UA126042C2

UA126042C2 - Absorption device

Info

Publication number: UA126042C2
Application number: UAA202006246A
Authority: UA
Inventors: Валерій Михайлович Бубнов; Віктор Миколайович Ізупов; Олексій Сергійович Кєтриш; Сергій Віталійович Буріков; Дмитро Миколайович Бєдаков
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2020-09-28
Publication date: 2022-08-03

Abstract

The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to friction absorption devices. The apparatus contains a steel body in the form of a rectangular cup, a steel pressure wedge placed in the body symmetrically to its inner walls, two friction wedges with a backing plate, two friction stationary wedges with metal-ceramic lining made of a material with a coefficient of friction of sliding on steel of at least 0.4, and movable plates, as well as a spring retaining device consisting of two coaxial (internal and external) cylindrical helical compression springs with a total stiffness of not more than 1000 kN/m, located together with the base plate and friction wedges between the bottom of the body and the pressure wedge and bolted along the longitudinal axis through the central holes therein. The inner and outer springs, whose nominal heights in the free state before installation in the device, are made with allowances to compensate for spring settling during preliminary compression of the device. The ratio of the number of working turns of the inner and outer springs is in the range from 1.7 to 1.92, the stiffness of the outer spring is from 650 to 750 kN/m, and the loads and deflections of the preliminary compression of the inner and outer springs in the apparatus are not less than 20% and 12%, respectively, of the test loads and deflections. The energy consumption of the spring-friction absorption device is guaranteed to be at least TI class.

Description

Винахід належить до галузі машинобудування, зокрема до фрикційних поглинальних апаратів, що служать для поглинання енергії удару, а також для зниження поздовжніх стискаючих зусиль, під час експлуатації від динамічного ударного навантаження, що докладається до апарата, яке створює удар і/або вібрація.The invention belongs to the field of mechanical engineering, in particular to friction absorbing devices that serve to absorb impact energy, as well as to reduce longitudinal compressive forces during operation from a dynamic shock load applied to the device, which creates shock and/or vibration.

З рівня техніки відомий поглинальний апарат автозчеплення залізничного транспортного засобу, що містить корпус з днищем, пружний елемент, змонтований усередині корпусу з попереднім підтисканням натискної плити, зафіксованої за допомогою центрального стяжного болта, корпус виконаний у формі циліндричної втулки, в якій змонтовані пустотілий плунжер і пружна втулка з еластомеру, (патент України Мо 85962 МПК Вб10 9/00).From the state of the art, the absorption apparatus of the automatic clutch of a railway vehicle is known, which contains a housing with a bottom, an elastic element mounted inside the housing with preliminary pressing of a pressure plate fixed by means of a central tension bolt, the housing is made in the form of a cylindrical sleeve, in which a hollow plunger and an elastic are mounted bushing made of elastomer, (patent of Ukraine Mo 85962 IPC Vb10 9/00).

Недоліком відомого технічного рішення є те, що потрібна додаткова механічна обробка внутрішньої поверхні корпусу апарата і зовнішньої поверхні еластомерних втулок для забезпечення потрібного значення посадки, що призводить до збільшення витрат і складності виробництва.The disadvantage of the known technical solution is that additional mechanical processing of the inner surface of the device body and the outer surface of the elastomeric bushings is required to ensure the desired landing value, which leads to an increase in production costs and complexity.

Як найближчий аналог пружинно-фрикційний поглинальний апарат, що містить сталевий корпус у вигляді прямокутного стакана, розміщені в корпусі симетрично його внутрішнім стінкам сталеві натискний клин, два фрикційних клини з опорною пластиною, по дві фрикційні нерухомі, з металокерамічними накладками з матеріалу з коефіцієнтом тертя ковзання по сталі не менше 0,4, і рухомі пластини, а також пружинний зворотно-підпірний пристрій з двох паралельних (зовнішньої і внутрішньої) циліндричних гвинтових пружин стиснення сумарною жорсткістю не більше 920 кН/м, розташованих спільно з опорною пластиною і фрикційними клинами між днищем корпусу і натискним клином і стягнуті уздовж поздовжньої осі болтом через наявні у них центральні отвори (патент Російської Федерації на винахід Мо 2727229 МПК вб10о 9/10, В610 9/18).As the closest analogue, the spring-friction absorbing device, which contains a steel body in the form of a rectangular cup, placed in the body symmetrically to its inner walls, is a steel pressure wedge, two friction wedges with a support plate, two fixed friction wedges each, with metal-ceramic pads made of a material with a coefficient of sliding friction on steel not less than 0.4, and movable plates, as well as a spring back-support device consisting of two parallel (external and internal) cylindrical helical compression springs with a total stiffness of not more than 920 kN/m, located together with the support plate and friction wedges between the bottom body and a pressure wedge and tightened along the longitudinal axis with a bolt through the central holes available in them (patent of the Russian Federation for the invention Mo 2727229 MPK vb10o 9/10, B610 9/18).

