RU184139U1 - Friction damper - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и касается фрикционных амортизаторов транспортных средств.The utility model relates to the field of transport engineering and relates to friction shock absorbers of vehicles.

Задача - повышение эффективности и надежности работы фрикционного амортизатора.The task is to increase the efficiency and reliability of the friction shock absorber.

Фрикционный амортизатор (фиг. 2) содержит корпус (1) с образованной его стенками (3) горловиной (2), а также с днищем (4), в контакте с которым расположено возвратно-подпорное устройство (5), в контакте с которым расположен фрикционный узел, состоящий из нажимного клина (6), направляющих пластин (8), контактирующих с двух сторон своими стальными фрикционными поверхностями (f1, f2) со стальными фрикционными поверхностями (f3) распорных клиньев (7) и со стальными фрикционными поверхностями (f4) подвижных пластин (9), снабженных боковыми выступами (11) и контактирующими своими другими стальными фрикционными поверхностями (f5) со стенками (3) корпуса (1). Причем стальные фрикционные поверхности (f1, f2) направляющих пластин (8) смазаны твердой смазкой, а длина (А) стальных фрикционных поверхностей (f1) направляющих пластин (8) больше длины (В) стальных фрикционных поверхностей (f3) распорных клиньев (7).The friction shock absorber (Fig. 2) contains a housing (1) with a neck (2) formed by its walls (3), and also with a bottom (4), in contact with which is located a back-retaining device (5), in contact with which is located friction unit, consisting of a pressure wedge (6), guide plates (8), contacting on both sides with their steel friction surfaces (f1, f2) with steel friction surfaces (f3) of the spacer wedges (7) and with steel friction surfaces (f4) movable plates (9) provided with side protrusions (11) and contact with their other steel friction surfaces (f5) with the walls (3) of the housing (1). Moreover, the steel friction surfaces (f1, f2) of the guide plates (8) are lubricated with solid lubricant, and the length (A) of the steel friction surfaces (f1) of the guide plates (8) is longer than the length (B) of the steel friction surfaces (f3) of the spacer wedges (7) .

Возвратно-подпорное устройство (5) дополнительно содержит опорную плиту (10), расположенную в контакте с распорными клиньями (7) и подвижными пластинами (9).The return-retaining device (5) further comprises a base plate (10) located in contact with the spacer wedges (7) and the movable plates (9).

На направляющих пластинах (8) выполнены выборки (13), охватывающие возвратно-подпорное устройство (5).On the guide plates (8), samples (13) are made covering the back-retaining device (5).

Смазывание стальных фрикционных поверхностей обеспечено расположением вставок твердой смазки (12) на направляющих пластинах (8) или на распорных клиньях (7), или в стенках (3) корпуса (1).

The lubrication of steel friction surfaces is ensured by the location of the solid lubricant inserts (12) on the guide plates (8) or on the spacer wedges (7), or in the walls (3) of the housing (1).

Description

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и касается фрикционных амортизаторов транспортных средств, преимущественно для поглощающих аппаратов, устанавливаемых между вагонами железнодорожного состава.The utility model relates to the field of transport engineering and relates to friction shock absorbers of vehicles, mainly for absorbing devices installed between railway cars.

Известен фрикционный амортизатор [1, Патент US 7540387, МПК F16F 7/08, B61G 9/00, приоритет 10.08.2011, опубликован 28.10.2014], содержащий размещенный в корпусе фрикционный узел, состоящий из нажимного клина, распорных клиньев, подвижных пластин и направляющих пластин. Фрикционный узел опирается на возвратно-подпорное устройство в виде металлических пружин, установленных на днище корпуса.Known friction shock absorber [1, Patent US 7540387, IPC F16F 7/08, B61G 9/00, priority 08/10/2011, published 10/28/2014], comprising a friction assembly located in the housing, consisting of a pressure wedge, spacer wedges, movable plates and guide plates. The friction unit rests on a reciprocating device in the form of metal springs mounted on the bottom of the housing.

