RU87764U1

RU87764U1 - UNIT Absorbing Impact Energy

Info

Publication number: RU87764U1
Application number: RU2009106805/22U
Authority: RU
Inventors: Руслан Николаевич Головач
Original assignee: Руслан Николаевич Головач
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2009-10-20

Abstract

1. Аппарат, поглощающий энергию удара, включающий в себя многогранный корпус, внутри которого расположен нажимной клин, опирающийся на фрикционные клинья, в которых установлены антифрикционные вкладыши, образующие твердую смазку стенок корпуса, отличающийся тем, что стенки корпуса аппарата выполнены разной толщины и со стороны боковых стенок большей толщины площадь твердой смазки меньше чем со стороны боковых стенок меньшей толщины. ! 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что в как минимум одном фрикционном клине со стороны боковых стенок большей толщины установлено меньше антифрикционных вкладышей, чем со стороны боковых стенок меньшей толщины. ! 3. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что в нем применено как минимум два фрикционных клина, в каждом из которых установлен удлиненный антифрикционный вкладыш, расположенный напротив боковых стенок разной толщины, причем в каждом из этих фрикционных клиньев дополнительно установлен также укороченный антифрикционный вкладыш, расположенный напротив боковой стенки меньшей толщины. ! 4. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что укороченный антифрикционный вкладыш расположен под удлиненным антифрикционным вкладышем. ! 5. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что укороченный антифрикционный вкладыш расположен над удлиненным антифрикционным вкладышем. ! 6. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что в как минимум одном фрикционном клине установлен как минимум один антифрикционный вкладыш, у которого площадь соприкосновения с боковой стенкой меньшей толщины больше, чем площадь соприкосновения с боковой стенкой большей толщины. ! 7. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что антифрикционные вкладыши1. The apparatus that absorbs impact energy, which includes a multifaceted body, inside of which there is a pressure wedge resting on friction wedges, in which anti-friction liners are installed that form a solid lubricant of the walls of the body, characterized in that the walls of the body of the device are made of different thicknesses and from the side side walls of greater thickness the area of solid lubricant is less than from the side of the side walls of a smaller thickness. ! 2. The apparatus according to claim 1, characterized in that in at least one friction wedge from the side of the side walls of a larger thickness, less antifriction liners are installed than from the side of the side walls of a smaller thickness. ! 3. The apparatus according to claim 2, characterized in that at least two friction wedges are used in it, each of which has an elongated anti-friction liner located opposite the side walls of different thicknesses, and in each of these friction wedges there is also a shortened antifriction liner located opposite the side wall of a smaller thickness. ! 4. The apparatus according to claim 3, characterized in that the shortened anti-friction liner is located under the elongated anti-friction liner. ! 5. The apparatus according to claim 3, characterized in that the shortened anti-friction liner is located above the elongated anti-friction liner. ! 6. The apparatus according to claim 3, characterized in that at least one friction wedge has at least one anti-friction liner in which the area of contact with the side wall of a smaller thickness is greater than the area of contact with the side wall of a larger thickness. ! 7. The device according to claim 1, characterized in that the antifriction liners

Description

Полезная модель относится преимущественно к устройствам поглощения энергии удара, устанавливаемым на вагоны и локомотивы с целью снижения продольных усилий, действующих в поезде при соударении вагонов.The utility model relates mainly to shock energy absorption devices mounted on wagons and locomotives in order to reduce the longitudinal forces acting on a train during a collision of wagons.

Известен аппарат, поглощающий энергию удара [1], состоящий из корпуса, в котором установлен нажимной клин и фрикционные клинья, расположенные в контакте с ограничителем и опорной плитой, опирающейся на упругий полимерный массив, состоящий из нескольких последовательно расположенных самоустанавливающихся упругих блоков. Попарно упругие блоки разделены между собой центрирующими чашеобразными металлическими пластинами, скользящими по выполненным в корпусе продольным центрирующим ребрам.A known device that absorbs impact energy [1], consisting of a housing in which a pressure wedge and friction wedges are installed, which are in contact with the limiter and a base plate resting on an elastic polymer array consisting of several self-aligning elastic blocks in series. In pairs, the elastic blocks are separated by centering bowl-shaped metal plates sliding along the longitudinal centering ribs made in the housing.

Недостатком аналога [1], является его сложность ввиду особенностей конструкции и наличия центрирующего соединения некоторых элементов, а также ограниченный (110 мм) рабочий ход аппарата, поглощающего энергию удара.The disadvantage of the analogue [1] is its complexity due to the design features and the presence of a centering connection of some elements, as well as the limited (110 mm) working stroke of the apparatus that absorbs impact energy.

