ФРИКЦИОННЫЙ ПОГЛОЩАЮЩИЙ АППАРАТ
FRICTION ABSORBING DEVICE

Изобретение применяется в различных областях и относится к машиностроению, в частности к фрикционным поглощающим аппаратам - амортизаторам удара, предназначенным для поглощения, рассеивания и возвращения энергии, как за счет фрикционных, так и упругих сил, возникающих во время эксплуатации от динамической ударной нагрузки прилагаемой к амортизатору, которую создают удар и/или вибрация. Например, фрикционные поглощающие аппараты широко используется как часть узла автосцепного устройства грузового железнодорожного вагона или локомотива.
Известен фрикционный поглощающий аппарат для автосцепного устройства железнодорожных транспортных средств (патент RU 2198809), содержащий корпус, в котором размещены нажимной клин, фрикционные клинья, подвижные и неподвижные пластины и промежуточная плита. Промежуточная плита опирается на цилиндр с герметизирующей крышкой, скользящий по выполненной в корпусе центрирующей цилиндрической поверхности, внутри цилиндра расположен шток, опирающийся на дно корпуса; рабочие камеры цилиндра заполнены объемно-сжимаемой амортизирующей композицией и гидравлически связаны между собой за счет кольцевого зазора между цилиндром и штоком, а также отверстиями в штоке.
Известен фрикционный амортизатор для автосцепного устройства железнодорожных транспортных средств (патент RU 2128301), содержащий корпус, в котором размещены нажимной клин, фрикционные клинья, расположенные в контакте с поджатой упругим массивом опорой, подвижные фрикционные пластины и неподвижные фрикционные пластины с износоустойчивыми элементами. Упругий массив выполнен в виде комплекта самоустанавливающихся упругих блоков, состоящих из нескольких осесимметричных эластомерно-металлических элементов с криволинейной боковой поверхностью, несимметричной относительно их срединной плоскости, разделенных центрирующими чашеобразными металлическими пластинами, скользящими по выполненным в корпусе продольным центрирующим ребрам.
Известен фрикционный поглощающий аппарат для железнодорожного транспортного средства и корпус такого аппарата (патент RU 2595159). Указанный аппарат содержит корпус фрикционного поглощающего аппарата для железнодорожного транспорта, имеющий дно и боковую стенку, фрикционный распорный блок, состоящий из нажимного конуса, фрикционных клиньев, опорной плиты, опирающейся на подпорно-возвратное устройство. На боковой стенке корпуса отформованы опорные полки для опирания неподвижных пластин в продольном направлении корпуса. Корпус снабжен по меньшей мере одним ограничительным упором для ограничения смещения соответствующей неподвижной пластины в поперечном направлении корпуса от приемного окна для приема отогнутого конца этой пластины. В боковой стенке корпуса выполнены приемные окна для приема отогнутого конца соответствующей неподвижной фрикционной пластины и при этом на боковой стенке корпуса отформованы опорные полки для опирания неподвижных пластин в продольном направлении корпуса.
Недостатком этих аппаратов является не полный контакт поверхности трения корпус - подвижные пластины, который происходит в следствие действия распорной силы. Боковая поверхность корпуса упруго деформируется, в результате чего возникает неполный контакт поверхности трения корпус-подвижные пластины который понижается надежность работы и снижает энергоемкость аппарата. Неполный контакт поверхности трения приводит к нестабильности силовой характеристики связанной с различием характеристик полностью и не полностью восстановившегося после удара аппарата в следствии неудовлетворительного контакта корпуса аппарата с подвижными пластинами, это существенно при следующих соударениях, и приводит к аварийному падению энергоемкости, смещению деталей и неравномерному износу подвижных пластин и корпуса в результате чего может не происходить восстановления (для эффективной работы аппарата после снятия нагрузки  все его элементы должны занять первоначальное положение) аппарата. В этих случаях фрикционная часть аппарата практически выключается из работы, аппарат работает как жесткое тело и не выполняет свою функцию - поглощения, рассеивания и возвращения энергии во время эксплуатации от динамической ударной нагрузки.
Задача изобретения состоит в получении технического результата по повышению эффективности и надежности работы поглощающего аппарата за счет обеспечения стабильности его силовых характеристик при одновременном исключении их зависимости от неудовлетворительного контакта, смещения и износа фрикционных деталей - подвижных пластин и корпуса.
