EA030977B1 - Фрикционный амортизатор - Google Patents
Фрикционный амортизатор Download PDFInfo
- Publication number
- EA030977B1 EA030977B1 EA201501115A EA201501115A EA030977B1 EA 030977 B1 EA030977 B1 EA 030977B1 EA 201501115 A EA201501115 A EA 201501115A EA 201501115 A EA201501115 A EA 201501115A EA 030977 B1 EA030977 B1 EA 030977B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- friction
- contact
- shock absorber
- walls
- wedge
- Prior art date
Links
- 230000035939 shock Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 241001236644 Lavinia Species 0.000 abstract 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 abstract 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 8
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 2
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000565667 Mesodon inflectus Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Vibration Dampers (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к транспорту, преимущественно железнодорожному. Задачей изобретения является повышение надежности работы фрикционного амортизатора, содержащего корпус (1) с горловиной (2), образованной его стенками (3) и днищем (4), на котором расположено предварительно поджатое возвратно-подпорное устройство (5), сверху которого через опорную плиту (6) расположен фрикционный узел (7), состоящий из нажимного клина (10), воспринимающего воздействующую на фрикционный амортизатор внешнюю силу и контактирующего с фрикционными клиньями (11), контактирующими с опорной плитой и с направляющими пластинами (12), контактирующими, в свою очередь, с подвижными пластинами (13), контактирующими со стенками корпуса. Фрикционными клиньями и нажимным клином образованы углы расклинивания, обеспечивающие возникновение нормальной силы, действующей на стенки корпуса. Углы расклинивания (от 24 до 34°) образованы с возможностью возникновения нормальной силы, величина горизонтальной составляющей которой не более 28% от величины внешней силы, воздействующей на нажимной клин. Контакт фрикционных клиньев с направляющими пластинами выполнен под углом в диапазоне от 1,5 до 3°, а с опорной плитой - под углом в диапазоне от 0 до 25°. Возвратно-подпорное устройство может быть выполнено из пакета полимерных упругих элементов (9), воздействующих на опорную плиту в конце полного рабочего хода нажимного клина силой не менее чем 44 кН. Пакет полимерных упругих элементов сформирован в виде геометрической фигуры, контур которой (28) расширяется к днищу корпуса. Корпус снабжен выступами со скосами, контактирующими ими со скосами, выполненными на сопряженных с этими выступами торцах направляющих пластин. В местах контакта скосов расположена смазка. На поверхности направляющих пластин установлены вставки из металлокерамики или из твердой смазки. Нажимной конус и стенки корпуса выполнены с зацепами, по которым обеспечен контакт нажимного конуса со стенками корпуса.
Description
Изобретение относится к транспорту, преимущественно железнодорожному. Задачей изобретения является повышение надежности работы фрикционного амортизатора, содержащего корпус (1) с горловиной (2), образованной его стенками (3) и днищем (4), на котором расположено предварительно поджатое возвратно-подпорное устройство (5), сверху которого через опорную плиту (6) расположен фрикционный узел (7), состоящий из нажимного клина (10), воспринимающего воздействующую на фрикционный амортизатор внешнюю силу и контактирующего с фрикционными клиньями (11), контактирующими с опорной плитой и с направляющими пластинами (12), контактирующими, в свою очередь, с подвижными пластинами (13), контактирующими со стенками корпуса. Фрикционными клиньями и нажимным клином образованы углы расклинивания, обеспечивающие возникновение нормальной силы, действующей на стенки корпуса. Углы расклинивания (от 24 до 34°) образованы с возможностью возникновения нормальной силы, величина горизонтальной составляющей которой не более 28% от величины внешней силы, воздействующей на нажимной клин. Контакт фрикционных клиньев с направляющими пластинами выполнен под углом в диапазоне от 1,5 до 3°, ас опорной плитой - под углом в диапазоне от 0 до 25°. Возвратно-подпорное устройство может быть выполнено из пакета полимерных упругих элементов (9), воздействующих на опорную плиту в конце полного рабочего хода нажимного клина силой не менее чем 44 кН. Пакет полимерных упругих элементов сформирован в виде геометрической фигуры, контур которой (28) расширяется к днищу корпуса. Корпус снабжен выступами со скосами, контактирующими ими со скосами, выполненными на сопряженных с этими выступами торцах направляющих пластин. В местах контакта скосов расположена смазка. На поверхности направляющих пластин установлены вставки из металлокерамики или из твердой смазки. Нажимной конус и стенки корпуса выполнены с зацепами, по которым обеспечен контакт нажимного конуса со стенками корпуса.
030977 В1
Изобретение относится к области машиностроения и транспортирования и касается узлов для транспортных средств, преимущественно устанавливаемых между вагонами железнодорожного состава.
