АППАРАТ ПОГЛОЩАЮЩИЙ

Настоящая полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам и может быть использована в качестве амортизатора тяговых устройств.
Известен фрикционно-эластомерный поглощающий аппарат, содержащий корпус с закрытой концевой частью и противоположной открытой концевой частью, между которыми проходит главная ось. Указанная открытая концевая часть выполнена со сходящимися на конус внутрь удлиненными фрикционными поверхностями, а также содержащий воспринимающее усилие конус, установленный с возможностью осевого перемещения в открытой концевой части корпуса. Фрикционные башмаки, расположенные по окружности в корпусе между конусом и внутренними фрикционными поверхностями и способные контактировать с конусом и внутренней фрикционной поверхностью, упор, прилегающий к фрикционным элементам, и пакет эластомерных подушек, установленный между закрытой концевой частью корпуса и упором для воздействия через упор на фрикционные элементы для обеспечения их контакта с конусом и внутренней фрикционной поверхностью. Каждая отдельная эластомерная подушка оснащена пластиной, а каждый из башмаков имеет наклонную внутреннюю поверхность, контактирующую с наклонной внутренней поверхностью конуса, причем наклонная внутренняя поверхность фрикционного башмака и внутренняя поверхность конуса расположены относительно главной оси корпуса под первым заданным углом около 35+3°. Каждый из фрикционных башмаков имеет наклонную наружную поверхность, контактирующую с удлиненными сходящимися на конус внутренними фрикционными поверхностями, причем наклонная наружная поверхность и удлиненная сходящаяся на конус внутренняя фрикционная поверхность расположены относительно оси указанного корпуса под вторым заданным углом около 2,25+0,25°. Каждый из фрикционных башмаков имеет плоскую внутреннюю поверхность, контактирующую с плоской наружной поверхностью, с которой выполнен указанный упор, причем плоская внутренняя поверхность фрикционных башмаков и плоская наружная поверхность упора расположены относительно оси корпуса под третьим заданным углом около 90+4°. Указанный аппарат снабжен направляющим стержнем, прикрепленным к закрытой концевой части, а пакет эластомерных подушек выполнен с направляющим отверстием, упор выполнен с центральным отверстием, а конус выполнен с центральным каналом, причем направляющий стержень пропущен через направляющее отверстие, центральное отверстие и частично через центральный канал (Патент РФ на изобретение №2283791, кл. МПК B61G 9/18, опубл 20.09.2006).
Несмотря на наличие в аппарате направляющего стержня, осуществляется надежное позиционирование эластомерных подушек в корпусе, однако при воздействии высоких нагрузок в башмаках происходит процесс трещинообразования, приводящий к тому, что нагрузки, воздействующие на фрикционный башмак, смещают его в осевом направлении, при этом происходит смещение оси башмака относительно оси направляющего стержня, что приводит к стопорению башмака и прекращению работы всего аппарата. Кроме того, коррозия стержня и пластин, которыми снабжена каждая отдельная эластомерная подушка, приводит к ослаблению самих пластин и, как следствие, при боковом усилии к деформации данных пластин, что также приводит к стопорению пластин относительно направляющего стержня. Как следствие вышеуказанных недостатков то, что при изготовлении аппарата первый, второй и третий заданные углы не должны иметь отклонений от заданных значений, что приводит к трудностям при изготовлении всего аппарата и не позволяет использовать аппарат при измененных схемах нагружения.
Техническим результатом, который может быть получен в заявляемой полезной модели, является создание аппарата поглощающего, в котором будет осуществляться надежное позиционирование пакета из эластомерных подушек с пластинами в корпусе при отсутствии непредвиденного стопорения его отдельных элементов и увеличение поглощающей энергии аппарата.
Технический результат достигается тем, что в аппарате поглощающем, содержащем корпус с закрытой концевой частью и противоположной открытой концевой частью, через которые проходит главная ось, причем открытая концевая часть выполнена со сходящимися на конус внутрь удлиненными фрикционными поверхностями, в выемках которых установлены вкладыши, а также содержащий воспринимающий усилие конус, установленный с возможностью осевого перемещения в открытой концевой части корпуса, фрикционные башмаки, расположенные по окружности в корпусе между конусом и внутренними фрикционными поверхностями и способные контактировать с конусом и внутренней фрикционной поверхностью, упор, прилегающий к фрикционным башмакам, и пакет эластомерных подушек, установленный между закрытой концевой частью корпуса и упором для воздействия через упор на фрикционные башмаки для обеспечения их контакта с конусом и внутренней фрикционной поверхностью, каждая отдельная эластомерная подушка оснащена пластиной, а каждый из башмаков имеет наклонную внутреннюю поверхность, контактирующую с наклонной внутренней поверхностью конуса, каждый из фрикционных башмаков имеет наклонную наружную поверхность, контактирующую с удлиненными сходящимися на конус внутренними фрикционными поверхностями, каждый из фрикционных башмаков имеет плоскую внутреннюю поверхность, контактирующую с плоской наружной поверхностью, с которой выполнен упор, причем величина зазора между внутренней поверхностью корпуса и боковой поверхностью пакета из пластин и эластомерных подушек не превышает 20% от величины максимального диаметра внутренней поверхности корпуса, а конус и упор выполнены сплошными, при этом наклонная внутренняя поверхность фрикционного башмака и внутренняя поверхность конуса расположены относительно главной оси корпуса под первым заданным углом, составляющим 28°-52°, а наклонная наружная поверхность и удлиненная сходящаяся на конус внутренняя фрикционная поверхность расположены относительно оси указанного корпуса под вторым заданным углом, составляющим 1,5°-4°, а плоская внутренняя поверхность фрикционных башмаков и плоская наружная поверхность упора расположены относительно оси корпуса под третьим заданным углом, составляющим 90°±7°, кроме того, между участком внутренней конической поверхности корпуса и внутренними фрикционными поверхностями выполнен переходный участок, который может быть коническим или цилиндрическим.
