Спосіб і пристрій для поглинання енергії удару, зокрема в автоматичних зчепленнях рейкових транспортних засобів

Спосіб поглинання енергії співударів, зокрема в залізничних автозчепах, з допомогою апарата з еластомерним амортизатором, що має розміщені в спільному робочому циліндрі штоки різних діаметрів котрий полягає в поглинанні енергії співударів шляхом подолання опору потоку в рідкому, ущільненому і попередньо стисненому еластомері, який відрізняється тим, що при тривалодіючій на апарат силі поглинання енергії співударів відбувається наступними кроками а) при зростанні сили вище нульового значення до вирівнювання початкового внутрішнього напруження пристрою останній зберігає початкову довжину, б) при наступному зростанні сили відбувається скорочення довжини пристрою до першої раніше визначеної довжини ходу, при якому скорочення довжини проводиться шляхом введення в робочий циліндр еластомерного амортизатора поршневого штока меншого діаметра, в) при подальшому за цим зростанні сили до вирівнювання додаткового внутрішнього напруження пристрою ніякого скорочення довжини при УДАРУ, ЗОКРЕМА В АВТОМАТИЧНИХ строю не відбувається, г) після вирівнювання додаткового внутрішнього напруження пристрою і при наступному зростанні сили до максимального значення відбувається подальше скорочення довжини пристрою до повної раніше визначеної довжини ходу пристрою, при якому скорочення довжини проводиться шляхом введення в робочий циліндр поршневого штока більшого діаметра, д) при падінні сили нижче максимального значення відбувається перше стрибкоподібне падіння опору пристрою без зміни його довжини, є) при наступному падінні сили відбувається зростання довжини пристрою до першої довжини ходу, при якому зростання довжини проводиться виведенням з робочого циліндра поршневого штока великого діаметра, є) при подальшому падінні сили відбувається друге стрибкоподібне падіння опору пристрою без ЗМІНИ ЙОГО ДОВЖИНИ, ж) при наступному падінні сили відбувається подальше зростання довжини пристрою до досягнення його початкової довжини, при якому зростання довжини проводиться виведенням з робочого циліндра поршневого штока меншого діаметра, з) при подальшому зменшенні сили до нульового значення і при утриманні його початкової довжини відбувається падіння опору пристрою 2 Апарат для поглинання енергії удару, зокрема в залізничних автозчепах, що містить корпус в формі втулки, закритої з одного боку днищем, і упорну плиту, змонтовану з можливістю переміщення відносно корпуса, а також еластомерний амортизатор, змонтований між упорною плитою і днищем корпуса, який відрізняється тим, що еластомерний амортизатор має два штоки різного діаметра, змонтовані в спільному робочому циліндрі, причому шток меншого діаметра прилягає своїм кінцем до днища корпуса, а днище еластомерного амортизатора спирається на упорну плиту О 49919 Винахід стосується способу поглинання енергії співударів, зокрема в залізничних автозчепах В відомомих апаратах з еластомерним амортизатором відбувається поглинання енергії удару в середині еластомерного амортизатора, який наповнюється рідким заздалегідь стисненим еластомером, піл час заглиблення штоку амортизатора, рух якого спричиняється зовнішньою силою Заглиблення поршневого штоку відбувається після подолання попереднього затягування і потім продовжується пропорційно до прикладеного зусилля З опису польської патентної заявки на корисну модель W 97 130 є відомим поглинаючий апарат з еластомерним амортизатором для залізничних автозчепів Цей апарат характеризується тим, що в корпусі, який виконаний у формі закритої з однієї сторони з допомогою днища втулки, вміщено циліндричний еластомерний амортизатор Еластомерний амортизатор зорієнтований своїм поршнем в напрямку дна корпуса і з допомогою упорної плити притискається до днища цього корпуса Упорна плита з'єднана з корпусом з допомогою вставлених нероз'ємно в упорну плиту болтів Болти