ФРИКЦИОННЫЙ ПОГЛОЩАЮЩИЙ АППАРАТ
FRICTION DRAFT GEAR

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, 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 пружинно-фрикционный поглощающий аппарат (авторское свидетельство СССР 253861), содержащий корпус, в котором размещены пружины, неподвижные и подвижные фрикционные пластины, снабженные ребрами, нажимной конус и фрикционные клинья.
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 пониженная надежность работы и низкая энергоемкость, обусловленные нестабильностью силовой характеристики амортизатора вызванные заклиниванием и не восстановлением аппарата. Нестабильность силовой характеристики связана с различием характеристик полностью и не полностью восстановившегося после удара аппарата вследствие неудовлетворительного контакта опорной пластины с подвижными пластинами и смещением подвижных пластин и, как результат, отсутствие контакта с опорной пластиной, это существенно при следующих соударениях, и приводит к аварийному падению энергоемкости, также в результате технологического разброса при изготовлении и износе подвижных и опорной пластины может не происходить восстановления (для эффективной работы аппарата после снятия нагрузки все его элементы должны занять первоначальное положение). В этих случаях фрикционная часть аппарата практически выключаются 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 технологического разброса при изготовлении, неудовлетворительного контакта, смещения и износа фрикционных деталей - подвижных пластин и опорной пластины.
Указанная задача достигается тем, что в фрикционном поглощающем аппарате, содержащим 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, снабженных ребрами, опорной плитой с выступами, опирающейся на подпорно-возвратное устройство, которое в свою очередь опирается на дно корпуса, отличающемся тем, что подвижные пластины снабжены по меньшей мере на одном из своих ребер опорной полкой шириной h для опирания соответствующего выступа опорной пластины, а опорная пластина снабжена по меньшей мере одним таким выступом шириной Н, при этом должно выполняться соотношение H>h, где Н не менее 1,1*h.
Во время эксплуатации от динамической ударной нагрузки, прилагаемой к амортизатору, которую создают удар и/или вибрация нажимной конус и подвижные пластины 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 (нажимной конус и подвижные пластины полностью уходят в корпус - аппарата закрывается и перестает гасить энергию).
После снятия нагрузки (обратный ход) сжимающая сила подпорно-возвратного устройства выталкивает опорную пластину, фрикционные клинья и конус и для эффективной работы аппарата все его элементы должны занять первоначальное положение. Возвратная (выталкивающая) сила аппарата получается меньше сжимающей силы подпорно-возвратного устройства, так как обратное движение также сопровождается наличием сил трения на поверхностях клиньев и за счет наличия у подвижных пластин на ребрах опорных полок шириной h для опирания соответствующего выступа опорной пластины и шириной Н подвижные пластины восстанавливаются, даже при наличие износа на фрикционных деталях и занимают свое первоначальное положение тем самым уменьшая нестабильность силовых характеристик и увеличивая надежность аппарата.
Соотношение ширины Н выступа опорной пластины и ширины h опорных полок на ребрах подвижной пластины при H>h, где Н не менее 1,1*h, позволяет обеспечить надежное контактирование выступов опорной пластины с ребрами подвижных пластин как на прямом, так и на обратном ходе, компенсировать технологический разброс при изготовлении этих деталей, а также их смещения во время эксплуатации и износа деталей.
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 ребер подвижной пластины относительно выступов опорной пластины в корпусе, остальные детали условно не показаны, пунктирной линейный обозначено критическое смещение деталей.
Фрикционный поглощающий аппарат (фиг. 1) содержит корпус 1, в котором размещен фрикционный распорный блок, состоящий из нажимного конуса 2, фрикционных клиньев 3, опорной пластины 4, имеющей выступы шириной Н, опирающейся на подпорно-возвратное устройство 5, которое упирается в дно корпуса 1, подвижных пластин с ребрами 6 и неподвижных фрикционных пластин 7. Опорные полки ребер подвижных фрикционных пластин 6, имеющие ширину h, опираются на соответствующие выступы опорной пластины 4.
Во время эксплуатации от динамической ударной нагрузки, прилагаемой к амортизатору, которую создают удар и/или вибрация нажимного конуса 2, и подвижные пластины 6 перемещается внутрь корпуса 1 (прямой ход) в сторону дна, перемещая клинья 3, тем самым увеличивая общее сопротивление сжатия подпорно-возвратного устройства, достигая максимума к концу хода аппарата (нажимной конус 2 и подвижные пластины 6 полностью уходят в корпус 1 - аппарат закрывается и перестает гасить энергию).
Как очевидно следует из фиг. 2 соотношение ширины Н выступа опорной пластины 4 и ширины h опорных полок на ребрах подвижной пластины 6 при H>h, где Н не менее 1,1*h позволяет компенсировать технологический разброс при изготовлении деталей, а также их смещения во время эксплуатации и износа деталей. Пунктирной линией обозначено критическое смещение деталей.