RU176272U1

RU176272U1 - Energy absorption device

Info

Publication number: RU176272U1
Application number: RU2017111672U
Authority: RU
Inventors: Валентин Карпович Милованов; Геннадий Владимирович Голоколенов
Original assignee: Валентин Карпович Милованов
Priority date: 2017-04-06
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2018-01-15

Abstract

Предложено устройство поглощения кинетической энергии аварийного столкновения, содержащее трубчатый крэш-элемент, плиту с отверстием и установленный в этом отверстии деформирующий элемент в виде матрицы с сужающимся отверстием, в котором заправлен и закреплен конец крэш-элемента, в котором с целью его использования в качестве шарнира беззазорного сцепного устройства наружная поверхность матрицы и стенки отверстия в плите образуют сферический шарнир. Кроме того, оно содержит средства для предотвращения вращения матрицы вокруг ее оси, выполненные, например, в виде канавок на наружной сферической поверхности матрицы и взаимодействующих с ними элементов, скрепленных с плитой.A device for absorbing kinetic energy of an emergency collision comprising a tubular crash element, a plate with a hole and a deforming element installed in this hole in the form of a matrix with a tapering hole, in which the end of the crash element is threaded and fixed, in which, for the purpose of its use as a hinge gapless coupling device, the outer surface of the matrix and the walls of the holes in the plate form a spherical hinge. In addition, it contains means for preventing the rotation of the matrix around its axis, made, for example, in the form of grooves on the outer spherical surface of the matrix and interacting elements attached to the plate.

Кроме того, на поверхности матрицы, взаимодействующей с трубчатым крэш-элементом, выполнены канавки, направленные вдоль оси матрицы, а заправленный в матрицу конец крэш-элемента выполнен выступающим за матрицу и снабжен резьбой, на которую навернут стопорный элемент в виде втулки с буртиком, причем торцовая часть втулки находится в контакте с матрицей, причем поперечные размеры буртика превосходят поперечные размеры отверстия в плите.

In addition, on the surface of the matrix interacting with the tubular crash element, grooves are made along the axis of the matrix, and the end of the crash element tucked into the matrix is protruding beyond the matrix and provided with a thread onto which a locking element is screwed in the form of a collar with a shoulder, the end part of the sleeve is in contact with the matrix, and the transverse dimensions of the shoulder exceed the transverse dimensions of the holes in the plate.

Description

Полезная модель относится к железнодорожной технике, точнее к конструктивным элементам буферных и сцепных устройств с поглощением удара путем остаточной деформации буферного элемента.The utility model relates to railway engineering, more specifically to the structural elements of the buffer and coupling devices with shock absorption by permanent deformation of the buffer element.

В настоящем описании термины будут использоваться в следующем толковании:In the present description, the terms will be used in the following interpretation:

- вагон: в данном описании для краткости так будет называться любая единица подвижного состава как несамоходного, так и тягового или мотор-вагонного;- wagon: in this description, for brevity, this will be called any unit of rolling stock, both non-self-propelled and traction or motor-wagon;

- деформирующий элемент: деталь или узел, непосредственно воздействующие на крэш-элемент для его деформации с целью поглощения энергии столкновения;- deforming element: a part or assembly directly acting on the crash element to deform it in order to absorb collision energy;

- крэш-аппарат: устройство для поглощения кинетической энергии аварийного столкновения подвижного состава за счет контролируемой необратимой деформации входящего в его состав крэш-элемента;- crash apparatus: a device for absorbing the kinetic energy of an accidental collision of a rolling stock due to the controlled irreversible deformation of its crash element;

- крэш-элемент: необратимо деформируемая деталь, на деформацию которой расходуется энергия столкновения;- crash element: an irreversibly deformable part, the deformation of which consumes collision energy;

- матрица: деформирующий элемент, деталь крэш-аппарата, в которую вдавливается трубчатый крэш-элемент, на редуцирование которого расходуется энергия столкновения; в уровне техники встречается эквивалентное, хотя и не вполне корректное название «фильера»;- matrix: a deforming element, a part of a crash device into which a tubular crash element is pressed, for the reduction of which the collision energy is consumed; in the prior art there is an equivalent, although not entirely correct name for "die";

