ПОГЛОЩАЮЩИЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается фрикционных поглощающих аппаратов автосцепного устройства железнодорожных транспортных средств.
Известен фрикционный амортизатор по патенту 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, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, 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.
Недостатком этого аппарата является использование эластомерно-металлических элементов, эластомерные части которых в процессе использования относительно быстро истираются или деформируются и требуют постоянной проверки и замены.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является решение по патенту на полезную модель RU 112881, в котором описан поглощающий аппарат, содержащий стальной корпус в виде прямоугольного стакана, размещенные в корпусе симметрично его внутренним стенкам стальные нажимной клин, два фрикционных клина с опорной плитой, по две фрикционные неподвижные с металлокерамическими накладками и подвижные пластины, а также пружинное возвратно-подпорное устройство, расположенное совместно с опорной плитой и фрикционными клиньями между днищем корпуса и нажимным клином и стянутое по продольной оси болтом через имеющиеся у них центральные отверстия, отличающийся тем, что для металлокерамических накладок применен материал с коэффициентом трения движения по стали не менее 0,4, а пружинное возвратно-подпорное устройство представляет собой одну или две параллельные цилиндрические винтовые пружины сжатия жесткостью не более 920 кН/м.
Сходное решение содержится и в патенте на изобретение RU 2350500.
Достоинством этих решений является использование пружин, которые намного более долговечны, чем эластичные элементы.
Недостатком же указанного решения является выбор цилиндрической винтовой пружины. Такие пружины имеют ограниченный запас хода и относительно быстро достигают предела сжатия, а при его достижении способны к деформации и даже полному разрушению.
Более того, и в решении по патенту на полезную модель RU 112881, и в решении по патенту RU 2350500 использование цилиндрической винтовой пружины является безальтернативным, так как в обоих патентах предусматривается одновременное использование нескольких пружин, вставленных одна в другую.
Целью предлагаемой полезной модели является улучшение технических характеристик изделия.
Технический результат заключается в повышении надежности и эффективности работы амортизатора за счет использования пружины улучшенной конфигурации, а именно - конусной (конической, конусообразной) пружины. Такая пружина повышает стабильность силовых характеристик поглощающего аппарата путем устранения фрикционных автоколебаний. Коническая пружина отличается от цилиндрической тем, что при одном и том же количестве витков коническая пружина допускает большее сжатие. Известно, что конические пружины применяются в случаях, когда требуется получить нелинейную силовую характеристику (нелинейность обеспечивает непериодичность колебаний и уменьшает опасность резонанса). Конические пружины в отличие от цилиндрических имеют переменный диаметр витков, который возрастает от верхнего конца к нижнему.
Названный технический результат достигается в поглощающем аппарате, содержащем металлический корпус в виде прямоугольного стакана, нажимной клин, размещенные в корпусе два фрикционных клина, опорную плиту, две подвижные пластины, две фрикционные неподвижные пластины с металлокерамическими накладками, стальную пружину, упирающуюся одним концом в днище корпуса, а другим - в опорную плиту, проходящий через отверстие в днище корпуса стержень с резьбой и резьбовым крепежным элементом, на оси которого находятся нажимной клин, опорная плита и пружина, отличающийся тем, что пружина является конусной.
Витки пружины могут иметь как круглое, так и эллипсообразное, а также прямоугольное сечение.
В качестве стержня с резьбой может использоваться болт и аналогичное болтовое соединение типа шпильки.
В качестве резьбового крепежного элемента может использоваться гайка и аналогичные элементы со сквозным и глухим отверстием. Наиболее предпочтительным местом расположения такого крепежного элемента является место выхода стержня со стороны нажимного клина, хотя возможно и расположение со стороны отверстия в корпусе, либо применение резьбовых крепежных элементов с обоих концов стержня.
Может использоваться пружина как с постоянным, так и с переменным шагом витков.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
На фигуре 1 изображен поглощающий аппарат в продольном разрезе.
На фигуре 2 изображен вид поглощающего аппарата снаружи со стороны нажимного клина.
Поглощающий аппарат содержит металлический корпус 1 в виде прямоугольного стакана, размещенные в корпусе нажимной клин 2, контактирующий с фрикционными клиньями 4, опирающимися на опорную плиту 5. Своими боковыми поверхностями клинья 4 контактируют с фрикционными металлокерамическими накладками 10 неподвижных фрикционных пластин 6, которые опираются на уступы в стенках корпуса 1 и снабжены выступами 11, заведенными в окна стенок корпуса 1 с целью ограничения перемещений пластин 6.
Между наружными поверхностями металлокерамических накладок 10 и внутренними стенками корпуса 1 установлены подвижные фрикционные пластины 3.
Поглощающий аппарат имеет несколько элементов, которые можно условно обозначить как пружинное возвратно-подпорное устройство. Такое устройство в целом состоит из нажимного клина 2, фрикционных клиньев 4, опорной плиты 5, конической (конусной) пружины 7, стержня с резьбой 8 и резьбовым крепежным элементом 9. Пружина 7 упирается своим основанием в днище корпуса 1, а противоположной стороной в опорную плиту; далее усилие пружины передается через фрикционные клинья 4 на нажимной клин 2. Стержень с резьбой и гайкой стягивает перечисленные элементы.
Поглощающий аппарат работает следующим образом. Под действием сжимающей нагрузки и подпорного усилия происходит процесс ударного сжатия амортизатора, при этом фрикционные элементы (подвижные фрикционные пластины 3, фрикционные клинья 4, неподвижные пластины 6 с металлокерамическими накладками 10) и коническая пружина делают такое сжатие плавным и гасят энергию столкновения. Дальнейшее разжатие (возврат в исходное состояние) происходит благодаря распрямлению конической пружины. При этом элементы от нажимного клина и до днища корпуса постоянно находятся в плотном прижатии к друг другу благодаря стягиванию их болтовым соединением (болтом, шпилькой и т.п.).
Все изделие в целом находится в конструктивном единстве; отдельные элементы изделия плотно прилегают к соседним элементам, удерживаются на месте силами трения, в том числе и благодаря болтовому соединению. Только неразрывное сочетание всех деталей, установленных в указанном порядке, приводит к достижению указанного технического результата и позволяет использовать изделие по назначению.
Проводимые в настоящее время предварительные испытания опытных образцов поглощающего аппарата предлагаемой конструкции с одной основной пружиной в возвратно-подпорном устройстве подтверждают стабильность работы указанных аппаратов и соответствие их по показателям энергоемкости требованиям, предъявляемым к аппаратам класса Т1.