ФРИКЦИОННО-ПОЛИМЕРНЫЙ ПОГЛОЩАЮЩИЙ АППАРАТ АВТОСЦЕПКИ
FRICTION-POLYMER AUTOMATIC CENTER COUPLER DRAFT GEAR

Изобретение относится к железнодорожным транспортным средствам, в частности к поглощающим аппаратам автосцепки.
Одним из аналогов изобретения является фрикционный амортизатор [1]. Он содержит корпус, в котором размещены нажимной конус, фрикционные клинья. Фрикционные клинья расположены в контакте с опорной плитой, опирающейся на упругий полимерный массив, состоящий из нескольких последовательно расположенных самоустанавливающихся упругих блоков. Упругие блоки разделены между собой центрирующими чашеобразными металлическими пластинами, скользящими по выполненным в корпусе продольным центрирующим ребрам. Изобретение повышает эффективность работы амортизатора.
Недостатком данного аналога является нестабильность силовых характеристик, которая проявляется в форме скачкообразного характера изменения силы при ударном сжатии.
Также аналогом, близким по технической сущности к заявляемому изобретению, является фрикционно-гидравлический поглощающий аппарат автосцепки [2]. Он содержит корпус, имеющий открытую переднюю и закрытую заднюю части. Сжимаемый амортизирующий элемент расположен в задней части, и к одному его концу примыкает конструкция седла, расположенная вблизи открытой передней части. Фрикционный амортизирующий элемент установлен в открытой передней части корпуса.
Недостатком этого аналога является чрезмерная сложность конструкции гидравлического распорного узла, а также пониженная надежность конструкции за счет возможности заклинивания при восстановлении (на обратном ходе).
Прототипом изобретения является фрикционно-полимерный поглощающий аппарат автосцепки [3]. Он содержит корпус, внутри которого размещены подвижные и неподвижные фрикционные пластины и распорный блок, поджатый полимерными упругими элементами, распорный блок заполнен объемно сжимаемым эластомером, а подвижные и неподвижные фрикционные пластины выполнены с уклонами.
Недостатком прототипа является невозможность обеспечения сохранности распорного блока, так как продольное усилие от автосцепки через упорную плиту напрямую передается на распорный блок. Также к недостаткам относится и то, что пространство между фрикционными пластинами, в котором размещается распорный блок, ограничено и разместить распорный блок необходимых размеров, обеспечивающих условия прочности, крайне затруднительно. Имеет место пониженная надежность конструкции за счет возможности заклинивания при восстановлении.
Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик и повышение надежности поглощающего аппарата, имеющего сравнительно простую и надежную конструкцию.
Указанная цель достигается в поглощающем аппарате автосцепки железнодорожного транспортного средства, содержащем четырехгранный корпус с открытой горловиной, внутри которого размещен распорный узел, подвижные фрикционные пластины и толкатель, который опирается на комплект упругих элементов. С целью улучшения эксплуатационных характеристик поглощающего аппарата распорный узел выполнен в виде устройства, состоящего из цилиндра, заполненного объемно-деформируемой композицией, штока и крышки и расположен в горловине четырехгранного корпуса внутри массивной оправки, через которую передается ударное усилие от автосцепки. Горловая часть корпуса выполнена с уклонами, что предотвращает возможность заклинивания аппарата при восстановлении. Корпус аппарата на внутренней поверхности имеет вертикальные пазы, служащие направляющими при перемещении массивной оправки при ударном сжатии. Подвижные фрикционные пластины также имеют канавки, увеличивающие пространство между пластинами для увеличения объема распорного узла. Применение во фрикционном амортизаторе распорного узла такого типа и упругих полимерных элементов в качестве возвратно-подпорного устройства повышает стабильность и эффективность работы амортизатора. Во-первых, за счет нарастающего с ходом аппарата усилия прижатия фрикционных пластин к корпусу увеличивается коэффициент трения, и существенно снижаются фрикционных автоколебания при скольжении, во-вторых, за счет увеличения в 2-3 раза величины подпорного усилия удается уменьшить угол наклона главных поверхностей трения, что позволяет разместить между фрикционными пластинами распорный узел необходимого габарита.
Сущность изобретения поясняется рисунком, на котором изображен общий вид поглощающего аппарата автосцепки железнодорожного транспортного средства.
Поглощающий аппарат содержит полый четырехгранный корпус 1, в котором расположены подвижные пластины 2, распорный узел, состоящий из цилиндра 3, штока 4 и крышки 5, толкатель 6, опирающийся на комплект полимерных элементов 7, которые разделены между собой пластинами 8, массивная оправка 9. Распорный узел выполнен в виде цилиндра 3, внутри которого размещен шток 4. Цилиндр закрывает крышка 5, в которой располагаются уплотнения 10. Рабочие камеры цилиндра А и Б заполнены объемно-сжимаемой композицией 11.
Фрикционный поглощающий аппарат работает следующим образом. Под действием усилия, передаваемого от автосцепки массивной оправке 9 и подвижным пластинам 2 через упорную плиту 12, они перемещаются, приводя в движение толкатель 6 и комплект полимерных элементов 7. Благодаря наклону стенок корпуса 1, под действием удара, включается в работу распорный узел. При этом объемно-сжимаемая композиция 11 за счет уменьшения общего объема камер А и В сжимается, а также продавливается из камеры А в камеру В через кольцевой зазор между цилиндром 3 и штоком 4 и через калиброванные отверстия в штоке 4, создавая распорное усилие между подвижными фрикционными пластинами 2 и корпусом 1. Благодаря наклону стенок корпуса 1 и фрикционных пластин 2 при перемещении пластин внутрь корпуса под действием удара распорный узел дополнительно сжимается. По мере внедрения штока 4 в цилиндр 3 сила прижатия фрикционных подвижных пластин к корпусу увеличивается. После прекращения действия силы удара, фрикционные подвижные пластины выталкиваются в первоначальное положение толкателем 6. Под действием усилия, передаваемого от автосцепки массивной оправке 9 и подвижным пластинам 2, и подпорного усилия со стороны комплекта полимерных элементов 7 создается давление на главных поверхностях трения фрикционного поглощающего аппарата, что при их взаимном перемещении приводит к поглощению энергии удара. Основная часть энергии удара поглощается на главных поверхностях трения: поверхностях прилегания фрикционных пластин 2 к корпусу 1. Частично энергия поглощается на вспомогательных поверхностях трения: поверхностях соприкосновения упорной плиты 12, воспринимающей удар, и фрикционных пластин 2, и поверхностях толкателя 6 с поверхностями фрикционных пластин 2. Часть энергии воспринимается подпорным комплектом полимерных элементов.
Список литературы
1. RU 2128301 С1, 27.03.1999.
2. SU 1315352 А1, 07.06.1987.
3. RU 2397896 С2, 27.08.2010.