RU2731798C1

RU2731798C1 - Absorbing apparatus

Info

Publication number: RU2731798C1
Application number: RU2020100893A
Authority: RU
Inventors: Виктор Александрович ГОЛОВКОВ
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ЖД ТРАНС"
Priority date: 2020-01-14
Filing date: 2020-01-14
Publication date: 2020-09-08

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: group of inventions relates to railway transport, particularly, to versions of absorbing apparatus. Absorbing apparatus comprises a housing, a resilient member, a shock absorber and a thrust plate. Plate is movable relative to housing. Shock absorber consists of cylinder filled with compressible liquid elastomer, and two-sided rod with piston. Inner cavity of the cylinder is closed by the filling and working covers. Ratio of thickness of thrust plate to length of outer part of rod is 0.17–0.21. In one embodiment, ratio is 0.19. In another version, the thickness of plate is 37±1 mm, and the outer part of rod is 196±1 mm.

EFFECT: higher efficiency of absorbing apparatus.

2 cl, 2 dwg

Description

Группа изобретений относится к области машиностроения и касается аппаратов, предназначенных для поглощения энергии ударов, применяемых преимущественно в железнодорожном транспорте.The group of inventions relates to the field of mechanical engineering and concerns devices designed to absorb the energy of impacts, used mainly in railway transport.

Известен поглощающий аппарат, который состоит из корпуса в форме цилиндра, закрытого с одной стороны дном, и подвижной относительно корпуса упорной плиты (здесь и далее заявитель исходит из того, что термины упорная плита и опорная плита являются равнозначными). Аппарат также содержит эластомерный амортизатор, расположенный частично внутри этого корпуса, с возможностью перемещения относительно него, причем этот амортизатор соприкасается своей донной частью с упорной плитой, а его шток соприкасается с контактной поверхностью дна, которая представляет собой торец выступа, выполненного в дне корпуса. Кроме этого аппарат имеет камеру, в которой расположен вкладыш из твердого эластомера (по патенту RU2296072, кл. B61G 9/06, B61G 11/08, опубл. 27.03.07).Known draft gear, which consists of a body in the form of a cylinder, closed on one side with a bottom, and movable relative to the body of the thrust plate (hereinafter the applicant assumes that the terms thrust plate and base plate are equivalent). The device also contains an elastomeric shock absorber located partially inside this housing, with the ability to move relative to it, and this shock absorber contacts its bottom part with the thrust plate, and its rod contacts the bottom contact surface, which is the end of the protrusion made in the bottom of the housing. In addition, the device has a chamber in which a solid elastomer insert is located (according to patent RU2296072, class B61G 9/06, B61G 11/08, publ. 03/27/07).

Известен также поглощающий аппарат, состоящий из корпуса, упругого элемента, упорной плиты с болтами, подвижной относительно корпуса, и амортизатора, который состоит из цилиндра, заполненного сжимаемым жидким эластомером, и установленного в нем штока с поршнем, внутренняя полость цилиндра с одной стороны закрыта заправочной крышкой, а с другой стороны - рабочей крышкой с манжетным уплотнением, в цилиндре установлена направляющая, в которой выполнены сквозные каналы и сквозь которую пропущена часть штока, отличающийся использованием амортизирующей силиконовой композиции с заданными параметрами (RU 191885).Also known is a draft gear consisting of a housing, an elastic element, a thrust plate with bolts, movable relative to the housing, and a shock absorber, which consists of a cylinder filled with a compressible liquid elastomer, and a rod with a piston installed in it, the inner cavity of the cylinder is closed on one side by a filling a cover, and on the other hand - a working cover with a lip seal, a guide is installed in the cylinder, in which through channels are made and through which a part of the stem is passed, characterized by the use of a shock-absorbing silicone composition with specified parameters (RU 191885).