проходять через болтові отвори, які знаходяться в вушках, розташованих з другої сторони днища на КІНЦІ корпуса Недоліком цього рішення є обмеження сфери застосування апарату, оскільки вимагається порівняно велике попереднє затягування еластомерного амортизатора Нета винаходу полягає в тому, щоб пристосувати поглинаючий апарат до роботи в різних умовах, а також забезпечити здатність поглинання енергії співударів з можливо малою енергією удару максимально допустимих значень Згідно З винаходом, спосіб полягає в тому, що зростаюча зовнішня сила призволить після перевищення первісного попереднього затягування дозаглиблення штока меншого діаметра в циліндрі еластомерного амортизатора аж до вичерпання ходу цього штока, а подальше збільшення зовнішнього зусилля призводить до того, що після перевищення вторинного попереднього затягування шток більшого діаметра заглиблюється всередину цього самого циліндра, до моменту вичерпання ходу цього штока, причому при зменшенні цього зусилля відбуваєтья стрибкоподібне зменшення реакції штоку більшого діаметра, причому починається пропорційне зменшенню зовнішнього тиску його висування аж до вихідного положення, а потім по черзі відбувається раптове зменшення реакції штока меншого діаметра, після чого здійснюється пропорційне зменшенню зовнішнього зусилля висування штока меншого діаметра аж до вихідного положення ВІДПОВІДНИЙ винаходу апарат для поглинання енергії співударів характеризується тим, що він має еластомерний амортизатор обладнаний двома штоками різних діаметрів в спільному корпусі Поршневий шток меншого діаметра прилягає до днища корпуса, а днище еластомерного амортизатора спирається на упорну плиту Винахід далі пояснюється доданими кресленнями На них зображено на фіг 1 графік, який ілюструє спосіб поглинання енергії ударів, на фіг 2 поглинаючий апарат, що містить еластомерний амортизатор з двома штоками в спільному циліндрі Використання способу поглинання енергії співударів згідно з винаходами показують нижченаведені приклади, які описують динамічну та статичну характеристику апарату, що поглинає енергію співударів Приклад 1 Під час набігання 90 тонного вагону із швидкістю 11км/год на нерухомий незаторможений вагон вагою 90 тонн виникає зовнішня зростаюча сила Fd, яка призводить до того, що після подолання первісного попереднього затягування, яке дорівнює 140кН (точка А), відбувається стиснення поглинаючого апарату пропорційно ДІЮЧІЙ СИЛІ, яке діє вздовж лінії А-В, причиною якого є заглиблення штоку меншого діаметра в циліндр еластомерного амортизатора В точці в, якій відповідає сила Fd, яка дорівнює близько 400кН, настає вичерпання ходу штока меншого діаметра Подальше зростання сили Fd до бООкН, яке показане точкою С, більше не викликає стиснення поглинаючого апарату, оскільки воно призначене для подолання вторинного попереднього затягування, і яке відповідає заглибленню шток більшого діаметру в циліндр еластомерного амортизатора Точці D відповідає максимальне значення сили Fd, яке є рівним 2200кН, і максимальне стиснення поглинаючого апарату на величину fr При зменшенні зовнішньої сили Fd відбувається стрибкоподібний спад протидіючої сили поршневого штока більшого діаметра до 700кН, позначений точкою Е Після цього, пропорційно дії зовнішньої сили, відбувається виведення з циліндра штока до вихідного положення штока більшого діаметра Це положення позначено точкою F, якій відповідає зовнішня сила Fd, рівна 420кН При подальшому зниженні сили до 120кН спочатку відбувається стрибкоподібне зменшення реакції штока меншого діаметра, яке продовжується до точки G Слідом за цим, пропорційно зменшенню зовнішньої сили, починається виведення штока меншого діаметра до його початкового положення Воно відповідає точці Н з ВІДПОВІДНИМ їй значенням зовнішньої сили, рівної близько ЮОкН Приклад 2 Зростаюча зовнішня сила Fs, наближена до статичної дії, з огляду на швидкість навантаження і розвантаження, яка