Аппарат поглощающий

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается устройств, предназначенных для поглощения энергии взаимодействия единиц подвижного состава.
Известна конструкция аппарата поглощающего энергию удара [Патент на полезную модель BY 6256 U от 30.06.2010г], включающий в себя многогранный корпус с боковыми стенками разной толщины. Внутри которого расположен нажимной клин, опирающийся на фрикционные клинья, в которых или напротив которых в корпусе установлены антифрикционные вкладыши, образующие твердую смазку стенок корпуса. Твердая смазка стенок корпуса образована таким образом, что со стороны боковых стенок корпуса большей толщины твердой смазки меньше, чем со стороны стенок корпуса меньшей толщины. Такое неравенство количества твердой смазки обеспечено за счет применения антифрикционных вкладышей из материалов с различными трибомеханическими характеристиками.
Также известна конструкция поглощающего аппарата [Патент на изобретение RU 2505440 С1 от 29.06.2012г.], состоящая из корпуса с закрытой концевой частью и открытой противоположной частью. Открытая концевая часть выполнена с подвижными удлиненными фрикционными элементами. Внутри корпуса расположены пакеты эластомерных подушек и нажимной клин. Между корпусом и фрикционными элементами установлены вкладыши с возможностью образования из них в результате трения твердой смазки. Каждый вкладыш выполнен по крайней мере трехслойным или имеющим большее число слоев с разной степенью их абразивности. Слои вкладышей могут быть изготовлены из разных по твердости металлов с добавление в них абразивных частиц необходимого размера.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
Недостатком вышеперечисленных конструкций является то, что не исключены случаи износа фрикционных поверхностей нажимного клина и фрикционных клиньев. Это может привести к заклиниванию аппарата поглощающего и, тем самым, увеличить динамические ударные нагрузки на конструкцию вагона.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании конструкции, позволяющей повысить эксплуатационную надежность и увеличить срок службы аппарата поглощающего вследствие уменьшения износа поверхностей фрикционной пары «нажимной конус – фрикционный клин» за счет применения в конструкции антифрикционного вкладыша.
Поставленная задача решается за счет того, что в конструкции аппарата поглощающего на каждом фрикционном клине на поверхности, контактирующей с нажимным конусом, выполнена выемка, в которую установлен вкладыш.
Сущность полезной модели заключается в том, что аппарат поглощающий содержит корпус с закрытой концевой частью и открытой противоположной частью, нажимной конус с центральным отверстием, фрикционные клинья, каждый из которых имеет на поверхности, контактирующей с внутренней поверхностью корпуса, выемки, в которые установлены вкладыши, нажимную шайбу, а также расположенное между нажимной шайбой и закрытой концевой частью корпуса, возвратно-подпорное устройство в виде пакета полимерных упругих элементов с промежуточными пластинами, стянутых между собой по продольной оси при помощи болта через нажимной конус, отличающийся тем, что на каждом фрикционном клине на поверхности, контактирующей с нажимным конусом, выполнена выемка, в которую установлен вкладыш.
При этом, вкладыши выполнены из композиционных материалов или из бронзы.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется конкретным примером ее выполнения и иллюстрируется графическими материалами, где
Фиг. 1 – Аппарат поглощающий в разрезе.
Фиг. 2 – Фрикционный клин.
Фиг. 3 – Фрикционный клин в разрезе.
Сущность полезной модели заключается в том, что аппарат поглощающий, содержит корпус 1 с закрытой концевой частью и открытой противоположной частью, нажимной конус 2 с центральным отверстием, фрикционные клинья 3. Каждый фрикционные клин 3 имеет на поверхности 4, контактирующей с внутренней поверхностью корпуса 1, выемки 5, в которые установлены вкладыши 6. Нажимную шайбу 7, а также расположенное между нажимной шайбой 7 и закрытой концевой частью корпуса, возвратно-подпорное устройство в виде пакета полимерных упругих элементов 8 с промежуточными пластинами 9, стянутых между собой по продольной оси при помощи болта 10 через нажимной конус 2. На каждом фрикционном клине 3 на поверхности 11, контактирующей с нажимным конусом 2, выполнена выемка 12, в которую установлен вкладыш 13.
При этом, вкладыши 6 и 13 выполнены из композиционных материалов или из бронзы.
Аппарат поглощающий работает следующим образом.
Под действием ударной нагрузки нажимной конус 2 смещается внутрь корпуса 1, передавая нагрузку на каждый фрикционный клин 3 через наклонную поверхность нажимного конуса 2 и ответную ей поверхность 11 на фрикционном клине 3. В свою очередь, каждый фрикционный клин 3 поверхностью 4 контактирует с внутренней поверхностью корпуса 1. Происходит центрирование составляющих динамической нагрузки вдоль продольной оси корпуса 1 и равномерное распределение нагрузки  на стенки корпуса 1. Одновременно усилие от нажимного конуса 1 через фрикционные клинья 3 и через нажимную шайбу 7 передается на пакет  из полимерных упругих элементов 8 и промежуточных пластин 9. Полимерные упругие элементы 8 под действием принятой нагрузки деформируются, сжимаясь, благодаря чему на конструкцию вагона передается значительно меньшее усилие. После снятия нагрузки, силы, затраченные ранее на сжатие полимерных упругих элементов 8, обеспечивают возвращение всех подвижных элементов аппарата поглощающего в исходное положение.
Технический результат от заявляемой полезной модели заключается в том,что на каждом фрикционном клине на поверхности, контактирующей с нажимным конусом, выполнена выемка, в которую установлен вкладыш, что позволяет создать конструкцию аппарата поглощающего, обеспечивающего эксплуатационную надежность и позволяющего увеличить срок службы аппарата путем уменьшения износа поверхностей фрикционной пары «нажимной конус – фрикционный клин».
Под воздействием динамической ударной нагрузки между наклонной поверхностью нажимного конуса и ответными поверхностями фрикционных клиньев возникает сила трения. Вследствие этого происходит интенсивный износ сопряженных поверхностей нажимного конуса и фрикционных клиньев. В результате ухудшается работа аппарата поглощающего и возникает опасность заклинивания подвижных деталей аппарата, что в свою очередь приводит к увеличению ударной нагрузки на конструкцию вагона. Для уменьшения износа сопряженных поверхностей и для исключения заклинивания необходимо применение вкладышей, обеспечивающих смазку стальных поверхностей нажимного конуса и фрикционных клиньев. Предлагаемая конструкция аппарата поглощающего позволяет создать условия, при которых уменьшается износ поверхности нажимного конуса и, контактирующих с этой поверхностью, ответных поверхностей каждого фрикционного клина, а также исключить заклинивание подвижных частей аппарата.
При этом применение вкладышей из композиционных материалов или из бронзы способствует образованию смазки в парах трения «нажимной конус - фрикционный клин», что уменьшает силу трения и снижает интенсивность износа фрикционных поверхностей.
Предлагаемая к защите полезная модель позволяет повысить эксплуатационную надежность и увеличить срок службы аппарата поглощающего и, как следствие, уменьшить затраты на ремонт вагонов.
В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и проводятся всесторонние испытания опытных образцов.