Известен амортизатор эластомерный для поглощающего аппарата железнодорожного вагона, который содержит открытый с одной стороны цилиндрический полый корпус с крышкой, через которую проходит шток, выполненный заодно с поршнем. Корпус в донышке имеет заправочный клапан. Заправочный клапан состоит из вкладыша, установленного в цилиндрическую полость с внешней стороны донышка корпуса. В полости донышка выполнено сквозное отверстие, а во вкладыше выполнено сквозное отверстие, заканчивающееся полостью со стороны донышка корпуса, в которую установлен блокирующий элемент (по патенту RU173654, кл. B61G 9/00, опубл. 05.09.17).Known elastomeric shock absorber for the draft gear of a railway car, which contains an open on one side of the cylindrical hollow body with a cover through which passes the rod, made in one piece with the piston. The body has a filling valve in the bottom. The filling valve consists of an insert installed in a cylindrical cavity on the outside of the bottom of the body. A through hole is made in the cavity of the bottom, and a through hole is made in the liner, ending in a cavity from the side of the bottom of the body, into which a blocking element is installed (according to patent RU173654, class B61G 9/00, publ. 05.09.17).

Недостатком данного амортизатора является неустойчивость штока с поршнем, особенно в случае, когда поршень удален от крышки. В этом положении из-за малой ширины поршня возможен его перекос и заклинивание. В качестве прототипа взят эластомерный амортизатор, состоящий из емкости, наполненной сжимаемым эластомером, погруженного в него стержня с головкой, причем обеспечивается протекание эластомера между цилиндрической поверхностью головки и внутренней поверхностью емкости по всей рабочей длине. Головка имеет переменный диаметр, причем центральная часть головки имеет форму цилиндра, а концы головки имеют диаметр меньший, чем диаметр центральной части головки, а в емкости вблизи направляющей и в сальниковом уплотнении выполнены пространства, способные поместить эти концы (по патенту RU2150620, кл. F16F 5/00, опубл. 10.06.00).The disadvantage of this shock absorber is the instability of the piston rod, especially in the case when the piston is removed from the cover. In this position, due to the small width of the piston, it can be skewed and jammed. As a prototype, an elastomeric shock absorber is taken, consisting of a container filled with a compressible elastomer, a rod with a head immersed in it, and the elastomer flows between the cylindrical surface of the head and the inner surface of the container along the entire working length. The head has a variable diameter, and the central part of the head has the shape of a cylinder, and the ends of the head have a diameter smaller than the diameter of the central part of the head, and spaces are made in the container near the guide and in the stuffing box that can accommodate these ends (according to patent RU2150620, class F16F 5/00, publ. 10.06.00).

Недостатком данного амортизатора является то, что не конкретизирован сжимаемый эластомер. Из описания можно понять, что эластомер должен быть жидким, так как он должен протекать между цилиндрической поверхностью головки и внутренней поверхностью емкости по всей рабочей длине.The disadvantage of this shock absorber is that the compressible elastomer is not specified. From the description, it can be understood that the elastomer must be liquid, since it must flow between the cylindrical surface of the head and the inner surface of the container along the entire working length.

Недостатками всех приведенных выше конструкций является то, что они не рассчитаны на нагрузки для аппаратов класса Т3 (ГОСТ 32913-2014 Аппараты поглощающие сцепных и автосцепных устройств железнодорожного подвижного состава. Технические требования и правила приемки). Требования безопасности класса Т3 состоят в том, чтобы ход аппарата составлял не менее 110 см. Достичь этого нетрудно путем увеличения общей длины аппарата. Задачей настоящего технического решения является увеличение хода аппарата при сохранении его компактных габаритных размеров.The disadvantages of all the above structures is that they are not designed for loads for devices of class T3 (GOST 32913-2014 Absorbing devices for coupling and automatic couplers of railway rolling stock. Technical requirements and acceptance rules). The safety requirements of class T3 are that the travel of the apparatus is at least 110 cm. This is not difficult to achieve by increasing the total length of the apparatus. The objective of this technical solution is to increase the stroke of the apparatus while maintaining its compact overall dimensions.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности работы аппарата поглощающего при сохранении его компактных размеров.The technical result to be achieved by the present invention is to increase the efficiency of the absorbing apparatus while maintaining its compact dimensions.

