RU200873U1

RU200873U1 - Absorbing apparatus

Info

Publication number: RU200873U1
Application number: RU2020122383U
Authority: RU
Inventors: Андрей Викторович Жабко; Александр Николаевич Баранов; Иван Алексеевич Саврулин; Денис Владимирович Палатов; Елена Владимировна Шихалева; Михаил Евгеньевич Смирнов
Original assignee: Акционерное общество «Научно-производственная корпорация «Уралвагонзавод» имени Ф.Э. Дзержинского»; Общество с ограниченной ответственностью «Уральское конструкторское бюро вагоностроения»
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2020-07-07
Publication date: 2020-11-16

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается устройств, предназначенных для поглощения энергии взаимодействия единиц подвижного состава.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 имеет на поверхности 4, контактирующей с внутренней поверхностью корпуса, выемки 5, в которые установлены вкладыши 6. Нажимную шайбу 7, а также расположенное между нажимной шайбой 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. Имеет две пары фрикционных клиньев, расположенных напротив друг друга, при этом на каждом фрикционном клине на поверхности 11, контактирующей с нажимным конусом, выполнена выемка 12, в которую установлен вкладыш 13.11Заявляемая полезная модель позволяет спроектировать конструкцию, обеспечивающую повышение эксплуатационной надежности и энергоемкости и увеличение срока службы аппарата поглощающего, а также снижение материальных затрат на ремонт аппарата. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.The claimed utility model relates to railway transport and concerns devices designed to absorb the energy of interaction between rolling stock units. The absorbing device contains a body 1 with a closed end part and an open opposite part, a pressure cone 2 with a central hole, friction wedges 3. Each friction wedge has a surface 4, in contact with the inner surface of the body, recesses 5, in which the bushings are installed 6. The thrust washer 7, and also located between the thrust washer and the closed end part of the housing, a back-and-forth device in the form of a package of polymer elastic elements 8 with intermediate plates 9 tightened each other along the longitudinal axis by means of a bolt 10 through a pressure cone. It has two pairs of friction wedges located opposite each other, while on each friction wedge on the surface 11 in contact with the pressure cone, a recess 12 is made, in which the insert 13.11 is installed. the service life of the absorbing apparatus, as well as reducing material costs for the repair of the apparatus. 5 p.p. f-ly, 3 dwg

Description

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту и качается устройств, предназначенных для поглощения энергии взаимодействия единиц подвижного состава.The claimed utility model relates to railway transport and swing devices designed to absorb the interaction energy of rolling stock units.

Известна конструкция аппарата поглощающего ПМКП-110 [«Сцепные и автосцепные устройства железнодорожного подвижного состава», В.И. Беляев, Д.А. Ступин, - М.: Трансинфо, 2012г., стр. 137], содержащего прямоугольный корпус, два фрикционных клина, конус нажимной, пластины подвижные и неподвижные, комплект упругих элементов с промежуточными пластинами и болт стяжной с гайкой.The known design of the device absorbing PMKP-110 ["Coupling and automatic couplers of railway rolling stock", V.I. Belyaev, D.A. Stupin, - M .: Transinfo, 2012, p. 137], containing a rectangular body, two friction wedges, a pressure cone, movable and fixed plates, a set of elastic elements with intermediate plates and a coupling bolt with a nut.

Недостатком данной конструкции является сложность изготовления, сборки и ремонта аппарата вследствие наличия большого количества сопряженных элементов. Это приводит к увеличению стоимости изготовления, обслуживания и ремонта аппарата поглощающего. Применение в конструкции двух фрикционных клиньев не обеспечивает достаточное центрирование подвижных частей аппарата поглощающего относительно его центральной оси при воздействии ударной нагрузки, что может привести к нарушению стабильности работы аппарата и сокращению срока эксплуатации. The disadvantage of this design is the complexity of manufacturing, assembly and repair of the apparatus due to the presence of a large number of mating elements. This leads to an increase in the cost of manufacturing, maintenance and repair of the absorbing apparatus. The use of two friction wedges in the structure does not provide sufficient centering of the moving parts of the absorbing apparatus relative to its central axis when exposed to an impact load, which can lead to a violation of the stability of the apparatus and a reduction in the service life.

