Поглощающий аппарат

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и касается фрикционных амортизаторов транспортных средств, преимущественно поглощающих аппаратов, устанавливаемых между вагонами железнодорожного состава.
Известен поглощающий аппарат [1, Патент US6478173B2, МПК B61G 9/10, приоритет 13.02.2001, опубликован 12.11.2002], который содержит шестигранный корпус, на днище которого установлен стержень, пропущенный сквозь возвратно-подпорное устройство, выполненное в виде упруго-полимерных элементов, в контакте с которыми расположен фрикционный узел, состоящий из нажимного клина, распорных клиньев и опорной плиты.
Большой рабочий ход, установка высокого возвратно-подпорного устройства и применение многоклинового распорного узла позволяет повысить энергоемкость такого поглощающего аппарата. Однако фрикционный узел, образованный в аналоге [1] тремя распорными клиньями, сложен в изготовлении, более восприимчив к погрешностям изготовления, что влечет более длительную приработку, а также имеет несимметричное распределение распорных усилий на стенки корпуса, что влечет его неравномерное изнашивание, и как следствие, снижение надежности и стабильности характеристик. Причем при изнашивании стенок корпуса ремонт аппарата возможен только полной заменой дорогостоящего корпуса, а острый угол между продольной осью и поверхностями контакта распорных клиньев с нажимным клином повышает риск заклинивания поглощающего аппарата на больших рабочих ходах при сильных ударах.
Описанные выше недостатки поглощающего аппарата по аналогу [1] снижают его надежность, стабильность и технико-экономическую эффективность.
Известен более надежный в эксплуатации поглощающий аппарат [2, Патент US6488162B1, МПК B61G 9/10, приоритет 19.07.2001, опубликован 03.12.2002], принятый за прототип, содержащий корпус с днищем с узкими сторонами и смежными им широкими сторонами, а также содержащий сопряженные с ними стенки, образующие горловину с открытым торцом. Внутри горловины на стенках, сопряженных с узкой стороной днища, содержаться фрикционные поверхности со вставками твердой смазки. В корпусе вдоль его продольной оси размещено, выполненное из упруго-эластичных элементов, возвратно-подпорное устройство, а также размещен контактирующий с ним фрикционный узел. Такой фрикционный узел состоит из двух распорных клиньев и контактирующего с ними нажимного клина, при этом распорные клинья выполнены с обеспечением контакта с упомянутыми фрикционными. На стенках, сопряженных с днищем через его узкую сторону и ближе к нему выполнены сопряженные с ним ребра. Конструкция корпуса данного поглощающего аппарата более технологична и менее дорогостоящая по сравнению с аналогом [1].
Однако, из-за того, что фрикционные поверхности выполнены на направляющих вставках, которые смонтированы в карманах стенок корпуса, усложняется в целом конструкция поглощающего аппарата.
Кроме того, конструкция его корпуса не оптимальна с точки зрения материалоемкости из-за того, что в стенках корпуса возникают разные по величине напряжения в зависимости от его поперечного сечения, изменяющегося по высоте корпуса.
Поэтому задачей данной полезной модели является упрощение конструкции поглощающего аппарата за счет достижения возможности создания его корпуса с относительно тонкими стенками, а также за счет уменьшения массы корпуса при сохранении его габаритов и обеспечении при этом усиления конструкции поглощающего аппарата в более нагруженных его участках.