Недоліком даного технічного рішення є можливість осаду пружин після перших робочих стиснень в складі апарату. При цьому відбуваються пластичні деформації пружин, що в свою чергу змінює задану силову характеристику апарата.The disadvantage of this technical solution is the possibility of sedimentation of the springs after the first working compressions in the apparatus. At the same time, plastic deformations of the springs occur, which in turn changes the given force characteristic of the device.

В основу корисної моделі поставлена задача збереження показників енергоємності пружинно-фрикційного поглинального апарата, відповідність рівню, не нижче класу Т1 без пластичних деформацій пружин після робочих стиснень в складі апарата.The basis of the useful model is the task of preserving the energy intensity indicators of the spring-friction absorbing device, compliance with the level, not lower than class T1 without plastic deformation of the springs after working compressions in the device.

Зо Поставлена задача вирішується тим, що апарат поглинальний містить сталевий корпус у вигляді прямокутного стакана, розміщені у корпусі симетрично його внутрішнім стінкам сталеві натискний клин, два фрикційних клини з опорною пластиною, по дві фрикційні нерухомі, з металокерамічними накладками з матеріалу з коефіцієнтом тертя ковзання по сталі не менше 0,4, і рухомі пластини, а також пружинний зворотно-підпірний пристрій з двох співвісних (внутрішньої і зовнішньої) циліндричних гвинтових пружин стиснення сумарною жорсткістю не більше 1000 кН/м, розташованих спільно з опорною пластиною і фрикційними клинами між днищем корпусу і натискним клином і стягнутих уздовж поздовжньої осі болтом через наявні у них центральні отвори. Внутрішня і зовнішня пружини, номінальні значення висот яких у вільному стані перед установкою в апарат, виготовлені з припусками, що забезпечують компенсацію осаду пружин при попередньому стисканні апарата, при цьому співвідношення кількості робочих витків внутрішньої і зовнішньої пружини знаходиться в діапазоні від 1,7 до 1,92, жорсткість зовнішньої пружини становить від 650 до 750 кН/м, а навантаження і прогини попереднього підтискання внутрішньої і зовнішньої пружин в апараті - не менше 20 і 12 905 відповідно від пробних навантажень і прогинів.З The problem is solved by the fact that the absorption device contains a steel body in the form of a rectangular glass, placed in the body symmetrically to its inner walls are steel pressure wedges, two friction wedges with a support plate, two fixed friction wedges each, with metal-ceramic linings made of material with a sliding friction coefficient steel of not less than 0.4, and movable plates, as well as a spring back-support device consisting of two coaxial (internal and external) cylindrical helical compression springs with a total stiffness of not more than 1000 kN/m, located together with a support plate and friction wedges between the bottom of the case and a pressure wedge and a bolt pulled along the longitudinal axis through their central holes. The internal and external springs, the nominal values of the heights of which are in the free state before installation in the device, are made with allowances that provide compensation for the spring sediment during the preliminary compression of the device, while the ratio of the number of working turns of the internal and external spring is in the range from 1.7 to 1 ,92, the stiffness of the external spring is from 650 to 750 kN/m, and the load and deflections of the preliminary compression of the internal and external springs in the device are at least 20 and 12,905, respectively, from test loads and deflections.