Известен более простой, эффективный и с увеличенным рабочим ходом аппарат, поглощающий энергию удара [2], принятый за прототип:Known simpler, efficient and with an increased working stroke apparatus that absorbs impact energy [2], adopted as a prototype:

Он состоит из охватываемого тяговым хомутом корпуса, в котором установлен нажимной клин и фрикционные клинья, расположенные в контакте с опорной плитой. Опорная плита опирается на упругий полимерный массив, состоящий из нескольких последовательно расположенных упругих блоков. Упругие блоки разделены между собой пластинами, пропущенными вместе с этими блоками сквозь стержень.It consists of a housing covered by a traction clamp, in which a pressure wedge and friction wedges are installed, which are in contact with the base plate. The base plate rests on an elastic polymer array consisting of several consecutively located elastic blocks. The elastic blocks are separated by plates passed together with these blocks through the rod.

Такой аппарат-прототип, в отличие от аналога [1], имеет больший рабочий ход. В нем также отсутствуют промежуточные чашеобразные металлические пластины. Это упрощает конструкцию прототипа [2] с возможностью уменьшения габаритов аппарата, который, к тому же имеет большее чем у аналога [1] количество упругих блоков.Such a prototype apparatus, in contrast to the analogue [1], has a larger working stroke. It also lacks intermediate cup-shaped metal plates. This simplifies the design of the prototype [2] with the possibility of reducing the dimensions of the apparatus, which, moreover, has a larger number of elastic blocks than the analogue [1].

Для получения более стабильных характеристик, исключения явления «схватывания» стальных фрикционных поверхностей под воздействием сил трения между фрикционными клиньями и корпусом аппарата прототипа [2], применяют антифрикционные вкладыши, которые выполняются из металла более мягкого, чем металл корпуса, например из бронзы. Такие вкладыши вставлены в канавки корпуса или в канавки фрикционных клиньев. Они выполняют функцию элементов «твердой смазки» стальной поверхности корпуса.To obtain more stable characteristics, to eliminate the phenomenon of “seizure” of steel friction surfaces under the influence of friction between the friction wedges and the body of the prototype apparatus [2], anti-friction liners are used, which are made of metal softer than the metal of the body, for example, bronze. Such inserts are inserted into the grooves of the housing or into the grooves of the friction wedges. They perform the function of the “solid lubricant” elements of the steel surface of the housing.

Однако, в виду того, что корпус в своем поперечном сечении имеет внутреннюю полость и толщину своих стенок ограниченную размерами тягового хомута, после определенного времени эксплуатации аппарата в местах контакта фрикционных клиньев со стенками корпуса будет наблюдаться выработка поверхностей этих стенок. И после достижения такой максимальной выработки, наблюдается критическое уменьшение их толщины, что может привести к выходу из строя аппарата.However, in view of the fact that the casing in its cross section has an internal cavity and the thickness of its walls is limited by the size of the traction clamp, after a certain time of operation of the apparatus in the places of contact of the friction wedges with the casing walls, the development of the surfaces of these walls will be observed. And after reaching such a maximum output, a critical decrease in their thickness is observed, which can lead to failure of the device.

Поэтому задачей полезной модели является повышение ресурса аппарата, поглощающего энергию удара, за счет обеспечения направленного износа боковых стенок его корпуса.Therefore, the objective of the utility model is to increase the service life of the apparatus that absorbs impact energy by providing directed wear on the side walls of its body.

Поставленная задача решается тем, что аппарат, поглощающий энергию удара, включает в себя многогранный корпус, внутри которого расположен нажимной клин, опирающийся на фрикционные клинья, в которых установлены антифрикционные вкладыши, образующие твердую смазку стенок корпуса. Такой аппарат имеет отличительные признаки: стенки корпуса аппарата выполнены неравномерной толщины и со стороны боковых стенок большей толщины площадь твердой смазки меньше чем со стороны боковых стенок меньшей толщины.The problem is solved in that the apparatus that absorbs impact energy includes a multifaceted body, inside of which there is a pressure wedge resting on friction wedges in which antifriction liners are installed that form a solid lubricant of the walls of the case. Such an apparatus has distinctive features: the walls of the apparatus casing are made of uneven thickness and from the side of the side walls of greater thickness, the area of solid lubricant is less than from the side walls of lesser thickness.