Указанный технический результат достигается тем, что аппарат поглощающий состоит из корпуса, упругого элемента, упорной плиты с болтами, подвижной относительно корпуса, и амортизатора, который состоит из цилиндра, заполненного сжимаемым жидким эластомером, и установленного в нем двустороннего штока с поршнем, внутренняя полость цилиндра с одной стороны закрыта заправочной крышкой, а с другой стороны - рабочей крышкой с манжетным уплотнением, в цилиндре установлена направляющая, в которой выполнены сквозные каналы и сквозь которую пропущена внутренняя часть штока, и отличается тем, что отношение толщины упорной плиты к длине внешней части штока составляет от 0,17 до 0,21.The specified technical result is achieved by the fact that the absorbing apparatus consists of a body, an elastic element, a thrust plate with bolts, movable relative to the body, and a shock absorber, which consists of a cylinder filled with a compressible liquid elastomer, and a double-sided rod with a piston installed in it, the inner cavity of the cylinder on the one hand, it is closed with a filling cap, and on the other hand, with a working cap with a lip seal, a guide is installed in the cylinder, in which through channels are made and through which the inner part of the rod is passed, and differs in that the ratio of the thickness of the thrust plate to the length of the outer part of the rod ranges from 0.17 to 0.21.

Традиционное устройство аппарата класса Т2 (аппарата более низкого класса, но с компактными размерами) состоит в том, что длина внешней части двустороннего (двухчастного) штока составляет 179,8 мм (при общей длине всего штока целиком 360 мм), а толщина упорной плиты составляет 57 мм.The traditional device of the T2 class apparatus (apparatus of a lower class, but with compact dimensions) is that the length of the outer part of the double-sided (two-part) rod is 179.8 mm (with the total length of the entire rod being 360 mm), and the thickness of the thrust plate is 57 mm.

Для увеличения хода поглощающего аппарата на 15-20 мм (до класса Т3) традиционно увеличивают длину внешней части штока и длину цилиндра амортизатора, при этом толщину упорной плиты оставляют неизменной.To increase the draft of the draft gear by 15-20 mm (up to class T3), the length of the outer part of the rod and the length of the shock absorber cylinder are traditionally increased, while the thickness of the thrust plate is left unchanged.

Таким образом, общие габариты всего аппарата целиком возрастают на 15-20 мм.Thus, the overall dimensions of the entire apparatus increase by 15-20 mm.

При этом нагрузки на упорную плиту традиционно являются незначительными, точнее, распределяются по всей ее поверхности и не приводят к ее повреждениям.In this case, the loads on the thrust plate are traditionally insignificant, more precisely, they are distributed over its entire surface and do not lead to its damage.

Ставя задачу создания компактного поглощающего аппарата класса Т3, заявитель пришел к решению в виде уменьшения толщины плиты при увеличении длины внешней части штока.Setting the task of creating a compact draft gear of class T3, the applicant came to a solution in the form of reducing the thickness of the plate while increasing the length of the outer part of the rod.

Таким образом, соотношение длины внешней части штока и толщины плиты значительно изменились.Thus, the ratio of the length of the outer part of the stem and the thickness of the plate has changed significantly.

В традиционном аппарате класса Т2 толщина плиты составляет 57 мм, а длина внешней части штока 180 мм; их соотношение (57 к 180) равно в десятичных дробях примерно 0,32.In a traditional T2 class apparatus, the plate thickness is 57 mm, and the length of the outer part of the stem is 180 mm; their ratio (57 to 180) is approximately 0.32 in decimal fractions.

В традиционном аппарате класса Т3 толщина плиты составляет 57 мм, а длина внешней части штока 196 мм; их соотношение (57 к 196) равно в десятичных дробях примерно 0,29.In a traditional T3 class apparatus, the plate thickness is 57 mm, and the length of the outer part of the stem is 196 mm; their ratio (57 to 196) is about 0.29 in decimal fractions.

В предлагаемом аппарате толщина плиты составляет 37 мм (погрешность может составлять ±1 мм), а длина внешней части штока 196 мм (погрешность может составлять ±1 мм); их оптимальное соотношение (37 к 196) равно в десятичных дробях примерно 0,19 и находится в оптимальном диапазоне от 0,17 до 0,21.In the proposed apparatus, the plate thickness is 37 mm (the error may be ± 1 mm), and the length of the outer part of the rod is 196 mm (the error may be ± 1 mm); their optimal ratio (37 to 196) is about 0.19 in decimal fractions and is in the optimal range from 0.17 to 0.21.