- оправка: деталь крэш-аппарата, на которую насаживается трубчатый крэш-элемент, на раздачу которого расходуется энергия столкновения, в уровне техники встречается эквивалентное название «пуансон»;- mandrel: a part of a crash apparatus on which a tubular crash element is mounted, on the distribution of which the collision energy is consumed, the equivalent name “punch” is found in the prior art;

- передний и задний, перед или позади (за): направлением вперед считается направление от вагона к сцепке;- front and rear, front or rear (behind): the forward direction is the direction from the car to the hitch;

- устройство поглощения энергии - по ГОСТ 32410-2013.- energy absorption device - in accordance with GOST 32410-2013.

При прохождении кривых сцепленные вагоны поворачиваются относительно друг друга в горизонтальной плоскости. Кроме того, они смещаются по вертикали вследствие работы упругих элементов подвески. Поскольку собственно вагон является жесткой конструкцией, свободу указанных смещений должны обеспечивать сцепные устройства. Простейшим является введение зазоров в замковых устройствах и в соединении хвостовика сцепки с тяговым хомутом, как это сделано в стандартной сцепке СА-3 [ГОСТ 32885-2014].With the passage of the curves, interlocked wagons are rotated relative to each other in the horizontal plane. In addition, they are shifted vertically due to the work of the elastic elements of the suspension. Since the car itself is a rigid structure, the freedom of these displacements should provide coupling devices. The simplest is the introduction of gaps in the locking devices and in the connection of the shank of the hitch with the traction clamp, as is done in the standard coupling SA-3 [GOST 32885-2014].

Беззазорные сцепные устройства обладают рядом преимуществ перед автосцепкой и потому их использование предпочтительно в подвижном составе постоянного формирования. Однако сцепки (сцепные головки) таких устройств не имеют требуемых степеней свободы, которые, следовательно, должны обеспечивать другие элементы сцепных устройств.Clearanceless couplers have several advantages over automatic couplers and therefore their use is preferable in rolling stock of constant formation. However, couplings (coupling heads) of such devices do not have the required degrees of freedom, which, therefore, should provide other elements of the coupling devices.

Так известен узел соединения хвостовика автоматической беззазорной сцепки с тяговым хомутом, в котором хвостовик сцепки, выполненный в виде шара, входит в сферическую обойму, скрепленную с тяговым хомутом [RU № 65847 U1]. Такое соединение, имея две степени свободы, обеспечивает возможность поворота сцепки в двух плоскостях. Недостатками известного узла являются отсутствие в нем крэш-аппарата, который в ближайшем будущем может стать обязательным элементом сцепных устройств. Это обстоятельство, а также конструктивное исполнение шарнирного узла обусловливают низкую прочность сцепного устройства, особенно при аварийных столкновениях. Кроме того, использованное в нем техническое решение не может быть применено для модернизации уже эксплуатируемых сцепных устройств.So known is the connection node of the shank of the automatic clearance-free coupling with the traction collar, in which the clutch shank, made in the form of a ball, enters into a spherical cage fastened to the traction clamp [RU No. 65847 U1]. Such a connection, having two degrees of freedom, provides the ability to turn the coupling in two planes. The disadvantages of the known node are the lack of a crash device in it, which in the near future may become an indispensable element of coupling devices. This circumstance, as well as the design of the hinge assembly, determine the low strength of the coupling device, especially in emergency collisions. In addition, the technical solution used in it cannot be applied for the modernization of already operated coupling devices.

Более прочен и пригоден для модернизации эксплуатируемых сцепных устройств узел соединения хвостовика автоматической беззазорной сцепки с вилкой тягового хомута, в котором между шкворнем и проушиной хвостовика установлен сферический подшипник, превращающий этот узел в двухподвижную кинематическую пару, что полностью компенсирует неподвижность собственно сцепки [RU № 149527 U1].More durable and suitable for the modernization of the operated coupling devices is the connection node of the shank of the automatic backlash coupling with the fork of the traction clamp, in which a spherical bearing is installed between the pin and the eye of the shank, turning this assembly into a two-moving kinematic pair, which fully compensates for the immobility of the coupling itself [RU No. 149527 U1 ].