Такой фрикционный узел не очень энергоемок и эффективен, что обусловлено низкой силой прижатия распорных клиньев к подвижным пластинам и направляющим пластинам. Недостаточная эффективность связана с тем, что возвратно-подпорное устройство занимает пространство только под фрикционным узлом, в котором невозможно расположить пружины с большим усилием.Such a friction unit is not very energy-intensive and efficient, which is due to the low force of the pressing wedges against the movable plates and guide plates. The lack of efficiency is due to the fact that the reciprocating device occupies the space only under the friction unit, in which it is impossible to arrange the springs with great effort.

Указанная проблема решается во фрикционном амортизаторе [2, Авторское свидетельство №253861], принятом за прототип.This problem is solved in the friction shock absorber [2, Copyright certificate No. 253861], adopted as a prototype.

Он содержит корпус, на днище которого расположено возвратно-подпорное устройство, выполненное в виде металлических пружин, в контакте с которыми расположен фрикционный узел, состоящий из нажимного клина, распорных клиньев, направляющих пластин и подвижных пластин. За счет рациональной конструкции фрикционного узла, имеется возможность установки возвратно-подпорного устройства большей высоты и жесткости. Это позволяет увеличить энергоемкость и эффективность фрикционного амортизатора.It contains a housing, on the bottom of which there is a reciprocating device made in the form of metal springs, in contact with which there is a friction unit consisting of a pressure wedge, spacer wedges, guide plates and movable plates. Due to the rational design of the friction unit, it is possible to install a reciprocating device of greater height and rigidity. This allows you to increase the energy intensity and efficiency of the friction shock absorber.

Однако такое увеличение жесткости возвратно-подпорного устройства имеет отрицательное влияние на надежность устройства. В конце максимального хода сжатия, происходит нарастание распорных усилий и сил, вызванных работой сил трения, что приводит к взаимному схватыванию, или «залипанию», поверхностей деталей фрикционного узла. Чаще всего наблюдается схватывание фрикционных поверхностей нажимного клина с распорными клиньями, или распорных клиньев с направляющими пластинами, или всех указанных деталей одновременно. Это приводит к тому, что при снятии нагрузки, схваченные между собой поверхности или разъединяются с запаздыванием, или вообще не могут быть разъединены, поскольку усилие возвратно-подпорного устройства оказывается недостаточным для преодоления сил взаимного сцепления схваченных между собой деталей фрикционного узла. То есть, фрикционный амортизатор оказывается или заклиненным некоторое время, что ухудшает его работоспособность, или же заклиненным полностью и непригодным вследствие этого для выполнения своих функций.However, such an increase in the rigidity of the reciprocating device has a negative effect on the reliability of the device. At the end of the maximum compression stroke, there is an increase in spacer forces and forces caused by the work of friction forces, which leads to mutual setting, or “sticking”, of the surfaces of the friction unit parts. Most often, the friction surfaces of the pressure wedge are seized with spacer wedges, or spacer wedges with guide plates, or all of these parts at the same time. This leads to the fact that when the load is removed, the surfaces caught between each other or are disconnected with delay, or cannot be disconnected at all, since the force of the reciprocating device is insufficient to overcome the forces of mutual adhesion of the friction unit parts that are caught together. That is, the friction shock absorber is either stuck for some time, which impairs its performance, or completely stuck and unsuitable as a result of this to perform its functions.

Кроме того, длина фрикционных поверхностей направляющих пластин соизмерима с длиной ответных фрикционных поверхностей распорных клиньев. В конце рабочего хода фрикционного амортизатора, когда распорные усилия достигают максимальных значений, происходит свешивание значительной части распорных клиньев, то есть уменьшение площади их взаимного контакта с направляющими пластинами. При этом снижается эффективная площадь энергопоглощения, а также снижается устойчивость положения распорных клиньев относительно направляющих пластин.In addition, the length of the friction surfaces of the guide plates is commensurate with the length of the mating friction surfaces of the spacer wedges. At the end of the working stroke of the friction shock absorber, when the spacer forces reach maximum values, a significant part of the spacer wedges hangs, i.e., the area of their mutual contact with the guide plates decreases. This reduces the effective area of energy absorption, and also decreases the stability of the position of the spacer wedges relative to the guide plates.

