RU2641573C1

RU2641573C1 - Friction draft gear

Info

Publication number: RU2641573C1
Application number: RU2017101786A
Authority: RU
Inventors: Алексей Петрович Болдырев; Светлана Владимировна Боровикова; Александр Михайлович Гуров; Владимир Валерьевич Ионов; Борис Григорьевич Кеглин; Юлия Борисовна Париж; Дмитрий Алексеевич Ступин; Игорь Алексеевич Харыбин; Анатолий Петрович Шлюшенков
Original assignee: Алексей Петрович Болдырев; Александр Михайлович Гуров
Priority date: 2017-01-19
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2018-01-18

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: friction draft gear comprises a housing, in which a friction spacer block is located. The spacer unit consists of a pressure cone, friction wedges, a base plate resting on supporting and return device that rests on the housing bottom, movable friction plates and stationary friction plates with an L-shaped profile, on the longer shoulder of which metal elements made of various powder mixtures are welded. The frictional stationary plate has guide supports symmetrical with respect to its median plane of the longitudinal section. The hardness of the guide supports is higher than the hardness of the cermet elements. Between the guide supports and the cermet elements, there is a clearance h of not more than 15 mm.

EFFECT: increased reliability of the friction absorbing apparatus.

4 dwg

Description

Изобретение относится к фрикционным поглощающим аппаратам, применяемым преимущественно на железнодорожных транспортных средствах и обеспечивающим поглощение энергии ударов как за счет фрикционных, так и упругих сил.The invention relates to frictional absorbing devices, used mainly on railway vehicles and providing shock energy absorption due to both frictional and elastic forces.

Известен поглощающий аппарат (патент RU 2128301), состоящий из корпуса, в котором размещены нажимной конус, фрикционные клинья. Фрикционные клинья расположены в контакте с опорной плитой, опирающейся на упругий полимерный массив, состоящий из нескольких последовательно расположенных самоустанавливающихся упругих блоков. Упругие блоки разделены между собой центрирующими чашеобразными металлическими пластинами, скользящими по выполненным в корпусе продольным центрирующим ребрам.Known absorbing apparatus (patent RU 2128301), consisting of a housing in which a pressure cone, friction wedges are placed. Friction wedges are located in contact with a base plate resting on an elastic polymer array consisting of several self-aligning elastic blocks in series. The elastic blocks are separated by centering bowl-shaped metal plates sliding along the longitudinal centering ribs made in the housing.

Недостатком этого аппарата является пониженная эффективность, обусловленная нестабильностью силовой характеристики амортизатора, проявляющейся в форме скачкообразного характера изменения силы при ударном сжатии и связанной с фрикционными автоколебаниями при скольжении, а также возможностью смещения неподвижных фрикционных пластин, приводящего к заклиниванию аппарата и скалыванию и обмятию металлокерамических элементов.The disadvantage of this apparatus is the reduced efficiency due to the instability of the power characteristics of the shock absorber, which manifests itself in the form of a jump-like nature of the force change during shock compression and associated with frictional self-oscillations during sliding, as well as the possibility of displacement of stationary friction plates, which leads to jamming of the apparatus and chipping and embossing of cermet elements.

Известен фрикционный поглощающий аппарат для железнодорожного транспортного средства и корпус такого аппарата (патент RU 259515). Корпус фрикционного поглощающего аппарата содержит дно и боковую стенку. В боковой стенке корпуса выполнены приемные окна для приема отогнутого конца соответствующей неподвижной фрикционной пластины. На боковой стенке корпуса отформованы опорные полки для опирания неподвижных пластин в продольном направлении корпуса. Корпус снабжен по меньшей мере одним ограничительным упором для ограничения смещения соответствующей неподвижной пластины в поперечном направлении корпуса от приемного окна.Known friction absorbing apparatus for a railway vehicle and the body of such an apparatus (patent RU 259515). The housing of the friction absorbing apparatus comprises a bottom and a side wall. In the side wall of the housing there are receiving windows for receiving the bent end of the corresponding stationary friction plate. Support flanges are molded on the side wall of the housing to support the fixed plates in the longitudinal direction of the housing. The housing is provided with at least one limit stop to limit the displacement of the corresponding fixed plate in the transverse direction of the housing from the receiving window.

