Поглинальний апарат автозчепу залізничного транспортного засобу

Реферат: Об'єкт винаходу: поглинальний апарат автозчепу залізничного транспортного засобу. Сфера застосування: на залізничному транспорті в автозчепних пристроях вагонів і локомотивів. Суть винаходу: поглинальний апарат автозчепу залізничного транспортного засобу містить циліндричний корпус із днищем, змонтований всередині корпусу пружний елемент з еластомеру і натискний плунжер, який попередньо підтиснуто і зафіксовано у вихідному положенні центральним стяжним болтом. Внутрішня частина циліндричної поверхні корпусу сполучається з конічною поверхнею, причому кут ухилу конічної поверхні більше кута тертя пружного елемента по цій поверхні, а пружний елемент виконано у вигляді циліндра з центральним отвором по посадці під стяжний болт і змонтовано в циліндричній частині корпусу. Висота конічної поверхні корпусу знаходиться в межах 1,5…2,0 від заданого ходу плунжера. Технічний результат: застосування запропонованого поглинального апарата дозволяє підвищити його ресурс і енергоємність в 1,5-2,0 рази в порівнянні з прототипом. Апарат взаємозамінний з типовими апаратами, експлуатованими в цей час. UA 112777 C2 (12) UA 112777 C2 UA 112777 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до залізничного транспорту, а саме до поглинальних апаратів автозчепних пристроїв вагонів і локомотивів, зокрема до гумометалевих апаратів. Відомий типовий пружинно-фрикційний апарат автозчеплення Ш-2-В (див. стор. 125 Пастухов И.Ф. Вагоны / И.Ф. Пастухов, В.В. Лукин, Н.И. Жуков. - М.: Транспорт, 1988. - 280 с), що містить корпус, у якому між його дном і натискним конусом змонтовано співвісно дві пружини й три фрикційних клини. Натискний конус після попереднього навантаження зафіксований стяжним болтом і гайкою. Таке рішення не дозволяє мати енергоємність апарата понад 50 кДж, тому що неможливо збільшити жорсткість пружин у використовуваних габаритах, а зміна кутів клинів приводить до нестабільності в роботі й заклинювання. Відомий поглинальний апарат (див. пат. 2380257 РФ, МПК В 61 G 9/18), в якому функцію зворотно-опорного пристрою (замість пружин) виконує пакет полімерних пружних елементів, розділених між собою шайбами. Це дозволило збільшити жорсткість підпірного пристрою, а, отже, і енергоємність до 70 кДж, а також усунути заклинювання при зворотному ході. У цьому пристрої кожен пружний елемент стискається між металевими шайбами, наслідком чого на периферії пружних елементів виникають високі напруги, які при циклічних навантаженнях призводять до їх руйнування. Відомий поглинальний апарат автозчеплення залізничного транспортного засобу (див. пат. 85962 Україна, МПК В 61 G 9/00), прийнятий за прототип, в циліндричному корпусі якого змонтовані пружна втулка з еластомеру і натискний плунжер. Апарат працює плавно і стабільно. Енергоємність такого апарата залежить від модуля пружності матеріалу втулки і досягає 90 кДж. Однак це не задовольняє вимогам, які висуваються до апаратів зараз. Подальше підвищення енергоємності апарата за рахунок збільшення модуля пружності матеріалу втулки неможливо через його поступову пластичну деформацію. При цьому висота втулки поступово зменшується за рахунок зменшення її внутрішнього діаметра, що призводить до зниження енергоємності апарата. Крім того, при стисненні пружної втулки всередині неї утворюються кілька напівкруглих в перетині поздовжніх шліців. На вершинах цих шліців виникають високі напруги, які призводять до передчасного руйнування пружної втулки при циклічних навантаженнях, що знижує ресурс апарата. В основу винаходу поставлено задачу розробити такий поглинальний апарат (у межах відомих габаритів), у якому введення нових елементів, а також конструктивна зміна відомих рішень дозволили б спростити конструкцію й розширити функціональні можливості. Для вирішення поставленої задачі в поглинальному апараті, що містить циліндричний корпус із днищем, змонтований всередині корпусу пружний елемент з еластомеру і натискний плунжер, який попередньо підтиснуто і зафіксовано у вихідному положенні центральним стяжним болтом, відповідно до винаходу, внутрішня частина циліндричної поверхні корпусу сполучається з конічною поверхнею, причому кут ухилу конічної поверхні більше кута тертя пружного елемента по цій поверхні, а пружний елемент виконано у вигляді циліндра з центральним отвором по посадці під стяжний болт і змонтовано в циліндричній частині корпусу. Крім