Описанные выше недостатки фрикционного амортизатора по прототипу [2] снижают эффективность и надежность его работы.The above disadvantages of the friction shock absorber of the prototype [2] reduce the efficiency and reliability of its operation.

Поэтому задачей полезной модели является повышение эффективности и надежности работы фрикционного амортизатора за счет достижения технического результата по предотвращению его заклинивания, направленного на улучшение работы и повышение энергоемкости такого поглощающего энергию удара аппарата.Therefore, the objective of the utility model is to increase the efficiency and reliability of the friction shock absorber by achieving a technical result to prevent it from jamming, aimed at improving the work and increasing the energy intensity of such an energy-absorbing shock device.

Поставленная задача решается тем, что фрикционный амортизатор, содержащий корпус с образованной его стенками горловиной, а также с днищем, в контакте с которым расположено возвратно-подпорное устройство, в контакте с которым расположен фрикционный узел, состоящий из нажимного клина, направляющих пластин, контактирующих своими стальными фрикционными поверхностями со стальными фрикционными поверхностями распорных клиньев и подвижных пластин, снабженных боковыми выступами, имеет отличительный признак: упомянутые стальные фрикционные поверхности направляющих пластин смазаны твердой смазкой, при этом длина стальных фрикционных поверхностей направляющих пластин больше длины стальных фрикционных поверхностей распорных клиньев.The problem is solved in that the friction shock absorber comprising a housing with a neck formed by its walls, and also with a bottom in contact with which is a reciprocating device, in contact with which is a friction assembly consisting of a pressure wedge, guide plates in contact with steel friction surfaces with steel friction surfaces of spacer wedges and movable plates provided with lateral protrusions has a distinctive feature: said steel friction overhnosti guide plates smeared solid lubricant, wherein the length of steel friction surfaces of the guide plates greater than the length of the friction surfaces of the spacer steel wedges.

Такой отличительный признак позволяет получить высокую энергоемкость фрикционного амортизатора за счет большой площади контакта распорных клиньев с направляющими пластинами, что возможно только при значительной длине их фрикционных поверхностей, превышающих длину фрикционных поверхностей распорных клиньев. Это способствует равномерному и более полному взаимодействию фрикционных поверхностей, распределению распорных усилий, а также плавности работы фрикционного амортизатора. «Залипание» фрикционных поверхностей предотвращается смазыванием их твердой смазкой, например, бронзой специального состава. Направляющие пластины, подвижные пластины и распорные клинья выполняются только из сталей, без применения металлокерамики. Полезно для повышения долговечности и улучшения рабочих характеристик фрикционного амортизатора проводить поверхностное упрочнение этих деталей, например, цементацию. В этом случае, фрикционные поверхности приобретают износостойкие свойства, а наряду с распределенной по ним твердой смазкой -необходимые фрикционные свойства с предотвращением их взаимного «залипания». Кроме того, при поверхностном упрочнении внутренний объем остается структурно неизменным, без склонности к трещинообразованию и другим негативным свойствам, присущим деталям с объемной термообработкой.Such a distinguishing feature allows to obtain a high energy intensity of the friction shock absorber due to the large contact area of the expansion wedges with the guide plates, which is possible only with a significant length of their friction surfaces exceeding the length of the friction surfaces of the expansion wedges. This contributes to a uniform and more complete interaction of the friction surfaces, the distribution of spacer forces, as well as the smooth operation of the friction shock absorber. “Sticking” of friction surfaces is prevented by lubricating them with solid lubricant, for example, bronze of a special composition. Guide plates, movable plates and spacer wedges are made only of steel, without the use of cermets. It is useful to increase the durability and improve the performance of the friction shock absorber to carry out surface hardening of these parts, for example, cementation. In this case, the friction surfaces acquire wear-resistant properties, and along with the solid lubricant distributed over them, the necessary frictional properties are prevented from mutual "sticking". In addition, with surface hardening, the internal volume remains structurally unchanged, without the tendency to crack formation and other negative properties inherent in parts with volumetric heat treatment.