Такая разница в площадях твердой смазки достигается нижеследующими вариантами выполнения аппарата, поглощающего энергию удара:Such a difference in the areas of solid lubrication is achieved by the following embodiments of an apparatus that absorbs impact energy:

- в, как минимум одном, фрикционном клине со стороны боковых стенок большей толщины установлено меньше антифрикционных вкладышей, чем со стороны боковых стенок меньшей толщины;- in at least one friction wedge, less anti-friction liners are installed on the side of the larger side walls than on the side of the smaller side walls;

- при этом возможно применение как минимум двух фрикционных клиньев, в каждом из которых установлен удлиненный антифрикционный вкладыш, расположенный напротив боковых стенок разной толщины, причем в каждом из этих фрикционных клиньев установлен также укороченный антифрикционный вкладыш, расположенный напротив боковой стенки меньшей толщины.- at the same time, it is possible to use at least two friction wedges, each of which has an elongated antifriction liner located opposite the side walls of different thicknesses, and in each of these friction wedges there is also a shortened antifriction liner located opposite the side wall of smaller thickness.

- кроме того, обоюдное расположение упомянутых антифрикционных вкладышей разной длины друг над другом может быть разным;- in addition, the mutual arrangement of the said anti-friction liners of different lengths above each other may be different;

- в, как минимум, одном фрикционном клине установлен, как минимум, один антифрикционный вкладыш, у которого площадь соприкосновения с боковой стенкой меньшей толщины больше, чем площадь соприкосновения с боковой стенкой большей толщины.- in at least one friction wedge, at least one anti-friction liner is installed, in which the area of contact with the side wall of a smaller thickness is greater than the area of contact with the side wall of a larger thickness.

- антифрикционны вкладыши могут быть установлены в корпусе аппарата.- anti-friction liners can be installed in the device.

Сущность изобретения поясняется иллюстрациями.The invention is illustrated by illustrations.

На фиг.1 показан общий вид аппарата в разрезе. На фиг.2 - вид сверху. На фиг.3 - вид на корпус аппарата сверху. На фиг.4 - общий вид фрикционного клина с удлиненным антифрикционным вкладышем. На фиг.5 - то же, но с удлиненным и укороченным антифрикционными вкладышами. На фиг.6 - разрез А-А по фиг.2. На фиг.7 - разрез Б-Б по фиг.2Figure 1 shows a General view of the apparatus in section. Figure 2 is a top view. Figure 3 is a view of the apparatus from above. Figure 4 is a General view of the friction wedge with an elongated anti-friction liner. Figure 5 is the same, but with an elongated and shortened anti-friction liners. In Fig.6 is a section aa in Fig.2. Fig.7 is a section bB in Fig.2

Аппарат, поглощающий энергию удара, состоит из корпуса 1 с боковыми стенками неравномерной толщины. Имеются более утолщенные боковые стенки 2 и менее утолщенные боковые стенки 3, ограниченные размерами тягового хомута (не показан).The apparatus that absorbs impact energy consists of a housing 1 with side walls of uneven thickness. There are more thickened side walls 2 and less thickened side walls 3, limited by the size of the traction clamp (not shown).

В корпусе 1 размещены вместе с нажимным клином 4 фрикционные клинья 5. Клинья 5 находятся в контакте с демпферными отбойниками (не показаны).Friction wedges 5 are placed in the housing 1 together with the pressure wedge 4. The wedges 5 are in contact with the damper chippers (not shown).

В варианте выполнения аппарата в канавке 6 (фиг.4, 5, 6, 7), каждого фрикционного клина 5, вставлен удлиненный антифрикционный вкладыш 7, который расположен (фиг.1, 2, 6, 7) со стороны как более, так и менее утолщенных боковых стенок 2, 3 корпуса. Антифрикционный вкладыш 7 предназначен для устранения явления «схватывания» стальных фрикционных поверхностей под воздействием сил трения между фрикционными клиньями 5 и корпусом 1 аппарата. В канавке 8 (фиг.5) фрикционных клиньев 5 вставлен также укороченный антифрикционный вкладыш 9, расположенный (фиг.1, 2, 7) со стороны менее утолщенных стенок 3 корпуса 1. Антифрикционный вкладыш 9 предназначен для обеспечения направленного износа корпуса за счет большей смазки менее утолщенных стенок корпуса. Антифрикционные вкладыши 7 и 9 выполнены из более мягкого материала, чем корпус 1 и фрикционные клинья 5. Например, корпус 1 и фрикционные клинья могут быть выполнены из разных марок сталей, а их антифрикционные вкладыши 7 и 9 - из бронзы для обеспечения «твердой смазки».In an embodiment of the apparatus in the groove 6 (FIGS. 4, 5, 6, 7), of each friction wedge 5, an elongated anti-friction liner 7 is inserted, which is located (FIGS. 1, 2, 6, 7) on the side both larger and less thickened side walls 2, 3 of the body. The anti-friction liner 7 is designed to eliminate the phenomenon of "setting" of steel friction surfaces under the influence of friction between the friction wedges 5 and the housing 1 of the apparatus. In the groove 8 (Fig. 5) of the friction wedges 5, a shortened anti-friction liner 9 is also inserted, located (Figs. 1, 2, 7) from the side of the less thickened walls 3 of the housing 1. The anti-friction liner 9 is designed to provide directional wear of the housing due to greater lubrication less thickened walls of the body. The antifriction liners 7 and 9 are made of a softer material than the housing 1 and friction wedges 5. For example, the housing 1 and the friction wedges can be made of different grades of steel, and their antifriction liners 7 and 9 are made of bronze to provide “solid lubrication” .