Известен фрикционный амортизатор [1, патент RU 2128301 C1, МПК F16F 7/08, B61G 9/02, приоритет 02.06.1998, опубликовано 27.03.1999], содержащий расположенный на днище своего корпуса пакет установленных друг на друге упруго-эластичных элементов, а также содержащий в горловине корпуса механизм передачи ударных нагрузок или/и сжимающих усилий на пакет упруго-эластичных элементов.
Недостатком такого устройства является неудобство и трудоемкость его сборки-разборки из-за необходимости применения дополнительных громоздких приспособлений для предварительного сжатия многотонным усилием его пакета упруго-эластичных элементов при монтаже устройства и последующего разжатия такого пакета при демонтаже устройства, например для замены упруго-эластичных элементов.
Эти недостатки устранены во фрикционном амортизаторе [2, патент RU 2338100 C1, МПК F16F 7/08, B61F 5/12, B61G 11/04, конвенционный приоритет 18.04.2006, PL-379484, опубликовано 10.11.2008]. Он содержит те же элементы, что и у аналога [1], а также расположенный на днище своего корпуса пакет установленных друг на друге упруго-эластичных элементов, сквозь который пропущен закрепленный в корпусе стяжной стержень. В горловине корпуса такого амортизатора размещен механизм передачи ударных нагрузок или/и сжимающих усилий на пакет упруго-эластичных элементов. При этом пакет упруго-эластичных элементов предварительно поджат через часть механизма передачи ударных нагрузок гайкой, накрученной на резьбовую часть упомянутого стержня, что позволяет легко и без специальных дополнительных приспособлений производить сборку-разборку устройства.
Однако такое устройство - аналог [2] имеет недостаточный ресурс наработки на отказ.
Дело в том, что на днище корпуса фрикционного амортизатора [2] выполнен выступ для стяжного стержня, что увеличивает внутренний диаметр двух нижних упруго-эластичных элементов и снижает их срок службы при многократных циклических нагрузках.
Этот недостаток устранен во фрикционном амортизаторе [3, Поглощающий аппарат ПМКП-110 (фиг. 8.18)/ Электронный ресурс - http://1jelesnodorojnik.ru/2012-10-09-03-46-57/67-8-/250-83-Дата доступа 10.10.2015], принятом за прототип.
Такое устройство-прототип [3] содержит корпус с горловиной, образованной его стенками и днищем, на котором расположено предварительно поджатое возвратно-подпорное устройство, сверху которого через опорную плиту расположен фрикционный узел, состоящий из воспринимающего воздействующую на фрикционный амортизатор внешнюю силу нажимного клина, контактирующего с фрикционными клиньями, контактирующими с опорной плитой и с направляющими пластинами, контактирующими, в свою очередь, с подвижными пластинами, контактирующими со стенками корпуса. Фрикционными клиньями и нажимным клином образованы углы расклинивания, обеспечивающие возникновение нормальной силы, состоящей из вертикальной составляющей и горизонтальной составляющей, действующей в направлении стенки корпуса при движении нажимного клина.
Предварительно поджатое возвратно-подпорное устройство может быть выполнено в виде пакета вставленных друг в друга пружин сжатия или в виде пакета упруго-эластичных элементов. В первом случае фрикционный амортизатор-прототип [3] имеет худшую рабочую характеристику, но более простую конструкцию. Во втором случае его рабочие характеристики улучшены за счет устранения упомянутого недостатка аналога [2], путем того, что два расположенных сразу от днища корпуса друг за другом упруго-эластичных элемента установлены таким образом, что ими образован контур, расширяющийся к днищу корпуса. Т.е. упруго-эластичный элемент, расположенный на днище корпуса, охватывая выступ в нем для стержня, имеет большее центральное отверстие и выполнен больше по периметру, чем следующий за ним упруго-эластичный элемент и все остальные элементы из этого пакета.
Однако для нормальной работы такого пакета упруго-эластичных элементов требуется их одинаковая жесткость (для равномерного распределения нагрузки между упруго-эластичными элементами и, как следствие, уменьшения вероятности разрушения одного из элементов), что обусловливает соблюдение соразмерных объемов материала в упруго-эластичных элементах. Но этого в устройстве-прототипе [3] не предусмотрено. Поэтому в процессе сжатия пакета нагрузка распределяется в его упруго-эластичных элементах неравномерно, и они получают неодинаковую деформацию. Так как наружный диаметр одного из упруго-эластичных элементов с увеличенным центральным отверстием при одной и той же нагрузке всегда будет больше, чем у остальных упруго-эластичных элементов, то это может привести к его разрушению из-за того, что часть такого упруго-эластичного элемента, контактирующая с пластиной, перемещается за её габарит и работает на срез о край этой пластины. В результате резко увеличивается вероятность как пластичного, так и хрупкого его разрушения (особенно при низких отрицательных температурах) и, как следствие, увеличивается вероятность снижения эффективности работы и даже поломка устройства.
