МОДУЛЬ ДЛЯ ГАШЕНИЯ ЭНЕРГИИ ПРИ СОУДАРЕНИИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
COLLISION ENERGY DAMPING MODULE

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам для поглощения механической энергии с целью уменьшения продольных усилий в железнодорожном подвижном составе.
Известно поглощающее устройство отвода энергии для железнодорожного транспортного средства, содержащее корпус в виде подвижной и неподвижной втулок с расположенным в нем одноразовым деформируемым элементом, опорную плиту, деформируемый элемент выполнен в виде цилиндрического стержня заодно с плоскими кольцевыми ребрами, один торец которого расположен на днище подвижной втулки, а второй торец соприкасается с инструментом - вставкой, установленной на днище неподвижной втулки, торец которой расположен на плоскости опорной плиты, цилиндрический стержень с ребрами выполнен по длине переменной жесткости за счет разной толщины ребер по длине стержня (RU, полезная модель на изобретение №92397, кл. B61G 9/00, опубл. 2010 г.).
Недостатками устройства являются:
- выполнение демпфирующего элемента в виде цилиндрического стержня с плоскими кольцевыми ребрами, расположенными на определенном расстоянии друг от друга, выполненными одинаковой или разной толщины в виде единой детали, не обеспечивает создание заданной величины силы воздействия на всей длине перемещения, особенно в начале и конце работы устройства и приведет к ударному циклическому воздействию устройства на железнодорожный транспорт и снижению надежности работы устройства;
- изготовление плоских кольцевых ребер без продольных разрезов приведет при перемещении демпфирующего элемента к смятию между собой срезанных кольцевых ребер и уменьшению величины его полезного перемещения, что снижает эффективность работы устройства.
Известен модуль для гашения энергии при соударении транспортных средств, представленный в противоаварийном буферном устройстве, принятый в качестве прототипа, состоящий из телескопически связанных наружного (корпуса) и внутреннего цилиндров (энергопоглощающего элемента), на наружной поверхности последнего из которых выполнен, по меньшей мере, один буртик, взаимодействующий с торцовой поверхностью наружного цилиндра (корпуса), буртик выполнен в виде ребер многозаходной спирали, разделенных на отдельные сегменты продольными разрезами по высоте, в торцовой части наружного цилиндра размещена сменная вставка с режущей кромкой, обращенной к буртику (SU, авторское свидетельство №867746, кл. B61G 11/16, F16F 7/12, опубл. 1981 г.).
Недостатками устройства являются:
- необходимость изготовления продольных разрезов для разделения многоходовой спирали на отдельные сегменты усложняет технологию изготовления устройства;
- наличие продольных разрезов на многоходовой спирали уменьшает энергию для гашения из-за уменьшения сопротивления срезания многозаходной спирали, что снижает эффективность устройства.
- отсутствие осевого крепления внутреннего цилиндра (энергопоглощающего элемента) относительно наружного (корпуса) снижает надежность работы устройства, особенно при действии ударных сил под углом к оси внутреннего цилиндра (энергопоглощающего элемента), так как возникает его перекос в наружном цилиндре (в корпусе).
Техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления, повышение эффективности и надежности и расширение эксплуатационных возможностей устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что модуль для гашения энергии при соударении транспортных средств, состоящий из корпуса, с возможностью его установки на транспортном средстве, и энергопоглощающего элемента, на наружном диаметре которого выполнен, по меньшей мере, один буртик, взаимодействующий с передним торцом корпуса, буртик выполнен в виде многозаходной спирали, в переднем торце корпуса размещена сменная вставка с режущей кромкой, обращенной к буртику; энергопоглощающий элемент с одной стороны закреплен в осевом направлении совместно со сменной вставкой в переднем торце корпуса, а с другой стороны установлен в подвижной плите, сменная вставка со стороны режущей кромки содержит резцы, выступающие за режущую кромку и за внутренний диаметр многозаходной спирали на величину, большую расчетной величины их износа, а количество резцов, их ширина, также количество установленных энергопоглощающих элементов и их длина определяются расчетными параметрами энергогашения.
На фиг.1 изображен общий вид модуля; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.
Модуль для гашения энергии при соударении транспортных средств, состоящий из корпуса 1 (Фиг.1 и 2), с возможностью его установки на транспортном средстве, и энергопоглощающего элемента 2, на наружном диаметре D которого выполнен, по меньшей мере, один буртик 3, взаимодействующий с передним торцем 4 корпуса 1, буртик 3 выполнен в виде многозаходной спирали 5, в переднем торце 4 корпуса 1 размещена сменная вставка 6 с режущей кромкой 7, обращенной к буртику 3; энергопоглощающий элемент 2 с одной стороны закреплен в осевом направлении совместно со сменной вставкой 6 в переднем торце 4 корпуса 1, а с другой стороны установлен в подвижной плите 8, сменная вставка 6 со стороны режущей кромки 7 содержит резцы 9, выступающие за режущую кромку 7 и за внутренний диаметр d многозаходной спирали на величину, большую расчетной величины их износа, а количество резцов 9, их ширина b, также количество установленных энергопоглощающих элементов 2 и их длина L определяются расчетными параметрами энергогашения.
Модуль работает следующим образом.
В зависимости от расчетной величины энергии соударения транспортного средства производится расчет количества и длины L энергопоглощающих элементов 2, количества и формы резцов 9 для выполнения продольных пазов на наружном диаметре D энергопоглощающих элементов 2, материала и объема срезаемого слоя. При соударении транспортных средств подвижная плита 8 перемещается относительно переднего торца 4 корпуса 1 и вначале резцами 9, а после режущими кромками 7 сменных вставок 6 производится выполнение продольных канавок, шириной b на глубину h, а затем срезание материала, например металла, с наружной многозаходной спирали 5 энергопоглощающих элементов 2. Срезанные участки многоходовой спирали продольными пазами отдельными сегментами удаляются из модуля и не мешают движению подвижной плиты 8 до ее касания с передним торцом 4 корпуса 1. Наличие резцов 9 для выполнения продольных пазов на наружной поверхности диаметра D энергопоглощающих элементов 2, возможности применения различных длин L и материалов, выбора определенного количества и надежного крепления в переднем торце 4 корпуса 1 позволяет повысить эффективность и надежность, а также расширить эксплуатационные возможности устройства.