EA032122B1 - Фрикционный амортизатор - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и касается фрикционных амортизаторов транспортных средств, преимущественно железнодорожного состава. Задача - повышение надежности и эффективности работы фрикционного амортизатора. Фрикционный амортизатор (фиг. 3) содержит корпус (1) с днищем (4) и с образованной его стенками (3) горловиной (2), в которой расположено выполненное с возможностью своего сжатия, возвратно-подпорное устройство (5), контактирующее с фрикционным узлом (7), состоящим из нажимного клина (10) и контактирующих с ним распорных клиньев (11). В горловине (2) корпуса (1) расположены направляющие пластины (12) в контакте с распорными клиньями (11), а также с подвижными пластинами (13), которые расположены в контакте со стенками (3) корпуса (1) и снабжены выступами (9), между которыми и расположены направляющие пластины (12), установленные на внутренних выступах (20) корпуса (1). На обращенных к распорным клиньям (11) поверхностях направляющих пластин (12) выполнены расположенные вдоль них выборки (V), охватывающие возвратно-подпорное устройство (5). Выборки (V) в направляющих пластинах (12) могут быть выполнены криволинейной формы, и они могут быть расположены не по всей их ширине. Расстояние (Lv) от торцов направляющих пластин (12), расположенных ближе к днищу (4) корпуса (1), до расположенных ближе к горловине (2) корпуса (1) границ (s) выборок (V) направляющих пластин (12) может составлять более половины их длины (Lo). В стенках (3) корпуса (1) выполнены зацепы (16), между которыми могут быть выполнены выемки (21). Стенки (3) корпуса (1) могут быть сформированы также из вкладышей (8), расположенных в контакте с подвижными пластинами (13). Нажимной клин (10) может быть зафиксирован в корпусе (1) своими зацепами (15) о зацепы (16) его стенок (3).

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и касается фрикционных амортизаторов транспортных средств, преимущественно железнодорожного состава. Задача повышение надежности и эффективности работы фрикционного амортизатора. Фрикционный амортизатор (фиг. 3) содержит корпус (1) с днищем (4) и с образованной его стенками (3) горловиной (2), в которой расположено выполненное с возможностью своего сжатия, возвратноподпорное устройство (5), контактирующее с фрикционным узлом (7), состоящим из нажимного клина (10) и контактирующих с ним распорных клиньев (11). В горловине (2) корпуса (1) расположены направляющие пластины (12) в контакте с распорными клиньями (11), а также с подвижными пластинами (13), которые расположены в контакте со стенками (3) корпуса (1) и снабжены выступами (9), между которыми и расположены направляющие пластины (12), установленные на внутренних выступах (20) корпуса (1). На обращенных к распорным клиньям (11) поверхностях направляющих пластин (12) выполнены расположенные вдоль них выборки (V), охватывающие возвратно-подпорное устройство (5). Выборки (V) в направляющих пластинах (12) могут быть выполнены криволинейной формы, и они могут быть расположены не по всей их ширине. Расстояние (Βν) от торцов направляющих пластин (12), расположенных ближе к днищу (4) корпуса (1), до расположенных ближе к горловине (2) корпуса (1) границ (§) выборок (V) направляющих пластин (12) может составлять более половины их длины (Ьо). В стенках (3) корпуса (1) выполнены зацепы (16), между которыми могут быть выполнены выемки (21). Стенки (3) корпуса (1) могут быть сформированы также из вкладышей (8), расположенных в контакте с подвижными пластинами (13). Нажимной клин (10) может быть зафиксирован в корпусе (1) своими зацепами (15) о зацепы (16) его стенок (3).

032122 В1

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и касается фрикционных амортизаторов транспортных средств, преимущественно для поглощающих аппаратов, устанавливаемых между вагонами железнодорожного состава.

