RU2197401C2 - Draft gear - Google Patents

Abstract

FIELD: transport engineering. SUBSTANCE: invention is designed for absorbing and dissipating energy of shocks in vehicle couplers. Proposed draft gear has cylinder with piston provided with two-sided rod installed in cylinder to provided overflow of working fluid. One part of rod is installed in cylinder bottom, and other part, in intermediate support. Additional rod is installed in inner space of piston rod part fitted in intermediate support. Additional rod has seal and bead for contact with ring stop made in intermediate support. Inner space of main rod communicates with atmosphere. Proposed design of draft gear provides low upsetting force on initial section of piston stroke with subsequently intensive rose of force to required high static force at end of stroke. EFFECT: improved absorbing of shocks. 1 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и предназначено для поглощения и рассеивания энергии ударов в сцепных устройствах транспортных средств. The invention relates to a transport mechanical engineering and is intended for absorption and dissipation of shock energy in the coupling devices of vehicles.

Известен поглощающий аппарат (см. книгу Коломийченко В. В. и др. "Автосцепное устройство подвижного состава" М.: Транспорт, 1980 г., стр. 45, фиг.42), содержащий цилиндр, имеющий три рабочие камеры - две газовые, высокого и низкого давления, и одну гидравлическую. В цилиндре имеется жестко установленная перегородка, по одну сторону которой размещен основной плавающий поршень, образующий газовую камеру высокого давления. Внутри основного плавающего поршня размещен дополнительный плавающий поршень, отделяющий газовую камеру высокого давления от гидравлической камеры и имеющий диафрагму с отверстиями постоянного сечения для дросселирования жидкости. Known absorbing apparatus (see book Kolomiychenko V.V. et al. "Automatic coupler of rolling stock" M .: Transport, 1980, p. 45, Fig. 42), containing a cylinder having three working chambers - two gas, high and low pressure, and one hydraulic. The cylinder has a rigidly mounted baffle, on one side of which the main floating piston is placed, forming a high-pressure gas chamber. An additional floating piston is placed inside the main floating piston, separating the high-pressure gas chamber from the hydraulic chamber and having a diaphragm with openings of constant cross-section for throttling the liquid.

Этот поглощающий аппарат не достаточно удобен в эксплуатации, так как в процессе использования необходимо регулярно контролировать в нем уровень жидкости и давление газа из-за того, что отклонение этих параметров от расчетных существенно ухудшает характеристику работы аппарата. Кроме того, наличие нескольких камер усложняет конструкцию аппарата, требует обеспечения герметичности соединений при высокой точности сопрягаемых деталей, что усложняет процесс изготовления аппарата. This absorbing device is not convenient enough in operation, since during use it is necessary to regularly monitor the liquid level and gas pressure in it, since the deviation of these parameters from the calculated values significantly worsens the performance of the device. In addition, the presence of several chambers complicates the design of the apparatus, requires tightness of the joints with high accuracy of the mating parts, which complicates the manufacturing process of the apparatus.

Известен также поглощающий аппарат автосцепки (Авт. свид. СССР 525581, МПК: В 21 G 11/12, 1976 г.), выполненный в виде цилиндра с крышкой, разделенного на две части перегородкой, с одной стороны которой размещен поршень со штоком, проходящим через крышку, а с другой - плавающий поршень. Через перегородку пропущен регулирующий стержень, смонтированный с возможностью перемещения вдоль цилиндра, при этом в штоке поршня выполнена полость, сообщенная с полостью, образуемого поршнем и крышкой цилиндра. Also known is an automatic coupler absorber (Aut. St. USSR 525581, IPC: B 21 G 11/12, 1976), made in the form of a cylinder with a cover, divided into two parts by a partition, on one side of which there is a piston with a rod passing through the cap, and on the other a floating piston. A control rod is mounted through the baffle, mounted to be movable along the cylinder, while in the piston rod there is a cavity in communication with the cavity formed by the piston and the cylinder cover.

