АВАРИЙНЫЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ СЖАТИЕМ Российский патент 2021 года по МПК F16F9/04 F16F13/06 F16F15/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение преимущественно относится к технологии амортизации и гашения колебаний, а в частности - к узлу аварийной пневмоподушки с предварительным сжатием.

ПРЕДЫДУЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Узел пневмоподушки широко применяется в железнодорожных вагонах, транспортных средствах с высокой нагрузкой и прочих важных областях, связанных с амортизацией и гашением колебаний. Как правило, узел подушки включает в себя упругий полимер, расположенный между парой жестких торцевых пластин. Упругий полимер изготовлен из каучука и сжимается под воздействием нагрузки на узел подушки. На предыдущем уровне техники аварийная резиновая пружина создает деформацию ползучести в течение срока службы благодаря характеристикам резины, и в то же время вертикальная жесткость увеличивается благодаря нелинейности резины при увеличении нагрузок. В некоторых проектах высокоскоростных поездов аварийная пружина должна иметь незначительное изменение жесткости и большое динамическое перемещение без применения прокладок в течение срока службы. Таким образом, используемая аварийная резиновая пружина не может соответствовать данному требованию.

Когда пневмоподушка спускается, образуется жесткий ограничитель, как правило, в вертикальном направлении, и в тоже же время возникает поперечное трение при скольжении между накладкой и пластиной трения, что не соответствует требованию к жесткости и мягкому ограничителю некоторых проектов высокоскоростных поездов в поперечном направлении в спущенном состоянии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цели настоящего изобретения обуславливаются задачами на предыдущем уровне техники, приведенными выше, и заключаются в предоставлении узла аварийной пневмоподушки с предварительным сжатием, обладающего простой конструкцией, удобной установкой, низкой вертикальной жесткостью под действием высокой нагрузки, высокой вертикальной деформацией, высоким комфортом и устойчивостью, способностью снижения проскальзывания и достижения мягкой остановки и т.д.

Для решения вышеизложенных задач могут применяться следующие технические решения:

Узел аварийной пневмоподушки с предварительным сжатием включает верхнюю накладку, воздушную подушку, верхнюю и нижнюю торцевые пластины. При этом внешняя часть верхней торцевой пластины соединена с внешней частью нижней торцевой пластины через воздушную подушку. Между верхней накладкой и верхней торцевой пластиной в сжатом состоянии установлена стальная пружина. При этом между верхней накладкой и верхней торцевой пластиной по окружности стальной пружины установлены несколько двусоставных упругих полимеров.

Дополнительное усовершенствование вышеприведенного технического решения:

Предпочтительно, чтобы двусоставный упругий полимер включал в себя нижнюю, верхнюю детали, а также перегородку; чтобы перегородка была неподвижно установлена между верхней и нижней деталями; чтобы верхняя часть верхней детали и верхняя накладка обеспечивали герметичное соединение; чтобы нижняя часть нижней детали и верхняя торцевая пластина обеспечивали герметичное соединение.

Предпочтительно, чтобы нижняя часть верхней накладки предусматривалась с упорным заплечиком, а верхняя часть верхней торцевой пластины предусматривалась с ограничительной опорой; чтобы ограничительная опора соединялась с помощью муфты с упорным заплечиком; чтобы режим муфтового соединения мог представлять собой подвижную установку или соединение с помощью фрикционной муфты для снижения силы трения при скольжении; чтобы стальная пружина располагалась на внешней части упорного заплечика и ограничительной опоры в режиме муфтового соединения.

Предпочтительно, чтобы верхняя часть ограничительной опоры была оснащена пластинкой для защиты от размыкания для предотвращения отсоединения упорного заплечика, и чтобы эта пластинка была прикреплена с помощью болтов к ограничительной опоре.

Предпочтительно, чтобы верхняя часть верхней торцевой пластины предусматривалась с ограничительной пластинкой на внешней части стальной пружины.

Предпочтительно, чтобы нижняя часть верхней торцевой пластины предусматривалась с каучуковым упругим полимером, а верхняя часть нижней торцевой пластины - с пластиной трения, контактирующей с этим полимером в спущенном состоянии.

Предпочтительно, чтобы вулканизация поперечного упорного упругого полимера на каучуковом упругом полимере осуществлялась в виде поперечного мягкого ограничителя в спущенном состоянии.

