ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно: к устройствам для амортизации подвижного состава, и мо- жет быть использована в производстве поглощающих пружинно- фрикционных аппаратов, защищающих вагоны от чрезмерных про- дольный ударных и тяговых нагрузок, возникающих при эксплуата- ции железнодорожного подвижного состава.

Предшествующий уровень техники

Известен двусторонний пружинно-фрикционный поглощающий аппарат, содержащий корпус, стянутый болтом с гайкой, две пружи- ны, нажимной конус и два фрикционных узла, каждый из которых содержит связанные между собой фрикционные клинья, при этом корпус выполнен восьмигранным в виде двух симметричных относи- тельно поперечной оси секций, в каждой из которых расположен фрикционный узел, взаимодействующий с одною пружиной [см. па- тент России N° 2388634 по классу B61G 9/00, опубликованный 10.05.2010 года в Бюл. N° 13].

Основным недостатком известного пружинно-фрикционного по- глощающего аппарата является технологическая сложность изго- товления его двухсекционного корпуса и необходимость монтажа в нем одновременно двух фрикционных узлов с пружинами. Также следует отметить, что аппарат вышеописанной конструкции имеет пониженную амортизационную способность, поскольку он эффек- тивно поглощает только ударную нагрузку, а во время действия тя- говой нагрузки вся нагрузка воспринимается только одним фрикци- онным узлом, в результате чего возникает перегрузка его конструк- ции. При этом возможно разрушение внутренней ограничительной стенки одной из секции, в результате чего весь аппарат приходит в негодность и не может в дальнейшем эксплуатироваться. Следова- тельно, данное устройство является не достаточно функциональ- ным и ненадежным в эксплуатации из-за несовершенства конструк- ции его корпуса.

Известен также поглощающий пружинно-фрикционный аппарат, содержащий корпус, в котором размещены нажимной конус и опор- ная шайба, взаимодействующая с фрикционными клиньями, поджа- тыми двухрядной пружиной и соединенные стяжным винтом, при этом корпус выполнен как одно целое с тяговым хомутом и имеет съемное днище в виде запирающей плиты, а также имеются две до- полнительных пружины, смонтированной между задними упорными уголками и закрепленные на тяговом хомуте [см. а. с. СССР Ns 1123919 по классу B61G 9/04, опубликованное 15.11.1984 года в Бюл. N2 42].

Основным недостатком известного пружинно-фрикционного по- глощающего аппарата является сложность его конструкции, обу- словленная наличием в корпусе съемного днища и узла его крепле- ния, а также дополнительных пружин. Это приводит к усложнению технологического процесса производства и сборки устройства. Кро- ме того, использование данного аппарата поглощающего часто тре- буется модернизации упоров на узлах сцепления для установки ука- занного съемного днища корпуса аппарата, что, естественно, огра- ничивает область его применения. Также недостатком можно счи- тать наличие встроенного хомута, выполненного как одно целое с корпусом. Хомутная часть, как правило, изнашивается быстрее в сравнении с другими частями корпуса, но из-за единства конструк- ции отправлять на сервисное обслуживание необходимо сразу весь узел, что является экономически не оправданным: такой ремонт займет больше времени и стоит дороже.

Наиболее близким по своей сущности и достигаемому эффекту, принимаемым за прототип, является аппарат поглощающий, содер- з жащий стянутый болтом многогранный корпус, внутри которого раз- мещен пружинный возвратно-опорный механизм, состоящий из на- ружной пружины и внутренней пружины, нажимного конуса и фрик- ционных клиньев, в которых расположены антифрикционные вкла- дыши, выполняющие роль твердой смазки стенок корпуса, при этом стенки корпуса имеют разную толщину, а площадь твердой смазки является большей со стороны стенок корпуса меньшей толщины и, наоборот, более меньшей со стороны стенок корпуса большей тол- щины [см. патент России N ^Q 87764 по классам F16F 7/00, B61G 9/00, опубликованный 20.10.2009 года в Бюл. Ns 29].

Основным недостатком известного аппарата поглощающего яв- ляется повышенный риск разрушения его корпуса под воздействием максимальных продольных усилий, возникающих во время соударе- ния вагонов. Высокая вероятность повреждения корпуса существует также из-за неравномерной нагрузки на его поверхность в результа- те разной толщины стенок.

Следующим недостатком известного аппарата поглощающего является многогранная форма корпуса, которая способствует еще более неравномерному распределению нагрузки по его поверхно- сти. В этом случае вся сила действия возникающих напряжений концентрируется на стыках граней, и корпус может разорвать на части, в результате чего не поглощенная сила ударной нагрузки не- избежно выведет из строя сцепку между вагонами.

Также недостатком является технологическая сложность изго- товления известного аппарата поглощающего, связанная с необхо- димостью выдерживания четко определенной толщины стенок в разных частях корпуса со следующей компенсацией этой разницы с помощью антифрикционных вкладок.

В основу полезной модели поставлена задача повышения на- дежности эксплуатации поглощающего аппарата с одновременным упрощением его конструкции и технологии изготовления за счет оп- тимизации прочностных и геометрических параметров корпуса пу- тем пространственного изменения его конструкции.