Недостатком данного фрикционного поглощающего аппарата является нестабильность характеристик, обусловленная скачкообразным изменением силы, скалыванием и обмятием металлокерамических элементов, значительно снижающим характеристики фрикционного поглощающего аппарата (полноту и энергоемкость) и приводящим к заклиниванию аппарата во время эксплуатации, снижая его надежность.The disadvantage of this frictional absorbing apparatus is the instability of the characteristics due to a sudden change in force, chipping and curing of cermet elements, which significantly reduces the characteristics of the friction absorbing apparatus (fullness and energy consumption) and leads to jamming of the apparatus during operation, reducing its reliability.

Известен фрикционный амортизатор (авторское свидетельство SU 906762), содержащий полый корпус и установленные в нем параллельно его продольной оси неподвижные пластины, на которых закреплены с возможностью взаимодействия с поверхностями трения подвижных элементов износоустойчивые элементы в виде металлокерамических вставок. Неподвижные пластины выполнены с разгружающими выступами, имеющими высоту, равную толщине износоустойчивых элементов, которые размещены между упомянутыми выступами.A friction shock absorber is known (copyright certificate SU 906762), comprising a hollow body and fixed plates mounted in it parallel to its longitudinal axis, on which wear-resistant elements in the form of ceramic-metal inserts are fixed with the possibility of interaction with the friction surfaces of the moving elements. The fixed plates are made with unloading protrusions having a height equal to the thickness of the wear-resistant elements that are placed between the said protrusions.

Недостатком данного аппарата является пониженная эффективность на начальном периоде эксплуатации, связанная с приработкой стальных поверхностей трения.The disadvantage of this apparatus is the reduced efficiency in the initial period of operation associated with the running-in of steel surfaces of friction.

Таким образом, существует острая потребность в улучшении и совершенствовании фрикционных амортизаторов за счет обеспечения снижения скачков изменения силы, обусловленных фрикционными автоколебаниями и смещением неподвижных фрикционных пластин, а также повышения надежности за счет устранения заклинивания аппарата и защиты от скалывания и обмятия металлокерамических элементов.Thus, there is an urgent need to improve and improve friction shock absorbers by reducing the jumps in force changes due to frictional self-oscillations and the displacement of stationary friction plates, as well as increasing reliability by eliminating jamming of the apparatus and protecting it from chipping and embossing of ceramic elements.

Любой из вышеперечисленных прототипов обеспечивает возможность фрикционного аппарата поглощать, рассеивать и возвращать энергию. Однако нестабильность скачкообразного изменения силы во время фрикционных автоколебаний при ударном сжатии за счет смещения неподвижных фрикционных пластин, скалывание и обмятие металлокерамических элементов значительно снижают характеристики фрикционного поглощающего аппарата (полноту и энергоемкость) и приводят к заклиниваниям аппарата во время эксплуатации, снижая его надежность.Any of the above prototypes provides the ability of the friction apparatus to absorb, disperse and return energy. However, the instability of an abrupt change in force during frictional self-oscillations during shock compression due to the displacement of stationary friction plates, spalling and embossing of cermet elements significantly reduce the characteristics of the friction absorbing apparatus (fullness and energy intensity) and lead to jamming of the apparatus during operation, reducing its reliability.

Задачей изобретения является повышение энергоемкости и надежности амортизатора за счет стабилизации его силовых характеристик (уменьшения скачков изменения силы при ударном сжатии) путем устранения смещения неподвижной фрикционной пластины, а также уменьшения скалывания и обмятая металлокерамических элементов.The objective of the invention is to increase the energy intensity and reliability of the shock absorber by stabilizing its power characteristics (reducing jumps in force during shock compression) by eliminating the displacement of the stationary friction plate, as well as reducing chipping and rumpled ceramic elements.