Предпочтительно, чтобы верхняя часть нижней торцевой пластины предусматривалась с поперечными упорными пластинками с обеих сторон пластины трения, и чтобы обе стороны каучукового упругого полимера предусматривались с поперечными упорными пазами, которые бы координировались с помощью поперечных упорных пластинок.

Предпочтительно, чтобы нижняя часть внешней поверхности верхней торцевой пластины была оснащена упорным кольцом; чтобы один конец воздушной подушки сцеплялся с упорным кольцом, а на другом обеспечивалось самоуплотняющееся соединение с нижней торцевой пластиной.

В сравнении с предыдущим уровнем техники настоящее изобретение обладает следующими преимуществами:

Узел аварийной пневмоподушки с предварительным сжатием по настоящему изобретению включает верхнюю накладку, воздушную подушку, верхнюю и нижнюю торцевые пластины. При этом внешняя часть верхней торцевой пластины соединена с внешней частью нижней торцевой пластины через воздушную подушку. Между верхней накладкой и верхней торцевой пластиной в сжатом состоянии установлена стальная пружина. При этом между верхней накладкой и верхней торцевой пластиной вдоль стальной пружины установлены несколько двусоставных упругих полимеров. При такой конструкции на наружной части стальной пружины по окружности расположены несколько двусоставных упругих полимеров, образующих параллельную конструкцию с простой структурой и удобной установкой. Кроме того, стальная пружина и двусоставный упругий полимер изначально создают предварительное сжатие, а параллельная конструкция с предварительным сжатием может предотвратить проскальзывание двусоставного упругого полимера, снизить нелинейность, а также повысить возможности динамического перемещения; также она может значительно снизить вертикальную жесткость вспомогательной пружины под воздействием высокой нагрузки и повысить комфортность сильно нагруженного поезда. Она может придать поперечную жесткость системе в спущенном состоянии для функционирования в качестве мягкого поперечного ограничителя и одновременно обеспечить жесткое вертикальное соединение, действующее в качестве вертикального жесткого ограничителя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 представлена структурная схема настоящего изобретения.

Обозначения:

1 - верхняя накладка; 11 - упорный заплечик; 2 - воздушная подушка; 3 - верхняя торцевая пластина; 31 ограничительная опора; 311 пластинка защиты от размыкания; 32 - ограничительная пластинка; 33 - каучуковый упругий полимер; 331 - поперечный упорный упругий полимер; 332 поперечный упорный паз; 34 упорное кольцо; 4 нижняя торцевая пластина; 41 - пластина трения; 42 - поперечная упорная пластинка; 5 -двусоставный упругий полимер; 51 нижняя деталь; 52 верхняя деталь; 53 перегородка; 6 - стальная пружина.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее настоящее изобретение будет дополнительно раскрыто на основании следующих фигур и вариантов осуществления.

Как представлено на фиг. 1, один вариант осуществления узла аварийной пневмоподушки с предварительным сжатием по настоящему изобретению включает верхнюю накладку 1, воздушную подушку 2, верхнюю 3 и нижнюю 4 торцевые пластины. При этом внешняя часть верхней торцевой пластины 3 соединена с внешней частью нижней торцевой пластины 4 через воздушную подушку 2. Между верхней накладкой 1 и верхней торцевой пластиной 3 расположена стальная пружина 6 в состоянии сжатия. При этом между верхней накладкой 1 и верхней торцевой пластиной 3 по окружности стальной пружины 6 установлены несколько двусоставных упругих полимеров 5. При такой конструкции на наружной части стальной пружины 6 по окружности расположены несколько двусоставных упругих полимеров, образующих параллельную конструкцию с простой структурой и удобной установкой. Кроме того, стальная пружина 6 изначально создает предварительное сжатие, а параллельная конструкция с предварительным сжатием может предотвратить проскальзывание двусоставного упругого полимера 5, снизить нелинейность, а также повысить возможности динамического перемещения; также она может значительно снизить вертикальную жесткость вспомогательной пружины под воздействием высокой нагрузки и повысить комфортность сильно нагруженного поезда. Она может придать поперечную жесткость системе в спущенном состоянии для функционирования в качестве мягкого поперечного ограничителя.