Известный узел даже избыточен в конструктивном отношении, так как степень свободы, обеспечиваемая возможностью вращения сферического подшипника на шкворне, дублирует степень свободы, обеспечиваемую самим подшипником.The known assembly is even structurally redundant, since the degree of freedom provided by the possibility of rotation of the spherical bearing on the kingpin duplicates the degree of freedom provided by the bearing itself.

Как и у предыдущего аналога, недостатком сцепного устройства, использующего известный узел, является отсутствие в нем крэш-аппарата.As with the previous analogue, the drawback of a coupling device using a known node is the lack of a cache device in it.

От этого недостатка свободно ударно-тяговое устройство с автосцепкой, в котором одна из степеней свободы (в горизонтальной плоскости) обеспечивается использованием шарнирного соединения на основе одноподвижной цилиндрической кинематической пары, образованной хвостовиком крэш-аппарата и вилкой тягового хомута, соединенных шкворнем [RU № 64168 U1]. Свобода в вертикальной плоскости обеспечивается конструкцией замкового устройства автосцепки, хвостовик которой выполнен в виде одной из труб крэш-аппарата. Крэш-аппарат состоит из телескопически сочлененных внешнего трубчатого крэш-элемента и деформирующего элемента в виде оправки, установленной на конце внутренней трубы деформирующего элемента, при аварии, вдавливаемой в крэш-элемент.From this drawback, a free traction device with an automatic coupler, in which one of the degrees of freedom (in the horizontal plane) is ensured by the use of a swivel joint based on a single-moving cylindrical kinematic pair formed by the shank of the crash apparatus and the fork of the traction clamp connected by a pin [RU No. 64168 U1 ]. Freedom in the vertical plane is ensured by the design of the automatic coupling lock device, the shank of which is made in the form of one of the pipes of the crash apparatus. The crash apparatus consists of a telescopically articulated external tubular crash element and a deforming element in the form of a mandrel mounted on the end of the inner pipe of the deforming element in the event of an accident being pressed into the crash element.

Недостатком известного крэш-аппарата является его ненадежность в аварийных случаях из-за низкой прочности на изгиб. При косых соударениях риск складывания или выгибания сочлененных труб крэш-аппарата в поперечном направлении весьма велик. Кроме того, оно ненадежно при авариях в холодном климате, когда охрупченная морозом труба внешнего крэш-элемента может быть распорота оправкой по образующей, перестав вследствие этого поглощать энергию столкновения. Недостатком ударно-тягового устройства в целом является разделение конструктивных решений, обеспечивающих две степени свободы, причем степень свободы в вертикальной плоскости обеспечивается зазорами в автосцепке и возможностью взаимного вертикального перемещения двух сцепок. Для использования с беззазорной сцепкой это устройство непригодно.A disadvantage of the known crash device is its unreliability in emergency cases due to the low bending strength. With oblique collisions, the risk of folding or bending of the joint pipes of the crash apparatus in the transverse direction is very high. In addition, it is unreliable in accidents in cold climates, when the frost-cracked pipe of the external crash element can be spread by a mandrel along the generatrix, thereby ceasing to absorb collision energy. The drawback of the shock-traction device as a whole is the separation of design solutions that provide two degrees of freedom, and the degree of freedom in the vertical plane is ensured by clearances in the coupler and the possibility of mutual vertical movement of the two couplings. This device is not suitable for use with a clearance-free hitch.

Известен крэш-аппарат, состоящий из телескопически связанных деформирующего элемента в виде кольца с режущей кромкой, установленного в торце наружной трубы и крэш-элемента, на наружной поверхности которого выполнен буртик, взаимодействующий с режущей кромкой деформирующего элемента и выполненный в виде ребер многозаходной спирали, разделенных на отдельные сегменты продольными разрезами по высоте [SU №867746]. К недостаткам известного крэш-аппарата следует отнести технологическую сложность изготовления крэш-элемента. Аварии случаются нечасто, и за одно-два-три десятилетия эксплуатации вагона деформирующий элемент может настолько корродировать, что, случись авария, он окажется неспособен выполнить свою функцию.Known crash apparatus, consisting of a telescopically connected deforming element in the form of a ring with a cutting edge mounted on the end of the outer pipe and a crash element on the outer surface of which is made a collar interacting with the cutting edge of the deforming element and made in the form of ribs of a multi-start spiral, separated into individual segments by longitudinal sections in height [SU No. 867746]. The disadvantages of the known crash device include the technological complexity of manufacturing a crash element. Accidents happen infrequently, and during one-two-three decades of operation of a car, the deforming element can corrode so much that in the event of an accident, it will be unable to fulfill its function.