Также известна конструкция поглощающего аппарата [Патент на изобретение RU 2283791 С1 от 31.01.2005г.], состоящая из корпуса с закрытой цилиндрической частью и открытой противоположной частью, внутренние стенки которой выполнены со сходящимися на конус внутрь фрикционными поверхностями, гасителя величины динамической нагрузки, центратора-распределителя динамической нагрузки в виде усеченного конуса и фрикционных башмаков. Угол между внутренней наклонной поверхностью каждого из башмаков и внутренней наклонной поверхностью усеченного конуса составляет 38-45°. Угол между наружной наклонной поверхностью каждого из башмаков и внутренней фрикционной поверхностью открытой части корпуса составляет 2,5-3°. На наружной части поверхности корпуса размещен усилительный элемент. Между фрикционными башмаками и корпусом в выемках корпуса установлены вкладыши, выполненные из бронзы. Длина конусных фрикционных поверхностей, расположенных в открытой части корпуса, составляет 142-170 мм. Корпус аппарата с усилительным элементом выполнен из стали.Also known is the design of the draft gear [Patent for invention RU 2283791 C1 from 01/31/2005], consisting of a body with a closed cylindrical part and an open opposite part, the inner walls of which are made with friction surfaces converging on a cone inward, a dynamic load absorber, a centralizer dynamic load distributor in the form of a truncated cone and friction shoes. The angle between the inner inclined surface of each of the shoes and the inner inclined surface of the truncated cone is 38-45 °. The angle between the outer inclined surface of each of the shoes and the inner friction surface of the open part of the housing is 2.5-3 °. A reinforcing element is located on the outer part of the housing surface. Bushings made of bronze are installed between the friction shoes and the body in the body recesses. The length of the tapered friction surfaces located in the open part of the housing is 142-170 mm. The body of the apparatus with a reinforcing element is made of steel.

Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.This design is selected as a prototype for the claimed utility model.

Недостатком данной конструкции является то, что не исключены случаи неравномерного одностороннего сжатия возвратно-подпорного устройства вследствие того, что при соударении вагонов направление внешней силы может не совпадать с продольной осью аппарата. Это может привести к заклиниванию аппарата поглощающего и, тем самым, увеличить динамические ударные нагрузки на конструкцию вагона.The disadvantage of this design is that cases of uneven one-sided compression of the reciprocating-retaining device are not excluded due to the fact that when the cars collide, the direction of the external force may not coincide with the longitudinal axis of the apparatus. This can lead to jamming of the absorber and, thereby, increase the dynamic shock loads on the car structure.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании конструкции, обеспечивающей эксплуатационную надежность, стабильность и энергоемкость аппарата поглощающего, и позволяющую увеличить срок службы аппарата поглощающего, а также снизить материальные затраты на ремонт аппарата.The problem to be solved by the claimed utility model is to create a structure that ensures operational reliability, stability and energy consumption of the absorbing apparatus, and allows to increase the service life of the absorbing apparatus, as well as to reduce material costs for repairing the apparatus.

Поставленная задача решается за счет того, что в конструкции аппарата поглощающего имеется две пары фрикционных клиньев, расположенных друг напротив друга. На каждом фрикционном клине, на поверхности, контактирующей с нажимным конусом, выполнена выемка, в которую установлен вкладыш.The task is solved due to the fact that in the design of the absorber there are two pairs of friction wedges located opposite each other. On each friction wedge, on the surface in contact with the pressure cone, a recess is made into which the insert is installed.

