RU2575662C2

RU2575662C2 - Elastomer absorber device

Info

Publication number: RU2575662C2
Application number: RU2014125588/11A
Authority: RU
Inventors: Михаил Дмитриевич Козлов; Виталий Дмитриевич Егупов; Владимир Александрович Рогожин; Елена Александровна Гаврилова; Наталья Александровна Попова
Original assignee: Акционерное общество "Авиаагрегат"
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2016-02-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: elastomer absorber device contains a casing (1), a bottom (3), a double-side rod (4) made as single part with a piston (5) separating the internal cavity of the casing to two connected cavities with possibility of overflowing of the viscoelastic working medium from one cavity to the another, wherein one side of the rod is located in the bottom. In the casing a movable support is installed, it supports the rod and is secured on another side of the rod. The piston has set of holes made with possibility of interaction with check valve, and assurance of the overflow of the viscoelastic working medium from one cavity to the other.

EFFECT: device reduces the seals wear due to reduced rod skewness and assurance of the permanent ring clearance between the piston and casing.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к автосцепным устройствам, обеспечивающим соединение вагонов и головных вагонов (локомотивов) железнодорожных транспортных средств, и предназначено для обеспечения эффективной защиты конструкции вагона и перевозимого в нем груза от действия продольных нагрузок, возникающих при маневровых работах на сортировочных горках и в переходных режимах ведения поезда.The invention relates to railway transport, in particular to coupler devices providing the connection of wagons and head cars (locomotives) of railway vehicles, and is intended to provide effective protection of the design of the car and the cargo carried in it from the action of longitudinal loads arising from shunting on sorting slides and in transient modes of running the train.

Из уровня техники известен фрикционный поглощающий аппарат автосцепки (см. патент РФ №2198809, МПК B61G 11/12, опубл. 20.02.2003), содержащий корпус, в котором размещены нажимной клин, фрикционные клинья, подвижные и неподвижные пластины и промежуточная плита, которая опирается на цилиндр с герметизирующей крышкой, скользящий по выполненной в корпусе центрирующей цилиндрической поверхности, внутри цилиндра расположен шток, опирающийся на дно корпуса; рабочие камеры цилиндра заполнены объемно-сжимаемой амортизирующей композицией и гидравлически связаны между собой за счет кольцевого зазора между цилиндром и штоком, а также отверстиями в штоке.The friction absorption device of an automatic coupler is known from the prior art (see RF patent No. 2198809, IPC B61G 11/12, publ. 02.20.2003), comprising a housing in which a pressure wedge, friction wedges, movable and fixed plates and an intermediate plate are placed, which leans on a cylinder with a sealing cover, sliding on a centering cylindrical surface made in the housing; a rod resting on the bottom of the housing is located inside the cylinder; the working chambers of the cylinder are filled with a volume-compressible shock-absorbing composition and are hydraulically interconnected due to the annular gap between the cylinder and the rod, as well as the holes in the rod.

Недостатком известного поглощающего аппарата является неустойчивость силовой характеристики аппарата, к которой приводит скачкообразное изменение силы при ударном сжатии вследствие возникающих фрикционных автоколебаний. Это способствует снижению стабильности и надежности работы аппарата и приводит к значительному увеличению числа нагружений вагона.A disadvantage of the known absorbing apparatus is the instability of the power characteristics of the apparatus, which leads to a sudden change in force during shock compression due to frictional self-oscillations. This helps to reduce the stability and reliability of the apparatus and leads to a significant increase in the number of loadings of the car.

Известен также фрикционно-полимерный поглощающий аппарат автосцепки (см. патент РФ №2397896, МПК B61G 11/00, опубл. 20.04.2010), содержащий корпус, внутри которого размещены подвижные и неподвижные фрикционные пластины и распорный блок, поджатый полимерными упругими элементами, при этом распорный блок заполнен объемно сжимаемым эластомером, а подвижные и неподвижные фрикционные пластины выполнены с уклонами.Also known is the friction-polymer absorbing device of the automatic coupler (see RF patent No. 2397896, IPC B61G 11/00, publ. 04/20/2010), comprising a housing inside which movable and stationary friction plates and a spacer block are supported by polymer elastic elements, when In this case, the spacer block is filled with a volumetric compressible elastomer, and the movable and fixed friction plates are made with slopes.

