовика сцепки или вала и тяговой шестерни . Такая компоновка предназначена для использования с низкопольными грузовыми вагонами , чтобы поднять головку сцепки достаточно высоко, чтобы соответствовать сцепкам на другом подвижном составе. ^[18] Большие вагоны-купе для деталей автомобилей , используемые на Викторианских железных дорогах , были оснащены сцепками типа «гусиная шея» по этой причине.

Сцепка Henricot, разновидность сцепки Janney, была представлена ​​бельгийским инженером и предпринимателем Эмилем Henricot  [fr] из Кур-Сент-Этьена . Она используется на некоторых электропоездах Бельгийских государственных железных дорог , включая класс 75 NMBS/SNCB.

	Поезд 174 Национальной железнодорожной компании Бельгии		Сцепка Henricot Type D на бельгийском электропоезде		Крупный план сцепки Henricot и отдельных соединений воздушного тормоза и питания головной части на NMBS/SNCB класса 75

Дженни был продавцом в магазине сухих товаров и бывшим офицером армии Конфедерации из Александрии, штат Вирджиния , который использовал свои обеденные часы, чтобы выстрогать из дерева альтернативу звеньевому и штифтовому соединению. Термин Buckeye происходит от прозвища американского штата Огайо , «штата Buckeye» и компании Ohio Brass Company ^[19] , которая изначально продавала это соединение. ^{[12] [20]}

В 1893 году, убедившись, что автоматическая сцепка может соответствовать требованиям коммерческих железнодорожных операций и в то же время безопасно управляться, Конгресс США принял Закон о средствах безопасности . Его успех в обеспечении безопасности на сортировочных станциях был ошеломляющим. В период с 1877 по 1887 год примерно 38% всех несчастных случаев с участием железнодорожников были связаны со сцепкой. Этот процент снизился, поскольку железные дороги начали заменять звеньевые и штифтовые сцепки на автоматические сцепки. К 1902 году, всего через два года после вступления в силу SAA, несчастные случаи со сцепкой составляли всего 4% от всех несчастных случаев с участием сотрудников. Количество несчастных случаев, связанных со сцепкой, сократилось с 11 710 в 1893 году до 2 256 в 1902 году, хотя число работников железной дороги неуклонно росло в течение этого десятилетия. ^[21]

Когда муфта Janney была выбрана в качестве американского стандарта, было 8000 запатентованных альтернатив на выбор. Единственным существенным недостатком использования конструкции AAR (Janney) является то, что иногда головки тяги необходимо выравнивать вручную.

В период перехода от кулисно-пальцевых сцепок кулачковые сцепки на многих локомотивах имели горизонтальный зазор и вертикальное отверстие в самой кулачковой сцепке для размещения, соответственно, звена и штифта, что позволяло сцеплять ее с вагонами, которые все еще были оснащены старыми кулисно-пальцевыми сцепками.

• История
• 
  Эскиз муфты Janney
  из патента 1873 года
• 
  Завод по производству ковкого чугуна в Сиракузах – 1894 г. Переходная муфта MCB5, совместимая с шарнирными и штифтовыми соединениями.
• 
  Сцепка MCB Type 5, около 1893 г. Разрезной кулак вмещает звено и штифтовую сцепку или сцепку Джонстона . Вертикальное отверстие в кулаке вмещает штифт. Также мог вмещать буферы и цепную сцепку с дополнительным штифтом.

Сцепное устройство с шарнирным соединением выдержало испытание временем с момента своего изобретения, претерпев лишь незначительные изменения: ^[10]