Если же для предупреждения таких разрушений выполнять упруго-эластичный элемент вблизи от днища корпуса из термоэластопласта повышенной твердости, то это будет негативно сказываться на остальных упруго-эластичных элементах пакета, так как они при одинаковой нагрузке получат большую
- 1 030977 деформацию (т.е. они будут больше сжиматься вдоль оси фрикционного амортизатора и больше увеличиваться по периметру), что при экстремальных условиях может также вызвать их разрушение.
Выполнение центрального отверстия увеличенного диаметра в упруго-эластичном элементе, смежном с выступом на днище корпуса устройства-прототипа [3], вызывает пластичную деформацию некоторых опорных пластин между соседними упруго-эластичными элементами. При этом упруго-эластичные элементы с меньшим центральным отверстием стремятся продавить упруго-эластичный элемент с большим центральным отверстием.
Применение в аналогах [1 и 2] и в прототипе [3] металлокерамических накладок на направляющих пластинах, контактирующих с фрикционными клиньями, позволяет повысить коэффициент их взаимного трения, увеличивая, тем самым, силу трения и энергоемкость динамически нагруженного фрикционного амортизатора. Однако применение металлокерамики повышает стоимость аппарата, с одной стороны. С другой стороны, металлокерамические накладки чувствительны к ударам, особенно при низких температурах, что может приводить к скалыванию кромок и выкрашиванию фрикционных поверхностей. В дополнение, для достижения такого результата (высокой силы трения и энергоемкости) требуется взаимное расположение фрикционных клиньев и нажимного клина под углом, обеспечивающим передачу нормальной силы на каждую из стенок корпуса аппарата, величина горизонтальной составляющей которой более 28% от внешней силы, воздействующей непосредственно на нажимной клин со стороны автосцепного устройства вагона. В противном случае применение металлокерамики теряет смысл, потому что возникающая нормальная сила будет не способна создать силы трения, вызывающие повышение энергоемкости до уровня, требуемого стандартами. К тому же, увеличение упомянутых углов повышает риск заклинивания аппарата как на ходе сжатия, так и при обратном ходе.
Поэтому задачей изобретения является достижение технического результата, направленного на повышение надежности работы фрикционного амортизатора путем устранения заклинивания фрикционного амортизатора при его ходе сжатия или при обратном его ходе.
Поставленная задача решается тем, что (фиг. 1-13) во фрикционном амортизаторе, содержащем корпус 1 с горловиной 2, образованной его стенками 3 и днищем 4, на котором расположено предварительно поджатое возвратно-подпорное устройство 5, сверху которого через опорную плиту 6 расположен фрикционный узел 7, состоящий из воспринимающего воздействующую на фрикционный амортизатор внешнюю силу F нажимного клина 10, контактирующего с фрикционными клиньями 11, контактирующими с опорной плитой 6 и с направляющими пластинами 12, контактирующими, в свою очередь, с подвижными пластинами 13, контактирующими со стенками 3 корпуса 1, при этом фрикционными клиньями 11 и нажимным клином 10 образованы углы расклинивания α, обеспечивающие возникновение нормальной силы N, состоящей из вертикальной составляющей n2 и горизонтальной составляющей n1, действующей в направлении стенки 3 корпуса 1 при движении нажимного клина 10, причем упомянутые углы расклинивания α образованы с возможностью возникновения упомянутой нормальной силы N, величина горизонтальной составляющей n1 которой не более 28% от величины внешней силы F, воздействующей на нажимной клин, имеются отличительные признаки: нажимной клин 10 и стенки 3 корпуса 1 выполнены с зацепами 25, 24, по которым обеспечен контакт нажимного клина 10 со стенками 3 корпуса 1, кроме того, обеспечен контакт фрикционных клиньев 11 с направляющими пластинами 12 под углом γ от 1,5 до 3°, а с опорной плитой 6 - под углом β от 0 до 25°, и величина упомянутых углов α расклинивания составляет от 24 до 34°.
Такие отличительные признаки позволяют исключить возможность заклинивания фрикционного амортизатора при его ходе сжатия или при обратном его ходе, что устраняет необходимость применения в нем металлокерамических накладок с высоким коэффициентом трения на направляющих пластинах, как в прототипе [3], а также позволяет применить возвратно-подпорное устройство высокой жесткости, что увеличит усилие начальной затяжки возвратно-подпорного устройства фрикционного амортизатора.
Дополнительные отличительные признаки:
в выборках 22 поверхностей фрикционных клиньев 11 установлены вставки твердой смазки 23;
его возвратно-подпорное устройство 5 выполнено из пакета полимерных упругих элементов 9, воздействующих на опорную плиту 6)в конце полного рабочего хода нажимного клина 10 силой не менее чем 44 кН;
пакет полимерных упругих элементов 9 сформирован в виде геометрической фигуры с расширяющимся к днищу 4 корпуса 1 контуром G.