Недостатком известного фрикционно-полимерного поглощающего аппарата является невозможность обеспечения сохранности распорного блока, так как продольное усилие от автосцепки через упорную плиту напрямую передается на распорный блок. Также к недостаткам можно отнести и то, что пространство между фрикционными пластинами, в котором размещается распорный блок, ограничено и разместить распорный блок необходимых размеров, обеспечивающих условия прочности, крайне затруднительно. Имеет место пониженная надежность конструкции за счет возможности заклинивания при восстановлении при его работе в поезде.A disadvantage of the known friction-polymer absorbing apparatus is the inability to ensure the safety of the spacer unit, since the longitudinal force from the automatic coupler through the thrust plate is directly transmitted to the spacer unit. Also, the disadvantages include the fact that the space between the friction plates, in which the spacer block is located, is limited and it is extremely difficult to place the spacer block of the required dimensions to ensure strength conditions. There is a reduced reliability of the structure due to the possibility of jamming during restoration during its operation in the train.

Наиболее близким по технической сущности является поглощающий аппарат (патент РФ №2078706, МПК B61G 11/12, опубл. 10.05.1997), который содержит корпус, внутри которого размещены шток, выполненный заодно с поршнем, разделяющим внутреннюю полость корпуса на две изолированные полости - сжатия и дросселирования, причем одна из полостей цилиндра выполнена цилиндрической, а другая сферической, а поршень установлен с возможностью обеспечения перетекания рабочей жидкости.The closest in technical essence is an absorbing device (RF patent No. 2078706, IPC B61G 11/12, publ. 05/10/1997), which contains a housing inside which a rod is placed, made integral with the piston dividing the internal cavity of the housing into two isolated cavities - compression and throttling, and one of the cylinder cavities is made cylindrical and the other spherical, and the piston is installed with the possibility of overflowing of the working fluid.

Известный аппарат достаточно трудоемок в изготовлении из-за наличия сферической внутренней поверхности в глухой трубе. Вместе с этим разделение аппарата на две камеры ставит срок его безремонтной эксплуатации в зависимость от состояния уплотнений, разделяющих камеры, а срок службы уплотнений ограничен. Состояние данных уплотнений невозможно проверить без разборки аппарата. Следовательно, при нарушении герметичности внутренних уплотнений эффективность работы аппарата снижается и ударная нагрузка передается на раму вагона, что может привести к ее повреждению.The known apparatus is quite time-consuming to manufacture due to the presence of a spherical inner surface in a dead pipe. At the same time, the division of the apparatus into two chambers makes the period of its maintenance-free operation dependent on the state of the seals separating the chambers, and the service life of the seals is limited. The condition of these seals cannot be checked without disassembling the device. Therefore, in case of violation of the tightness of the internal seals, the efficiency of the apparatus decreases and the shock load is transferred to the carriage frame, which can lead to damage.

Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является создание поглощающего аппарата эластомерного упрощенной конструкции, обеспечивающей упрощение его обслуживания.The problem to which the claimed technical solution is directed is to create an absorbing apparatus of an elastomeric simplified design, which simplifies its maintenance.

Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящего изобретения, заключается в упрощении конструкции поглощающего аппарата и уменьшении износа уплотнений за счет уменьшения перекоса штока и обеспечения постоянного кольцевого зазора между поршнем и корпусом.The technical result achieved by the implementation of the present invention is to simplify the design of the absorbing apparatus and reduce wear of the seals by reducing the distortion of the rod and ensuring a constant annular gap between the piston and the housing.

Задача, положенная в основу настоящего изобретения, решается тем, что в поглощающем аппарате эластомерном, содержащем корпус, донышко, через которое проходит пустотелый шток, выполненный заодно с поршнем, разделяющим внутреннюю полость корпуса на две изолированные полости с возможностью перетекания вязкоупругого рабочего тела из одной полости в другую, в корпусе установлена подвижная опора, поддерживающая шток, при этом поршень снабжен системой отверстий, выполненной с возможностью взаимодействия с обратным клапаном.The problem underlying the present invention is solved by the fact that in the elastomeric absorption apparatus containing the housing, a bottom through which a hollow rod passes, made integral with the piston dividing the internal cavity of the housing into two isolated cavities with the possibility of flowing of a viscoelastic working fluid from one cavity in another, a movable support is installed in the housing that supports the rod, while the piston is equipped with a system of holes made with the possibility of interaction with the check valve.