Схожую конструкцию крэш-элемента и деформирующего элемента и те же недостатки имеют крэш-аппараты [RU №№ 2181677 и 2476339].A similar design of the crash element and the deforming element and the same drawbacks are the crash devices [RU No. 2181677 and 2476339].

Общим для этих аналогов недостатком является то, что они способны передавать усилие только в одном направлении, то есть не могут служить элементом для передачи тягового усилия от сцепки к раме вагона.A common drawback for these analogues is that they are capable of transmitting force in only one direction, that is, they cannot serve as an element for transmitting traction from the hitch to the car frame.

В известном крэш-аппарате с деформирующим элементом в виде ряда резцов, расположенных по окружности отверстия в плите, взаимодействующим с наружной поверхностью крэш-элемента, обточенный конец которого заправлен между резцами, крэш-элемент, представляющий просто отрезок трубы, значительно проще и дешевле [RU № 2559870 С2]. Но зато в нем сложнее устройство деформирующего элемента, который, как и в предыдущем аналоге, имеет тот недостаток, что может утратить работоспособность вследствие коррозии или даже утери резца или резцов. Этот крэш-аппарат способен передавать тяговое усилие от сцепки раме вагона, поскольку обточенный конец крэш-элемента выступает за плиту с резцами и с ним скреплена сваркой втулка, превосходящая по диаметру отверстие в плите и находящаяся с нею в контакте. Таким образом, тянущее усилие передается через крэш-элемент и втулку плите, скрепленной с рамой вагона, а толкающее передается через крэш-элемент резцам и через них плите и раме вагона. В условиях нормальной эксплуатации усилий толкания недостаточно для срабатывания крэш-аппарата.In the well-known crash apparatus with a deforming element in the form of a series of cutters located around the circumference of the hole in the plate, interacting with the outer surface of the crash element, the turned end of which is tucked between the cutters, a crash element representing just a pipe section is much simpler and cheaper [RU No. 2559870 C2]. But on the other hand, it is more complicated in it to design a deforming element, which, as in the previous analogue, has the drawback that it can lose its working capacity due to corrosion or even loss of a cutter or cutters. This crash apparatus is capable of transmitting traction from the hitch to the carriage frame, since the turned end of the crash element protrudes beyond the plate with cutters and a sleeve is welded to it, which is larger in diameter than the hole in the plate and is in contact with it. Thus, the pulling force is transmitted through the crash element and the sleeve to the plate fastened to the carriage frame, and the pushing force is transmitted through the crash element to the cutters and through them the plate and the carriage frame. In normal use, pushing forces are not enough to trigger a crash device.

Еще более простым, дешевым, надежным и наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является крэш-аппарат, содержащий трубчатый крэш-элемент, заправленный одним концом в матрицу с сужающимся отверстием, служащую деформирующим элементом и закрепленную на опорной плите [RU № 2253583]. При столкновении крэш-элемент продавливается сквозь матрицу, уменьшая свой диаметр (редуцируясь) и поглощая тем самым энергию столкновения.Even simpler, cheaper, reliable and the closest to the proposed technical essence and the achieved result is a crash apparatus containing a tubular crash element, tucked at one end into a matrix with a tapering hole, serving as a deforming element and mounted on a base plate [RU No. 2253583 ]. In a collision, the crash element is forced through the matrix, decreasing its diameter (reducing) and thereby absorbing the collision energy.