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 имеет две пары фрикционных клиньев, расположенных напротив друг друга, при этом на каждом фрикционном клине на поверхности, контактирующей с нажимным конусом, выполнена выемка, в которую установлен вкладыш.The essence of the utility model lies in the fact that the absorbing apparatus contains a body with a closed end part and an open opposite part, a pressure cone with a central hole, friction wedges, each of which has recesses on the surface contacting with the inner surface of the body, in which the inserts are installed, a thrust washer, as well as a back-and-forth device located between the thrust washer and the closed end part of the body in the form of a package of polymer elastic elements with intermediate plates, tightened together along the longitudinal axis by means of a bolt through a thrust cone, characterized in that it has two pairs of friction wedges located opposite each other, while on each friction wedge on the surface in contact with the pressure cone, a recess is made into which the insert is installed.

Угол между наружными поверхностями каждого из фрикционных клиньев находится в пределах от 165 до 175 градусов.The angle between the outer surfaces of each of the friction wedges ranges from 165 to 175 degrees.

При этом каждый фрикционный клин контактирует с внутренней поверхностью корпуса двумя наружными поверхностями, соединенными между собой скругленной поверхностью.In this case, each friction wedge contacts the inner surface of the housing with two outer surfaces connected by a rounded surface.

Также, каждый фрикционный клин контактирует с наклонной поверхностью нажимного конуса плоской или скругленной внутренней поверхностью.Also, each friction wedge contacts the inclined surface of the pressure cone with a flat or rounded inner surface.

Кроме того, вкладыши выполнены из композиционных материалов или из бронзы.In addition, the inserts are made of composite materials or bronze.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:The essence of the claimed utility model is illustrated by drawings:

фиг. 1 - аппарат поглощающий в разрезе,fig. 1 - sectional absorbing apparatus,

фиг. 2 - вид А фиг. 1,fig. 2 - view A of FIG. 1,

фиг. 3 - фрикционный клин.fig. 3 - friction wedge.

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. Имеет две пары фрикционных клиньев 3, расположенных напротив друг друга, при этом на каждом фрикционном клине 3 на поверхности 11, контактирующей с нажимным конусом 2, выполнена выемка 12, в которую установлен вкладыш 13.The absorbing device comprises a housing 1 with a closed end part and an open opposite part, a pressure cone 2 with a central hole, friction wedges 3. Each friction wedge 3 has on the surface 4 contacting with the inner surface of the housing 1, recesses 5 in which the inserts 6 are installed. A thrust washer 7, as well as a back-and-forth device located between the thrust washer 7 and the closed end part of the body in the form of a package of polymer elastic elements 8 with intermediate plates 9, tightened together along the longitudinal axis by means of a bolt 10 through a thrust cone 2. It has two pairs friction wedges 3, located opposite to each other, while on each friction wedge 3 on the surface 11 in contact with the pressure cone 2, a recess 12 is made, in which the insert 13 is installed.

Угол между наружными поверхностями 4 каждого из фрикционных клиньев 3 находится в пределах от 165 до 175 градусов.The angle between the outer surfaces 4 of each of the friction wedges 3 is in the range of 165 to 175 degrees.

При этом каждый фрикционный клин 3 контактирует с внутренней поверхностью корпуса 1 двумя наружными поверхностями 4, соединенными между собой скругленной поверхностью 4.1.In this case, each friction wedge 3 contacts the inner surface of the housing 1 by two outer surfaces 4, connected by a rounded surface 4.1.

Также, каждый фрикционный клин 3 контактирует с наклонной поверхностью нажимного конуса 2 плоской или скругленной внутренней поверхностью 11.Also, each friction wedge 3 contacts the inclined surface of the pressure cone 2 with a flat or rounded inner surface 11.

Кроме того, вкладыши 13 выполнены из композиционных материалов или из бронзы.In addition, the liners 13 are made of composite materials or bronze.

Аппарат поглощающий работает следующим образом.The absorbing apparatus works as follows.

