Пристрій для перевезення довгомірних вантажів залізницею з роликовими амортизаторами

Пристрій для перевезення довгомірних вантажів залізницею з роликовими амортизаторами, який складається з двох опорних вузлів, кожен з яких має нижню плиту, яка закріплена на рамі залізничної платформи, верхню плиту, до якої закріплений один з кінців транспортованого вантажу і яка на своїй нижній поверхні має увігнуті догори 3 Це призводить до втрати необхідного контакту між тілами кочення (з одного боку) та зазначеними плитами (з іншого боку). Можливі наслідки такої ситуації очевидні - тіла кочення можуть викотитись і покинути робочий простір між нижніми та верхніми плитами, що призводить до аварійних ситуацій на залізниці. Ще одним недоліком пристрою-найближчого аналога є ненадійність демпфірування поздовжніх коливань вантажу на опорах через те, що гнучкі оболонки з рідиною під дією тіл кочення можуть лопнути, а рідина - витекти. Це призводить до зникнення демпфірувального ефекту пристрою та неконтрольованого резонансного розгойдування вантажу на опорах і, як наслідок, - до аварійних ситуацій на залізниці. В основу корисної моделі було покладено наступну задачу створення пристрою для перевезення довгомірних вантажів залізницею з роликовими амортизаторами: шляхом забезпечення надійного контакту всіх взаємодіючих елементів пристрою та надійного демпфірування поздовжніх коливань вантажів виключити аварійні ситуації при їх транспортуванні. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої для перевезення довгомірних вантажів залізницею з роликовими амортизаторами, який складається з двох опорних вузлів, кожен з яких має нижню плиту, яку закріплено на рамі залізничної платформи, верхню плиту, до якої закріплюють один з кінців транспортованого вантажу, і яка на своїй нижній поверхні має увігнуті догори циліндричні виїмки для взаємодії з тілами кочення, розташованими між верхньою і нижньою плитами, та демпфірувальні елементи між тілами кочення та зазначеними плитами, згідно корисної моделі, кожна верхня плита має бокові вертикальні поздовжньо направлені полки, на внутрішній поверхні кожної з яких виконані криволінійні поздовжні пази, а тіла кочення виконані у вигляді циліндричних шарнірів (роликів) з порожнинами вздовж їхніх нерухомих осей, які жорстко з'єднані з відповідними нижніми плитами, а демпфірувальні елементи виконані у вигляді підпружинених башмаків, встановлених в середині кожної зазначеної порожнини для фрикційної взаємодії з відповідними поздовжніми пазами вертикальних полок верхніх плит. Причино-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та очікуваним результатом полягає в наступному. 1. Ознака корисної моделі, пов'язана з тим, що «...тіла кочення виконані у вигляді циліндричних шарнірів (роликів) з порожнинами вздовж їхніх нерухомих осей, які жорстко з'єднані з відповідними нижніми плитами...» забезпечує надійний зв'язок між тілами кочення та нижніми плитами. Це пояснюється тим, що тіла кочення у вигляді роликів шарнірно з'єднані з нерухомими осями, закріпленими відносно нерухомих нижніх плит. Тому відносно нижніх плит тіла кочення перекотитись не можуть, бо їх осі є нерухомими відносно цих плит. 2. Ознаки корисної моделі, пов'язані з тим, що «...кожна верхня плита має бокові вертикальні поздовжньо направлені полки, на внутрішній поверхні кожної з яких виконані криволінійні поздовжні 53605 4 пази» та «...башмаків, встановлених в середині кожної зазначеної порожнини для фрикційної взаємодії з відповідними поздовжніми пазами вертикальних полок верхніх плит», забезпечує надійний зв'язок між тілами кочення та верхніми плитами. Це пояснюється тим, що підпружинені башмаки входять у зачеплення з криволінійними поздовжніми пазами вертикальних поздовжньо направлених полок верхніх плит. Зазначене зачеплення виключає можливий вертикальний відрив верхньої плити відносно тіл кочення під час їх поздовжніх взаємних переміщень. Отже, контакт тіл кочення з верхніми плитами пристрою також надійно забезпечений. 3. Ознака корисної моделі, пов'язана з тим, що «...