Сущность изобретения поясняется иллюстрациями, где на фиг. 1-3 представлены соответственно фронтальный вид с местным разрезом, вид A сверху по фиг. 1 и профильный разрез B-B по фиг. 2 фрикционного амортизатора с предварительно поджатым с помощью стяжного стержня с гайкой возвратно-подпорным устройством - пакетом упруго-эластичных элементов, где направляющие пластины фиксируются в корпусе с помощью загибов;
на фиг. 4 и 5 показаны соответственно фронтальный вид с местным разрезом и вид C сверху по фиг. 4 фрикционного амортизатора с предварительно поджатым с помощью зацепов корпуса и нажимного клина возвратно-подпорным устройством без применения центрирующего элемента;
- 2 030977 на фиг. 6 и 7 показаны соответственно фронтальный вид с местным разрезом и вид D сверху по фиг. 6 фрикционного амортизатора с предварительно поджатым с помощью зацепов корпуса и нажимного клина возвратно-подпорным устройством с применением центрирующего элемента;
на фиг. 8 и 9 показаны профильные разрезы фрикционного амортизатора с применением в качестве его возвратно-подпорного устройства соответственно пружин сжатия и пакета упруго-эластичных элементов;
на фиг. 10 показан общий вид фрикционного амортизатора по фиг. 9 со схемой взаимного расположения внутри него фрикционного узла и возвратно-подпорного устройства;
на фиг. 11 показана верхняя часть фрикционного амортизатора по фиг. 9 в момент начала приложения к его нажимному клину внешней силы F;
на фиг. 12 и 13 показаны варианты расположения вставок твердой смазки (бронзы) в выборках на поверхностях деталей фрикционного узла.
Фрикционный амортизатор (фиг. 1-13) содержит корпус 1 с горловиной 2, образованной его стенками 3 и днищем 4, на котором расположено предварительно поджатое возвратно-подпорное устройство 5, сверху которого через опорную плиту 6 расположен фрикционный узел 7.
Возвратно-подпорное устройство 5 может быть выполнено в виде вставленных друг в друга пружин сжатия 8 (фиг. 8) или в виде пакета упруго-эластичных элементов 9 (фиг. 3, 9-13), расположенных друг за другом таким образом, что ими образован контур G (фиг. 3, 9), расширяющийся к днищу 4 корпуса 1. Этот контур G образован более чем двумя расположенными друг за другом упруго-эластичными элементами 9 разной длины, с возможностью их размещения в любом месте возвратно-подпорного устройства 5 в зависимости от механизма передачи нагрузок на него и в зависимости от конструкции корпуса 1. Такая установка описанного пакета упруго-эластичных элементов 9 позволит обеспечить соблюдение их равного объема за счет постепенного увеличения их габаритов.
Фрикционный узел 7 (фиг. 1-9, 11-13) состоит из нажимного клина 10, воспринимающего воздействующую на фрикционный амортизатор внешнюю силу F (фиг. 11) и контактирующий с фрикционными клиньями 11 (фиг. 2, 3, 5, 7-9, 11-13), контактирующими с опорной плитой 6 и с направляющими пластинами 12.
Направляющие пластины 12 контактируют, в свою очередь, с подвижными пластинами 13, контактирующими со стенками 3 корпуса 1.
Фрикционными клиньями 11 и нажимным клином 10 образованы углы расклинивания α (фиг. 11), обеспечивающие возникновение горизонтальной составляющей n1 и вертикальной составляющей n2, и нормальной силы N, действующей в направлении стенки 3 корпуса 1 при движении нажимного клина 10 под воздействием внешней силы F, прилагаемой к нажимному клину 10 фрикционного амортизатора, установленного, например, в сцепном устройстве вагона.
При этом упомянутые углы расклинивания α образованы с возможностью возникновения упомянутой нормальной силы N, величина горизонтальной составляющей n1 которой не более 28% от величины внешней силы F, воздействующей на нажимной клин 10.
Для достижения данного эффекта необходимо, чтобы фрикционные клинья 11, подвижные пластины 13 и направляющие пластины 12 были выполнены из термообработанной стали (показано на фиг. 12, 13).
Также рекомендуется, чтобы величина упомянутых углов (фиг. 11) расклинивания α была в диапазоне от 24 до 34°, а контакт фрикционных клиньев 11 с опорной плитой 6 и с направляющими пластинами 12 был бы выполнен под углами соответственно β и γ в диапазоне соответственно от 0 до 25° и от 1,5 до 3°.
Возможно расположение в горловине 2 фрикционного амортизатора (фиг. 4 и 5) возвратноподпорного устройства 5 без его центровки по оси, а также с такой центровкой с помощью направляющего стержня 14 (фиг. 6, 7), закрепленного (не показано) в днище 4 корпуса 1 и пропущенного сквозь опорную плиту 6 с расположением свободного конца в нажимном конусе 10. Возможно применение в качестве центрирующего элемента стяжного стержня 15 (фиг. 1-3, 8-9, 11-13) также закрепленного в днище 4 корпуса 1 (фиг. 3, 8, 9). На резьбовом конце стяжного стержня 15 накручена гайка 16, удерживающая возвратно-подпорное устройство 5 в сжатом состоянии.