При маневровых соударениях вагонов 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. Болт 10 не дает терять устойчивость комплекту полимерных упругих элементов 8 при сжатии. После снятия нагрузки, силы, затраченные ранее на сжатие полимерных упругих элементов 8, обеспечивают возвращение всех подвижных элементов аппарата поглощающего в исходное положение.During shunting collisions of cars under the action of an impact load, the pressure cone 2 is displaced inside the body 1, transferring the load to each friction wedge 3 through the inclined surface of the pressure cone 2 and its counter surface 11 on the friction wedge 3. In turn, each friction wedge 3 contacts surface 4 with the inner surface of the body 1. The components of the dynamic load are centered along the longitudinal axis of the body 1 and the load is uniformly distributed on the walls of the body 1. At the same time, the force from the pressure cone 1 through the friction wedges 3 and through the pressure washer 7 is transmitted to the package of polymer elastic elements 8 and intermediate plates 9. Polymer elastic elements 8 under the action of the received load are deformed, compressed, due to which much less force is transferred to the car structure. The bolt 10 does not allow the set of polymer elastic elements 8 to lose stability during compression. After removing the load, the forces previously expended on the compression of the polymer elastic elements 8 ensure the return of all movable elements of the absorber to its original position.

Под воздействием динамической ударной нагрузки между наклонной поверхностью нажимного конуса и ответными поверхностями фрикционных клиньев, а так же, между наружными поверхностями фрикционных клиньев и ответными поверхностями корпуса возникает сила трения. Вследствие этого происходит интенсивный износ сопряженных поверхностей нажимного конуса, фрикционных клиньев и внутренней поверхности корпуса. Также, при соударении вагонов, направление внешней силы часто не совпадает с продольной осью аппарата, что вызывает перекос нажимного конуса, неравномерное сжатие возвратно-подпорного устройства, в виде пакета полимерных упругих элементов, и влечет за собой повреждение стяжного болта и возвратно-подпорного устройства. В результате ухудшается работа аппарата поглощающего и возникает опасность заклинивания подвижных деталей аппарата и, как следствие, деформация корпуса, что приводит к увеличению ударной нагрузки на конструкцию вагона и сокращению срока эксплуатации аппарата поглощающего. Для уменьшения износа сопряженных поверхностей и для снижения ударной нагрузки, а так же для надежного позиционирования подвижных элементов аппарата необходимо равномерно распределить ударную нагрузку и уменьшить силу трения.Under the influence of a dynamic shock load between the inclined surface of the pressure cone and the counter surfaces of the friction wedges, as well as between the outer surfaces of the friction wedges and the counter surfaces of the body, a friction force arises. As a result, there is intense wear of the mating surfaces of the pressure cone, friction wedges and the inner surface of the housing. Also, when the cars collide, the direction of the external force often does not coincide with the longitudinal axis of the apparatus, which causes a skew of the pressure cone, uneven compression of the back-and-forth device, in the form of a package of polymer elastic elements, and entails damage to the tie bolt and the back-and-forth device. As a result, the operation of the absorber deteriorates and there is a danger of jamming of the moving parts of the device and, as a consequence, deformation of the body, which leads to an increase in the shock load on the structure of the car and a reduction in the service life of the absorber. To reduce wear of the mating surfaces and to reduce the shock load, as well as for the reliable positioning of the moving elements of the apparatus, it is necessary to evenly distribute the shock load and reduce the friction force.