Кроме того, подвижная опора выполнена в виде шайбы с выполненными в ее теле отверстиями для перетекания вязкоупругого рабочего тела.In addition, the movable support is made in the form of a washer with holes made in its body for the flow of a viscoelastic working fluid.

Установка в корпусе подвижной опоры, поддерживающей шток, снабженный системой отверстий, выполненной с возможностью взаимодействия с обратным клапаном, позволяет уменьшить износ уплотнений донышка за счет уменьшения перекоса штока и обеспечения постоянного кольцевого зазора между поршнем и корпусом.The installation in the housing of a movable support supporting the rod, equipped with a system of holes made with the possibility of interaction with a non-return valve, reduces wear on the bottom seals by reducing the misalignment of the rod and ensuring a constant annular gap between the piston and the body.

Перечисленные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения указанного технического результата.These signs are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the specified technical result.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста в области автосцепных устройств грузовых вагонов, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления поглощающего аппарата эластомерного можно сделать вывод о его соответствии критериям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with the identified analogues of the prior art, from which the invention does not explicitly follow for a specialist in the field of automatic couplers of freight cars, showed that it is unknown, and taking into account the possibility of industrial serial production of an elastomeric absorber, we can conclude that it matches patentability criteria.

Предпочтительный вариант выполнения поглощающего аппарата проиллюстрирован на чертеже, где показан общий вид предложенного поглощающего аппарата эластомерного в разрезе.A preferred embodiment of the absorbent apparatus is illustrated in the drawing, which shows a General view in section of the proposed absorbent apparatus elastomeric in section.

Таким образом, на чертеже соответствующие конструктивные элементы поглощающего аппарата эластомерного обозначены следующими позициями:Thus, in the drawing, the corresponding structural elements of the absorbing apparatus of the elastomeric are indicated by the following positions:

1 - корпус;1 - housing;

2 - опорная плита;2 - base plate;

3 - донышко;3 - bottom;

4 - шток;4 - stock;

5 - поршень;5 - the piston;

6 - обратный клапан;6 - check valve;

7 - подвижная опора;7 - movable support;

8 - уплотнения;8 - seals;

9 - уплотнение;9 - consolidation;

10 - обратный клапан;10 - check valve;

11 - гайка.11 - a nut.

Поглощающий аппарат эластомерный содержит корпус 1 с напрессованной опорной плитой 2 и донышко 3. Внутри корпуса 1 размещены: пустотелый шток 4, выполненный заодно с поршнем 5, разделяющим внутреннюю полость корпуса 1 на две изолированные полости: предпоршневую полость А и запоршневую полость Б, обратный клапан 6, подвижная опора 7 и гайка 11.The elastomeric absorber includes a housing 1 with a pressed base plate 2 and a bottom 3. Inside the housing 1 there are: a hollow stem 4 made integral with a piston 5 dividing the internal cavity of the housing 1 into two isolated cavities: a pre-piston cavity A and a piston cavity B, a check valve 6, movable support 7 and nut 11.