Известен фрикционный амортизатор [1, Патент И8 2701063 МПК В61О 9/10, приоритет 28.11.1951, публикация 01.02.1955], содержащий размещенные в корпусе клинья, которыми защемлены на корпус пластинчатые пакеты, состоящие из подвижной пластины и направляющих пластин, между которыми она расположена, причем одна из направляющих пластин в пластинчатых пакетах расположена между корпусом и подвижной пластиной, а другая - между подвижной пластиной и одним из клиньев.

Такой фрикционный узел не очень энергоемок, что обусловлено образующейся со стороны его нажимного клина низкой силой прижатия клиньев к подвижным пластинам и направляющим пластинам. Возникающие при этом силы трения недостаточны для достижения высокого энергопоглощения. Недостаточная эффективность связана с тем, что возвратно-подпорное устройство занимает пространство только под фрикционным узлом, и поэтому в устройства с существующими габаритами невозможно вписать пружины с большим усилием, вследствие чего и эффективность устройств оказывается невысокой.

Указанная проблема решается в устройстве [2, Патент ВИ 2380257, МПК В61О 9/18, приоритет 13.11.2007, публикация 20.05.2009), принятом за прототип.

Он содержит корпус с образованной его стенками горловиной, а также с днищем, на котором расположено выполненное с возможностью своего сжатия возвратно-подпорное устройство, в контакте с которым расположен фрикционный узел, состоящий из нажимного клина и контактирующих с ним распорных клиньев. В горловине корпуса расположены установленные на внутренних выступах корпуса направляющие пластины в контакте с распорными клиньями и с подвижными пластинами, которые расположены в контакте со стенками корпуса.

С целью повышения эффективности фрикционного амортизатора [2] на подвижных пластинах выполнены выступы, контактирующие с опорной плитой. Между такими выступами расположены направляющие пластины. В этом случае каждая подвижная пластина опирается не нижним торцом на опорную плиту, как в аналоге [1], а боковыми выступами, что позволяет увеличить высоту возвратно-подпорного устройства, его жесткость и эффективность всего изделия. При этом не требуется изменять его габариты, распорное усилие становится выше, увеличивается энергопоглощение во фрикционном узле. Направляющие пластины снабжены длинными фрикционными поверхностями, при трении по которым происходит высокое энергопоглощение.

Большая протяженность фрикционных поверхностей, а также полнота их контакта с распорными клиньями влечет за собой нарастание сил ближе к концу сжатия возвратно-подпорного устройства, вызванное работой сил трения. Это может зачастую приводить к резкому увеличению конечной силы при закрытии фрикционного амортизатора, что делает его эксплуатацию неприемлемой. То есть, увеличение пространства между днищем корпуса и фрикционным узлом не позволяет в полной мере использовать его для установки возвратно-подпорного устройства высокой жесткости.

Для достижения максимального эффекта следует применять возвратно-подпорное устройство максимально возможной жесткости, но конечное усилие при закрытии аппарата должно ограничиваться. Это необходимо, во-первых, для обеспечения силовых характеристик фрикционного амортизатора, которые не должны превышать нормативных значений, а во-вторых, для получения высокого усилия начальной затяжки и максимально полной силовой характеристики, что и соответствует высокой энергоемкости устройства. Однако таких необходимых решений в конструкции по прототипу [2] не наблюдается.

Описанные выше недостатки фрикционного амортизатора по прототипу [2] снижают надежность и эффективность его работы.

Поэтому задачей изобретения является достижение технического результата, направленного на повышение надежности и эффективности работы фрикционного амортизатора, путем установки возвратноподпорного устройства высокой жесткости, а также снижения конечного усилия фрикционного амортизатора при сжатии его возвратно-подпорного устройства.

Поставленная задача решается тем, что фрикционный амортизатор, содержащий корпус с днищем и с образованной его стенками горловиной, в которой расположено выполненное с возможностью своего сжатия возвратно-подпорное устройство, контактирующее с фрикционным узлом, состоящим из нажимного клина и контактирующих с ним распорных клиньев, кроме того в горловине корпуса расположены направляющие пластины в контакте с распорными клиньями, а также с подвижными пластинами, которые расположены в контакте со стенками корпуса и снабжены выступами, между которыми и расположены направляющие пластины, установленные на внутренних выступах корпуса, имеются отличительные признаки: на обращенных к распорным клиньям поверхностях направляющих пластин выполнены расположенные вдоль них выборки, охватывающие возвратно-подпорное устройство.