Этому аппарату свойственна значительная металлоемкость, а также сложность конструкции уплотнений, используемых для поддержания его работоспособности в условиях высоких давлений. This apparatus is characterized by significant metal consumption, as well as the complexity of the design of the seals used to maintain its operability under high pressures.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения по совокупности признаков является поглощающий аппарат (RU, 2078706 С1, 07.04.95, В 61 G 11/12), который содержит цилиндр, имеющий две камеры - основную и дополнительную. В цилиндре установлен поршень с двусторонним штоком. Часть штока большего диаметра установлена в донышке цилиндра основной камеры и выходит из него. Другая часть штока, меньшего диаметра, через жестко закрепленный во внутренней полости цилиндра промежуточный элемент и уплотнение входит в дополнительную камеру. Причем поршень установлен в цилиндре с возможностью обеспечения перетекания рабочей, жидкости. The closest analogue of the claimed invention in terms of features is an absorbing apparatus (RU, 2078706 C1, 04/07/95, B 61 G 11/12), which contains a cylinder having two chambers - the main and the additional. A piston with a two-sided rod is installed in the cylinder. Part of the larger diameter rod is installed in the bottom of the cylinder of the main chamber and comes out of it. Another part of the rod, smaller in diameter, through the intermediate element and the seal, which is rigidly fixed in the internal cavity of the cylinder, enters the additional chamber. Moreover, the piston is installed in the cylinder with the ability to ensure the flow of the working fluid.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного поглощающего аппарата, принятого за прототип, относится большое начальное усилие обжатия аппарата, определяющееся изменением объема камер при перемещении штока и не позволяющее использовать известный поглощающий аппарат на путях с малым радиусом закругления на вагонах, оборудованных боковыми буферами, потому что на таких участках железной дороги необходимо обеспечить небольшое усилие для обжатия аппарата на начальном участке хода штока, а так как в известном поглощающем аппарате начальное усилие обжатия большое, оно противодействует взаимному повороту вагонов, создавая силу, стремящуюся столкнуть вагоны с рельсов. Кроме того, наличие в известном поглощающем аппарате двух изолированных камер, для зарядки которых каждая должна быть оборудована соответствующим клапаном, усложняет конструкцию аппарата и его обслуживание. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using a known absorption device adopted for the prototype include the large initial compression force of the device, which is determined by the change in the volume of the chambers when the rod moves and does not allow the use of the known absorption device on tracks with a small curvature radius on cars equipped with side buffers, because in such sections of the railway it is necessary to provide a small force for crimping the apparatus in the initial section stroke, as well as in the famous draft gear compression initial force large, it counteracts the mutual rotation of cars, creating a force tending to push the carriages derailed. In addition, the presence in the known absorbent apparatus of two isolated chambers, for charging of which each must be equipped with an appropriate valve, complicates the design of the apparatus and its maintenance.

Задачей данного изобретения является создание поглощающего аппарата с небольшим усилием обжатия на начальном участке хода штока с последующим интенсивным ростом усилия и выходом в конце хода на требуемую большую статическую силу, а также упрощение конструкции аппарата и его обслуживания. The objective of the invention is to provide an absorbing apparatus with a small compression force in the initial portion of the stroke of the rod, followed by an intensive increase in force and reaching the required large static force at the end of the stroke, as well as simplifying the design of the apparatus and its maintenance.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в поглощающем аппарате, содержащем цилиндр с установленным в нем с возможностью перетекания рабочей жидкости поршнем, имеющим двусторонний шток, одна часть которого установлена в донышке цилиндра, а другая - в промежуточной опоре, согласно изобретению во внутренней полости части штока, установленной в промежуточной опоре, размещен дополнительный шток с уплотнением и буртиком для контакта с кольцевым упором, выполненным в промежуточной опоре, при этом внутренняя полость основного штока сообщена с атмосферой. The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in an absorbing apparatus containing a cylinder with a piston installed therein with the possibility of flowing of the working fluid, having a two-sided rod, one part of which is installed in the bottom of the cylinder, and the other in the intermediate support, according to the invention in the inner the cavity of the stem part installed in the intermediate support, an additional rod is placed with a seal and a collar for contact with the annular stop made in the intermediate support, while the morning cavity of the main stem is in communication with the atmosphere.