Общим недостатком всех известных крэш-аппаратов, независимо от используемого в них механизма поглощения энергии, является то, что они существуют как бы в изоляции от тех устройств, в которых могут быть применены, как самостоятельный, независимый блок. Если говорить о беззазорных сцепных устройствах, то типичную схему применения в них крэш-аппарата можно представить в виде последовательной цепочки: сцепка - некая двухподвижная кинематическая пара - тяговый хомут - поглощающий аппарат - крэш-аппарат - рама вагона. Двухподвижная кинематическая пара может занимать в этой цепочке любое место (кроме первого), но для беззазорных сцепных устройств она является обязательным элементом.A common drawback of all known crash devices, regardless of the energy absorption mechanism used in them, is that they exist, as it were, in isolation from those devices in which they can be used as an independent, independent unit. If we talk about clearance-free coupling devices, then the typical scheme for using a crash apparatus in them can be presented in the form of a sequential chain: a coupling — a kind of two-moving kinematic pair — a traction clamp — an absorbing apparatus — a crash apparatus — a car frame. A two-moving kinematic pair can occupy any place in this chain (except for the first), but for gapless coupling devices it is an indispensable element.

Задачей настоящей полезной модели является создание крэш-аппарата, позволяющего упростить эту цепочку посредством совмещения функций входящих в нее элементов.The objective of this utility model is to create a crash machine that allows you to simplify this chain by combining the functions of its constituent elements.

Техническим результатом от использования предложенного крэш-аппарата в сцепных устройствах является их упрощение и удешевление за счет обеспечения возможности поворота крэш-элемента относительно плиты крэш-аппарата в поперечных направлениях.The technical result from the use of the proposed crash device in coupling devices is their simplification and cheapening due to the possibility of rotation of the crash element relative to the plate crash apparatus in the transverse directions.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном крэш-аппарате, содержащем трубчатый крэш-элемент, плиту с отверстием и установленный в этом отверстии деформирующий элемент в виде матрицы с сужающимся отверстием, в котором заправлен и закреплен конец крэш-элемента, наружная поверхность матрицы и стенки отверстия в плите образуют сферический шарнир.The specified technical result is achieved by the fact that in the known crash apparatus comprising a tubular crash element, a plate with a hole and a deforming element installed in this hole in the form of a matrix with a tapering hole, in which the end of the crash element is tucked and fixed, the outer surface of the matrix and the walls of the hole in the plate form a spherical hinge.

Кроме того, крэш-аппарат содержит средства для предотвращения вращения матрицы вокруг ее оси.In addition, the cache device contains means for preventing the rotation of the matrix around its axis.

Кроме того, указанные средства выполнены в виде канавок на наружной сферической поверхности матрицы и взаимодействующих с ними элементов, скрепленных с плитой.In addition, these tools are made in the form of grooves on the outer spherical surface of the matrix and the elements interacting with them, bonded to the plate.

Кроме того на поверхности матрицы, взаимодействующей с трубчатым крэш-элементом, выполнены канавки, направленные вдоль оси матрицы.In addition, grooves are made on the surface of the matrix interacting with the tubular crash element along the axis of the matrix.

Кроме того, заправленный в матрицу конец крэш-элемента выполнен выступающим за матрицу и снабжен резьбой, на которую навернут стопорный элемент в виде втулки с буртиком, причем торцовая часть втулки находится в контакте с матрицей.In addition, the end of the crash element tucked into the matrix is made protruding beyond the matrix and is provided with a thread onto which a locking element is screwed in the form of a sleeve with a shoulder, and the end part of the sleeve is in contact with the matrix.

Кроме того, поперечные размеры буртика превосходят поперечные размеры отверстия в плите.In addition, the transverse dimensions of the shoulder exceed the transverse dimensions of the holes in the plate.

Благодаря выполнению наружной поверхности матрицы и стенок отверстия плиты, таким образом, что они образуют сферический шарнир, предложенный крэш-аппарат, сохраняя функциональные возможности, определяющие его основное назначение, становится еще и двухподвижной кинематической парой, что упрощает и удешевляет сцепное устройство, в которое он входит.Due to the implementation of the outer surface of the matrix and the walls of the plate opening, so that they form a spherical hinge, the proposed crash apparatus, while maintaining the functionality that determines its main purpose, also becomes a two-moving kinematic pair, which simplifies and cheapens the coupling device into which it included.

