ПОГЛОШАЮЩИЙ АППАРАТ АВТОСЦЕПКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1995 года по МПК B61G9/06 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается поглощающих устройств автосцепки.

Известен поглощающий аппарат автосцепки железнодорожного транспортного средства [1] содержащий размещенные между нажимной и опорной плитами трубчатый упругий элемент, охватывающую его витую пружину, внутреннюю пружину, расположенные с возможностью взаимодействия с поверхностями трубчатого упругого элемента, и стяжной болт, пропущенный через отверстия в плитах и внутреннюю пружину.

Недостаток указанного аппарата состоит в том, что указанный объем трубчатого упругого элемента предусмотрен при идеальном выполнении пружин. Поскольку технологическая неточность изготовления пружин велика, то указанного объема недостаточно для ухода динамической характеристики аппарата в бесконечность, а также не предусмотрены средства для изменения динамических характеристик, поэтому аппарат не может быть использован на всех транспортных средствах с различной величиной рабочего хода аппарата автосцепки.

Цель изобретения расширение динамических характеристик аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что объем трубчатого упругого элемента превышает объем кольцевого пространства между витыми пружинами при их полном сжатии с учетом объема межвитковых впадин, а трубчатый упругий элемент снабжен несколькими добавочными упругими шайбами, каждая из которых сокращает рабочий ход аппарата на определенную величину.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат с различными объемами трубчатого упругого элемента в разрезе (в верхней части в свободном состоянии, в нижней под нагрузкой); на фиг. 2 равенство сил в конце сжатия аппарата; на фиг. 3 графика зависимости нагрузки от прогиба (рабочего хода аппарата).

На фиг. 1 изображен предлагаемый поглощающий аппарат автосцепки железнодорожного транспортного средства, содержащий корпус 1 с днищем в виде опорной плиты, размещенные внутри корпуса 1 наружную витую пружину 2, трубчатый упругий элемент 3, внутреннюю витую пружину 4, толкатель с днищем в виде нажимной плиты 5 и стяжной болт с гайкой 6, пропущенный через отверстия в днищах корпуса 1, толкатель 5 и внутреннюю витую пружину 4. Пунктиром (поз. 7) показан объем трубчатого упругого элемента 3, равный объему кольцевого пространства между витыми пружинами 2 и 4 при полном сжатии с учетом объема межвитковых впадин. Поз. 8 показаны добавочные упругие шайбы.

Трубчатый упругий элемент 3 может быть выполнен для каждого рабочего хода аппарата. Объем трубчатого упругого элемента 3 подбирается экспериментальным путем. Диаметры пружин 2 и 4 подбираются по параметрам внутреннего диаметра корпуса 1 и диаметра стяжного болта 6.

Суммарная жесткость пружин 2 и 4 может быть принята путем сокращения в 7-8 расчетной нагрузки по нормам на проектирование пружинно-фрикционных аппаратов с проверкой проволоки пружин по нормальным напряжениям, как стенки цилиндра (камеры) для подъемного сжатия при максимально допустимой ударной нагрузке в эксплуатации.

Максимальная деформация витых пружин 2 и 4 должна превышать наибольший рабочий ход аппарата на величину не менее 0,5 мм на один виток среднего количества витков пружин 2 и 4.

Исходя из параметров пружин, можно определить внутренний объем сжатой наружной пружины 2 с учетом объема межвитковых впадин и наружный объем сжатой внутренней пружины 4 за исключением объема межвитковых впадин. Из разности объемов спроектировать трубчатый упругий элемент 8 с учетом допусков на изготовление пружин.

Изготавливая опытный образец трубчатого упругого элемента, необходимо также изготовить некоторое количество колец по соответствующим диаметрам из листового упругого материала толщиной 3-5 мм.

Испытывая на стенде опытный образец (пружину 2, трубчатый упругий элемент 3 и пружину 4) с построением характеристики, добавляя кольца и листового материала, поднимают характеристику до ухода в бесконечность.

Фиксируют фактический объем трубчатого упругого элемента при наибольшем рабочем ходе аппарата, затем, продолжая добавлять кольца, фиксируют фактический объем последующих (меньших) рабочих ходов аппарата. Из зафиксированных объемов принимают окончательные параметры основного упругого элемента 3 при наибольшем рабочем ходе и дополнительных упругих шайб 8 для каждого последующего рабочего хода.

Такой трубчатый упругий элемент и витые пружины можно закладывать в проект и отдавать в серийное производство.

При заводском ремонте, проверяя на стенде рабочий ход, при необходимости добавляют упругие кольца.

Аппарат работает следующим образом.

На фиг. 1 в нижней части от осевой линии изображен аппарат в сжатом состоянии.

При нагрузке на днище корпуса 1 или на толкатель 5 сжимаются витые пружины 2 и 4 и трубчатый упругий элемент 3. При сокращении по высоте трубчатый упругий элемент 3 стремится увеличить свой объем в межвитковое пространство пружин 2 и 4, но межвитковое расстояние сокращается и начинается сжатие трубчатого упругого элемента 3 встречно криволинейными поверхностями витков пружин 2 и 4, сопротивление нагрузке возрастает нелинейно до объемного сжатия упругого элемента 3.

При снятии нагрузки пружины 2 и 4 возвращают детали аппарата в исходное положение.

На фиг. 2 изображены узлы в конце сжатия аппарата равенство сил, которое возникает при объемном сжатии трубчатого упругого элемента. При этом равенстве сил прекращается течь упругого материала в межвитковое пространство, что дает возможность в одном устройстве изменением объема трубчатого элемента 3, получить несколько динамических характеристик различных рабочих ходов аппарата.

На фиг. 3 схематически изображены динамические силовые характеристики аппарата при трех различных объемах трубчатого упругого элемента 3. Кривая с большим радиусом представляет характеристику нагрузки, кривая с меньшим радиусом характеристику разгрузки. Площадь петли, образованной, двумя кривыми, представляет количество необратимо поглощенной энергии.

Использование: изобретение относится к железнодорожному транспорту. Сущность изобретения: объем трубчатого упругого элемента 3 превышает объем кольцевого пространства между полностью сжатыми пружинами 2 и 4 с учетом объема межвитковых впадин. Увеличивая объем трубчатого упругого элемента 3, можно получить множество нелинейных силовых динамических характеристик аппарата. В практике железнодорожного транспорта используется три рабочих хода аппарата: 70, 100 и 120 мм. Подобрав экспериментальным путем определенные объемы трубчатого упругого элемента 3, для всех существующих в практике рабочих ходов аппарата можно использовать одну конструкцию аппарата для всех транспортных средств. Разность объемов упругого элемента может быть выполнена отдельными упругими шайбами, которые добавляются к основному упругому элементу. 3 ил.

ПОГЛОЩАЮЩИЙ АППАРАТ АВТОСЦЕПКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий размещенные между нажимной и опорной плитами трубчатый резиновый элемент, расположенные с внутренней и внешней его сторон витые пружины и центрально расположенный стяжной болт, пропущенный через отверстия в плитах, отличающийся тем, что трубчатый резиновый элемент по высоте выполнен составным.