Поглинальний апарат автозчепу залізничного транспортного засобу

1. Поглинальний апарат автозчепу залізничного транспортного засобу, що містить корпус із днищем, пружний елемент, змонтований всередині корпусу з попереднім підтисканням натискною плитою, зафіксованою за допомогою центрального стяжного болта, який відрізняється тим, що пружний елемент виконаний щонайменше з одної пружної втулки з еластомеру, а корпус виконано у формі циліндричної втулки, у якій змонтовані по посадці із зазором пустотілий плунжер і пружна втулка з еластомеру, внутрішній найменший діаметр якої визначається, виходячи з необхідного осідання, за формулою 2 85962 1 3 85962 пудрою. У цьому випадку гума працює на стиск зі зсувом, а оскільки допустимі напруження у гум невеликі (0,5... 1,5 МПа), то й енергоємність такого апарата нижча, ніж у попереднього (36 кДж). Крім того, при циклічних навантаженнях прискорюється старіння й необоротна деформація гумових елементів, унаслідок чого знижується ресурс такого апарата. Відомий поглинальний апарат [А. с СРСР 1615003 А1, В 61 G 9/06. Поглощающий аппарат автосцепки железнодорожного транспортного средства / Ю.С. Шастин. - Заявл. 9.02.87; Опубл. 23.12.90], прийнятий за прототип. У корпусі апарата між натискною й опорною плитами змонтовано трубчастий гумовий елемент і дві пружини: одна з них о хоплювальна, а друга - о хоплювана, змонтована в центральному отворі гумового елемента. Плити стягнуті центральним стяжним болтом після попереднього навантаження. У даному рішенні в міру зростання навантаження з кінцевим зусиллям 2,5...2,8 МН пружний елемент із гуми прагне заповнити міжвитковий простір пружин, що викликає в цих місцях великі локальні напруження, а при циклічних навантаженнях - р уйнування пружного елемента з гуми й, отже, зниження ресурсу апарата. Крім цього, гума має низький модуль поздовжньої пружності (5... 15 МПа) і допустимі напруження, тому в даних габаритах енергоємність апарата не перевищує 40...50 кДж, що істотно нижче вимог, які висуваються до апаратів зараз (70... 140 кДж). Крім цього, застосування пружин здорожує й ускладнює конструкцію апарата; а через циклічні зіткнення витків пружин відбувається їх передчасне руйнування, що знижує ресурс апарата. В основу винаходу поставлено завдання розробити такий поглинальний апарат (у межах відомих габаритів), у якого введення нових елементів і матеріалів, а також конструктивна зміна відомих рішень дозволили б спростити конструкцію й розширити функціональні можливості. Для вирішення поставленого завдання пропонується поглинальний апарат, що містить корпус із днищем, пружні елементи, змонтовані всередині корпусу з попереднім підтисканням натискною плитою, зафіксованою за допомогою центрального стяжного болта, відповідно до винаходу корпус виконано у формі циліндричної втулки, у якій змонтовані по посадці із зазором пустотілий плунжер і пружна втулка з еластомеру, вн утрішній найменший діаметр якої визначається, виходячи з необхідного осідання, за формулою D2 × (1 h h ) + ×d2, H H (1) D0= де d0 - вн утрішній діаметр пружної втулки; D - зовнішній діаметр пружної втулки; Η - висота пружної втулки; h - висота пружної втулки після деформації; d - діаметр стяжного болта. Крім того, посадковий зазор перебуває в межах 0,05...0,2 мм. Крім того, як матеріал пружної втулки застосовано модифікований поліуретан. 4 Крім того, зовнішня циліндрична частина пружної втулки має проточування, заповнені твердим мастилом. Крім того, плунжер має широке проточування на зовнішній циліндричній поверхні, у якій змонтовано манжету, а вільна частина проточування заповнена твердим мастилом. Крім того, пружний елемент виконаний з набору поперемінних металевих і пружних втулок, установлених по посадці в корпусі з мінімальним зазором. Таким чином, виконання основних деталей поглинального апарата циліндричної форми спрощує виконання посадки деталей у корпусі із заданим зазором 0,1...0,2 мм, при якому забезпечується надійна робота апарата без видавлювання матеріалу пружної втулки в зазор при зусиллях стиску 2,5...2,8 МН. При цьому пружна втулка поглинає енергію удару як за рахунок накопичення внутрішньої енергії при стисканні, так і за рахунок тертя по циліндричній поверхні корпусу, що дозволяє довести енергоємність апарата до 100... 