Указанная задача достигается тем, что в фрикционном поглощающем аппарате, содержащем корпус, имеющий дно и боковую стенку, совместно задающие открытое с одного конца внутреннее пространство корпуса, расположен фрикционный распорный блок, состоящий из нажимного конуса, фрикционных клиньев, неподвижных фрикционных пластин, подвижных фрикционных пластин, опорной плиты, опирающейся на подпорно-возвратное устройство, которое в свою очередь опирается на дно корпуса, отличающимся тем, что поверхность подвижной пластины обращенной к корпусу аппарата выполнена с отклонением вертикальной плоскости, при котором удаление точек поверхности поперечного сечения от вертикальной плоскости уменьшается от середины к краям, при этом должно выполняться соотношение Н должна быть не менее 0,005 L, где Н - отклонение от вертикальной плоскости, L - ширина пластины.
Во время эксплуатации от динамической ударной нагрузки прилагаемой к амортизатору, которую создают удар и/или вибрация, нажимной конус перемещается внутрь корпуса (прямой ход) в сторону дна, перемещая клинья, тем самым увеличивая общее сопротивление сжатия подпорно-возвратного устройства, достигая максимума к концу хода аппарата. На прямом ходе силы на поверхностях клиньев увеличиваются по мере сжатия аппарата, соответственно растет распорная сила, направленная к боковой стенке корпуса. Под действием распорной силы боковая поверхность стенки корпуса упруго деформируется, в результате чего поверхность подвижной пластины обращенной к корпусу аппарата, выполненной с отклонением вертикальной плоскости, при котором удаление точек поверхности поперечного сечения от вертикальной плоскости уменьшается от середины к краям, будут обеспечивать наилучшее прилегание по всей поверхности трения корпус-подвижная пластина. Результатом этого решения будет повышение эффективности и надежности работы поглощающего аппарата за счет обеспечения стабильности его силовых характеристик при одновременном исключении их зависимости неудовлетворительного контакта, смещения и неравномерного износа фрикционных деталей - подвижных пластин и корпуса.
После снятия нагрузки подпорно-возвратное устройство выталкивает фрикционный распорный блок (обратный ход), состоящий из нажимного конуса, фрикционных клиньев, опорной плиты, опирающейся на подпорно-возвратное устройство, а также подвижные пластины.
Соотношение, при котором Н должна быть не менее 0,005 L, где Н - отклонение от вертикальной плоскости A, L - ширина пластины, позволяет обеспечить наилучшее прилегание по всей поверхности трения корпус-подвижная пластина как на прямом, так и на обратном ходе, в результате этого решения будет повышена эффективность, и надежность работы поглощающего аппарата за счет обеспечения стабильности его силовых характеристик при одновременном исключении их зависимости неудовлетворительного контакта, смещения и неравномерного износа фрикционных деталей - подвижных пластин и корпуса.
Подпорно-возвратным устройством может быть, как комплект упругих элементов, пружин, эластомерная вставка так и их комбинация или прочее решение, выполняющее подпорно-возвратную функцию.
Далее, изобретение поясняется с помощью чертежей, на которых показано:
Фиг. 1 - принципиальный вид в разрезе фрикционного поглощающего аппарата,
Фиг. 2 - схема расположения подвижной пластины в корпусе во время действия распорной силы, условно показана упругая деформация корпуса, остальные детали условно не показаны.
Фрикционный поглощающий аппарат (фиг. 1-2) содержит корпус 1, в котором размещен фрикционный распорный блок, состоящий из нажимного конуса 2, фрикционных клиньев 3, опорной пластины 4, опирающейся на подпорно-возвратное устройство 5, которое упирается в дно корпуса 1, подвижных пластин 6 с отклонение Н от вертикальной плоскости А и шириной L и неподвижных фрикционных пластин 7.
Во время эксплуатации от динамической ударной нагрузки прилагаемой к амортизатору, которую создают удар и/или вибрация нажимной конус 2 и подвижные пластины 6 перемещается внутрь корпуса 1 в сторону дна, перемещая клинья 3 тем самым увеличивая общее сопротивление сжатия подпорно-возвратного устройства, достигая максимума к концу хода аппарата (прямой ход), нажимной конус 2 и подвижные пластины 6 полностью уходят в корпус 1 - аппарат закрывается и перестает гасить энергию.
После снятия нагрузки подпорно-возвратное устройства 5 выталкивает фрикционный распорный блок (обратный ход), состоящий из нажимного конуса 2, фрикционных клиньев 3, опорной плиты 4 и подвижных пластин 6 с отклонение Н от вертикальной плоскости А и шириной L, все детали занимают первоначальное положение.