Обоюдное расположение укороченного и удлиненного антифрикционного вкладышей 7 и 9 друг над другом может быть разным. В показанном варианте (фиг.4) укороченный антифрикционный вкладыш 9 расположен выше удлиненного антифрикционного вкладыша 7. Возможен вариант их взаимного расположения наоборот.The mutual arrangement of the shortened and elongated anti-friction liners 7 and 9 on top of each other may be different. In the shown embodiment (Fig. 4), a shortened anti-friction liner 9 is located above the elongated anti-friction liner 7. A possible variant of their mutual arrangement on the contrary.

Вариантом размещения (не показан) антифрикционных вкладышей 7, 9 может быть их такое же расположение в корпусе 1.A placement option (not shown) of the anti-friction liners 7, 9 may be their same location in the housing 1.

Также возможны варианты (не показаны), когда как минимум, один антифрикционный вкладыш 7, может быть установлен или в, как минимум одном, фрикционном клине 5, или в корпусе 1. Тогда у такого антифрикционного вкладыша 7 площадь соприкосновения с боковой стенкой 3 меньшей толщины будет больше, чем площадь соприкосновения с боковой стенкой 2 большей толщины.It is also possible options (not shown) when at least one antifriction liner 7 can be installed either in at least one friction wedge 5 or in the housing 1. Then, such an antifriction liner 7 has a contact area with a side wall 3 of smaller thickness will be larger than the area of contact with the side wall 2 of greater thickness.

На верхнем торце корпуса 1 выполнены буртики 10 (фиг.3) для ограничения хода нажимного клина 4, который своими зацепами 11 (фиг.6) поджат к верхнему торцу корпуса 1 за счет пакета упругих блоков 12 (фиг.6, 7).On the upper end of the housing 1 there are made collars 10 (Fig. 3) to limit the stroke of the pressure wedge 4, which is hooked by its hooks 11 (Fig. 6) to the upper end of the housing 1 due to the package of elastic blocks 12 (Figs. 6, 7).

Каждый из упругих блоков 12, выполнен в виде втулки, воспринимающей ударные нагрузки. Втулка может быть выполнена как из эластомеров (например резин), так и из полимеров (например термоэластопластов), характеризующихся необходимым сочетанием показателей податливости (относительная деформация может достигать 0,5) и диссипативных свойств при высокой технологичности и возможности утилизации эластичных элементов, исчерпавших свой ресурс. Внешняя поверхность втулки упругих блоков 12 может быть выполнена сферической (как показана) или иной формы.Each of the elastic blocks 12 is made in the form of a sleeve, perceiving shock loads. The sleeve can be made of both elastomers (for example rubbers) and polymers (for example thermoplastic elastomers), characterized by the necessary combination of ductility (relative deformation can reach 0.5) and dissipative properties with high technology and the possibility of utilization of elastic elements that have exhausted their life . The outer surface of the sleeve of the elastic blocks 12 can be made spherical (as shown) or other shape.

Разнообразие применяемых материалов и форм упругих блоков 12 предопределяет универсальность их применения, в том числе в изделиях, гасящих колебания, поглощающих энергию и в различных демпферах.The variety of materials and shapes of elastic blocks 12 determines the versatility of their application, including in products that dampen vibrations, absorb energy and in various dampers.

Работает аппарат следующим образом.The device operates as follows.