Для фиксации положения направляющих пластин 12 (фиг. 3) их концы ближе к днищу 4 корпуса 1 могут быть выполнены с загибами 17, расположенными в отверстиях 18 стенок 3 корпуса 1.
С целью улучшения силовых характеристик, повышения долговечности работы фрикционного амортизатора (уменьшения износа его фрикционных клиньев 11, направляющих пластин 12 и подвижных пластин 13, стенок 3 корпуса 1) полезно применять вариант, когда положение направляющих пластин 12 может быть зафиксировано без загибов 17 (фиг. 3). Направляющие пластины 12 при этом выполняются без загибов (фиг. 8-10) и фиксируются в корпусе 1 с помощью своих буртов 27 (фиг. 10), наподобие элементов из зацепления Т-образный зацеп, расположенных на их концах ближе к днищу 4 корпуса
1. Это сделано для увеличения площади контакта подвижных пластин 13 с направляющими пластинами 12 за счет введения своеобразного Т-образного зацепа в нижней их части.
- 3 030977
Внутри горловины 2 корпус 1 может быть снабжен (фиг. 8, 9) выступами 19 со скосами 20, контактирующими ими с аналогичными скосами (не обозначены), выполненными на сопряженных с этими выступами торцах направляющих пластин 12. Выступы 19 корпуса 1 являются опорными площадками для направляющих пластин 12, а с другой стороны - упорами, препятствующими вытягиванию направляющей пластины 12 из корпуса 1 при обратном ходе за счет зацепления с буртами 27.
Бурт 27 упирается (фиг. 10) в нижнюю часть выступов 19 (фиг. 8-10, на фиг. 8 и 9 показаны пунктирной линией), отлитых вместе с корпусом 1. Опорные площадки 19 выполнены со скосами 20, контактирующими с аналогичными скосами (не показаны) направляющих пластин 12.
В местах контакта упомянутых скосов 20 полезно располагать смазку, например, на основе масел, силиконов, порошков, красок, других типов, наносимых напылением, орошением, растиранием или другим способом.
Удержание смазки на скосах 20 и упомянутых поверхностях может производиться ее застыванием, адгезией, или с помощью микрошероховатостей, микроскопических канавок, выборок, шагреней, что зависит от консистенции выбранного типа смазки, ее способности к отверждению, застыванию и прочее. Наличие такой смазки позволит увеличить распорное усилие в первое время работы не приработанных деталей фрикционного амортизатора, предотвратить схватывания фрикционных поверхностей, приваривания, срывы у фрикционного узла 7 в не приработанном состоянии. Характеристика такого устройства отличается высокой энергоемкостью в состоянии поставки, после чего смазка истирается и удаляется, а высокая энергоемкость достигается за счет поглощения энергии на уже приработанных к этому моменту поверхностях фрикционных клиньев 11, направляющих и подвижных пластин 12, 13 и стенок 3 корпуса 1.
На поверхности направляющих пластин 12 могут быть установлены вставки 21 (фиг. 3, 8, 9, 11) из металлокерамики. Это сделано для повышения стабильности характеристик, уменьшения автоколебаний фрикционного узла 7 и уменьшения износа его трущихся поверхностей с повышением коэффициента трения и соответственно силы трения и энергопоглощения.
Если в качестве возвратно-подпорного устройства 5 применен пакет упруго-эластичных элементов 9 (фиг. 3, 9-3), то он собран с возможностью воздействия на опорную плиту силой не менее чем 44 кН в конце хода нажимного клина 10 под действием на него внешней силы F (фиг. 11). Применение такого возвратно-подпорного устройства 5 повышенной жесткости направлено на компенсацию уменьшения углов расклинивания α. Таким образом, исключается возможность заклинивания фрикционного амортизатора при прямом или обратном ходе его нажимного клина 10, а вставки 21 из металлокерамики (фиг. 3, 9, 11) на поверхности направляющих пластин 12 могут применяться без опасности выкрашивания и разрушения, потому что за счет снижения угла α снижается действующая на них нормальная сила N (фиг. 11). Поэтому увеличивается и усилие затяжки возвратно-подпорного устройства 5 в сравнении с аналогами [1, 2], прототипом [3], что повышает энергоемкость фрикционного амортизатора.