Такой отличительный признак позволяет применить возвратно-подпорное устройство высокой жесткости, что увеличит усилие начальной его затяжки. За счет минимизации воздействия работы сил трения (благодаря уменьшению площади и протяженности участков полного контакта распорных клиньев с направляющими пластинами) в конце хода сжатия возвратно-подпорного устройства, появляется возможность получать высокую энергоемкость фрикционного амортизатора и ограничивать чрезмерный

- 1 032122 рост силы при сжатии возвратно-подпорного устройства.

Дополнительные отличительные признаки:

выборки в направляющих пластинах выполнены криволинейной формы, и они расположены не по всей их ширине;

расстояние от торцов направляющих пластин, расположенных ближе к днищу корпуса, до расположенных ближе к горловине корпуса границ выборок направляющих пластин, составляет более половины их длины;

в стенках корпуса выполнены зацепы с выемками между ними;

стенки корпуса сформированы также из вкладышей, расположенных в контакте с подвижными пластинами;

нажимной клин зафиксирован в корпусе своими зацепами о зацепы его стенок.

Сущность изобретения поясняется иллюстрациями, где на фиг. 1 показан вид сверху на фрикционный амортизатор, на фиг. 2 и 3 показан его совмещенный профильный разрез А-А по фиг. 1, где на левой части изображен фрикционный амортизатор в исходном состоянии, а на правой части - в полностью сжатом своем состоянии;

на фиг. 4 показан вид В с местным разрезом по фиг. 2;

на фиг. 5 показана направляющая пластина фрикционного амортизатора по изобретению;

на фиг. 6 показан корпус фрикционного амортизатора с установленным в нем возвратно-подпорным устройством в виде пакета вставленных друг в друга металлических пружин.

Фрикционный амортизатор (фиг. 1-3), содержит корпус 1 с горловиной 2, образованной его стенками 3 и с днищем 4. В горловине 2 расположено возвратно-подпорное устройство 5, с которым, непосредственно (не показано) или через опорную плиту 6 контактирует фрикционный узел 7.

Стенки 3 корпуса 1 могут быть сформированы также из вкладышей 8 (фиг. 3).

Возвратно-подпорное устройство 5 может быть выполнено пружинным (фиг. 6) или в виде пакета упруго-эластичных элементов (не показано).

Фрикционный узел 7 (фиг. 1-3) состоит из нажимного клина 10 и контактирующих с ним распорных клиньев 11. В горловине 2 корпуса 1 расположены направляющие пластины 12, которые снабжены выборками V (фиг. 2, 3, 5), обращенными в сторону распорных клиньев 11. Такие выборки V расположены вдоль направляющих пластин и охватывают возвратно-подпорное устройство 5. Выборки V (фиг. 5) в направляющих пластинах 12 выполнены криволинейной формы, и они расположены не по всей их ширине;

В свою очередь, направляющие пластины 12 (фиг. 1-3) расположены в контакте с упомянутыми распорными клиньями 11 и с подвижными пластинами 13, на которых имеются упомянутые выступы 9 и которые расположены между и в контакте со стенками 3 корпуса 1 (фиг. 2). Полезно с целью обеспечения неизнашиваемости стенок 3 корпуса 1 устанавливать между стенками 3 и подвижными пластинами 13 вкладыши 8 (фиг. 1, 3).

Опорная плита 6 снабжена выступами 14 (фиг. 1), предназначенными для захвата выступов 9 подвижных пластин 13 при обратном ходе фрикционного узла 7. Для фиксации, нажимной клин 10 снабжен зацепами 15, а стенки 3 корпуса 1 - зацепами 16.