• Текущий контур AAR восходит к проекту Ассоциации мастеров-автомобилестроителей (MCBA) 1888 года, который, в свою очередь, основан на патенте Дженни 1879 года. ^[4]
• Сцепка Buckeye, боковая версия сцепки MCBA ^[12]
• Сцепка типа D, принятая в 1916 году MCBA (предшественником ARA), имела взаимозаменяемые отдельные части, что упрощало обслуживание. Более ранние конструкции имели совместимые профили, но составные части различались у разных производителей, что создавало проблемы с обслуживанием при замене вагонов на другие железные дороги.
• Сцепка типа E, принятая в 1930 году ARA (предшественником AAR), также имела отдельные взаимозаменяемые детали, хотя и не с типом D из-за усовершенствований. До сих пор является наиболее широко используемой конструкцией. ^[22] Цистерны, перевозящие опасные материалы , оборудованы двухполочными сцепками типа E. ^{[23] [24] [25] [26]}
• Сцепка типа F , вертикально блокирующая вариация для предотвращения аварий, сходов с рельсов и крушений, связанных с разъединением сцепки. Тип F также включает версии с вращающимися валами для поворотных опрокидывателей хопперов , например, на железных дорогах Пилбара и линиях железной руды Сишен-Санданья и угольного терминала Эрмело - Ричардс-Бей компании Transnet Freight Rail .
• Сцепка типа H, вариант « плотного замка » для уменьшения провисания и повышения безопасности для легковых автомобилей. В настоящее время находится под надзором APTA ( Американской ассоциации общественного транспорта ).
• Усовершенствования в металлургии и технологиях литья для увеличения максимальной прицепной нагрузки.
• На некоторых узкоколейных железных дорогах, таких как Викторианская железная дорога Паффинга Билли, используется сцепка Janney/MCB в масштабе три четверти ^[10] или в половину.

Соединительная муфта Bazeley 1905-1918 MCB D Type, установленная как универсальный стандарт MCB, принятая в 1915 г.

Артур Джеймс Базели (1872-1937), изобретатель/инженер-конструктор железнодорожных муфт; родился в Бристоле, Англия , в 1872 году и работал на Great Western Railway до 34 лет, после чего в 1906 году иммигрировал в Кливленд, штат Огайо , где работал инженером-механиком в National Malleable Castings, Co., изобретая и проектируя усовершенствования в функциональности, прочности и долговечности сцепок Janney, Knuckle, Alliance (MCB/ARA/AAR/APTA) и других сцепных устройств/ тяговых приспособлений для удовлетворения растущих и более высоких требований железных дорог США, а также международных клиентов National Malleable Castings в Великобритании, Индии и многих других странах, строящих и расширяющих свои железнодорожные системы. AJ Bazeley был непосредственно ответственен за более чем 90 зарегистрированных патентов США на усовершенствования железнодорожных автосцепок посредством проектирования под такими названиями типов сцепок, как «Buckeye coupler», «Sharon Coupler» PAT APP 10 ноября 1910, 1911,1913, 1914, «Simplex Coupler» PAT APP 3 мая 1903, «Climax Coupler», «Latrobe Coupler», «Tower Coupler», «Major Coupler», « Gould Coupler », «Pitt Coupler», «RE Janney Coupler», «Kelso Coupler» и другие.

Связанные с AJ Bazeley железнодорожные изобретения, патенты США и чертежи и иллюстрации железнодорожных сцепок, поданные и переданные National Malleable Castings Company, можно найти с помощью патентного поиска по разделу «Bazeley, railway couplings» или «Arthur James Bazeley, railway couplings patents», которые были составлены/поданы и предоставлены Roger Bazeley-USA, MSTM, MSID, CHSRM Mineta Transportation Institute , Transportation Industrial Designer. Патенты AJ Bazeley, связанные с железнодорожными сцепками, усовершенствованиями конструкции/проектирования и оснасткой, включают: US 1193222, US 124622, US 1932719, US 1518299, US 1932503, US 2235194, US 1932440 и другие.

В 1891 году National Malleable Castings поглотила Chicago Malleable Iron, основанную в 1873 году Альфредом А. Поупом и Джоном К. Кунли, которые управляли аналогичными компаниями в Огайо и Индиане. К концу 1880-х годов компания наняла около 1000 человек на своих 26-м и Западном Чикаго заводах, которые производили различные железнодорожные сцепки и стальную продукцию для железнодорожной промышленности. В 1891 году Chicago Malleable стала частью новой National Malleable Castings Co., компании из Кливленда, где Артур Дж. Базели работал старшим инженером-конструктором, и имела дополнительные производственные предприятия по всему Среднему Западу. National Malleable приобрела завод Latrobe Steel & Coupler в Мелроуз-Парке, штат Иллинойс , в 1909 году. В 1923 году, когда она начала поставлять продукцию для автомобильной промышленности, компания изменила свое название на National Malleable & Steel Castings. Ее акции котировались на Нью-Йоркской фондовой бирже с 1936 года ^[27]

Соединительная муфта Базели National Malleable Castings 1905-1918 MCB D Type как универсальный стандарт MCB, принятый в 1915 году