Наличие в крэш-аппарате средств для предотвращения вращения матрицы вокруг ее оси и выполнение их в виде стопорных элементов, взаимодействующих с канавками на наружной сферической поверхности матрицы, а также выполнение на поверхности матрицы, взаимодействующей с трубчатым крэш-элементом, канавок, направленных вдоль оси матрицы, являются наиболее простыми, недорогими и надежными техническими решениями, предотвращающими вращение крэш-элемента вокруг его оси, что важно в случае использования крэш-аппарата в цепных или буферных устройствах.The presence in the cache device of means for preventing the rotation of the matrix around its axis and their execution in the form of stop elements interacting with grooves on the outer spherical surface of the matrix, as well as the execution on the surface of the matrix interacting with the tubular crash element of grooves directed along the axis of the matrix are the simplest, cheapest, and most reliable technical solutions that prevent the crash element from rotating around its axis, which is important when using the crash device in chain or buffer devices wah.

Наружная резьба на редуцированной при заправке в матрицу части крэш-элемента и навернутый на нее стопорный элемент с буртиком, торцовая часть которой упирается в матрицу, являются одним из возможных и самых простых решений, обеспечивающих передачу крэш-аппаратом тягового усилия.The external thread on the part of the crash element reduced when refueling into the matrix and the locking element with a collar screwed onto it, the end part of which abuts the matrix, are one of the most simple and simple solutions ensuring the transmission of traction by the crash apparatus.

Выполнение буртика гайки с наружным диаметром, превышающим диаметр отверстия в устройстве, для передачи усилий раме единицы подвижного состава, предотращая разрыв крэш-аппарата при распрессовке крэш-элемента и матрицы.Performing a flange of a nut with an outer diameter exceeding the diameter of the hole in the device to transfer forces to the frame of the rolling stock unit, preventing the crack apparatus from breaking when the crack element and matrix are being pressed out.

Благодаря применению в предложенном крэш-аппарате пары трубчатый крэш-элемент - матрица с сужающимся отверстием повышается надежность крэш-аппарата, в частности в условиях холодного климата.Due to the use of a pair of tubular crash element - matrix with a tapering hole in the proposed crash apparatus, the reliability of the crash apparatus increases, in particular in cold climates.

Совмещение функций двух- или трехподвижной кинематической пары и крэш-аппарата в одном и том же узле открывает новые возможности для конструирования как сцепных, так и буферных устройств, обладающих рядом технических преимуществ.Combining the functions of a two- or three-moving kinematic pair and a crash apparatus in the same assembly opens up new possibilities for the construction of both coupling and buffer devices, which have a number of technical advantages.

Полезная модель поясняется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображен разрез предложенного крэш-аппарата плоскостью, проходящей через ось крэш-элемента.In FIG. 1 shows a section of the proposed crash apparatus by a plane passing through the axis of the crash element.

На фиг. 2 изображен фронтальный вид на плиту с установленной в ней матрицей и стопорными элементами.In FIG. 2 shows a front view of the plate with the matrix and stop elements installed in it.

На фиг. 3 схематически изображен один из возможных вариантов исполнения ударно-сцепного устройства с предложенным крэш-элементом.In FIG. 3 schematically shows one of the possible embodiments of the shock-coupler with the proposed crash element.

Основными элементами предложенного крэш-аппарата являются крэш-элемент 1, матрица 2 и плита 3. Крэш-элемент представляет собой трубу, не обязательно круглого поперечного сечения, один конец которой редуцирован на конус 4 с образованием дульца 5 и заправлен в сужающееся отверстие матрицы 2. Это отверстие может иметь в простейшем исполнении конические стенки, но может иметь и более сложный профиль, например параболический.The main elements of the proposed crash apparatus are crash element 1, matrix 2 and plate 3. The crash element is a pipe, not necessarily circular cross-section, one end of which is reduced to a cone 4 with the formation of a barrel 5 and tucked into the tapering hole of the matrix 2. This hole can have tapered walls in the simplest version, but it can also have a more complex profile, for example, parabolic.