Дополнительные отличительные признаки полезной модели:Additional features of the utility model:

- возвратно-подпорное устройство дополнительно содержит опорную плиту, расположенную в контакте с распорными клиньями и подвижными пластинами;- the back-retaining device further comprises a base plate located in contact with the spacer wedges and movable plates;

- на направляющих пластинах выполнены выборки, охватывающие возвратно-подпорное устройство;- on the guide plates made samples covering the back-retaining device;

- смазывание стальных фрикционных поверхностей направляющих пластин обеспечено расположением на направляющих пластинах вставок твердой смазки;- lubrication of steel friction surfaces of the guide plates is provided by the location on the guide plates of solid lubricant inserts;

- смазывание стальных фрикционных поверхностей направляющих пластин обеспечено расположением на распорных клиньях вставок твердой смазки;- lubrication of the steel friction surfaces of the guide plates is provided by the location on the spacer wedges of the solid lubricant inserts;

- стальные фрикционные поверхности подвижных пластин также смазаны твердой смазкой в виде расположенных на них вставок твердой смазки;- steel friction surfaces of the moving plates are also lubricated with solid lubricant in the form of solid lubricant inserts located on them;

- смазывание стальных фрикционных поверхностей подвижных пластин обеспечено расположением в стенках корпуса вставок твердой смазки;- lubrication of the steel friction surfaces of the moving plates is ensured by the location of solid lubricant inserts in the walls of the housing;

- смазывание стальных фрикционных поверхностей подвижных пластин обеспечено расположением в подвижных пластинах вставок твердой смазки.- lubrication of the steel friction surfaces of the moving plates is ensured by the location of the solid lubricant inserts in the moving plates.

Сущность полезной модели поясняется иллюстрациями, где на фиг. 1 показан вид сверху на фрикционный амортизатор по полезной модели; на фиг.2 показан совмещенный фронтальный разрез А-А по фиг. 1, где на левой их части изображен фрикционный амортизатор в исходном состоянии, а на правой части -в полностью сжатом состоянии; на фиг. 3 показан разрез В-В по фиг. 2 фрикционного амортизатора с охватыванием возвратно-подпорного устройства выборками на направляющих пластинах; на фиг. 4 показан совмещенный фронтальный разрез А-А по фиг. 1, где на левой их части изображен фрикционный амортизатор в исходном состоянии, а на правой части - в полностью сжатом состоянии с расположением вставок твердой смазки в распорных клиньях и подвижных пластинах; на фиг. 5 показан совмещенный фронтальный разрез А-А по фиг. 1, где на левой их части изображен фрикционный амортизатор в исходном состоянии, а на правой части - в полностью сжатом состоянии с расположением вставок твердой смазки в стенках корпуса.The essence of the utility model is illustrated by illustrations, where in FIG. 1 shows a top view of a friction damper according to a utility model; in Fig.2 shows a combined frontal section aa in Fig. 1, where the friction shock absorber in the initial state is shown on their left side, and in the fully compressed state on the right side; in FIG. 3 shows a section BB of FIG. 2 friction shock absorbers with coverage of the reciprocating device with samples on the guide plates; in FIG. 4 shows a combined frontal section AA in FIG. 1, where the frictional shock absorber in the initial state is shown on their left side, and in the fully compressed state with the location of the solid lubricant inserts in the spacer wedges and movable plates on the right side; in FIG. 5 shows a combined frontal section AA in FIG. 1, where the friction shock absorber in the initial state is shown on their left side, and in the fully compressed state with the location of the solid lubricant inserts in the walls of the housing on the right side.

Фрикционный амортизатор (фиг. 1-5), содержит корпус 1 с образованной его стенками 3 горловиной 2, а также с днищем 4, в контакте с которым расположено возвратно-подпорное устройство 5 (условно показано скрещенными прямыми), в контакте с которым расположен фрикционный узел, состоящий из нажимного клина 6, направляющих пластин 8, контактирующих своими стальными фрикционными поверхностями f1, f2 со стальными фрикционными поверхностями f3, f4 распорных клиньев 7 и подвижных пластин 9, снабженных боковыми выступами 11. Возвратно-подпорное устройство 5 содержит опорную плиту 10, контактирующую с боковыми выступами 11 подвижных пластин 9 при выведении фрикционного узла в исходное состояние.Friction shock absorber (Fig. 1-5), contains a housing 1 with a neck 2 formed by its walls 3, as well as with a bottom 4, in contact with which a back-retaining device 5 (conventionally shown by crossed straight lines) is located, in contact with which there is a friction assembly consisting of a pressure wedge 6, guide plates 8 in contact with their steel friction surfaces f1, f2 with steel friction surfaces f3, f4 of spacer wedges 7 and movable plates 9 provided with side protrusions 11. Reciprocating device 5 neighs the base plate 10 in contact with the side protrusions 11 of the movable plates 9 when the friction unit is brought back to its initial state.