того висота конічної поверхні корпусу знаходиться в межах 1,5…2,0 від заданого ходу плунжера. Конічна поверхня всередині корпусу єопорною для пружного елемента. При досягненні певного зусилля стиснення пружний елемент почне переміщатися по конічній частині корпусу, що обмежує його відносну деформацію. Таким чином, величиною кута нахилу конічної поверхні корпусу можна регулювати ступінь деформації пружного елемента в межах допустимих напружень, і, отже, подовжувати його ресурс. Кут ухилу конічної поверхні корпусу більший, ніж кут тертя пружного елемента, дозволяє уникнути заклинювання при зворотному ході, а також стабілізувати коефіцієнт тертя, і, як наслідок, показники енергоємності. Завдяки тому, що центральний отвір під стяжний болт виконано по посадці, пружний елемент не може деформуватися в радіальному напрямку до болта (як у прототипі), тобто він перебуває ніби в замкнутому об'ємі, що також сприяє подовженню його ресурсу. Висота конічної поверхні корпусу в заданих межах дозволяє при заданому ході плунжера заповнити міжконусний простір на 80….90 %. Суть винаходу пояснюється кресленням, де зображено поздовжній розріз апарата: зліва від осі - при попередньому навантаженні, праворуч від осі - при повному навантаженні. Поглинальний апарат містить корпус 1 із днищем у вигляді опорної плити прямокутної форми з різьбовим отвором по центру. Внутрішня частина циліндричної поверхні корпусу сполучається з конічною поверхнею, висота якої знаходиться в межах 1,5…2,0 від заданого ходу h (див. креслення ліворуч). При цьому кут ухилу α більше кута тертя (коефіцієнта тертя) 1 UA 112777 C2 5 10 15 20 25 30 35 пружного елемента по конічній поверхні корпусу. Пружний елемент 2 з еластомеру, виконаний у вигляді суцільного циліндра з центральним отвором по посадці під стяжний болт 3, змонтовано в циліндричній частині корпусу. Натискний плунжер 4 з центральним отвором під болт спирається на пружний елемент. Після попереднього підтискання плунжером із зусиллям 0,1…4,0 МН пружний елемент упреться в конічну поверхню корпусу, вибравши усі посадочні зазори, після чого плунжер фіксується стяжним болтом. Перед остаточною фіксацією під головку болта підкладається шайба 5, виконана з двох половинок. Це забезпечує вільну установку апарата на вагон (див. креслення ліворуч). При першому ударі шайба випадає, а апарат займає нормальне (вихідне) положення в розпір між заднім і переднім упорами вагона. Апарат працює в такий спосіб. При зіткненні вагонів удар через автозчеплення, хомут і натискну плиту (на кресленні не показані) передається на натискний плунжер 4, який переміщається, стискаючи пружний елемент 2. Пружний елемент заповнює собою вільний простір в конічній частині корпусу, поглинаючи енергію удару як за рахунок накопичення внутрішньої енергії при стисканні, так і за рахунок тертя по корпусу і частково по стяжному болту. Зусилля стиснення змінюється пропорційно ходу плунжера від 0,2 до 2,8 МН. Закінченням ходу вважається положення, при якому плунжер повністю входить в корпус апарата. При цьому пружний елемент заповнює циліндричну порожнину на 80…90 % (див. креслення праворуч). Після зняття навантаження відбувається повернення апарата у вихідне положення за рахунок внутрішніх сил стиснутого пружного елемента. При цьому коефіцієнт поглинання енергії знаходиться в межах ψ=0,6….0,8. Застосування запропонованого поглинального апарата дозволяє підвищити його ресурс і енергоємність в 1,5-2,0 рази в порівнянні з прототипом. Апарат взаємозамінний з типовими апаратами, експлуатованими в цей час. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Поглинальний апарат автозчепу залізничного транспортного засобу, що містить циліндричний корпус із днищем, змонтований всередині корпусу пружний елемент з еластомеру і натискний плунжер, який попередньо підтиснуто і зафіксовано у вихідному положенні центральним стяжним болтом, який відрізняється тим, що внутрішня частина циліндричної поверхні корпусу сполучається з конічною поверхнею, причому кут ухилу конічної поверхні більше кута тертя пружного елемента по цій поверхні, а пружний елемент виконано у вигляді циліндра з центральним отвором по посадці під стяжний болт і змонтовано в циліндричній частині корпусу. 2. Поглинальний апарат за п. 1, який відрізняється тим, що висота конічної поверхні корпусу знаходиться в межах 1,5…2,0 від заданого ходу плунжера. 2 UA 112777 C2 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3