Сущность полезной модели

Решение поставленной задачи достигается тем, что в аппарате поглощающем, содержащем стянутый в продольном направлении болтом корпус, внутри которого размещен пружинный возвратно- опорный механизм, состоящий из наружной пружины и внутренней пружины, нажимного элемента и фрикционных клиньев, согласно предложения, корпус выполнен цельнолитым в виде втулки, замкну- той с одной стороны днищем, а на внутренней поверхности горло- вины имеются грани для совмещения с фрикционных клиньев. Наличие цельнолитого корпуса предлагаемой конфигурации с одинаковой толщиной стенок способствует равномерному распре- делению ударных и тяговых нагрузок на все детали и узлы погло- щающего аппарата, повышая надежность его эксплуатации.

Выполнение граней на внутренней поверхности горловины кор- пуса повышает технологичность соединения элементов в предло- женном устройстве без усложнения конструкции, а также улучшает функциональность фрикционных клиньев. При этом грани локализо- ваны исключительно в горловине корпуса и выполнены на ее внут- ренней поверхности, следовательно, их присутствие в конструкции, в отличие от прототипа, не вызывает возникновение опасных кон- центраций напряжений.

Таким образом, вся совокупность существенных признаков предложенного решения относительно поглощающего аппарата для железнодорожного подвижного состава обеспечивает достижение технического результата.

Перечень фигур иллюстративных материалов

Фигура 1 - предложенный аппарат поглощающий, продольный разрез;

Фигура 2 - вид сверху на предложенный аппарат поглощающий. Описание предпочтительного варианта полезной модели

Предложенный аппарат поглощающий содержит цельнолитой корпус в виде втулки 1 , которая с одной стороны имеет днище 2, а с другой, соответственно, горловину 3 с гранями 4 на внутренней по- верхности. В полости корпуса 1 расположен пружинный возвратно- опорный механизм в виде наружной пружины 5 и внутренней пружи- ны 6, каждая из которых одним концом упирается на внутреннюю поверхность днища 2, а другим - опирается на фрикционные клинья 7, связанные с нажимным конусом 8. Корпус 1 стянутый в продоль- ном направлении стяжным болтом 9 с гайкой 10.

Предложен поглощающий аппарат работает следующим обра- зом.

Сжимающее (ударное) усилие передается на выступающий за края корпуса 1 нажимной конус 8. Под действием указанной нагруз- ки нажимной конус 8 вместе с фрикционными клиньями 7 начинает двигаться в глубину корпуса 1, сжимая при этом пружины 5 и 6, ко- торые поглощают (накапливают) энергию удара за счет упругой де- формации. С прекращением действия ударной нагрузки пружины восстанавливают свою форму, в результате чего аппарат возвра- щается в исходное положение.

Предлагаемый аппарат поглощающий, изготавляемый, напри- мер, по чертежу 106.00.000.2 СБ «Аппарат поглощающий Ш-2-В-90», проверен на практике, не содержит никаких элементов или мате- риалов в конструкции, которые невозможно было бы воспроизвести на современном этапе развития науки и техники, в частности, при производстве амортизационных устройств, следовательно, являет- ся приемлемым для промышленного применения, имеет техниче- ские и другие преимущества перед известными аналогами благода- ря предложенным конструктивным упрощениям и изменениям, что подтверждает возможность достижения технического результата заявляемым объектом. В известных источниках научно-технической и другой информации не обнаружено поглощающих аппаратов с указанной в предложении совокупностью существенных признаков, поэтому предложенное техническое решение считается таковым, что может получить правовую защиту.

Существенное отличие предложенного аппарата поглощающего от ранее известных заключается в наличии цельнолитого корпуса с оптимизированными геометрическими параметрами и гранями на внутренней поверхности горловины. Указанные отличия в совокуп- ности обеспечивают улучшение потребительских характеристик устройства с одновременным упрощением его конструкции и сниже- нием себестоимости. Ни один из известных аппаратов поглощаю- щих не может обладать указанными свойствами, поскольку не имеет в своем составе всей совокупности предложенных технологических и конструктивных признаков, которые обеспечивали бы достижение необходимого технического результата.

Технические преимущества полезной модели

К основным техническим преимуществам предложенного техни- ческого решения, в сравнении с прототипом, можно отнести сле- дующее:

- обеспечение равномерного распределения ударных и тяговых нагрузок на все детали и узлы поглощающего аппарата за счет ис- пользования в конструкции цельнолитого корпуса с одинаковой толщиной стенок;

- повышение надежности эксплуатации по этой же причине;

- упрощение конструкции за счет отсутствия антифрикционных вкладок во фрикционных клиньях;

- улучшение функционирования нажимного узла аппарата без снижения прочностных характеристик благодаря граням на внутрен- ней поверхности горловины корпуса;

- упрощение технологии изготовления поглощающего аппарата, а также облегчение процедур планового осмотра и ремонта, по этой же причине.