Указанная задача решается во фрикционном поглощающем аппарате, содержащем корпус, в котором размещен фрикционный распорный блок, состоящий из нажимного конуса, фрикционных клиньев, опорной плиты, опирающейся на подпорно-возвратное устройство, которое упирается в днище корпуса, подвижных фрикционных пластин и неподвижных фрикционных пластин, имеющих L-образный профиль, на длинном плече которого приварены металлокерамические элементы, изготовленные из различных порошковых смесей, отличающийся тем, что неподвижная фрикционная пластина имеет направляющие опоры, которые симметричны относительно ее срединной плоскости продольного сечения, при этом твердость направляющих опор выше, чем твердость металлокерамических элементов, а также между направляющими опорами и металлокерамическими элементами имеется зазор h не более 15 мм.This problem is solved in a friction absorbing device containing a housing in which a friction spacer block is located, consisting of a pressure cone, friction wedges, a base plate resting on a retaining and returning device that abuts against the bottom of the housing, movable friction plates and stationary friction plates, having an L-shaped profile, on the long arm of which ceramic-metal elements made of various powder mixtures are welded, characterized in that the stationary friction plate has guide bearings that are symmetrical about its median plane of longitudinal section, while the hardness of the guide bearings is higher than the hardness of cermet elements, and there is a gap h of not more than 15 mm between the guide supports and cermet elements.

Положительный эффект предлагаемого изобретения достигается за счет исключения смещения фрикционного распорного блока, в частности фрикционных клиньев, которое сопровождается неравномерным износом металлокерамических элементов, что приводит к перекосу фрикционного блока, смещению неподвижной фрикционной пластины и, как следствие, скалыванию и обмятию металлокерамических элементов. Возможный износ металлокерамических элементов не снижает надежности и заявленных характеристик поглощающего аппарата, так как по мере износа в контакт будут вступать направляющие опоры, в результате чего не происходит защемления неподвижной пластины во фрикционном распорном блоке аппарата, а поверхность фрикционных клиньев будет стремиться быть параллельной поверхности металлокерамического элемента. Применение данной конструкции позволяет уменьшить нестабильность скачкообразного изменения силы во время фрикционных автоколебаний при ударном сжатии за счет исключения смещения неподвижных фрикционных пластин, скалывания и обмятия металлокерамических элементов и, как следствие, значительно повышает характеристики фрикционного поглощающего аппарата (полноту и энергоемкость) и его надежность. Наличие направляющих опор повышает технологичность процесса изготовления и уменьшает стоимость.The positive effect of the invention is achieved by eliminating the displacement of the friction spacer block, in particular friction wedges, which is accompanied by uneven wear of the ceramic-metal elements, which leads to a skew of the friction block, the displacement of the stationary friction plate and, as a result, chipping and embossing of the ceramic-metal elements. Possible wear of ceramic-metal elements does not reduce the reliability and declared characteristics of the absorbing apparatus, since guide bearings will come into contact with wear, as a result of which there is no pinching of the fixed plate in the friction spacer unit of the apparatus, and the surface of the friction wedges will tend to be parallel to the surface of the ceramic-ceramic element . The use of this design allows to reduce the instability of the abrupt change in force during frictional self-oscillations during shock compression by eliminating the displacement of stationary friction plates, spalling and embossing of cermet elements and, as a result, significantly increases the characteristics of the friction absorbing apparatus (fullness and energy intensity) and its reliability. The presence of guide supports increases the manufacturability of the manufacturing process and reduces the cost.

Зазор h не более 15 мм дает возможность ограничить нагрев металлокерамических элементов и защитить их от распространения капель расплава электродного металла при сварке, то есть зазор h является теплоизолирующим зазором, который ограничивает нагрев металлокерамических элементов.A gap h of not more than 15 mm makes it possible to limit the heating of cermet elements and protect them from the propagation of droplets of molten electrode metal during welding, that is, the gap h is a heat-insulating gap that limits the heating of cermet elements.

Подпорно-возвратным устройством может быть как комплект упругих элементов, пружин, эластомерная вставка, так и их комбинация или прочее решение, выполняющее подпорно-возвратную функцию.The retaining and returning device can be either a set of elastic elements, springs, an elastomeric insert, or their combination or other solution that performs a supporting and returning function.

Изобретение поясняется с помощью чертежей, на которых показано:The invention is illustrated using the drawings, which show:

Фиг. 1 - принципиальный вид в разрезе фрикционного поглощающего аппарата.FIG. 1 is a schematic sectional view of a friction absorbing apparatus.

Фиг. 2 - неподвижная фрикционная пластина в разрезе, на длинном плече которой приварены металлокерамические элементы.FIG. 2 - a fixed friction plate in a section, on the long arm of which ceramic-metal elements are welded.