Поставленная задача достигается тем, что поглощающий аппарат, содержащий корпус (1) с днищем (2), имеющим узкие стороны (3) и смежные им широкие стороны (4), а также содержащий сопряженные с ними стенки (5), образующие горловину (g) с открытым торцом (6), при этом внутри горловины (g) на стенках (5), сопряженных с узкой стороной (3) днища (2), выполнены фрикционные поверхности (f) со вставками твердой смазки (7), причем в корпусе (1) вдоль его продольной оси (O1) размещено, выполненное из упруго-эластичных элементов (8), возвратно-подпорное устройство (9), а также размещен контактирующий с ним фрикционный узел (10), состоящий из двух распорных клиньев (11) и контактирующего с ними нажимного клина (12), при этом распорные клинья (11) выполнены с обеспечением контакта с упомянутыми внутренними фрикционными поверхностями (f), а на стенках (5), сопряженных с днищем (2), ближе к нему через его узкую сторону (3), выполнены сопряженные с ним ребра (13), имеет отличительный признаки: стенки (5) корпуса (1), сопряженные с днищем (2) через его узкие стороны (3), снабжены утолщенными участками (14, 15), одни (14) из которых расположены в пределах габаритов широкой стороны (4) днища (2) корпуса (1) и ближе к верхнему краю горловины (g), вдоль ее открытого торца (6), а другие (15) из которых расположены ближе к средней части корпуса (1),, при этом фрикционные поверхности (f) выполнены непосредственно на стенках (5).
Выполнение фрикционных поверхностей непосредственно на стенках корпуса упрощает его конструкцию и поглощающего аппарата, в отличие от более сложного выполнения фрикционных поверхностей корпуса в прототипе [2], где фрикционные поверхности выполнены на направляющих вставках, которые смонтированы в карманах стенок корпуса.
Введение таких отличительных признаков, в их совокупности, позволит усилить стенки корпуса в местах поглощающего аппарата, где возникают наибольшие распорные усилия на стенки корпуса.
Дополнительные отличительные признаки полезной модели, направленные на повышение упомянутых выше его преимуществ:
- упомянутые утолщенные участки (14, 15) выполнены в виде ребер;
- упомянутые утолщенные участки (14, 15) на корпусе (1) расположены с внешней стороны стенок (5);
- вставки твердой смазки (7) расположены под наклоном к открытому торцу (6) горловины (g);
- стенки (5) его корпуса (1), сопряженные с днищем (2) через его широкие стороны (4), выполнены с утолщением в сторону стенок (5), сопряженных с днищем (2) через его узкие стороны (3);
- на корпусе (1), в местах сопряжения смежных между собой стенок (5), выполнены выступы (16), направленные внутрь горловины (g), с возможностью выполнения функции направляющих для подвижных элементов поглощающего аппарата;
- в стенках (5) его корпуса (1), в местах перехода в них фрикционных поверхностей (f) и в направлении днища (2), образованы выборки (17), при этом толщина стенок (5) корпуса (1), выполнена с уменьшением в направлении от открытого торца (6) горловины (g) к его днищу (2);
- ребра (13) на корпусе (1) расположены под наклоном к стенкам (5), сопряженным с днищем (2) через его широкую сторону (4).
Сущность полезной модели приводится на конкретном примере исполнения и поясняется иллюстрациями (фиг. 1-4), где на фиг. 1 показан совмещенный фронтальный разрез А-А по фиг. 3 поглощающего аппарата по плоскости симметрии параллельной широкой стороне днища, где на левой его части показан аппарат в исходном состоянии, а на правой - в полностью сжатом состоянии; на фиг. 2 показан поглощающий аппарат на виде слева фиг. 1; на фиг. 3 показан вид на поглощающий аппарат в положении, когда он установлен на автосцепном устройстве вагона (не показано); на фиг. 4 показан разрез корпуса поглощающего аппарата по плоскости симметрии параллельной широкой стороне днища в аксонометрической проекции.
Поглощающий аппарат, содержит корпус (1) с днищем (2), имеющим узкие стороны (3) и смежные им широкие стороны (4). С ними сопряжены стенки (5), образующие горловину (g) с открытым торцом (6). Внутри горловины (g) на стенках (5), сопряженных с узкой стороной (3) днища (2), выполнены наклонные фрикционные поверхности (f), снабженные вставками твердой смазки (7). Данные вставки расположены под наклоном к открытому торцу (6) горловины (g). Наклонное расположение вставок (7) предохраняет их от выпадения в крайних положениях клиньев (11) при работе поглощающего аппарата.