В настоящем варианте осуществления двусоставный упругий полимер 5 включает в себя нижнюю 51, верхнюю 52 детали, а также перегородку 53. При этом перегородка 53 неподвижно установлена между верхней 51 и нижней 52 деталями. Верхняя часть верхней детали 52 и верхняя накладка 1 обеспечивают герметичное соединение. Нижняя часть нижней детали 51 и верхняя торцевая пластина 3 обеспечивают герметичное соединение. При такой конструкции наличие нижней 51 и верхней 52 деталей повышает общую высоту двусоставного упругого полимера 5, т.е., значительно снижает вертикальную жесткость вспомогательной пружины и повышает ее комфортность при высоких нагрузках. В дополнение к этому, нижняя деталь 51 отделена от верхней детали 52 перегородкой 53, и по мере увеличения высоты повышается поперечная устойчивость. Кроме того, верхняя часть верхней детали 52 и верхняя накладка 1, а также нижняя часть нижней детали 51 и верхняя торцевая пластина 3 образуют герметичные соединения для предотвращения утечки воздуха, чтобы двусоставный упругий полимер 5 мог обеспечить амортизацию системы и эффективное гашение вибрации в ней.

В данном варианте осуществления нижняя часть верхней накладки 1 предусматривается с упорным заплечиком 11, а верхняя часть верхней торцевой пластины 3 предусматривается с ограничительной опорой 31; ограничительная опора 31 соединяется с помощью муфты с упорным заплечиком 11, и стальная пружина 6 располагается на внешней части упорного заплечика 11 и ограничительной опоры 31 в режиме муфтового соединения. Упорный заплечик 11 используется совместно с ограничительной опорой 31, чтобы обеспечить движение верхней накладки 1 вверх и вниз, ограничить поперечное перемещение в целях предотвращения поперечной деформации.

В данном варианте осуществления верхняя часть ограничительной опоры 31 оснащается пластинкой для защиты от размыкания 311, чтобы предотвратить отсоединение упорного заплечика 11; пластинка для защиты от размыкания 311 крепится с помощью болтов ограничительной опоры 31. Пластинка для защиты от размыкания 311 используется для предотвращения упорного заплечика 31 при подъеме в целях улучшения надежности всей конструкции.

В данном варианте осуществления верхняя часть верхней торцевой пластины 3 предусматривается с ограничительной пластинкой 32 на внешней части стальной пружины 6. Ограничительные пластинки 32 ограничивают стальную пружину 6 в поперечном направлении на внешней части, чтобы предотвратить поперечную деформацию.

В настоящем варианте осуществления нижняя часть верхней торцевой пластины 3 предусматривается с каучуковым упругим полимером 33, а верхняя часть нижней торцевой пластины 4 с пластиной трения 41, контактирующей с каучуковым упругим полимером 33 в спущенном состоянии. Каучуковый упругий полимер 33 и пластина трения 41 в спущенном состоянии жестко соединяются для ограничения вертикального смещения верхней 3 и нижней 4 торцевых пластин. Осуществляется вулканизация поперечного упорного упругого полимера 331 на каучуковом упругом полимере 33, и первый выступает в качестве поперечного мягкого ограничителя в спущенном состоянии.

В настоящем варианте осуществления верхняя часть нижней торцевой пластины 4 предусматривается с поперечными упорными пластинками 42 с обеих сторон пластины трения 41; обе стороны каучукового упругого полимера 33 предусматриваются с поперечными упорными пазами 332, которые координируются с помощью поперечных упорных пластинок 42. В спущенном состоянии после перемещения поезда на определенное расстояние поперечная упорная пластинка 42 нижней торцевой пластины 4 соединяется с поперечным упорным пазом 332 каучукового упругого полимера 33 и, таким образом, каучуковый упругий полимер 33 обеспечивает поперечную жесткость и мягкое ограничение движения системы для возврата поезда в исходно положение при прохождении по небольшой кривой, а также для обеспечения безопасности поезда в спущенном состоянии.

В настоящем варианте осуществления нижняя часть внешней поверхности верхней торцевой пластины 3 оснащена упорным кольцом 34. При этом один конец воздушной подушки 2 сцеплен с упорным кольцом 34, а другой соединен с нижней торцевой пластиной 4 с самоуплотнением. При такой конструкции малое отверстие воздушной подушки 2 находится в самоуплотняющемся соединении с нижней торцевой пластиной 4 для предотвращения утечки.

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, раскрытые выше, не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения. Любой специалист в настоящей области техники может воспользоваться вышеприведенным техническим описанием для осуществления множества возможных вариантов и изменений настоящего изобретения или эквивалентных вариантов осуществления с эквивалентной степенью изменений без отступления от объема технических решений по настоящему изобретению. Следовательно, без отступления от объема технических решений по настоящему изобретению вся информация, основанная на любом простом изменении, эквивалентных изменениях и модификациях настоящего изобретения в рамках технической сущности этого изобретения по вышеприведенному варианту осуществления подпадает под объем правовой охраны технического решения по настоящему изобретению.