Предлагаемое решение поясняется следующими чертежами:The proposed solution is illustrated by the following drawings:

Фиг. 1 - аппарат поглощающий;FIG. 1 - absorbing apparatus;

Фиг. 2 - амортизатор аппарата поглощающего.FIG. 2 - shock absorber of the absorbing apparatus.

Аппараты поглощающие (фиг. 1) состоят из корпуса 1, упругого элемента 2, упорной плиты 3 с болтами 4 и амортизатора 5. На каждой паре болтов 4 установлена монтажная планка 6, закрепленная типовым креплением, состоящая из шайбы 7, гайки 8, шплинта 9. Между монтажными планками 6 и приливами корпуса 1 закладываются дистанционные вкладыши 10.Absorbing devices (Fig. 1) consist of a housing 1, an elastic element 2, a thrust plate 3 with bolts 4 and a shock absorber 5. On each pair of bolts 4, a mounting plate 6 is installed, fixed with a standard fastener, consisting of a washer 7, a nut 8, a cotter pin 9 . Between the mounting strips 6 and the body lugs 1, spacer inserts 10 are laid.

Амортизатор аппаратов поглощающих (фиг. 2) состоит из цилиндра 11, заправочной крышки 12, рабочей крышки 13, двустороннего штока 14 с поршнем 15. Внутри цилиндра 11 установлена направляющая 16 со сквозными каналами 17, сквозь которую пропущена внутренняя часть штока 14.2.The shock absorber of the absorbing devices (Fig. 2) consists of a cylinder 11, a filling cap 12, a working cover 13, a double-sided rod 14 with a piston 15. Inside the cylinder 11, a guide 16 with through channels 17 is installed, through which the inner part of the rod 14.2 is passed.

Заправочная крышка 12 установлена герметично в цилиндре 11 при помощи уплотнения 18. В заправочной крышке 12 установлен заправочный клапан 19.The filling cap 12 is sealed in the cylinder 11 by means of a seal 18. A filling valve 19 is installed in the filling cap 12.

Рабочая крышка 13 установлена герметично в цилиндре 11 при помощи уплотнения 20. В рабочей крышке 13 для облегчения скольжения внешней части штока 14.1 установлена втулка 21. Шток 14 (внешняя его часть 14.1) уплотнен в рабочей крышке 13 манжетным уплотнением 22.The working cover 13 is sealed in the cylinder 11 by means of a seal 20. A bushing 21 is installed in the working cover 13 to facilitate the sliding of the outer part of the rod 14.1. The rod 14 (its outer part 14.1) is sealed in the working cover 13 by a lip seal 22.

Направляющая 16 фиксируется в цилиндре 11 кольцом 23. Направляющая 16 для облегчения скольжения штока 14 (внутренней его части 14.2) имеет втулку 24.The guide 16 is fixed in the cylinder 11 by the ring 23. The guide 16 has a bushing 24 to facilitate the sliding of the rod 14 (its inner part 14.2).

Упорная плита 3 имеет уменьшенную толщину, а длина внешней части штока имеет соразмерное удлинение, что в совокупности приводит к соотношению данных габаритов в виде десятичной дроби (пропорции) в диапазоне от 0,17 до 0,21.The thrust plate 3 has a reduced thickness, and the length of the outer part of the rod has a commensurate elongation, which together leads to the ratio of these dimensions in the form of a decimal fraction (proportion) in the range from 0.17 to 0.21.

ПрименениеApplication

Поглощающий аппарат предназначен для установки в автосцепках грузовых вагонов и обеспечивает защиту от действия (восприятия и гашения) продольных сил, возникающих при маневровых работах и при переходных режимах движения поезда.The draft gear is intended for installation in automatic couplings of freight cars and provides protection against the action (perception and damping) of longitudinal forces arising during shunting operations and during transient modes of train movement.