В стенках 3 корпуса 1 имеются также опорные выступы 17, на которые посажены вкладыши 8 (фиг. 3), с ограничением их перемещения фиксирующими выступами 18, выполненными также в стенках 3 корпуса 1.

Упомянутые выборки V (фиг. 2, 3, 5) в направляющих пластинах 12 могут быть расположены, например, начиная от торцов этих пластин ближе к днищу 4 корпуса 1 в сторону горловины 2 корпуса 1, при этом выборки V расположены так, что расстояния Ьу от торцов направляющих пластин 12 до ближайших к горловине 2 корпуса 1 границ 8 таких выборок V, составляют более половины длины Ьо направляющих пластин 12. Это способствует снижению интенсивности роста усилий в конце хода сжатия возвратно-подпорного устройства 5 за счет уменьшения работы сил трения во фрикционном узле, благодаря снижению протяженности участков полного контакта направляющих пластин 12 и распорных клиньев 11.

Для упрощения конструкции средней части корпуса 1 целесообразно, чтобы направляющие пластины 12 (фиг. 2-5) были выполнены с Т-образными ограничителями 19 их обратного хода, которые были бы расположены ближе к днищу 4 корпуса 1 за его внутренними выступами 20.

В стенках 3 корпуса 1 между их зацепами 16 (фиг. 1 и 6) выполнены выемки 21, например, прямоугольные, шириной 8, или дугообразные (не показано), для того, чтобы, например в возвратноподпорном устройстве 5, в случае его выполнения в виде пакета упруго-эластичных элементов (не показано), или в виде вставленных друг в друга пружин сжатия 22 (фиг. 6), можно было применить крупногабаритные упруго-эластичные элементы или металлические пружины сжатия 22 большого диаметра для повышения энергоемкости фрикционного амортизатора.

Принцип действия фрикционного амортизатора основан на том, что при воздействии внешней силы О прилагаемой к нажимному клину 10, например, со стороны сцепного устройства при соударении ваго

- 2 032122 нов, сжимается возвратно-подпорное устройство 5.

В этом случае фрикционный узел 7 работает следующим образом. Нажимной клин 10 увлекает распорные клинья 11 вовнутрь корпуса 1. В определенный период рабочего хода, упорная плита (не показана) автосцепного устройства вагона начинает давить на подвижные пластины 13. Под действием этой силы подвижные пластины 13 с трением по направляющим пластинам 12 и стенкам 3 корпуса 1 (фиг. 2), или по направляющим пластинам 12 и вкладышам 8 (фиг. 3) входят вовнутрь корпуса 1. Распорные клинья 11, за счет уклона на направляющих пластинах 12, сходятся внутрь и к оси амортизатора, скользя по направляющим пластинам 12, а также по фрикционным поверхностям нажимного клина 11 и опорной плиты 6. При этом, к самому концу рабочего хода амортизатора распорные усилия настолько нарастают (за счет высокоупругого возвратно-подпорного устройства 5), что при прохождении распорных клиньев 11 по направляющим пластинам 12, работа сил трения вызывает резкий рост конечного усилия ближе к закрытию фрикционного амортизатора. Однако в конструкции по изобретению, ближе к самому концу рабочего хода, распорные клинья 11 за счет выборок V контактируют с направляющими пластинами 12 по меньшей площади, причем и протяженность участков полного контакта распорных клиньев 11 и направляющих пластин 12 становится меньше, вследствие чего влияние сил трения на рост конечного усилия снижается.

При снятии внешнего воздействия на амортизатор, возвратно-подпорное устройство 5 разжимается, выталкивает опорную плиту 6 вместе с установленными на ней распорными клиньями 11 и нажимным клином 10. При прохождении некой величины обратного хода, выступы 14 (фиг. 1) опорной плиты 6 захватывают выступы 9 подвижных пластин 13 и устройство выходит в исходное положение до упора зацепов 15 на нажимном клине 10 в зацепы 16 корпуса 1 (фиг. 1).