Если применяются направляющие пластины 12 из термообработанной стали и без металлокерамических накладок, то в поверхностях фрикционных клиньев 11, обращенных к направляющим пластинам 12, могут быть выполнены выборки 22 (фиг. 12, 13). В них могут быть помещены вставки из твердой смазки 23, например чугуна или бронзы специального состава. Такие же выборки 22 и вставки из твердой смазки 23 могут быть выполнены (фиг. 12) и в подвижных пластинах 13 на поверхностях, обращенных к направляющим пластинам 12 и/или к стенкам 3 корпуса 1. Выборки 22 и вставки из твердой смазки 23 могут быть выполнены (фиг. 13) и в направляющих пластинах 12 на поверхностях, обращенных к фрикционным клиньям 11 и/или подвижным пластинам 13.
Фиксация фрикционного узла и возвратно-подпорного устройства в корпусе амортизатора может выполняться и без стяжного стержня. Стенки 3 корпуса 1 выполнены с зацепами 24 возле нажимного клина 10, который выполнен со своими зацепами 25 и фиксируется ими за зацепы 24 в корпусе 1 от выпадения. Применение зацепов 24 и 25 в конструкции фрикционного амортизатора в вариантах исполнения по фиг. 4-7 делает процесс его разборки неразрушающим, быстрым и безопасным, а положение в исходном состоянии - стабильным.
Для повышения амортизирующих свойств пакета упруго-эластичных элементов 9 между ними установлены жесткие пластины 26 (фиг. 9, 10, 12).
Для повышения энергоемкости возвратно-подпорного устройства фрикционного узла его пакет полимерных упругих элементов 9 может быть сформирован в виде геометрической фигуры, например конуса или пирамиды, расширяющейся к днищу корпуса. На фиг. 3, 9 и 10 показан контур 28 такого конуса.
Принцип действия фрикционного амортизатора основан на том, что при воздействии внешней силы F (фиг. 11), прилагаемой к нажимному клину 10, например, со стороны сцепного устройства при соударении вагонов, сжимается возвратно-подпорное устройство 5. Одновременно, появляется нормальная сила N, состоящая из вертикальной составляющей n2 и горизонтальной составляющей n1, действующей в направлении стенки 3 корпуса 1. Горизонтальная составляющая n1, действующая в направлении каждой из контактирующих с подвижными пластинами 13 стенки 3 корпуса 1, составляет при заданных уг
- 4 030977 лах α не более 28% от действующей на нажимной клин 10 внешней силы F. Поэтому фрикционный амортизатор воспринимает на себя ее значительную часть, амортизирует ее и смягчает воздействие на вагоны.
При этом за счет выполнения пакета упруго-эластичных элементов 9 (фиг. 3, 9-12), расположенных друг за другом таким образом, что ими образован контур G (фиг. 3, 9), расширяющийся к днищу 4 корпуса 1, обеспечивается одинаковая деформация всех упруго-эластичных элементов 9 в пакете при работе фрикционного амортизатора, что снижает вероятность как пластичного, так и хрупкого разрушения упруго-эластичных элементов 9, особенно при низких отрицательных температурах.
За счет необходимого подбора значений углов расклинивания α, углов контактов β и γ (фиг. 11), фрикционных клиньев 11, соответственно с опорной плитой 6 и с направляющими пластинами 12, снижается вероятность привариваний фрикционных клиньев 11 к направляющим пластинам 12, рабочая характеристика (не показана) фрикционного амортизатора принимает более плавный вид с меньшим количеством пиков, что положительно сказывается на эффективности его работы.
Скосы 20 на опорных площадках 19 (фиг. 8, 9) корпуса 1 позволяют направляющим пластинам 12 под действием фрикционных клиньев 11 и вертикальной составляющей n2 (фиг. 11) соскальзывать вниз к днищу 4 и в сторону к стенкам 3 корпуса 1, прижимая к ним подвижные пластины 13 в той части направляющих пластин 12, где выполнен бурт 27 (фиг. 10). В итоге, прижатие подвижных пластин 13 к стенкам 3 корпуса 1 происходит по всей их увеличенной площади, причем удельное давление на единицу этой площади будет уменьшено в сравнении с аналогами [1, 2] и прототипом [3], что положительно сказывается на износе трущихся поверхностей во фрикционном амортизаторе и повышается долговечность его работы.
Кроме того, растирание частиц твердой смазки вставок 23 (фиг. 12, 13) при многократных циклах воздействия внешней силы F обеспечивает плавное изменение коэффициента трения трущихся поверхностей фрикционного амортизатора. При этом его рабочая характеристика становится также плавной, с меньшими пиками, а процесс изнашивания основного материала его деталей снижается.
Список источников.
1. Патент RU 2128301 C1, МПК F16F 7/08, B61G 9/02, приоритет 02.06.1998, опубликовано 27.03.1999.
2. Патент RU 2338100 C1, МПК F16F 7/08, B61F 5/12, B61G 11/04, конвенционный приоритет 18.04.2006, PL-379484, опубликовано 10.11.2008.
3. Поглощающий аппарат ПМКП-110 (фиг. 8.18)/Электронный ресурс - http://1jelesnodorojnik.ru/2012-10-09-03-46-57/67-8-/250-83-Дата доступа 10.10.2015/прототип/.
