Фрикційний амортизатор

1. Фрикційний амортизатор для автозчіпного пристрою залізничних транспортних засобів, який містить порожнистий корпус, в якому розташовані: натискний клин, фрикційні клини, пересувні фрикційні пластини, встановлені між останніми та фрикційними клинами непересувні фрикційні пластини зі зносостійкими металокерамічними елементами, опорну плиту, що знаходиться в контакті з фрикційними клинами та підтиснена зворотно-опорним пристроєм, який відрізняється тим, що зворотноопорний пристрій виконаний у вигляді пружинноторсіонного комплекту, який складається з коаксі C2 2 (19) 1 3 84628 ступами, проміж якими закріплені зносостійкі металокерамічні елементи. Недоліком цього амортизатора є знижена ефективність (енергоємність), зумовлена нестабільністю силової характеристики амортизатора, що проявляється у формі стрибкоподібного характеру зміни сили при ударному стискуванні та пов'язаній з фрикційними автоколиваннями при ковзанні, цьому сприяють і великі кути нахилу поверхонь натискного клина а (див. Фіг.1), які необхідно задавати внаслідок використання малоенергоемного пружинного комплекту. Більш енергоємний пружинний комплект неможливо розташувати в обмежених геометричних розмірах амортизатора. Фрикційний амортизатор [3] за своєю конструкцією аналогічний фрикційному амортизатору [2] та відрізняється тим, що як опорно-зворотний пристрій, замість комплекту пр ужин, використаний пружний масив у вигляді декількох послідовно розташованих пр ужних блоків, які виготовляються з гуми, поліуре-тану або інши х полімерів. Застосування у фрикційному амортизаторі пружного масиву підвищує е фективність (енергоємність) його роботи за рахунок демпфірування еласто-міром фрикційних автоколивань та за рахунок підвищення у 2 - 3 рази розміру підпірного зусилля, порівняно з пружинним комплектом, що дозволяє зменшити кут розклинювання а і, відповідним чином, підвищити стабільність силової характеристики амортизатора. Недоліком фрикційного амортизатора [3] є суттєве змінювання властивостей полімерних елементів при від'ємних температурах (фрикційний амортизатор призначений для роботи у діапазоні температур від плюс 50°С до мінус 50°С), що призводить до зниження ефективності його роботи на 20-30%. Окрім того, практично всі гумові та полімерні матеріали мають уподобання до старіння, що також суттєво впливає на працездатність і надійність фрикційного амортизатора. Метою винаходу є підви щення ефективності роботи амортизатора за рахунок підвищення стабільності його силових характеристик в усьому діапазоні робочих температур (від плюс 50°С до мінус 50°С) шляхом зміни типу застосованого зворотно-опорного пристрою, порівняно з аналогом [2] та прототипом [3]. Зазначена мета досягається у фрикційному амортизаторі, що містить корпус, у якому розташовані: натискний клин; фрикційні клини, що знаходяться в контакті з опорною плитою, яка спирається на пружинно-торсіонний зворотно-опорний пристрій; пересувні фрикційні пластини та непересувні фрикційні пластини зі зносостійкими металокерамічними елементами. Новим у заявленому винаході є виконання зворотно-опорного пристрою у вигляді пружинноторсіонного комплекту, що забезпечує підвищення ефективності роботи амортизатора за рахунок підвищення підпірного зусилля у 2 - 3 рази та зменшування кута розклинювання а, порівняно з аналогом [2], та підвищення стабільності роботи амортизатора в усьому діапазоні робочих температур від плюс 50°С до мінус 50°С за рахунок виконання опорно-зворотного пристрою без застосування 4 полімерних матеріалів порівняно з прототипом [3]. На Фіг.1 зображений загальний вигляд фрикційного амортизатора у вихідному робочому становищі. На Фіг.2 зображений фрикційний амортизатор у стиснутому становищі при прикладанні зовнішнього ударного навантаження. Фрикційний амортизатор містить в собі порожній корпус 1, в якому розташовані: натискний клин 2; фрикційні клини 3; опорна плита 4; пересувні фрикційні пластини 5; непересувні фрикційні пластини 6 зі зносостійкими металокерамічними елементами 7; пружина зовнішня 8, яка контактує з опорною плитою 4 та корпусом 1; торсіонний вал 