Фиг. 3 - вид сверху неподвижной фрикционной пластины с металлокерамическими элементами.FIG. 3 is a top view of a fixed friction plate with cermet elements.

Фиг. 4 - сечение А-А неподвижной фрикционной пластины с металлокерамическими элементами.FIG. 4 - section AA fixed friction plate with cermet elements.

Фрикционный поглощающий аппарат (фиг. 1) содержит корпус 1, в котором размещен фрикционный распорный блок, состоящий из нажимного конуса 2, фрикционных клиньев 3, опорной плиты 4, опирающейся на подпорно-возвратное устройство 5, которое упирается в днище корпуса 1, подвижных фрикционных пластин 6 и неподвижных фрикционных пластин 7, имеющих L-образный профиль. На длинном плече L-образного профиля неподвижных фрикционных пластин 7 имеются направляющие опоры 8 (фиг. 2 - фиг. 4) и поверхности 9, на которых приварены металлокерамические элементы 10, изготовленные из различных порошковых смесей.The friction absorbing device (Fig. 1) contains a housing 1, in which a friction expansion block is placed, consisting of a pressure cone 2, friction wedges 3, a support plate 4, which is supported by a retaining-return device 5, which abuts against the bottom of the housing 1, movable friction plates 6 and fixed friction plates 7 having an L-shaped profile. On the long shoulder of the L-shaped profile of the stationary friction plates 7 there are guide bearings 8 (Fig. 2 - Fig. 4) and surfaces 9 on which ceramic-metal elements 10 made of various powder mixtures are welded.

Направляющие опоры 8, расположенные на длинном плече L-образного профиля неподвижной пластины 7, симметричны относительно ее срединной плоскости продольного сечения. Твердость направляющих опор 8 выше, чем твердость металлокерамических элементов 10. Между направляющими опорами 8 и металлокерамическими элементами 10 имеется зазор h не более 15 мм.Guide bearings 8, located on the long shoulder of the L-shaped profile of the fixed plate 7, are symmetrical with respect to its median plane of longitudinal section. The hardness of the guide supports 8 is higher than the hardness of the cermet elements 10. Between the guide supports 8 and the cermet elements 10 there is a gap h of not more than 15 mm.

При работе фрикционного поглощающего аппарата на неподвижную пластину 7 (фиг. 1) действуют значительные усилия, по мере износа металлокерамических элементов 10 в контакт вступают направляющие опоры 8, в результате чего не происходит заклинивания неподвижной пластины 7 во фрикционном распорном блоке аппарата, поверхность фрикционных клиньев 3 будет стремиться быть параллельной поверхности металлокерамического элемента 10, при этом исключается смещение фрикционного распорного блока, в частности фрикционных клиньев 3, а также скалывание и обмятие металлокерамических элементов 10, уменьшаются нестабильность скачкообразного изменения силы во время фрикционных автоколебаний при ударном сжатии и, как следствие, значительно повышаются характеристики фрикционного поглощающего аппарата (полнота и энергоемкость) и его надежность.When the friction absorbing apparatus is operating, the fixed plate 7 (Fig. 1) is subject to considerable efforts, as the ceramic-metal elements 10 wear out, the guide bearings 8 come into contact, as a result of which the fixed plate 7 does not jam in the friction spacer unit of the apparatus, the surface of the friction wedges 3 will tend to be parallel to the surface of the cermet element 10, while the displacement of the friction spacer block, in particular friction wedges 3, as well as chipping and myatie sintered metal elements 10, reduced instability hopping frictional force during self-oscillation under shock compression and, consequently, greatly increase the frictional characteristics of the absorbing unit (completeness and energy), and its reliability.

Claims

Friction absorbing apparatus comprising a housing in which a friction spacer block is arranged, consisting of a pressure cone, friction wedges, a base plate resting on a retaining and returning device that abuts against the bottom of the housing, movable friction plates and stationary friction plates having an L-shaped profile, on the long arm of which ceramic-metal elements made of various powder mixtures are welded, characterized in that the friction fixed plate has guide bearings, which They are symmetrical with respect to its median plane of longitudinal section, while the hardness of the guide supports is higher than the hardness of cermet elements, and there is a gap h of no more than 15 mm between the guide supports and cermet elements.