«Залипание» фрикционных поверхностей f1-f5 предотвращается их смазыванием с помощью расположенных в определенных местах вставок твердой смазки 12. Это могут быть вставки твердой смазки 12, расположенные в направляющих пластинах 8 (фиг. 2), или в распорных клиньях 7 и подвижных пластинах 9 (фиг. 4), или в стенках 3 корпуса 1 (фиг. 5). Возвратно-подпорное устройство 5 может быть выполнено в виде одной или нескольких пружин сжатия (фиг. 3), или в виде упруго-эластичных элементов, а также в виде гидравлического или другого устройства (не показано), при этом возможно комбинировать разные типы устройств и элементов.The “sticking” of the friction surfaces f1-f5 is prevented by their lubrication with the help of solid lubricant inserts 12. These can be solid lubricant inserts 12 located in the guide plates 8 (Fig. 2), or in the spacer wedges 7 and the movable plates 9 (Fig. 4), or in the walls 3 of the housing 1 (Fig. 5). Reciprocating device 5 can be made in the form of one or more compression springs (Fig. 3), or in the form of elastic elements, as well as in a hydraulic or other device (not shown), it is possible to combine different types of devices and elements.

Для обеспечения компактности и рациональности расположения энергоемкого возвратно-подпорного устройства 5 в корпусе 1, на направляющих пластинах 8 выполнены выборки 13 (фиг. 2-5), охватывающие возвратно-подпорное устройство 5.To ensure compactness and rationality of the location of the energy-intensive reciprocating device 5 in the housing 1, samples 13 are made on the guide plates 8 (Fig. 2-5), covering the reciprocating device 5.

Принцип действия фрикционного амортизатора основан на том, что при воздействии внешней силы Р (фиг. 2, 4, 5, правые половины), прилагаемой к нажимному клину 6, например, со стороны сцепного устройства (не показано) при соударении вагонов, сжимается возвратно-подпорное устройство 5.The principle of operation of the friction shock absorber is based on the fact that when exposed to an external force P (Fig. 2, 4, 5, the right halves) applied to the pressure wedge 6, for example, from the side of the coupling device (not shown) when the cars collide, it compresses retaining device 5.

В этом случае фрикционный узел погружается вовнутрь горловины 2 корпуса 1. Нажимной клин 6 увлекает распорные клинья 7 вовнутрь корпуса 1.In this case, the friction unit is immersed inside the neck 2 of the housing 1. The pressure wedge 6 carries the spacer wedges 7 inside the housing 1.

В определенный период рабочего хода, упорная плита автосцепного устройства вагона (не показана) начинает давить на подвижные пластины 9. Под действием этой силы они с трением по направляющим пластинам 8 и стенкам 3 входят вовнутрь корпуса 1.At a certain period of the working stroke, the thrust plate of the car’s automatic coupler (not shown) begins to put pressure on the movable plates 9. Under the action of this force, they enter the body 1 with friction along the guide plates 8 and walls 3.

Распорные клинья 7, за счет уклона на направляющих пластинах 8 сходятся навстречу друг другу, скользя по ним, а также по фрикционным поверхностям нажимного клина 6 и опорной плиты 10.The expansion wedges 7, due to the slope on the guide plates 8, converge towards each other, sliding along them, as well as along the friction surfaces of the pressure wedge 6 and the base plate 10.