Наружная поверхность матрицы 2 имеет выпуклую сферическую форму. Такую же форму имеют и стенки отверстия в плите 3 так, что плита 3 образует со вставленной в нее матрицей 2 трехподвижную кинематическую пару, то есть пару с тремя степенями свободы. Для некоторых элементов подвижного состава больше подходит крэш-элемент с трехподвижной парой, а для некоторых - с двухподвижной. Так, для буферов с круглыми тарелками целесообразен крэш-элемент с трехподвижной парой, обеспечивающий равномерный азимутальный износ тарелок. Для сцепных же устройств необходимо число степеней свободы ограничить до двух, устранив вращательную степень, то есть, предотвратив возможность вращения матрицы вокруг оси ее симметрии.The outer surface of matrix 2 has a convex spherical shape. The walls of the hole in the plate 3 have the same shape so that the plate 3 forms a three-moving kinematic pair with a matrix 2 inserted into it, that is, a pair with three degrees of freedom. For some elements of rolling stock, a crash element with a three-moving pair is more suitable, and for some with a two-moving one. So, for buffers with round plates, a crash element with a three-moving pair is advisable, providing uniform azimuthal wear of the plates. For coupling devices, however, it is necessary to limit the number of degrees of freedom to two, eliminating the rotational degree, that is, by preventing the matrix from rotating around its axis of symmetry.

В предложенном крэш-аппарате для этого служат канавки 6 на наружной сферической поверхности матрицы 2, взаимодействующие со стопорными элементами 7, установленные в боковых кромках плиты 3. Такими элементами могут служить болты с проточенными на цилиндр концами, как и показано на фиг. 2.In the proposed crash apparatus, grooves 6 on the outer spherical surface of the matrix 2 are used for this, interacting with the locking elements 7 installed in the lateral edges of the plate 3. Such elements can be bolts with ends machined onto the cylinder, as shown in FIG. 2.

Если труба 1 крэш-элемента имеет круглое поперечное сечение, что бывает в большинстве исполнений, то в двухподвижном исполнении крэш-аппарата должна быть устранена возможность ее вращения в матрице 2. Как одно из решений этой задачи, на сходящейся поверхности матрицы 2, должны быть выполнены канавки 8, направленные вдоль оси матрицы или под небольшим углом к ней (фиг. 2). При сборке крэш-аппарата концевая часть крэш-элемента 1 запрессовывается в эти канавки, образуя подобие шлицевого соединения, вследствие чего проворот крэш-элемента в матрице 2 становится невозможным.If the pipe 1 of the crash element has a circular cross section, which is the case in most versions, then in the two-movable version of the crash device the possibility of its rotation in the matrix 2 must be eliminated. As one of the solutions to this problem, on the converging surface of the matrix 2, grooves 8 directed along the axis of the matrix or at a slight angle to it (Fig. 2). When assembling the crash device, the end part of the crash element 1 is pressed into these grooves, forming a semblance of a splined connection, as a result of which the turning of the crash element in the matrix 2 becomes impossible.

Для того чтобы крэш-элемент 1 не выпадал из матрицы 2 и был в состоянии передавать как толкающее, так и тянущее усилие, он должен быть надежно закреплен в ней. Для этого дульце 5, образованное при первоначальной запрессовке крэш-элемента в матрицу, снабжено резьбой 9, на которую навернут стопорный элемент, представляющий собой фасонную гайку в виде втулки 10 с буртиком (фиг. 1). Стопорный элемент затянут по резьбе 9 так, чтобы торцовая часть втулки 10 находилась в плотном контакте с торцом матрицы 2. Если учесть, что диаметр крэш-элементов лежит в пределах (120…220) мм, такое стопорение оказывается достаточно прочным для того, чтобы выдерживать тяговое усилие от сцепки. На случай же вырыва матрицы 2 из плиты 3 диаметр буртика 11 выбран таким, чтобы он не мог пройти через отверстие плиты 3. Для удобства навинчивания буртик 11 может быть снабжен прорезями 12. Для защиты от загрязнений и сырости заднее отверстие плиты закрыто тонкой крышкой 13, прорываемой в случае аварийного срабатывания крэш-аппарата. Хорошим материалом для крышки 13 является тонкая листовая резина, совмещающая функции крышки и уплотнения.In order for the crash element 1 to not fall out of the matrix 2 and be able to transmit both pushing and pulling forces, it must be securely fixed in it. For this, the dulce 5 formed during the initial mounting of the crash element into the matrix is provided with a thread 9 onto which a locking element is screwed, which is a shaped nut in the form of a sleeve 10 with a shoulder (Fig. 1). The locking element is tightened along the thread 9 so that the end part of the sleeve 10 is in close contact with the end face of the matrix 2. Given that the diameter of the crash elements lies within (120 ... 220) mm, this locking is strong enough to withstand traction from the hitch. In case the matrix 2 is pulled out of the plate 3, the diameter of the shoulder 11 is chosen so that it cannot pass through the hole of the plate 3. For convenience of screwing, the shoulder 11 can be provided with slots 12. To protect it from dirt and moisture, the back hole of the plate is closed with a thin cover 13, breaking through in case of emergency operation of the crash device. A good material for the cover 13 is a thin sheet of rubber, combining the functions of the cover and the seal.