- 5 030977
Перечень ссылочных обозначений и наименований элементов, к которым эти обозначения относятся
| № | НАИМЕНОВАНИЕ |
| 1 | корпус |
| 2 | горловина |
| 3 | стенки корпуса 1 |
| 4 | днище корпуса 1 |
| 5 | возвратно-подпорное; устройство |
| 6 | опорная плита |
| 7 | фрикционный узел |
| 8 | пружина сжатия |
| 9 | упруго-эластичный элемент |
| 10 | нажимной клин |
| 11 | фрикционный клин |
| 12 | направляющая пластина |
| 13 | подвижная пластина |
| 14 | направляющий стержень |
| 15 | стяжной стержень |
| 16 | гайка |
| 17 | загиб на направляющей пластине 12 |
| 18 | отверстие в стенке 3 корпуса 1 |
| 19 | опорная площадка в корпусе 1 |
| 20 | скос опорной площадки 19 |
| 21 | вставка на направляющей пластине 12 |
| 22 | выборка во фрикционных клиньях 11, направляющей пластине 12 и подвижной пластине 13 |
| 23 | вставка из твердой смазки в выборке 22 |
| 24 | зацеп на стенке 3 корпуса 1 |
| 25 | зацеп на нажимном клине 10 |
| 26 | жесткие пластины между упруго-эластичными элементами 9 |
| 27 | бурт на направляющей пластине 12 |
| 28 | контур геометрической фигуры, образованной упруго-эластичными элементами 9 |
| А | обозначение вида сверху по фиг. 1 |
| В-В | обозначение разреза по фиг. 2 |
| С | обозначение вида сверху по фиг. 4 |
| D | обозначение вида сверху по фиг. 6 |
| F | внешняя сила |
| G | контур, образованный упруго-эластичными элементами 9 |
| N | нормальная сила |
| п1 | горизонтальная составляющая нормальной силы N |
| п2 | вертикальная составляющая нормальной силы N |
| а | угол расклинивания |
| β | угол контакта клиньев 11с опорной плитой 6 |
| Υ | угол контакта клиньев 11с направляющими пластинами 12 |
Claims (4)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Фрикционный амортизатор, содержащий корпус (1) с горловиной (2), образованной его стенками (3) и днищем (4), на котором расположено предварительно поджатое возвратно-подпорное устройство (5), сверху которого через опорную плиту (6) расположен фрикционный узел (7), состоящий из воспринимающего воздействующую на фрикционный амортизатор внешнюю силу (F) нажимного клина (10), контактирующего с фрикционными клиньями (11), контактирующими с опорной плитой (6) и с направляющими пластинами (12), контактирующими, в свою очередь, с подвижными пластинами (13), контактирующими со стенками (3) корпуса (1), при этом фрикционными клиньями (11) и нажимным клином (10) образованы углы расклинивания (α), обеспечивающие возникновение нормальной силы (N), состоящей из вертикальной составляющей (n2) и горизонтальной составляющей (n1), действующей в направлении стенки (3) корпуса (1) при движении нажимного клина (10), причем упомянутые углы расклинивания (α) образованы с возможностью возникновения упомянутой нормальной силы (N), величина горизонтальной составляющей (n1) которой составляет не более 28% от величины внешней силы (F), воздействующей на нажимной клин, отличающийся тем, что нажимной клин (10) и стенки (3) корпуса (1) выполнены с зацепами (25, 24), по которым обеспечен контакт нажимного клина (10) со стенками (3) корпуса (1), кроме того, обеспечен контакт фрикционных клиньев (11) с направляющими пластинами (12) под углом (γ) от 1,5 до 3°, а с опорной плитой (6) - под углом (β) от 0 до 25°, величина упомянутых углов (α) расклинивания составляет от 24 до 34°.
- 2. Фрикционный амортизатор по п.1, отличающийся тем, что в выборках (22) поверхностей фрикционных клиньев (11) установлены вставки твердой смазки (23).- 6 030977
- 3. Фрикционный амортизатор по п.1, отличающийся тем, что его возвратно-подпорное устройство (5) выполнено из пакета полимерных упругих элементов (9), воздействующих на опорную плиту (6) в конце полного рабочего хода нажимного клина (10) силой не менее чем 44 кН.