Технический результат от заявляемой полезной модели заключается в том, что при наличие двух пар фрикционных клиньев, расположенных друг напротив друга, и при выполнении выемки на каждом фрикционном клине, на поверхности, контактирующей с нажимным конусом, в которую установлен вкладыш, обеспечивается эксплуатационная надежность, стабильность и энергоемкость аппарата поглощающего за счет надежного позиционирования и центрирования подвижных элементов относительно вертикали и горизонтали, повышается срок службы аппарата поглощающего за счет уменьшения износа фрикционных поверхностей, а также обеспечивается снижение материальные затраты на ремонт аппарата. The technical result of the claimed utility model is that that in the presence of two pairs of friction wedges located opposite each other, and when making a recess on each friction wedge, on the surface in contact with the pressure cone, in which the insert is installed, the operational reliability, stability and energy consumption of the absorber is ensured due to reliable positioning and centering moving elements relative to the vertical and horizontal, the service life of the absorbing apparatus is increased by reducing the wear of the friction surfaces, and also the material costs for the apparatus repair are reduced.

Выполнение угла между наружными поверхностями каждого из фрикционных клиньев в пределах от 165 до 175 градусов, способствует надежному позиционированию клиньев внутри корпуса в вертикальном и горизонтальном направлении, что позволяет стабилизировать работу аппарата.The implementation of the angle between the outer surfaces of each of the friction wedges in the range from 165 to 175 degrees, contributes to the reliable positioning of the wedges inside the body in the vertical and horizontal directions, which allows stabilizing the operation of the apparatus.

При этом контакт каждого фрикционного клина с внутренней поверхностью корпуса двумя наружными поверхностями, соединенными между собой скругленной поверхностью увеличивает площадь поверхностей фрикционных пар и равномерно распределяет ударную нагрузку на стенки корпуса, тем самым способствуя снижению интенсивности износа фрикционных поверхностей и повышению долговечности аппарата поглощающего.In this case, the contact of each friction wedge with the inner surface of the body by two outer surfaces connected by a rounded surface increases the surface area of the friction pairs and evenly distributes the shock load on the walls of the body, thereby helping to reduce the wear rate of the friction surfaces and increase the durability of the absorbing apparatus.

Также, контакт каждого фрикционного клина с наклонной поверхностью нажимного конуса плоской или скругленной внутренней поверхностью увеличивает площадь поверхностей фрикционных пар и обеспечивает дополнительное центрирование, что повышает эффективность работы аппарата.Also, the contact of each friction wedge with the inclined surface of the pressure cone by a flat or rounded inner surface increases the surface area of the friction pairs and provides additional centering, which increases the efficiency of the device.

Выполнение вкладышей из композиционных материалов или из бронзы позволяет снизить износ фрикционных поверхностей, исключить заклинивание подвижных элементов и повысить срок службы аппарата поглощающего.Making inserts made of composite materials or bronze allows to reduce wear of friction surfaces, exclude jamming of moving elements and increase the service life of the absorber.

В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и ведутся всесторонние испытания опытных образцов.At present, design documentation has been developed for the claimed utility model and comprehensive tests of prototypes are underway.

Claims

1. An absorbing apparatus containing a body with a closed end part and an open opposite part, a pressure cone with a central hole, friction wedges, each of which has recesses on the surface contacting with the inner surface of the body, in which the inserts are installed, a pressure washer, and located between the thrust washer and the closed end part of the housing, a back-and-forth device in the form of a package of polymer elastic elements with intermediate plates, tightened together along the longitudinal axis by means of a bolt through a pressure cone, characterized in that it has two pairs of friction wedges located opposite each other , while on each friction wedge on the surface in contact with the pressure cone, a recess is made into which the insert is installed.

2. The absorbing apparatus according to claim 1, characterized in that the angle between the outer surfaces of each of the friction wedges is in the range from 165 to 175 degrees.

3. The absorbing apparatus according to claim 1, characterized in that each friction wedge is in contact with the inner surface of the body by two outer surfaces connected by a rounded surface.

4. The absorbing apparatus according to claim 1, characterized in that each friction wedge contacts the inclined surface of the pressure cone with a flat or rounded inner surface.

5. The absorbing apparatus according to claim 1, characterized in that the inserts are made of composite materials.

6. The absorbing apparatus according to claim 1, characterized in that the inserts are made of bronze.