С противоположного матрице конца крэш-элемент 1 соединяют с другими элементами вагонной оснастки с образованием неразъемного (сварного) или разъемного соединения. В последнем случае в торцовую часть крэш-элемента вваривается заглушка 14 с резьбовыми отверстиями 15либо с проточенной под хомут канавкой 16 (нижняя часть фиг. 1).From the opposite end of the matrix, the crash element 1 is connected to other elements of the car tooling with the formation of an integral (welded) or detachable connection. In the latter case, a plug 14 with threaded holes 15 or a groove 16 grooved under the clamp is welded into the end part of the crash element (the lower part of Fig. 1).

Из фиг. 3, где показан пример использования предложенного крэш-аппарата в беззазорном сцепном устройстве видно, насколько упрощается это устройство благодаря заявленному техническому решению. Здесь к головной части сцепного устройства (сцепке) 17 непосредственно присоединен поглощающий аппарат 18, соединенный с помощью хомута 19 с крэш-элементом 1. Плита 3 является в данном примере деталью, непосредственно передающей усилие скрепленной с ней раме (или хребтовой балке) 20 вагона.From FIG. 3, which shows an example of the use of the proposed crash device in a clearance-free coupling device, it can be seen how this device is simplified due to the claimed technical solution. Here, to the head part of the coupling device (hitch) 17, an absorbing apparatus 18 is directly connected, connected by means of a clamp 19 to a crash element 1. Plate 3 in this example is a part directly transmitting the force to the frame (or spinal beam) of the carriage connected to it 20.

Два выреза 21 в плите 3 (фиг. 2) необходимы для того, чтобы заправить матрицу 2 в сферическое отверстие плиты 3 при сборке крэш-аппарата.Two cutouts 21 in the plate 3 (Fig. 2) are necessary in order to insert the matrix 2 into the spherical hole of the plate 3 when assembling the crash apparatus.

Предложенный крэш-аппарат может быть использован также и в автосцепных и буферных устройствах. В настоящее время изготавливается партия таких крэш-аппаратов для беззазорных сцепных устройств электропоезда.The proposed cache device can also be used in automatic coupler and buffer devices. Currently, a batch of such crash machines for gapless coupling devices of the electric train is being manufactured.

Claims

1. An energy absorption device comprising a tubular crash element, a plate with a hole and a deforming element installed in this hole in the form of a matrix with a tapering hole, in which the end of the crash element is tucked and fixed, characterized in that the outer surface of the matrix and the hole wall in plate form a spherical hinge.

2. The device according to p. 1, characterized in that it contains means to prevent rotation of the matrix around its axis.

3. The device according to p. 2, characterized in that the said means are made in the form of grooves on the outer spherical surface of the matrix and the elements interacting with them, bonded to the plate.

4. The device according to claim 1, characterized in that on the surface of the matrix interacting with the tubular crash element, grooves are made along the axis of the matrix.

5. The device according to claim 1, characterized in that the end of the crash element tucked into the matrix protrudes beyond the matrix and is provided with a thread onto which the locking element is screwed in the form of a collar with a shoulder, and the end part of the sleeve is in contact with the matrix.

6. The device according to p. 5, characterized in that the transverse dimensions of the bead exceed the transverse dimensions of the holes in the plate.