В корпусе (1) вдоль его продольной оси (O1) размещено, выполненное из упруго-эластичных элементов (8), возвратно-подпорное устройство (9). В корпусе (1) также размещен контактирующий с устройством (9), фрикционный узел (10), состоящий из двух распорных клиньев (11) и контактирующего с ними нажимного клина (12). Распорные клинья (11) выполнены с обеспечением контакта с упомянутыми фрикционными поверхностями (f). На стенках (5), сопряженных с днищем (2) через его узкую сторону (3) ближе к днищу (2) выполнены сопряженные с ним ребра (13) для обеспечения жесткости конструкции. При этом выше упомянутые ребра расположены под наклоном к стенкам (5), сопряженным с днищем (2) через его широкую сторону (4) и приближены к ним в средней части корпуса (1) в местах, где возникают большие распорные усилия.
Стенки (5) корпуса (1), сопряженные с днищем (2) через его узкие стороны (3), снабжены утолщенными участками (14, 15), одни (14) из которых расположены в пределах габаритов широкой стороны (4) днища (2) и ближе к верхнему краю горловины (g) вдоль ее открытого торца (6), а другие (15) из которых расположены ближе к средней части корпуса (1). Данные утолщения усиливают стенки корпуса (1) в местах, где возникают наибольшие распорные усилия.
Для обеспечения технологичности корпуса (1) утолщенные участки (14, 15) выполнены в виде ребер. Утолщенные участки (14, 15) на корпусе (1) расположены с внешней стороны его стенок (5). Это связано с тем, что с внутренней стороны стенок (5) находится горловине (g), где смонтировано возвратно-подпорное устройство (9) с фрикционным узлом (10).
Стенки (5), сопряженные с днищем (2) через его широкие стороны (4), выполнены с утолщением в сторону стенок (5), сопряженных с днищем (2) через его узкие стороны (3), что связано с компенсацией распорных усилий в данном направлении.
На корпусе (1) в местах сопряжения смежных между собой стенок (5), выполнены выступы (16), направленные внутрь горловины (g), с возможностью выполнения функции направляющих для подвижных элементов поглощающего аппарата.
В стенках (5) его корпуса (1), в местах перехода в них фрикционных поверхностей (f) и в направлении днища (2), выполнены выборки (17), что устраняет вероятность подклинивания распорных клиньев (11) при возврате их в исходное положение.
Толщина стенок (5) корпуса (1), выполнена с уменьшением в направлении от открытого торца (6) горловины (g) к его днищу (2), что совпадает с уменьшением распорных усилий в данном направлении.
Принцип действия поглощающего аппарата основан на том, что при соударении вагонов (не показаны) возникает внешняя сила (Q) (фиг. 1, правая половина фигуры), которая прилагается к нажимному клину (12), например, со стороны сцепного устройства (не показано). Поэтому сжимается возвратно-подпорное устройство (9). Нажимной клин (12) погружается в корпус (1), при этом распорные клинья (11) с трением смещаются по внутренним фрикционным поверхностям (f) в сторону днища (2).
При прекращении воздействия внешней силы (Q), возвратно-подпорное устройство (9) разжимается, выталкивая фрикционный узел (10) в исходное состояние.
Выше описанная конструкция поглощающего аппарата, позволяет увеличить прочность и уменьшить вес его корпуса (1) при сохранении в целом габаритов. В конечном итоге повышается надежность поглощающего аппарата и снижается его стоимость.
Источники информации:
1. Патент US6478173B2, МПК B61G 9/10, приоритет 13.02.2001, опубликован 12.11.2002.
2. Патент US6488162B1, МПК B61G 9/10, приоритет 19.07.2001, опубликован 03.12.2002 /прототип/.