Выемки 21 (фиг. 1 и 6) между зацепами 16 корпуса 1, а также выборки V на направляющих пластинах 12, обеспечивают возможность установки возвратно-подпорного устройства максимально возможного диаметра, будь то пакет вставленных друг в друга металлических пружин сжатия 22 (фиг. 6) или пакет упруго-эластичных элементов.

Источники информации:

1. Патент И82701063 МПК Б6Ю9/10, приоритет 28.11.1951, публикация 01.02.1955.

2. Патент Ки 2380257, МПК Б6Ю9/18, приоритет 13.11.2007, публикация 20.05.2009 /прототип/.

Перечень ссылочных обозначений и наименований элементов, к которым эти обозначения относятся

№	НАИМЕНОВАНИЕ
1	корпус
2	горловина
3	стенка корпуса 1
4	днище корпуса 1
5	возвратно-подпорное устройство 5
6	опорная плита
7	фрикционный узел
8	вкладыш
9	П-образный выступ подвижной пластины 13
10	нажимной конус
11	распорный клин
12	направляющая пластина
13	подвижная пластина
14	выступы опорной плиты 6
15	зацепы нажимного клина 10
16	зацепы стенок 3 корпуса 1
17	опорный выступ стенок 3 корпуса 1
18	фиксирующий выступ корпуса 1
19	Т-образный ограничитель
20	внутренние выступы корпуса 1
21	выемка в стенках 3 корпуса 1
22	стальные пружины сжатия
а	ширина выемки 21
А-А	обозначение совмещенного профильного разреза по фиг.1
В	обозначение вида сбоку по фиг.2
Ω	внешняя сила
Ьо	длина направляющей пластины 12
Ь	расстояния от торцов направляющих пластин 12 до ближайших к горловине 2 корпуса 1 границ з выборок V,
5	граница 5 выборки V
V	Выборка в направляющих пластинах 12

Claims (7)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Фрикционный амортизатор, содержащий корпус (1) с днищем (4) и с горловиной (2), образованной стенками (3) корпуса (1), в которой расположено выполненное с возможностью своего сжатия возвратно-подпорное устройство (5), контактирующее с фрикционным узлом (7), состоящим из нажимного клина (10) и контактирующих с ним распорных клиньев (11), кроме того в горловине (2) корпуса (1) расположены направляющие пластины (12) в контакте с распорными клиньями (11), а также с подвижными

   - 3 032122 пластинами (13), которые расположены в контакте со стенками (3) корпуса (1) и снабжены выступами (9), между которыми и расположены направляющие пластины (12), установленные на внутренних выступах (20) корпуса (1), и на обращенных к распорным клиньям (11) поверхностях направляющих пластин (12) выполнены расположенные вдоль них выборки (V), отличающийся тем, что упомянутые выборки (V) выполнены охватывающими возвратно-подпорное устройство (5).
2. 2. Амортизатор по п.1, отличающийся тем, что выборки (V) в направляющих пластинах (12) выполнены криволинейной формы и они расположены не по всей их ширине.
3. 3. Амортизатор по п.1, отличающийся тем, что расстояние (Ьу) от торцов направляющих пластин (12), расположенных ближе к днищу (4) корпуса (1), до расположенных ближе к горловине (2) корпуса (1) границ (з) выборок (V) направляющих пластин (12) составляет более половины их длины (Ьо).
4. 4. Амортизатор по п.1, отличающийся тем, что в стенках (3) корпуса (1) выполнены зацепы (16) с выемками (21) между ними.
5. 5. Амортизатор по п.1, отличающийся тем, что стенки (3) корпуса (1) сформированы также из вкладышей (8), расположенных в контакте с подвижными пластинами (13).
6. 6. Амортизатор по п.4, отличающийся тем, что нажимной клин (10) зафиксирован в корпусе (1) своими зацепами (15) о зацепы (16) его стенок (3).

   Разрез А-А по фиг. 1
7. 7 10