На совместном заседании Комитета по сцепкам MCB 15 июля 1913 года из многочисленных изученных конкурирующих производителей и конструкций железнодорожных сцепок были выбраны две сцепки для нового предлагаемого универсального стандарта конструкции сцепок США/Канады, принятого MCB 15 июня 1916 года. Двумя принятыми сцепками были Bazeley Coupler компании Malleable Castings Company и Alliance Coupler, модифицированный American Steel Foundries No.3, из девяти сцепок, представленных комитету как воплощающих совместную спецификацию конструкции. Конструкция сцепки TYPE D, основанная на запатентованных конструкциях и усовершенствованиях Bazeley Coupler Национальной ассоциации MCB, была выбрана в качестве стандарта Ассоциации MCB с 1918 года после того, как MCB провела ее эксплуатационные испытания вместе с конструкциями типа C.

Экспериментальный стандарт MCB Coupler типа «D» был единогласно рекомендован Ассоциацией ведущих автопроизводителей и ее Комитетом по сцепкам для принятия в качестве национального/международного (США/Канады) стандарта для проектирования и производства сцепок единообразно Ассоциацией ведущих автопроизводителей MCB 15 июня 1916 года после ее съезда 1915 года. Это привело к обмену патентными улучшениями США и согласовано с The National Malleable Castings Company, президентом Генри Поупом; The Buckeye Steel Castings Company, The Gould Coupler Company , American Steel Foundries и The Monarch Steel Castings Company, и стало действующим стандартом MCB D Type с 1 января 1918 года. Компания Buckeye Steel Castings Company была основана в 1881 году как Murray-Hayden Foundry, прежде чем была преобразована в The Buckeye Automatic Car Coupler Company, а в 2002 году после подачи заявления о банкротстве была преобразована в Columbus Castings.

Железнодорожные сцепки изготавливались в соответствии со стандартными спецификациями AAR, охватывающими закупку и приемку сцепок, кулаков, замков и других рабочих частей, как показано в их «Руководстве по стандартам и рекомендуемой практике механического отдела». Спецификации по состоянию на март 1939 года требовали, чтобы материал для изготовления литья был из стали марки «B» мартеновской или электропечной стали с определенными металлургическими требованиями для обеспечения надлежащей прочности на разрыв и надежности сцепки и ее подвижных частей. Для того чтобы регулировать единые стандарты взаимозаменяемости и надлежащего соотношения между подгоняемыми деталями, Комитет ARA по сцепкам и поглощающим аппаратам разработал и распространил шаблоны, калибры и основные руководства для обеспечения надлежащей взаимозаменяемости и подгонки деталей для поддержания надлежащей работы различных железнодорожных сцепок, изготовленных из разных источников. ^[28]

• Соединители Janney
• 
  Сцепленные сцепки Janney Type E, вид сверху. Слева — верхнее управление на локомотивах. Справа — нижнее управление на вагонах
• 
  Сцепное устройство AAR типа E с верхним оператором на мобильном кране .
• 
  Сцепка «Drophead» откинута вниз, открывая вид на буферы и цепную сцепку на поезде British Rail Class 91 .
• 
  Сцепки AAR типа E. Верхняя часть с нижним приводом на вагоне. Нижняя часть с верхним приводом на локомотиве.
• 
  Сцепка AAR типа E (слева) ок.  1932 г. , сцепка MCB типа 5 (справа) требуется Законом о средствах безопасности на железной дороге 1893 г.
• 
  Сцепка AAR типа H на поездах British Rail Class 321 с полностью автоматическими соединениями питания и управления.
• 
  Два соединителя AAR типа E
• 
  Двухполочная сцепка типа E на цистерне. Двойная полка удерживает пару сцепок на месте при сходе с рельсов, что снижает вероятность прокола сцепкой цистерны.
• 
  Два соединителя Janney типа E

• [1] Поезда (журнал)
• Соединители со смещением или гибким креплением
• СЦЕПНЫЕ УСТРОЙСТВА И ПОГЛОЩАЮЩИЕ АППАРАТ ГРУЗОВЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Архивировано 12.03.2019 на Wayback Machine
• Переходник между муфтой Janney и муфтой SA3
• Патент US1194109 A,
• Патент US1194110 A
• Патент 643581 А
• Двойной соединитель полок