Изобретение относится к области машиностроения. Узел аварийной пневмоподушки с предварительным сжатием содержит верхнюю накладку (1), воздушную подушку (2), верхнюю (3) и нижнюю (4) торцевые пластины. Внешняя часть верхней торцевой пластины соединена с внешней частью нижней торцевой пластины через воздушную подушку. Между верхней накладкой и верхней торцевой пластиной в сжатом состоянии установлена стальная пружина (6). Между верхней накладкой и верхней торцевой пластиной по окружности стальной пружины установлено несколько двусоставных упругих полимеров (5). Достигается упрощение конструкции, повышение удобства монтажа, снижение вертикальной жесткости при повышении вертикальной нагрузки, повышение вертикальной деформации, повышение комфорта и устойчивости. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Узел аварийной пневмоподушки с предварительным сжатием, включающий верхнюю накладку (1), воздушную подушку (2), верхнюю (3) и нижнюю (4) торцевые пластины, отличающийся тем, что внешняя часть верхней торцевой пластины (3) соединена с внешней частью нижней торцевой пластины (4) через воздушную подушку (2), при этом между верхней накладкой (1) и верхней торцевой пластиной (3) установлена стальная пружина (6) в сжатом состоянии, кроме того, между верхней накладкой (1) и верхней торцевой пластиной (3) по окружности стальной пружины (6) установлено несколько двусоставных упругих полимеров (5).

2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что двусоставный упругий полимер (5) включает в себя нижнюю (51), верхнюю (52) детали, а также перегородку (53), при этом перегородка (53) неподвижно установлена между верхней (51) и нижней (52) деталями, а верхняя часть верхней детали (52) и верхняя накладка (1) герметично соединены, нижняя часть нижней детали (51) и верхняя торцевая пластина (3) также герметично соединены.

3. Узел по п. 2, отличающийся тем, что нижняя часть верхней накладки (1) имеет упорный заплечик (11), а верхняя часть верхней торцевой пластины (3) обеспечена ограничительной опорой (31), которая соединяется с помощью муфты с упорным заплечиком (11), при этом режим муфтового соединения может представлять собой подвижную установку или соединение с помощью фрикционной муфты для снижения силы трения при скольжении, кроме того, стальная пружина (6) располагается вокруг внешней части упорного заплечика (11) и ограничительной опоры (31) в режиме муфтового соединения.

4. Узел по п. 3, отличающийся тем, что верхняя часть ограничительной опоры (31) оснащается пластинкой для защиты от размыкания (311), чтобы предотвратить отсоединение упорного заплечика (11), при этом пластинка для защиты от размыкания (311) крепится к ограничительной опоре (31) с помощью болтов.

5. Узел по п. 4, отличающийся тем, что в верхней части верхней торцевой пластины (3) имеется ограничительная пластинка (32), располагающаяся на внешней стороне стальной пружины (6).

6. Узел по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что нижняя часть верхней торцевой пластины (3) предусматривается с каучуковым гибким полимером (33), а верхняя часть нижней торцевой пластины (4) с пластиной трения (41), контактирующей с каучуковым упругим полимером (33) в спущенном состоянии.

7. Узел по п. 6, отличающийся тем, что поперечный упорный упругий полимер (331) вулканизируется с каучуковым упругим полимером (33) в виде поперечного мягкого ограничителя в спущенном состоянии.

8. Узел по п. 7, отличающийся тем, что верхняя часть нижней торцевой пластины (4) предусматривается с поперечными упорными пластинками (42) с обеих сторон пластины трения (41), и обе стороны каучукового гибкого полимера (33) предусматриваются с поперечными упорными пазами (332), которые координируются с помощью поперечных упорных пластинок (42).

9. Узел по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что нижняя часть внешней поверхности верхней торцевой пластины (3) оснащена упорным кольцом (34), при этом один конец воздушной подушки (2) сцеплен с упорным кольцом (34), а другой соединен с нижней торцевой пластиной (4) с самоуплотнением.

10. Узел по п. 8, отличающийся тем, что нижняя часть внешней поверхности верхней торцевой пластины (3) оснащена упорным кольцом (34), при этом один конец воздушной подушки (2) сцеплен с упорным кольцом (34), а другой соединен с нижней торцевой пластиной (4) с самоуплотнением.