Перед началом работы поглощающий аппарат эластомерный через зарядный обратный клапан 10 заполняют вязкоупругим рабочим телом, например амортизирующей демпфирующей композицией АДК или АСК, разработанных специально для использования в поглощающих аппаратах автосцепного устройства грузовых вагонов, до достижения требуемого давления. При этом поршень 5 сдвигается к донышку 3, сокращая объем полости Б и выдавливая рабочее тело из последней через отверстия в поршне 5 и обратный клапан 6. Подвижная опора 7 обеспечивает движение штока 4 строго вдоль продольной оси поглощающего аппарата эластомерного, что повышает стабильность его силовых характеристик, снижает износ уплотнений донышка 3 и обеспечивает постоянство кольцевого зазора. При быстром обжатии поглощающего аппарата эластомерного, например при соударении вагонов, между полостями А и Б возникает перепад давления, величина которого определяется размерами кольцевого зазора между внутренней поверхностью корпуса 1 и поршнем 5 и скоростью перемещения поршня. Одновременно под воздействием перепада давления происходит перетекание рабочего тела из предпоршневой полости А в запоршневую полость Б через калиброванный кольцевой зазор между поршнем 5 и внутренней поверхностью корпуса 1. Таким образом, при ударном сжатии поглощающего аппарата эластомерного сила гидросопротивления налагается на силу сопротивления рабочего тела объемному сжатию, что обеспечивает высокий коэффициент полноты силовой характеристики и значительную энергоемкость. После прекращения действия внешней силы потенциальная энергия, накопленная в объемно-деформированном эластомере в камере А, возвращает поглощающий аппарат эластомерный в исходное состояние.Before starting work, the elastomeric absorbing device through the charging check valve 10 is filled with a viscoelastic working fluid, for example, the absorbing damping composition ADK or ASK, designed specifically for use in absorbing devices of the automatic coupling device of freight cars, until the required pressure is reached. In this case, the piston 5 is shifted to the bottom 3, reducing the volume of the cavity B and squeezing the working fluid out of the latter through the holes in the piston 5 and the check valve 6. The movable support 7 ensures the movement of the rod 4 strictly along the longitudinal axis of the elastomeric absorbing device, which increases the stability of its power characteristics , reduces wear of the seals of the bottom 3 and ensures the constancy of the annular gap. During rapid compression of the absorbing apparatus of the elastomeric one, for example, during the collision of cars, between the cavities A and B there is a pressure drop, the value of which is determined by the size of the annular gap between the inner surface of the housing 1 and the piston 5 and the speed of the piston. At the same time, under the influence of a pressure drop, the working fluid flows from the pre-piston cavity A to the piston cavity B through a calibrated annular gap between the piston 5 and the inner surface of the housing 1. Thus, when the elastomeric absorber is shock-compressed, the hydro-resistance is superimposed on the resistance of the working fluid to volume compression, which provides a high coefficient of completeness of the power characteristics and significant energy consumption. After the termination of the external force, the potential energy accumulated in the volume-deformed elastomer in chamber A returns the elastomeric absorption apparatus to its original state.

По установочным размерам предлагаемый поглощающий аппарат эластомерный полностью взаимозаменяем с поглощающими аппаратами пружинно-фрикционного типа и устанавливается в тяговый хомут автосцепного устройства по технологии установки этих аппаратов.In terms of installation dimensions, the proposed elastomeric absorbing apparatus is completely interchangeable with absorbing devices of the spring-friction type and is installed in the traction clamp of the automatic coupler using the technology for installing these apparatuses.

Образец предлагаемого поглощающего аппарата эластомерного был разработан на основе детальных экспериментальных исследований параметров конструкции аппарата и процесса его работы и предназначен для установки на бензиновые и нефтебензиновые цистерны, а также грузовые вагоны, перевозящие опасные грузы.A sample of the proposed elastomeric absorbing apparatus was developed on the basis of detailed experimental studies of the design parameters of the apparatus and its operation and is intended for installation on gasoline and petrol tanks, as well as freight cars carrying dangerous goods.

Конструкция поглощающего аппарата эластомерного проста в изготовлении, не требует разработки нового оборудования и переоснащения существующих производств, а используемые средства широко применяются в железнодорожном транспорте, что подтверждает возможность практической реализации и достижения технического результата.The design of the elastomeric absorber is simple to manufacture, does not require the development of new equipment and the re-equipment of existing facilities, and the tools used are widely used in railway transport, which confirms the possibility of practical implementation and achievement of the technical result.

Claims

1. The elastomeric absorbing apparatus, comprising a body, a bottom, a two-sided rod, made integral with a piston dividing the internal cavity of the body into two interconnected cavities with the possibility of flowing of a viscoelastic working fluid from one cavity to another, with one side of the stem located in the bottom, characterized the fact that the housing has a movable support supporting the rod and mounted on the other side of the latter, while the piston is equipped with a system of holes made with the possibility of interaction with Ratnam overflow valve and providing a viscoelastic working fluid from one chamber to another.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the movable support is made in the form of a washer with holes made in its body for flowing of a viscoelastic working fluid.