Заявленная полезная модель поясняется при помощи схемы на фиг.1, которая представляет собой поперечный разрез аппарата поглощающего.
Аппарат поглощающий состоит из корпуса 1, внутри которого размещен пакет из пластин 6 и эластомерных подушек 7, конуса 10, взаимодействующего с фрикционными башмаками 11, которые взаимодействуют с пакетом из пластин 6 и эластомерных подушек 7 через упор 16.
Корпус 1 включает закрытую концевую часть 2 и противоположную ей открытую концевую часть 3, внутренняя поверхность 4 последней выполнена со сходящимися на конус внутрь удлиненными фрикционными поверхностями 5. Участок внутренней цилиндрической поверхности 8 корпуса 1, примыкающий к закрытой концевой части 2 корпуса 1, переходит в участок с конической поверхностью 9, сходящейся в направлении открытой концевой части 3 корпуса 1, а наименьший диаметр конической поверхности 9 находится напротив ближайшей к открытой концевой части эластомерной подушки 7. Величина зазора между внутренней поверхностью корпуса 1 и боковой поверхностью пакета из пластин 6 и эластомерных подушек 7 не превышает 20% от величины максимального диаметра внутренней поверхности корпуса 1, который необходим при расширении каждой подушки 7 в поперечном направлении под воздействием нагрузки. Такое расположение ближайшей к открытой концевой части эластомерной подушки 7 исключает смещение пакета из пластин 6 и эластомерных подушек 7 относительно центральной оси корпуса при приложении усилия к указанному упору 16. При установке в корпус 1, пакет из пластин 6 и эластомерных подушек 7 подвергается предварительному напряжению и поэтому смещение одной эластомерной подушки 7 относительно другой исключено.
Конус 10, воспринимающий усилие, установлен с возможностью осевого перемещения в открытой концевой части 3 корпуса 1 и взаимодействует с фрикционными башмаками 11, каждый из которых имеет наклонную внутреннюю поверхность 12, контактирующую с наклонной внутренней поверхностью 13 конуса 10, причем эти внутренние наклонные поверхности (12 и 13) направлены под углом к продольной оси корпуса 1, величина которого составляет 28-52 градусов. Наружная наклонная поверхность 14 фрикционных башмаков 11 контактирует с удлиненной внутренней фрикционной поверхностью 5 открытой части 3 корпуса 1, эти поверхности (14 и 5) направлены под углом к продольной оси корпуса 1, величина которого составляет 1,5-4 градуса. Между наружной наклонной поверхностью 14 фрикционных башмаков 11 и удлиненной внутренней фрикционной поверхностью 5 в выемках установлены вкладыши 15. Вкладыши 15 выполнены из бронзы или другого аналогичного по механическим свойствам материала, при этом длина фрикционных конусных поверхностей 5 корпуса 1 составляет 142-170 мм и может быть механически обработана для повышения энергоемкости фрикционной пары.
Упор 16 прилегает к фрикционным башмакам 11. Между упором 16 и закрытой концевой частью 2 корпуса 1 установлен пакет из пластин 6 и эластомерных подушек 7, необходимый для воздействия через упор 16 на фрикционные башмаки 11 для обеспечения их контакта с конусом 10 и внутренней фрикционной поверхностью 5.
Работает аппарат предохраняющий следующим образом.
При воздействии динамической ударной нагрузки на конус 10 последний перемещается вдоль продольной оси корпуса 1 во внутрь его. При этом благодаря наличию наклонной внутренней поверхности 13 на конусе 10, наклонных внутренних поверхностей 12 на башмаках 11 и внутренней фрикционной поверхности 5 открытой концевой части 3 корпуса 1 происходит центрирование составляющих динамической нагрузки вдоль продольной оси корпуса и равномерное распределение на стенки корпуса 1 в сечении в вертикальной плоскости. Одновременно усилие от конуса 10 через башмаки 11 передается на пакет из пластин 6 и эластомерных подушек 7, которые под воздействием принятой нагрузки деформируются сжимаясь, благодаря чему на конструкцию вагона передается значительно меньшее усилие.
Выполнение конуса 10 и упора 16 сплошными, а фрикционных башмаков и внутренней поверхности открытой части корпуса с наклонными соответственно сопряженными поверхностями под углами наклона к продольной оси корпуса в указанных интервалах позволяет в процессе эксплуатации наиболее эффективно произвести на начальном этапе перераспределение усилия ударной нагрузки на детали конструкции аппарата и, как следствие, снижение величины воздействующего ударного усилия на конструкцию вагона.
Увеличение длины фрикционных поверхностей, расположенных в открытой части корпуса в пределах 142-200 мм, позволяет значительно снизить величину усилия от воздействия ударной динамической нагрузки, передаваемого вагону, за рабочий цикл в процессе эксплуатации аппарата. Полезный рабочий ход может составить до 0,2 к монтажной длине аппарата.
Таким образом, за счет того, что в аппарате поглощающем наименьший диаметр конической поверхности находится напротив ближайшей к открытой концевой части эластомерной подушки, причем величина зазора между внутренней поверхностью корпуса и боковой поверхностью пакета из пластин и эластомерных подушек не превышает 20% от величины максимального диаметра внутренней поверхности корпуса, а конус и упор выполнены сплошными, за счет чего увеличивается размер угла между наклонными внутренними поверхностями конуса и башмака и таким образом увеличивается поглощающая энергия аппарата и осуществляется надежное позиционирование пакета эластомерных подушек в корпусе при отсутствии непредвиденного стопорения его отдельных элементов.