Зазначений технічний результат досягається тим, що в апараті поглинальному, на відміну від прототипу, початкові номінальні значення висот обох пружин у вільному стані виготовлені з припусками перед установкою в апарат, що забезпечують компенсацію осаду пружин попередньому стисканні апарата, при цьому апарат виконаний з співвідношенням кількості робочих витків внутрішньої і зовнішньої пружини, що знаходиться в діапазоні від 1,7 до 1,92, жорсткість зовнішньої пружини становить від 650 до 750 кН/м, а навантаження і прогини попереднього підтискання внутрішньої і зовнішньої пружин в апараті - не менше 20 і 12 905 відповідно від пробних навантажень і прогинів.The specified technical result is achieved by the fact that in the absorption apparatus, unlike the prototype, the initial nominal values of the heights of both springs in the free state are made with allowances before installation in the apparatus, which provide compensation for the settling of the springs prior to the compression of the apparatus, while the apparatus is made with the ratio of the number of working of turns of the inner and outer spring, which is in the range from 1.7 to 1.92, the stiffness of the outer spring is from 650 to 750 kN/m, and the load and deflections of the preliminary compression of the inner and outer springs in the device are at least 20 and 12,905 respectively from test loads and deflections.

Застосування в апараті пружин з припусками, що забезпечують компенсацію осаду пружин при початковому стисненні апарату виключає появу пластичних деформацій пружин при перших робочих стисненнях.The use of springs in the device with allowances that provide compensation for the settling of the springs during the initial compression of the device excludes the appearance of plastic deformations of the springs during the first working compressions.

Порівняння пропонованого технічного рішення з прототипом дозволило встановити наявність відмінних від аналогу ознак, отже дане технічне рішення відповідає критерію "новизна".Comparison of the proposed technical solution with the prototype made it possible to establish the presence of features different from the analogue, therefore this technical solution meets the "novelty" criterion.

Суть винаходу пояснює креслення. бо На фіг. зображений апарат поглинальний у поздовжньому розрізі.The drawing explains the essence of the invention. because in fig. the absorption device is shown in a longitudinal section.

Апарат поглинальний, який містить сталевий корпус 1 у вигляді прямокутного стакана, розміщені в корпусі симетрично його внутрішнім стінкам сталеві натискний клин 2, два фрикційних клини З з опорною пластиною 4, по дві фрикційні нерухомі 5, з металокерамічними накладками б з матеріалу з коефіцієнтом тертя ковзання по сталі не менше 0,4, і рухомі пластини 7, а також пружинний зворотно-підпірний пристрій з двох співвісних (внутрішньої 8 і зовнішньої 9) циліндричних гвинтових пружин стиснення сумарною жорсткістю не більше 1000Absorption device, which contains a steel body 1 in the form of a rectangular glass, placed in the body symmetrically to its inner walls are steel pressure wedge 2, two friction wedges C with a support plate 4, two fixed friction wedges 5 each, with metal-ceramic linings b made of a material with a coefficient of sliding friction on steel not less than 0.4, and movable plates 7, as well as a spring back-support device consisting of two coaxial (internal 8 and external 9) cylindrical helical compression springs with a total stiffness of not more than 1000

КН/м, розташованих спільно з опорною пластиною 4 і фрикційними клинами З між днищем корпусу 1 і натискним клином 2 і стягнутих уздовж поздовжньої осі болтом 10 через наявні у них центральні отвори, внутрішня 8 і зовнішня 9 пружини, номінальні значення висот яких у вільному стані перед установкою в апарат, виготовлені з припусками для забезпечення компенсації осаду пружин при попередньому стисканні апарата, при цьому співвідношення кількості робочих витків внутрішньої 8 і зовнішньої 9 пружини знаходиться в діапазоні від 1,7 до 1,92, жорсткість зовнішньої 9 пружини становить від 650 до 750 кН/м, а навантаження і прогини попереднього підтискання внутрішньої 8 і зовнішньої 9 пружин в апараті - не менше 20 і 12 95 відповідно від пробних навантажень і прогинів.KN/m, located together with the support plate 4 and friction wedges Z between the bottom of the housing 1 and the pressure wedge 2 and tightened along the longitudinal axis by a bolt 10 through the central holes available in them, the inner 8 and outer 9 springs, the nominal values of the heights of which are in the free state before installation in the device, made with allowances to ensure compensation of spring sediment during preliminary compression of the device, while the ratio of the number of working turns of the inner 8 and outer 9 springs is in the range from 1.7 to 1.92, the stiffness of the outer 9 spring is from 650 to 750 kN/m, and the load and deflections of the preliminary compression of the inner 8 and outer 9 springs in the apparatus - at least 20 and 12 95, respectively, from test loads and deflections.

Уздовж поздовжньої осі болта 10, з боку внутрішньої поверхні внутрішньої пружини 8, розташована втулка 11, яка не допускає вигинання внутрішньої пружини 8 в радіальному напрямку і не перешкоджає повному робочому стисненню всіх пружин.Along the longitudinal axis of the bolt 10, on the side of the inner surface of the inner spring 8, there is a sleeve 11, which prevents the bending of the inner spring 8 in the radial direction and does not prevent the full working compression of all springs.

У таблиці наведені значення залежності відношення робочих витків внутрішньої пружини від зовнішньої пружини, а також жорсткість пружин.The table shows the values of the ratio of the working turns of the inner spring to the outer spring, as well as the stiffness of the springs.

Таблиця пружина СумарнаTable spring Sumarna

Кількість Відношення, жорсткістьQuantity Ratio, stiffness

Кількість робочих| Жорсткість робочих | Жорсткість "пП/"пв" пружин "7", витків, "Пз" "Сз", КН/м витків, "Св", кНн/м КН/мМ "пв" 17 52 | 663 | 9 | 263 | їз | 925 2 | 5 | 6/6 | 9 | 263 | 776 | 939 3 | щющ6Б | 6897 | 9 | 263 | 780 | 953 4 ющющ49 | 73 | 9 | 263 | 784 | 967 5 Юющ л48 | 78 | 9 | 263 | 788 | 98 6 щ47 | 733. | 9 | 263 | 71 | 997 7 | 468 | 736. | 9 | 263 | 792 | 000Number of workers Rigidity of workers Stiffness "pP/"pv" of springs "7", turns, "Pz" "Sz", KN/m turns, "Sv", kNn/m KN/mM "pv" 17 52 | 663 | 9 | 263 | iz | 263 | 788 | 98 6 sh47 | 733. | 9 | 263 | 71 | 997 7 | 468 | 736. | 9 | 263 | 792 | 000

Проведені попередні випробування дослідних зразків апарата поглинального запропонованої конструкції підтверджують стабільність роботи апарата, а також відсутність пластичних деформацій пружин після робочих стиснень в складі апарата і відповідність отриманих значень показників енергоємності вимогам, що пред'являються до апаратів класу Т1.The conducted preliminary tests of prototypes of the absorption device of the proposed design confirm the stability of the device, as well as the absence of plastic deformations of the springs after working compressions in the device and the compliance of the obtained values of the energy intensity indicators with the requirements for T1 class devices.

Використання таких поглинальних апаратів в автозчепних пристроях вантажних вагонів дозволить зменшити ударні впливи на вагони і підвищити їх експлуатаційну надійність.The use of such absorption devices in autocoupling devices of freight wagons will allow to reduce shock effects on wagons and increase their operational reliability.

Коо)Coo)

Claims

FORMULA OF THE INVENTION Absorption device containing a steel body in the form of a rectangular cup, placed in the body symmetrically to its inner walls, a steel pressure wedge, two friction wedges with a support plate, two frictional fixed wedges each, with metal-ceramic linings made of material with a friction coefficient of sliding on steel at least 0.4, and moving plates, as well as a spring back-support device consisting of two coaxial, internal and external, cylindrical helical compression springs with a total stiffness of no more than 1000 kN/m, located together with a support plate and friction wedges between the bottom of the housing and a pressure wedge and tightened along the longitudinal axis with a bolt through the central holes available in them, which differs in that the inner and outer springs, the nominal values of the heights of which are in the free state before installation in the apparatus, are made with allowances to ensure compensation of the spring sediment during preliminary compression of the apparatus, while the ratio of the number of working turns of the internal of the internal and external springs is in the range from 1.7 to 1.92, the stiffness of the external spring is from 650 to 750 kN/m, and the load and deflections of the preliminary compression of the internal and external springs in the device are at least 20 and 12 95, respectively, from the test loads and deflections. hum mu grez i vu? on the 7th; show ХЧХ х х M х у й М Х у й й YOU Z K h y y Her Z ; x in M NOT ;

M. i i i pnnnnnnnnnnnn by is and I | ше вх х 3 Н х г я М и но; 7th E X Y | it's ShK their 4th ХАт shk x x u aa - / / only She i and MY sh-y F their sc rafts U E i: - Y; And PI in the east; de I t 5 o AD in Velknr stro pl o A shi do y Gde o 5-33 5 KZ» shi A aa a liu i 5 ut KO vv tenet tk oyi penya ! y х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х х Х whale; r and z ha KA A ve