9, який спирається своєю п'ятою 10 на корпус 1 та має на одному кінці багатозахідну гвинтову різьбу з кутом підіймання Pi, що знаходиться в контакті з гвинтовою різьбою в опорній плиті 4, а на іншому кінці - багатозахідну гвинтову різьбу з кутом підіймання (32, що знаходиться в контакті з гвинтовою різьбою внутрішнього діаметра гайки 11, а на зовнішньому діаметрі гайки 11 наявний прямий шліц, що контактує зі шліцом стакана 12, жорстко закріпленим у корпусі 1. Усередині стакана 12 встановлена внутрішня пружина 13, яка контактує одним кінцем з торцевою кришкою 14 стакана, а іншим кінцем з торцем гайки 11. Торсіонний вал 9 з гайками 15, що закріплюють, одночасно виконують роль стягувального елемента для фрикційного амортизатора. Опорна плита 4 має можливість тільки повздовжнього поступального руху у корпусі 1, у прямому та зворотньому напрямках, що забезпечує застосування пазів у плиті, які контактують з виступами у корпусі (пази та виступи на Фіг.1, Фіг.2 не показані). Принципово важливим для стабільної роботи фрикційного амортизатора є вибір кута підіймання гвинтове різьба b 2. Кут підіймання гвинтової різьби b 2 має бути вибраний таким чином, щоб підіймальна складова радіальної сили незначно перевищувала суму сил тертя у гвинтовій різьбі і шліцевому з'єднанні, що забезпечує максимальний опір обертанню торсіонного вала 9 при підпиранні гайки 11 внутрішньою пружиною 13 невеликої жорсткості. Кут підіймання гвинтової різьби b 1 та розмір повздовжнього переміщання (руху) опорної плити 4 повинні погоджуватися з кутом підіймання гвинтової різьби b 2 і повздовжнім переміщенням (рухом) гайки 11. Фрикційний амортизатор працює наступним чином. Під впливом зовнішнього стискаючого навантаження відбувається повздовжнє поступальне переміщання усередину корпуса 1 наступних деталей: натискного клина 2, фрикційних клинів 3, опорної плити 4, пересувних фрикційних пластин 5. Поступальний рух опорної плити 4, через гвинтову різьбу з кутом b 1, перетворюється в обертальний рух торсіонного вала 9 з опором, створюваним силами тертя при підійманні гайки 11 гвинтовою різьбою з кутом підіймання P2; силами тертя у шліцевому з'єднанні гайки 11 та стакана 12; моментом тертя між п'ятою 10 та корпусом 1; жорсткістю внутрішньої пружини 13. 5 84628 Добором жорсткості внутрішньої пружини регулюється величина сили опору обертанню торсіонного вала 9. Величина радіальної сили, необхідної для подолання опору обертання торсіонного вала 9, відповідає величині радіальної сили (із зворотним знаком) у гвинтовій різьбі з кутом підіймання Pi у зоні контакту опорної плити 4 та торсіонного вала 9, створюючи осьовий опір переміщенню опорної плити. Осьовий опір переміщенню опорної плити, жорсткість зовнішньої пружини, сили тертя в пазах опорної плити 4 від моменту обертання вала і утворюють підпірне зусилля для фрикційних клинів 3, які в свою чергу утворюють тиск на основних поверхнях тертя (поверхнях контакту пересувних 5 та непересувних 6 фрикційних пластин і корпуса 1), дякуючи чому сприйнята амортизатором енергія удару витрачається на роботу сил тертя. Віддача (зворотний хід) фрикційного амортизатора здійснюється під дією стислої зовнішньої Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 пружини 8 та стислої внутрішньої пружини 13. Опір обертанню торсіонного вала 9 у зворотному напрямку незначний, тому що відбувається "збігання" гайки 11 гвинтовою різьбою з кутом підіймання р2 під дією сили внутрішньої пружини 13. Таким чином, запропоновані в заявленому винаході вирішення дозволяють реалізувати підпірне зусилля у 2 - 3 рази більше за максимальне підпірне зусилля аналога [2] та, відповідно, підвищити стабільність силової характеристики амортизатора за рахунок зменшення кута розклинювання а, а також підвищити надійність та працездатність амортизатора в різноманітних кліматичних умовах у порівнянні з прототипом [3]. Список літератури: 1. Никольский Л.Н., Кеглин Б.Г. Амортизаторы удара подвижного состава. M., Машиностроение, 1986, с. 51-58. 2. А.С. №906762, B61G9/04,1980. 3. RU 2128301 C1 1999.03.27. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601