демпфірувальні елементи виконані у вигляді підпружинених башмаків, встановлених в середині кожної зазначеної порожнини для фрикційної взаємодії з відповідними поздовжніми пазами вертикальних полок верхніх плит», забезпечує надійне демпфірування поздовжніх коливань вантажів. Це пояснюється тим, що реалізація демпфірувальних ефектів за допомогою сил сухого тертя між зазначеними башмаками та поздовжніми пазами вертикальних полок набагато надійніша, ніж з використанням в'язких демпферів у вигляді гнучких оболонок, наповнених в'язкою рідиною. Гнучкі оболонки з часом становляться хрумкими та ламкими, що призводить до їх поривів та витікання в'язкої рідини. З іншого боку, підпружинені металеві башмаки завжди знаходяться у фрикційній взаємодії з поздовжніми пазами вертикальних полок та складають пару сухого тертя, яка забезпечує надійне демпфірування поздовжніх коливань вантажів. Таким чином, нами показано, що тіла кочення пристрою надійно зв'язані і взаємодіють із нижньою та верхньою плитами відповідно, а поздовжні коливання вантажів на опорних вузлах надійно гасяться. Тим самим виключаються аварійні ситуації при транспортуванні вантажів залізницею. Покажемо, як здійснюється розміщення та закріплення вантажів на зчепі залізничних платформ з використанням запропонованого пристрою. На Фіг. 1 показано загальний вид зчепу з двох платформ, завантаженого довгомірним вантажем; на Фіг. 2 - опорний вузол (турнікет) з роликовими амортизаторами; на Фіг. 3 - переріз А-А на Фіг.2. Пристрій складається з двох однакових опорних вузлів І, кожен з яких включає нерухому нижню плиту 1, жорстко закріплену на підлозі платформи 2, рухому верхню плиту 3, на якій закріплюється один з кінців довгомірного вантажу 4. Кожна нижня плита 1 має вертикальні стійки 5 у вигляді пластин з отворами 6 у верхніх їх частинах, розташованих симетрично поперек платформи та до яких жорстко закріплюються (на болтах або сваркою) нерухомі циліндри 7 з порожнинами 8, осі яких співпадають із осями отворів вертикальних стійок 5 та направлені поперек платформи. На кожен нерухомий циліндр 7 насаджений рухомий циліндр 9, який може вільно обертатись навколо нерухомого циліндра 7. В порожнині 8 кожного нерухомого циліндра 7 розміщуються пружні елементи 10, які підпружинюють пару башмаків 11. Кожна верхня 5 плита 3 на своїй нижній поверхні має увігнуті догори робочі циліндричні виїмки 12 для взаємодії з тілами кочення (роликами) у вигляді рухомих циліндрів 9, а також бокові вертикальні полки 13, площини яких направлені вздовж платформи. На внутрішніх сторонах полок 13 виконані поздовжні пази 14 для фрикційної взаємодії з башмаками 11. Пристрій в динаміці спрацьовує наступним чином. Під час поздовжніх ударів або поштовхів зчепу платформ 2 (в довільному напрямі) у довгомірному вантажі 4 виникають поздовжні інерційні сили Fін . Під дією цих сил вантаж 4 зміщується відносно платформ 2 зчепа разом з верхніми плитами 3, які перекочуються своїми циліндричними виїмками 12 по рухомих циліндрах 9, які вільно обертаються навколо нерухомих циліндрів 7. Пара «нерухомий циліндр 7 - рухомий циліндр 9» утворює роликовий амортизатор. При цьому на опорних вузлах І відбувається поступовий підйом довгомірного вантажу 4 на відповідну зовнішньому поздовжньому поштовху висоту. Тобто частина кінетичної енергії вантажу 4 перетворюється у потенціальну енергію. В цей же час башмаки 11, притиснуті до пазів 14 полок 13 пружними елементами 10, починають з ними фрикційно взаємодіяти, розсіюючи залишок кінетичної енергії вантажу 4. Це призводить до демпфірування поздовжніх коливань вантажу 4 на опорних вузлах І та їх швидкого та надійного затухання. Отже, поглинання поздовжніх інерційних сил здійснюється за рахунок підйому довгомірного вантажу 4 разом з верхніми плитами 3 та роботи сил сухого тертя між башмаками 11 та пазами 14. 53605 6 Повністю поглинаючи початкову кінетичну енергію вантажу 4 верхні плити 3 разом з вантажем 4 повертаються у вихідне (до удару) положення відносно нижніх плит 1 під дією маси вантажу 4. При використанні запропонованого пристрою забезпечується безаварійне транспортування вантажів залізницею завдяки підвищенню надійності його функціонування. Тіла кочення 9 надійно утримуються відносно нижньої плити 1 на нерухомих циліндрах 7, тому що останні жорстко зв'язані з нею. В свою чергу верхня плита 3 утримується відносно тіл кочення 9 завдяки надійному зачепленню своїми пазами 14 з башмаками 11, встановленими в порожнинах 8 нерухомих циліндрів 7. Тому тіла кочення 9 (у вигляді роликів) не можуть зійти з робочої поверхні контакту верхніх плит 3 та надійно контактують з циліндричними виїмками 12 верхньої плити 3 впродовж всього процесу поздовжніх коливань. Крім того, надійна робота пристрою також полягає в тому, що при ударах великої інтенсивності виникає відповідний їй демпфірувальний ефект, який призводить до швидкого та надійного поглинання енергії коливань, що виключає небезпечні резонансні явища. Таким чином, запропоновані ознаки дозволяють отримати очікуваний технічний результат: шляхом забезпечення надійного контакту всіх взаємодіючих елементів пристрою та надійного демпфірування поздовжніх коливань вантажів виключити аварійні ситуації при їх транспортуванні. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 53605 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601