- 4. Амортизатор по п.3, отличающийся тем, что пакет полимерных упругих элементов (9) сформирован в виде геометрической фигуры с расширяющимся к днищу (4) корпуса (1) контуром (G).Фиг. 1Фиг. 2- 7 030977Разрез В-В по фиг.2Фиг. 3Фиг. 4ВиЗ С по фиг. 4Фиг. 512- 8 030977КФиг. 6Биб D по фиг. 6Фиг. 7 \ \В 12Фиг. 8- 9 030977Фиг. 9Фиг. 10- 10 030977Фиг. 11Фиг. 12Фиг. 13
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201501115A EA030977B1 (ru) | 2015-10-28 | 2015-10-28 | Фрикционный амортизатор |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201501115A EA030977B1 (ru) | 2015-10-28 | 2015-10-28 | Фрикционный амортизатор |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201501115A1 EA201501115A1 (ru) | 2017-05-31 |
| EA030977B1 true EA030977B1 (ru) | 2018-10-31 |
Family
ID=58793992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201501115A EA030977B1 (ru) | 2015-10-28 | 2015-10-28 | Фрикционный амортизатор |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA030977B1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL443624A1 (pl) * | 2023-01-29 | 2024-08-05 | Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza | Absorber energii kinetycznej |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU194809U1 (ru) * | 2018-10-02 | 2019-12-24 | Олег Николаевич ГОЛОВАЧ | Фрикционный поглощающий аппарат |
| RU191209U1 (ru) * | 2018-10-02 | 2019-07-29 | Олег Николаевич ГОЛОВАЧ | Фрикционный амортизатор |
| US11613282B2 (en) * | 2020-03-12 | 2023-03-28 | Amsted Rail Company, Inc. | Double friction draft gear assembly |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4960215A (en) * | 1988-12-22 | 1990-10-02 | Miner Enterprises, Inc. | Friction elastomer draft gear |
| US6478173B2 (en) * | 2001-02-13 | 2002-11-12 | Miner Enterprises, Inc. | Railroad car draft gear having a long travel |
| EA200900238A1 (ru) * | 2009-02-27 | 2010-08-30 | Руслан Николаевич ГОЛОВАЧ | Аппарат, поглощающий энергию удара |
| RU145079U1 (ru) * | 2014-01-14 | 2014-09-10 | Олег Николаевич ГОЛОВАЧ | Упругий демпфер, воспринимающий ударные нагрузки и аппарат, поглощающий энергию удара с его применением |
-
2015
- 2015-10-28 EA EA201501115A patent/EA030977B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4960215A (en) * | 1988-12-22 | 1990-10-02 | Miner Enterprises, Inc. | Friction elastomer draft gear |
| US6478173B2 (en) * | 2001-02-13 | 2002-11-12 | Miner Enterprises, Inc. | Railroad car draft gear having a long travel |
| EA200900238A1 (ru) * | 2009-02-27 | 2010-08-30 | Руслан Николаевич ГОЛОВАЧ | Аппарат, поглощающий энергию удара |
| RU145079U1 (ru) * | 2014-01-14 | 2014-09-10 | Олег Николаевич ГОЛОВАЧ | Упругий демпфер, воспринимающий ударные нагрузки и аппарат, поглощающий энергию удара с его применением |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL443624A1 (pl) * | 2023-01-29 | 2024-08-05 | Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza | Absorber energii kinetycznej |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201501115A1 (ru) | 2017-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU164701U1 (ru) | Фрикционный амортизатор | |
| US8939300B2 (en) | Friction/elastomeric draft gear | |
| EA030977B1 (ru) | Фрикционный амортизатор | |
| US7128312B2 (en) | Elastomeric spring assembly for a railcar and method of making same | |
| EP2031272A2 (de) | Drehschwingungsdämpfer | |
| US20190301559A1 (en) | Friction shock absorber | |
| RU165974U1 (ru) | Фрикционный амортизатор | |
| RU150303U1 (ru) | Поглощающий аппарат | |
| RU87764U1 (ru) | Аппарат, поглощающий энергию удара | |
| RU2670353C1 (ru) | Поглощающий аппарат | |
| RU87766U1 (ru) | Поглощающий аппарат | |
| RU2669875C1 (ru) | Фрикционный амортизатор | |
| EA015192B1 (ru) | Поглощающий аппарат | |
| CN108974042B (zh) | 一种重型车缓冲车挡装置 | |
| RU136776U1 (ru) | Поглощающий аппарат с полимерными упругими элементами для сцепных устройств бсу-тм пассажирского подвижного состава | |
| WO2018064741A1 (ru) | Фрикционный амортизатор | |
| RU87765U1 (ru) | Поглощающий аппарат | |
| KR100908006B1 (ko) | 충격완충기구 | |
| RU2505440C1 (ru) | Поглощающий аппарат | |
| RU136775U1 (ru) | Поглощающий аппарат с полимерными упругими элементами для автосцепных устройств пассажирского подвижного состава | |
| RU175747U1 (ru) | Поглощающий аппарат с полимерными упругими элементами для автосцепных устройств пассажирского подвижного состава | |
| RU2600878C1 (ru) | Опорный скользун для тележек грузовых вагонов | |
| EA033764B1 (ru) | Поглощающий аппарат | |
| RU169528U1 (ru) | Поглощающий аппарат | |
| CN110785578B (zh) | 摩擦减震器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM |