Апарат поглинаючий апм-120 для залізничного транспорта

Поглинаючий апарат для залізничного транспорта, який складається із корпуса, в якому розміщений натискний конус, рухомі фрикційні пластини і нерухомі фрикційні пластини зі зносостійкими елементами, фрикційні клини, що контактують з опорною плитою, яка опирається на опорний вузол, що складається із симетричних відносно осі еластомерних елементів, розділених металевими пластинами і рухомо посаджених на болт, розта 3 ність, що пов'язано із зниженням показників жорсткості запропонованого пружного масиву полімерних блоків. Як виявилося у ході експлуатації відомого поглинаючого апарата, загальна висота комплекту полімерних блоків суттєво зменшується в результаті зношування, що невідворотно призводить до зміни статичної силової характеристики комплекту, в результаті чого виникають фрикційні автоколивання, що передаються і на окремі прилягаючі елементи конструкції вагона, викликаючи їх деформації та прискорення зносу. Вказаний недолік проявляється, головним чином, наприкінці терміну експлуатації поглинаючого апарата, коли в результаті зменшення висоти комплекту полімерних блоків (усадки) виникає дисбаланс клинової системи з'єднання "натискний клин - фрикційні клини", що дестабілізує тертя на допоміжних поверхнях і може призвести до дострокового виведення пристрою з експлуатації. Крім того, внаслідок усадки полімерного масиву ослаблюється взаємний контакт між його блоками (порушується система самовстановлення блоків), що може призвести до руйнування масиву, оскільки він не містить жодного іншого (жорсткого) з'єднувального елемента. Все це у сукупності дозволяє зробити висновок про ненадійність і низьку функціональність цього поглинаючого апарата. Найбільш близьким за своєю суттю та ефектом, що досягається, і який приймається за прототип, є поглинаючий апарат для залізничного транспорту, що складається із корпуса, в якому розміщений натискний конус, рухомі фрикційні пластини і нерухомі фрикційні пластини зі зносостійкими елементами, фрикційні клини, що контактують з опорною плитою, яка опирається на опорний вузол, що складається із симетричних відносно осі еластомерних елементів, розділених металевими пластинами і рухомо посаджених на болт, розташований центрально в корпусі, при цьому еластомерні елементи мають бочкоподібну форму, розділяючи металеві пластини, виконані у вигляді плоских дисків, на металевій пластині, що розташована поблизу днища корпусу, встановлена направляюча втулка, прикріплена до виступу днища корпусу, а до однієї з центральних металевих пластин прикріплена направляюча втулка, встановлена симетрично осі, що проходить через пластину, і розташована між нерухомими фрикційними пластинами. Крім того, еластомерні елементи, що знаходяться у безпосередній близькості до днища корпусу, мають підвищену твердість, порівняно з рештою еластомерних елементів [див. пат. Росії №2338100 з класів F16F 7/08, B61F 5/12, B61G 11/14, опублікований 10.11.2008 року у Бюл. №31]. Основним суттєвим недоліком відомого поглинаючого апарата є нестабільність силової характеристики і показників енергоємності його опорного вузла, що зумовило відсутність можливості регулювати довжину останнього. Даний недолік полягає в тому, що конструкція відомого технічного рішення не дозволяє компенсувати можливі несприятливі збіги допусків на контактуючі деталі, які безпосередньо визначають довжину і зусилля початкової затяжки поглинаючого апарата, а також 65691 4 не передбачає можливості регулювати їх жодним чином під час збірки пристрою. Також важливим недоліком відомого поглинаючого апарата є недосконалість і складність конструкції, що спричиняє суттєве зниження його функціональних характеристик. Даний недолік пов'язаний із присутністю у конструкції апарата направляючої втулки, прикріпленої до однієї з центральних металевих пластин опорного вузла і розташованої між нерухомими фрикційними пластинами. Згідно із винахідницьким задумом, розміщення вказаної направляючої втулки саме в цьому місці обмежує поперечні переміщення нерухомих фрикційних пластин і таким чином забезпечує більш рівномірну роботу поглинаючого апарата. Але, незважаючи на очевидні переваги, дане технічне рішення має і ряд недоліків та зауважень. Зокрема, для збереження нормального режиму роботи апарата вказана втулка обов'язково повинна бути розміщена у зоні контакту зі зносостійкими елементами нерухомих фрикційних пластин (щоб виключити заклинювання внаслідок тертя металу об метал), тому, відповідно до стандартних розмірів поглинаючих апаратів і загальновідомої конструкції вказаних фрикційних пластин, де передбачено розташування зносостійких елементів тільки у їх середній та верхній частинах, втулка повинна бути прикріплена не в центральній частині опорного вузла, а дещо зі зміщенням в бік опорної плити (тобто у зоні контакту зі зносостійкими елементами). Однак у процесі експлуатації така конструкція спричиняє нерівномірне навантаження на опорний вузол і навіть призводить до зменшення робочого ходу поглинаючого апарата (внаслідок упирання натискного клина у верхній торець зазначеної направляючої втулки). Отже, відоме рішення містить у собі технічне протиріччя, яке викликає погіршення функціональних параметрів пристрою та зменшує ресурс його експлуатації ("палиця з двома кінцями"), тому раціональним кроком у вирішенні даної проблеми є відмова від запропонованого удосконалення. В основу корисної моделі поставлено задачу забезпечити стабільність силових характеристик і показників енергоємності поглинаючого апарата з одночасним спрощенням його конструкції за рахунок забезпечення можливості регулювати довжину його опорного вузла залежно від довжини початкової затяжки апарата шляхом відповідного удосконалення конструкції апарата. Рішення поставленої задачі досягається тим, що у поглинаючому апараті, який складається із корпуса, в якому розміщений натискний конус, рухомі фрикційні пластини і нерухомі фрикційні пластини зі зносостійкими елементами, фрикційні клини, що контактують з опорною плитою, яка опирається на опорний вузол, що складається із симетричних відносно осі еластомерних елементів, розділених металевими пластинами і рухомо посаджених на болт, розташований центрально в корпусі, при цьому еластомерні елементи мають бочкоподібну форму, розділяючі металеві пластини виконані у вигляді плоских дисків, на розділяючій металевій пластині, що розташована поблизу днища корпусу, встановлена направляюча втулка, 5 65691 прикріплена до виступу днища корпусу, згідно з пропозицією, з метою стабілізації силових характеристик і показників енергоємності опорного вузла, разом з розділяючою металевою пластиною, яка розташована найближче до днища корпусу, додатково встановлені регулюючі пластини у певному кількісному співвідношенні залежно від конкретного значення довжини початкової затяжки поглинаючого апарата. Наявність у конструкції запропонованого поглинаючого апарата регулюючих пластин, встановлених у певному співвідношенні з розділяючою металевою пластиною, що входить до складу опорного вузла, дозволяє компенсувати можливі несприятливі збіги допусків на контактуючі деталі і таким чином стабілізувати силові характеристики опорного вузла та підвищити енергоємність поглинаючого апарата в цілому. При цьому необхідна Фактичне значення довжини початкової затяжки поглинаючого апарата при попередній збірці, мм до 565 більше 565 до 568 більше 568 до 570 більше 570 до 573 більше 573 6 кількість регулюючих пластин, яка залежить від їх товщини та фактичного значення довжини початкової затяжки поглинаючого апарата, встановлюється дослідним шляхом під час попередньої збірки апарата. Так, наприклад, у таблиці наведені дані щодо рекомендованого кількісного співвідношення обох типів пластин при значеннях довжини початкової затяжки апарата від 565 мм до 573 мм і більше та при товщині регулюючих пластин 2,5 мм. При цьому регулюючі пластини, встановлені безпосередньо біля днища корпусу поглинаючого апарата, виконують також й іншу корисну функцію: сприяють більш рівномірному навантаженню на прилягаючі еластомерні елементи, а також зменшують рівень просідання опорного вузла внаслідок зношування. Кількісне співвідношення пластин Необхідна кількість пластин під час остаточної збірки, штуки Розділяюча пластина опорного Регулюючі пластини вузла 1 3 1 2 1 1 1 0 0 0 Одночасно з цим відмова від використання між нерухомими фрикційними пластинами направляючої втулки дозволяє суттєво спростити конструкцію поглинаючого апарата без будь-якого погіршення його функціональності і таким чином звільнити запропоноване технічне рішення її від відповідних недоліків прототипу. Таким чином, уся сукупність суттєвих ознак запропонованого рішення стосовно зміни конструкції поглинаючого апарата забезпечує досягнення технічного результату. Подальша суть корисної моделі пояснюється разом з ілюстративним матеріалом, на якому зображено запропонований поглинаючий апарат у частковому повздовжньому перерізі. Запропонований поглинаючий апарат містить пустотілий корпус 1, всередині якого симетрично відносно його внутрішніх стінок розміщений натискний конус 2, що контактує з фрикційними клинами 3, які опираються на опорну плиту 4. Своїми боковими поверхнями фрикційні клини 3 контактують з нерухомими фрикційними пластинами 5, які містять зносостійкі елементи 6 та зафіксовані у вікнах 7 корпусу 1. Між зовнішніми поверхнями нерухомих фрикційних пластин 6 і внутрішніми стінками корпуса 1 встановлені рухомі фрикційні пластини 8. Під опорною плитою 4 розміщений опорний вузол 9 у вигляді масиву симетрично розташованих відносно осі еластомерних елементів 10 бочкоподібної форми, розділених між собою горизонтально орієнтованими металевими дископодібними розділяючими пластинами 11. На розділяючій пластині 11', що розташована поблизу днища 12 корпуса 1, встановлена направляюча втулка 13, прикріплена до виступу 14 днища 12. Разом з розділяючою пластиною 11', яка розташована найближче до днища 12, встановлені регулюючі пластини 15 у певній кількості залежно від їхньої товщини та конкретного значення довжини початкової затяжки поглинаючого апарата. Опорний вузол 9 разом з натискним конусом 2 і опорною плитою 4 стягнутий болтом 16 з гайкою 17, заведеним послідовно через центральні отвори в днищі 12, еластомерних елементах 10, розділяючих металевих пластинах 11, опорній плиті 4 та натискному конусі 2. Запропонований поглинаючий апарат для залізничного транспорту збирають наступним чином. З метою забезпечення стабільності силових характеристик опорного вузла 9 спочатку виконують попередню зборку поглинаючого апарата для визначення фактичного значення довжини L початкової затяжки шляхом безпосередніх вимірів (на даному етапі збірки звичайно замість опорного вузла використовують його імітатор). Після цього, залежно від отриманого значення L, визначають кількісне співвідношення між розділяючою пластиною 11'' та регулюючими пластинами 15 (з урахуванням товщини останніх) і виконують остаточну збірку відповідно до заявленої пропозиції. Працює запропонований поглинаючий апарат так. Під дією стискаючого навантаження й підпорного зусилля з боку опорного вузла 9 фрикційні клини 3 створюють тиск на основних поверхнях тертя, тобто на контактуючих поверхнях корпуса 1 та нерухомих 5 й рухомих 8 фрикційних пластин, в результаті чого і відбувається процес ударного стиснення запропонованого поглинаючого апарата. Таким чином, використання запропонованого поглинаючого апарата зі стабілізованими силови 7 ми характеристиками й високою енергоємністю дозволяє зменшити ударні навантаження на вагони і, таким чином, збільшити термін їх безвідмовної роботи впродовж всього терміну експлуатації. Запропоноване технічне рішення перевірене на практиці. Поглинаючий апарат, що пропонується, та виготовлюється, наприклад, за кресленням №1835.02.000СБ "Апарат поглинаючий АПМ-120Т1", не містить жодних елементів чи матеріалів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема, при виробництві фрикційно-полімерних поглинаючих апаратів, а отже є прийнятним для промислового застосування, має технічні та інші переваги перед відомими аналогами через запропоноване конструктивне удосконалення, що підтверджує можливість досягнення технічного результату об'єктом, що заявляється. У відомих джерелах науково-технічної та іншої інформації не виявлено поглинаючих апаратів із вказаною в пропозиції сукупністю суттєвих ознак, тому запропоноване технічне рішення вважається таким, що може отримати правовий захист. Суттєва відмінність запропонованого поглинаючого апарата від раніш відомих полягає у наявності регулюючих пластин, що встановлені у певному співвідношенні з розділяючою металевою пластиною, яка входить до складу опорного вузла, і таким чином дозволяють компенсувати можливі несприятливі збіги допусків на контактуючі деталі поглинаючого апарата. Вказана відмінність забезпечує стабільність силових характеристик пристрою, підвищує його енергоємність і сприяє надійній та довготривалій роботі. Жоден із відомих поглинаючих апаратів не може одночасно мати всі перераховані властивості, оскільки не передбачає у своєму складі всієї сукупності заявлених у пропозиції суттєвих ознак. До технічних переваг запропонованого поглинаючого апарата, у порівнянні з прототипом, можна віднести: - стабілізацію силових характеристик і підвищення енергоємності за рахунок забезпечення 65691 8 можливості компенсувати несприятливі збіги допусків на контактуючі деталі за допомогою регулюючих пластин; - забезпечення більш рівномірного навантаження на прилеглу до днища корпуса частину опорного вузла, а також зменшення рівня його просідання внаслідок зношування завдяки встановленню регулюючих пластин; - спрощення конструкції за рахунок відмови від використання між нерухомими фрикційними пластинами направляючої втулки. Після опису запропонованого технічного рішення фахівцям у даній галузі знань повинно бути наочним, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Численні можливі варіанти виконання запропонованого поглинаючого апарата, зокрема товщина і кількість встановлених регулюючих пластин, можуть змінюватися залежно від бажаних параметрів поглинаючого апарата, та, зрозуміло, знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів в даній області знань, і розглядаються такими, що знаходяться в межах об'єму запропонованого технічного рішення. Квінтесенцією запропонованого технічного рішення є те, що у конструкції поглинаючого апарата додатково присутні регулюючі пластини, встановлені у певному співвідношенні з розділяючою металевою пластиною, яка входить до складу його опорного вузла, з метою компенсації можливих несприятливих збігів допусків на контактуючі деталі, завдяки чому і досягається технічний результат. Використання окремих суттєвих ознак із всієї сукупності заявлених, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, і не може вважатися новим технічним рішенням в даній області знань, оскільки інші подібні конструкції вже не вимагатимуть будь-якого творчого підходу від інженерів-конструкторів, і не можуть вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, відповідними до захисту охоронними документами. 9 Комп’ютерна верстка А. Рябко 65691 Підписне 10 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601