Благодаря тому, что длина А фрикционных поверхностей f1 направляющих пластин 8 больше длины В фрикционных поверхностей f3 распорных клиньев 7 (фиг. 2), а также тому, что применяется твердая смазка, силовая характеристика фрикционного амортизатора по полезной модели приобретает плавный вид, с незначительными пиками, а энергопоглощение происходит равномерно по большой площади контакта.Due to the fact that the length A of the friction surfaces f1 of the guide plates 8 is greater than the length B of the friction surfaces f3 of the spacer wedges 7 (Fig. 2), as well as the fact that solid lubrication is used, the power characteristic of the friction shock absorber according to the utility model acquires a smooth appearance, with minor peaks , and energy absorption occurs uniformly over a large contact area.

При снятии внешней силы Р, возвратно-подпорное устройство 5 разжимается, выталкивая фрикционный узел в исходное состояние.When removing the external force P, the reciprocating device 5 is expanded, pushing the friction unit into its original state.

Источники информации:Information sources:

1. Патент US 7540387, МПК F16F 7/08, B61G 9/00, приоритет 10.08.2011, опубликован 28.10.2014.1. Patent US 7540387, IPC F16F 7/08, B61G 9/00, priority 08/10/2011, published 10/28/2014.

2. Патент RU 2338100, МПК F16F 7/08, B61F 5/12, B61G 11/14, приоритет 18.04.2006, опубликован 10.11.2008 /прототип/.2. Patent RU 2338100, IPC F16F 7/08, B61F 5/12, B61G 11/14, priority 04/18/2006, published November 10, 2008 / prototype /.

Claims (2)

1. Фрикционный амортизатор, содержащий корпус (1) с образованной его стенками (3) горловиной (2), а также с днищем (4), в контакте с которым расположено возвратно-подпорное устройство (5), в контакте с которым расположен фрикционный узел, состоящий из нажимного клина (6), направляющих пластин (8), контактирующих с двух сторон своими стальными фрикционными поверхностями (f1, f2) со стальными фрикционными поверхностями (f3) распорных клиньев (7) и со стальными фрикционными поверхностями (f4) подвижных пластин (9), снабженных боковыми выступами (11) и контактирующих своими другими стальными фрикционными поверхностями (f5) со стенками (3) корпуса (1), при этом упомянутые стальные фрикционные поверхности (f1, f2) направляющих пластин (8) смазаны твердой смазкой, при этом длина (А) стальных фрикционных поверхностей (f1) направляющих пластин (8) больше длины (В) контактирующих с ними стальных фрикционных поверхностей (f3) распорных клиньев (7), отличающийся тем, что на направляющих пластинах (8) выполнены выборки (13), охватывающие возвратно-подпорное устройство (5), причем стальные фрикционные поверхности (f5) подвижных пластин (9), контактирующие со стенками (3) корпуса (1), также смазаны.1. Friction shock absorber, comprising a housing (1) with a neck (2) formed by its walls (3), and also with a bottom (4), in contact with which a reciprocating device (5) is located, in contact with which there is a friction unit consisting of a pressure wedge (6), guide plates (8), contacting on both sides with their steel friction surfaces (f1, f2) with steel friction surfaces (f3) of the spacer wedges (7) and with steel friction surfaces (f4) of the moving plates (9) equipped with side protrusions (11) and the contact their other steel friction surfaces (f5) with the walls (3) of the housing (1), while the mentioned steel friction surfaces (f1, f2) of the guide plates (8) are lubricated with solid lubricant, while the length (A) of the steel friction surfaces (f1 ) the guide plates (8) are longer than the length (B) of the steel friction surfaces (f3) of the spacer wedges (7) in contact with them (7), characterized in that samples (13) are made on the guide plates (8), covering the back-retaining device (5) , and steel friction surfaces (f5) are movable of the wafers (9) in contact with the walls (3) of the housing (1) are also lubricated. 2. Амортизатор по п. 1, отличающийся тем, что смазывание стальных фрикционных поверхностей (f5) подвижных пластин (9) обеспечено расположением в стенках (3) корпуса (1) вставок твердой смазки (12).2. The shock absorber according to claim 1, characterized in that the lubrication of the steel friction surfaces (f5) of the moving plates (9) is ensured by the location of the solid lubricant inserts (12) in the walls (3) of the housing (1).

Images