150 кДж. Застосування модифікованого поліуретану як матеріалу пружної втулки дозволяє підвищити енергоємність і ресурс апарата за рахунок того, що допустимі напруження у поліуретану в 3 - 5 разів вищі, ніж у гуми. Виконання проточувань на циліндричній частині пружного елемента із заповненням їх твердим мастилом при монтажі дозволить знизити зношування циліндричних поверхонь пружної втулки й корпусу й уникнути заклинювання при зворотному ході, а також стабілізувати коефіцієнт тертя, а, отже, й енергоємність апарата. Розміщення манжети в проточуванні плунжера сприяє рівномірному розподілу мастила по сполучуваних циліндричних поверхнях, зменшуючи тим самим їх зношування. Набір поперемінних металевих і пружних елементів з посадковими діаметрами в корпусі дозволяє підвищити жорсткість і енергоємність пристрою, а також величину енергії, що розсіюється необоротно (до 70 - 80%). Сутність винаходу пояснюється кресленням, де на фіг. 1 зображено поздовжній розріз апарата з попереднім стиском пружної втулки (ліворуч) і повним навантаженням (праворуч), на фіг. 2 - варіант виконання з поперемінних металевих пластин і пружних втулок, на фіг. 3 - елементи апарата в збільшеному масштабі. Поглинальний апарат автозчепу містить корпус 1 у формі циліндричної втулки із днищем у вигляді опорної плити прямокутної форми з різьбовим отвором по центру. Пружна втулка 2 з поліуретану змонтована в корпусі по ходовій посадці. Плунжер 3 виконаний пустотілим з отвором у центрі й змонтований у корпусі також по ходовій посадці. Зазор посадки має бути в межах 0,1...0,2 мм. Пружна втулка 2 попередньо стиснута (0,1...0,2 МН) плунжером 3, що зафіксований за допомогою стяжного болта 4, як показано (ліворуч) на фіг. 1 і 2. Найменший діаметр отвору в пружній втулці (у ви хідному стані) визначається виходячи з рівності об'ємів до й після деформації за формулою (1). 5 85962 Проточування на пружній втулці постачені твердим мастилом 5 (наприклад, дисульфідом молібдену). Кількість проточувань вибирається виходячи з можливості змащування сполучуваних циліндричних поверхонь корпусу, пружної втулки й плунжера за один робочий хід. Проточування плунжера (фіг. 3), крім твердого мастила 5, має манжету 6, що при зворотному ході плунжера розподіляє мастило по сполучуваних циліндричних поверхнях. Для другого варіанта виконання (фіг. 2) поперемінні металеві пластини 7 і пружні втулки 2 змонтовані в корпусі по посадці із зазором (0,05...0,2 мм), а проточування на пружних втулках також постачені твердим мастилом 5. Апарат працює в такий спосіб. При зіткненні вагонів удар через автозчеп, хомут і натискну плиту (на рисунках не показано) передається на плунжер 3, який переміщається, стискаючи пружну втулку 2. Енергія удару при деформації пружної втулки поглинається за рахунок внутрішнього тертя матеріалу втулки й зовнішньо 6 го тертя по посадковому діаметру в корпусі 1 (для першого варіанта, фіг. 1) або по посадковому діаметру в корпусі 1 і по пластинах 7 (для другого варіанта, фіг. 2). При цьому зусилля стиску змінюється пропорційно ходу плунжера (0,2...2,8 МН). Закінченням ходу апарата вважається положення, при якому плунжер повністю входить у корпус апарата, при цьому пружна втулка деформується до повної вибірки внутрішнього вільного простору (фіг. 1, 2 праворуч). Після зняття навантаження відбувається повернення апарата у вихідне положення за рахунок пружних сил стиснутої пружної втулки з поліуретану, при цьому коефіцієнт поглинання енергії знаходиться в межах ψ = 0,6...0,8. Застосування запропонованого поглинального апарата підвищує в 2 - 3 рази ресурс і енергоємність, збільшує надійність і стабільність робочих параметрів при експлуатації, спрощує його конструкцію. Апарат взаємозамінний з типовими апаратами, експлуатованими в цей час. 7 Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 85962 8 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