Для предварительного поджатия аппарата с целью облегчения монтажа при постановке на вагон, между монтажными планками 6 и приливами корпуса 1 закладываются дистанционные вкладыши 10, которые выпадают при первом сжатии аппарата в процессе маневровых работ. Для беспрепятственного выпадения вкладышей 10 аппарат должен быть правильно сориентирован при постановке на вагон в соответствии с надписями "ВВЕРХ" на упорной плите 2 и монтажной планке 6.For preliminary compression of the apparatus in order to facilitate installation when placing on the car, between the mounting strips 6 and the tides of the body 1, spacer inserts 10 are laid, which fall out during the first compression of the apparatus during shunting operations. For unhindered falling out of liners 10, the apparatus must be correctly oriented when placing on the car in accordance with the inscriptions "UP" on the stop plate 2 and mounting plate 6.

Суть работы поглощающего аппарата заключается в том, что при сжатии амортизатора 5 шток 14 входит в цилиндр 11 и сжимает эластомер, создавая высокое внутреннее давление.The essence of the work of the draft gear lies in the fact that when the shock absorber 5 is compressed, the rod 14 enters the cylinder 11 and compresses the elastomer, creating a high internal pressure.

Для увеличения хода поглощающего аппарата на 15-20 мм (до класса Т3) традиционно увеличивают длину внешней части штока и длину цилиндра амортизатора, при этом толщину упорной плиты оставляют неизменной, таким образом, общие габариты всего аппарата целиком возрастают соразмерно. Опытным путем было установлено, что при утоньшении упорной плиты с внутренней стороны (внешняя часть с углублением при этом не изменяется) плита, выполненная из того же материала, продолжает свою работу штатно, не трескается, не повреждается.To increase the draft of the draft gear by 15-20 mm (up to class T3), the length of the outer part of the rod and the length of the shock absorber cylinder are traditionally increased, while the thickness of the thrust plate is left unchanged, thus, the overall dimensions of the entire apparatus increase commensurately. It was experimentally found that when the thrust plate is thinned from the inside (the outer part with a depression does not change), the plate made of the same material continues its work normally, does not crack, does not get damaged.

Таким образом, предлагается осуществить перераспределение размеров внутри аппарата: сделать плиту тоньше, а шток - длиннее.Thus, it is proposed to redistribute the dimensions inside the apparatus: to make the plate thinner and the stem longer.

В амортизаторе используется эффект динамических потерь при перетекании жидкого эластомера через малый кольцевой зазор. Величина зазора составляет десятые доли миллиметра при номинальном диаметре поршня 132…132,32 мм.The shock absorber uses the effect of dynamic losses when liquid elastomer flows through a small annular gap. The size of the gap is tenths of a millimeter with a nominal piston diameter of 132 ... 132.32 mm.

Таким образом, предлагаемые решения позволяют повысить эффективность работы аппарата поглощающего при сохранении его компактных размеров и обеспечивают достижение технического результата.Thus, the proposed solutions make it possible to increase the efficiency of the absorbing apparatus while maintaining its compact dimensions and ensure the achievement of a technical result.

Claims

1. An absorbing device, consisting of a body, an elastic element, a thrust plate with bolts, movable relative to the body, and a shock absorber, which consists of a cylinder filled with a compressible liquid elastomer and a double-sided rod with a piston installed in it, the inner cavity of the cylinder is closed on one side a filling cap, and on the other hand - a working cap with a lip seal, a guide is installed in the cylinder, in which through channels are made and through which the inner part of the stem is passed, and differs in that the ratio of the thrust plate thickness to the length of the outer part of the stem is from 0, 17 to 0.21, and also by the fact that the ratio of the thrust plate thickness to the length of the outer part of the stem is 0.19.

2. An absorbing device, consisting of a body, an elastic element, a thrust plate with bolts, movable relative to the body, and a shock absorber, which consists of a cylinder filled with a compressible liquid elastomer, and a double-sided rod with a piston installed in it, the inner cavity of the cylinder is closed on one side a filling cap, and on the other hand - a working cap with a lip seal, a guide is installed in the cylinder, in which through channels are made and through which the inner part of the stem is passed, and differs in that the ratio of the thrust plate thickness to the length of the outer part of the stem is from 0, 17 to 0.21, as well as the fact that the thickness of the thrust plate is 37 ± 1 mm, and the length of the outer part of the stem is 196 ± 1 mm.