Под действием ударной нагрузки нажимной клин 4 смещается, сжимая, перемещая и прижимая фрикционные клинья 5 к боковым стенкам 2, 3 корпуса 1 аппарата. Сила трения между фрикционными клиньями 5 и боковыми стенками 2, 3 корпуса 1 возрастает до наибольшей величины при полном сжатии внутри корпуса 1 упругих блоков 12 (при одинаковых значениях заданных скорости и силы). При этом работа, затрачиваемая на приведение в действие аппарата, поглощающего энергию удара, расходуется главным образом на преодоление сил трения и поглощается, превращаясь в тепловую энергию.Under the action of the shock load, the pressure wedge 4 is shifted, compressing, moving and pressing the friction wedges 5 to the side walls 2, 3 of the housing 1 of the apparatus. The friction force between the friction wedges 5 and the side walls 2, 3 of the housing 1 increases to its greatest value when the elastic blocks 12 are completely compressed inside the housing 1 (at the same values of the given speed and force). In this case, the work spent on putting into operation an apparatus that absorbs impact energy is spent mainly on overcoming friction forces and is absorbed, turning into thermal energy.

При этом антифрикционные вкладыши 7 и 9 выполняют функцию твердой смазки между трущимися поверхностями боковых стенок 2, 3 корпуса 1 и фрикционных клиньев 5, снижая нагрев этих поверхностей и предотвращая заклинивание фрикционных клиньев 5 в корпусе 1, вследствие явления «схватывания».In this case, the anti-friction liners 7 and 9 perform the function of a solid lubricant between the friction surfaces of the side walls 2, 3 of the housing 1 and the friction wedges 5, reducing the heating of these surfaces and preventing jamming of the friction wedges 5 in the housing 1, due to the phenomenon of “setting”.

После снятия нагрузки, силы, затраченные ранее на сжатие упругих блоков 12 аппарата, обеспечивают возвращение всех подвижных элементов аппарата в исходное положение.After removing the load, the forces expended earlier on the compression of the elastic blocks 12 of the apparatus, ensure the return of all the moving elements of the apparatus to its original position.

Применение стенок корпуса поглощающего аппарата разной толщины и разного количества фрикционных вкладышей, с разной длиной в таком исполнении аппарата, позволит перераспределить износ, т.е. боковым стенкам 3 корпуса изнашиваться меньше чем более толстым боковым стенкам 2. Это в итоге позволит увеличить ресурс поглощающего аппарата за счет направленного износа боковых поверхностей, и, как следствие, предотвратить появление преждевременных трещин и деформаций корпуса за счет выработки поверхностей этих стенок в процессе длительной эксплуатации аппарата.The use of the walls of the body of the absorbing apparatus of different thicknesses and different numbers of friction liners, with different lengths in this design of the apparatus, will allow redistributing wear, i.e. the side walls 3 of the housing wear less than the thicker side walls 2. This ultimately will increase the resource of the absorbing apparatus due to directional wear of the side surfaces, and, as a result, prevent the appearance of premature cracks and deformations of the body due to the development of the surfaces of these walls during long-term operation apparatus.

Источники информации:Information sources:

1. Патент RU №2128301 «Фрикционный амортизатор», МПК F16F 7/08, B61G 9/02, приоритет 1998.06.02, публикация 1999.03.271. Patent RU №2128301 "Friction shock absorber", IPC F16F 7/08, B61G 9/02, priority 1998.06.02, publication 1999.03.27

2. Патент US 2002108920 А1 «Поглощающий аппарат железнодорожного вагона, имеющий большой рабочий ход», МПК B61G 9/18, приоритет 2001.05.15, публикация 2003.06.10 /прототип/.2. Patent US 2002108920 A1 "Absorbing apparatus of a railway car having a large working stroke", IPC B61G 9/18, priority 2001.05.15, publication 2003.06.10 / prototype /.

Claims

1. The apparatus that absorbs impact energy, which includes a multifaceted body, inside of which there is a pressure wedge resting on friction wedges, in which anti-friction liners are installed that form a solid lubricant of the walls of the body, characterized in that the walls of the body of the device are made of different thicknesses and from the side side walls of greater thickness the area of solid lubricant is less than from the side of the side walls of a smaller thickness.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that in at least one friction wedge from the side of the side walls of a larger thickness, less antifriction liners are installed than from the side of the side walls of a smaller thickness.

3. The apparatus according to claim 2, characterized in that at least two friction wedges are used in it, each of which has an elongated anti-friction liner located opposite the side walls of different thicknesses, and in each of these friction wedges there is also a shortened antifriction liner located opposite the side wall of a smaller thickness.

4. The apparatus according to claim 3, characterized in that the shortened anti-friction liner is located under the elongated anti-friction liner.

5. The apparatus according to claim 3, characterized in that the shortened anti-friction liner is located above the elongated anti-friction liner.

6. The apparatus according to claim 3, characterized in that at least one friction wedge has at least one anti-friction liner in which the area of contact with the side wall of a smaller thickness is greater than the area of contact with the side wall of a larger thickness.

7. The device according to claim 1, characterized in that the antifriction liners are located in the body of the device.