дорівнює 0,001 м/с, призводить до того, цю після перевищення зусилля первісного попереднього затягування Fos, яке дорівнює 120кН, в точці А настає пропорційне до дійочої сили стиснення поглинаючого апарату Це стиснення відбувається вздовж лінії А'-В' і досягається шляхом заглиблення в циліндр еластомерного амортизатора штока меншого діаметра В точці В', яка відповідає силі Fs близько 250кН, шток меншого діаметра досягає кінця свого ходу Подальше зростання сили Fs до значення 550кН (точка С) не викликає подальшого стиснення поглинаючого апарату, а виключно йде на подолання 49919 додаткового повторного попереднього затягування Після подолання цього затягування пропорційно до діючої сили відбувається подальше стиснення поглинаючого апарату Точці D' відповідає максимальне значення сили Fs, рівне 1400кн і максимальне стиснення поглинаючого апарату на величину fr при подальшому зменшенні зовнішньої сили Fs спочатку відбувається стрибкоподібне зменшення реакції штока більшого діаметра без зміни довший поглинаючого апарату, а саме до точки Е', яка відповідає значенню 900кН Після цього пропорційно зменшенню зовнішньої сили починається переміщення штока більшого діаметра до свого початкового положення Це положення відповідає точці F' і ВІДПОВІДНІЙ йому ЗОВНІШНІЙ СИЛІ близькій 450кН При подальшому зменшенню сили спочатку відбувається стрибкоподібне зменшення реакції штока меншого діаметра до точки G', з ВІДПОВІДНИМ значенням 140кН Слідом за цим пропорційно зменшенню зовнішньої сили відбувається переміщення штока з корпуса до свого початкового положення, яке відповідає точці Н' Згідно З винаходом спосіб поглинання енергії співударів дозволяє досягти нових властивостей поглинаючого апарату, які дають можливість використання пристрою в різноманітних робочих умовах Характеристика, яка була при цьому отримана, для малих величин зовнішньої сили була відносно полога, а для більших величин більш крута На фіг 2 представлено один з багатьох можливих апаратів, поглинаючих енергію співударів, призначених спеціально для застосування способу поглинання енергії співударів, що має корпус 1, який складається з втулки 2 і днища 3 корпуса Частково в середині корпуса розташований рухо 20 ЗО U0 мий відносно нього еластомерний амортизатор 4 В робочому циліндрі 5 еластомерного амортизатора розміщений з можливістю виведення назовні шток 6 більшого діаметра В поршневому штоці 6 вмонтовано інший поршневий шток 7 меншого діаметра з можливістю переміщення відносно один одного Поршневий шток 7 меншого діаметра прилягає до днища корпуса, а днище 8 еластомерного амортизатора прилягає до внутрішньої сторони упорної плити 9 Упорна плита з 'єднана з корпусом при допомозі з'єднувальних деталей 10 При навантаженні зростаючою силою поглинаючий апарат, ВІДПОВІДНИЙ винаходу, після подолання первісного попереднього затягування, шляхом введення поршневого штока 7 меншого діаметра в робочий циліндр 5, зменшує свою довжину Після досягнення штоком меншого діаметра кінця свого ходу штока меншого діаметра зовнішня сила перевищує вторинне попереднє затягування Після ЦЬОГО відбувається подальше стиснення поглинаючого апарату і в цій фазі руху відбувається заглиблення штока 6 більшого діаметра в робочий циліндр 5, яка продовжується доти, доки він досягне кінця довжини свого ходу При зменшенні зовнішньої сили нижче максимального значення відбувається спочатку значне зменшення реакції штока більшого діаметра, яке не викликає висування штока з циліндра, тобто не викликає зміни довжини поглинаючого апарату Після цього починається поступове виведення цього штока до його початкового положення При наступному зменшенні сили відбувається стрибкоподібне зменшення реакції штока меншого діаметра, яке не викликає виведення штока меншого діаметра з робочого циліндра до його початкового положення SO Фіг. 1 60 70 80 90 f(mm\ 49919 Фіг. 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71