Таким образом, на начальном участке хода поршня происходит уменьшение внутреннего объема цилиндра, равное произведению величины хода поршня на кольцевую площадь, определяемую разностью наружных диаметров выходной части двустороннего штока и дополнительного штока, и, так как это изменение объема небольшое, усилие обжатия на этом участке возрастает незначительно. А после соприкосновения внутренней части двустороннего штока с буртиком дополнительного штока и их совместного перемещения уменьшение внутреннего объема цилиндра резко возрастает за счет увеличения произведения хода поршня на увеличившуюся площадь сечения, определяемую величиной диаметра выходной части двустороннего штока, в результате чего усилие обжатия аппарата резко возрастает. Кроме того, так как цилиндр выполнен однокамерным, его конструкция проще и проще его обслуживание. Thus, at the initial section of the piston stroke, the internal volume of the cylinder decreases, equal to the product of the piston stroke and the annular area determined by the difference in the outer diameters of the output part of the bilateral rod and the additional rod, and since this volume change is small, the compression force in this section increases slightly. And after the inner part of the double-sided rod comes into contact and the additional rod is moved together, the decrease in the internal volume of the cylinder sharply increases due to an increase in the product of the piston stroke by the increased cross-sectional area determined by the diameter of the output part of the double-sided rod, as a result of which the compression force of the apparatus increases sharply. In addition, since the cylinder is single chamber, its design is simpler and easier to maintain.

На чертеже показан общий вид предложенного поглощающего аппарата в разрезе. The drawing shows a General view of the proposed absorbing apparatus in section.

Поглощающий аппарат содержит цилиндр 1 и поршень 2, имеющий двусторонний шток. Часть 3 штока поршня проходит через донышко 4 цилиндра 1, а другая часть 5 штока поршня установлена в промежуточной опоре 6. В донышке 4 установлены также уплотнения 7 и 8, а в цилиндре 1 - зарядный клапан 9. Во внутренней полости штока 5 поршня размещен дополнительный шток 10, буртик которого упирается в кольцевой упор 11 промежуточной оперы 6. Дополнительный шток 10 имеет уплотнение 12. The absorbing apparatus comprises a cylinder 1 and a piston 2 having a two-sided rod. Part 3 of the piston rod passes through the bottom 4 of cylinder 1, and the other part 5 of the piston rod is installed in the intermediate support 6. Seals 7 and 8 are also installed in the bottom 4, and a charging valve 9 is installed in the cylinder 1. An additional piston rod 5 is located in the inner cavity of the piston rod 5 a rod 10, the bead of which abuts against the annular stop 11 of the intermediate opera 6. The additional rod 10 has a seal 12.

Перед началом работы поглощающий аппарат заполняют вязкоупругим рабочим телом через зарядный клапан 9 до достижения требуемого давления. При этом часть 3 штока поршня полностью выдвигается, дополнительный шток 10 упирается в кольцевой упор 11 промежуточной опоры 6. Before starting work, the absorbing apparatus is filled with a viscoelastic working fluid through the charging valve 9 until the required pressure is reached. In this case, the piston rod part 3 is fully extended, the additional rod 10 abuts against the annular stop 11 of the intermediate support 6.

При обжатии аппарата поршень 2 перемещается на величину хода "S", создавая небольшое усилие до тех пор, пока часть 5 штока поршня не соприкоснется с дополнительным штоком 10, после чего основной и дополнительный штоки перемещаются совместно, при этом создаваемое усилие интенсивно возрастает. На обратном ходе поршень 2 с дополнительным штоком 10 перемещаются совместно до соприкосновения дополнительного штока 10 с кольцевым упором 11 промежуточной опоры 6, после чего продолжает перемещаться только поршень 2 до полного выхода части 3 штока поршня из донышка 4. When squeezing the apparatus, the piston 2 moves by the amount of stroke "S", creating a small force until part 5 of the piston rod touches the additional rod 10, after which the main and additional rods move together, while the generated force increases rapidly. On the reverse stroke, the piston 2 with the additional rod 10 move together until the additional rod 10 contacts the annular stop 11 of the intermediate support 6, after which only the piston 2 continues to move until the part 3 of the piston rod comes out of the bottom 4.

При быстром обжатии аппарата, например при соударении вагонов, между полостями 13 и 14 возникает перепад давления, величина которого определяется размерами кольцевой щели между внутренней поверхностью цилиндра 1 и поршнем 2 и скоростью перемещения поршня. Таким образом происходит рассеивание энергии соударения вагонов. When the apparatus is rapidly crimped, for example, when the cars collide, between the cavities 13 and 14 a pressure drop occurs, the value of which is determined by the size of the annular gap between the inner surface of the cylinder 1 and the piston 2 and the piston speed. Thus, the collision energy of the cars is dissipated.

Изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного поглощающего аппарата вышеупомянутой технической задачи, а именно - обеспечение небольшого усилия обжатия на начальном участке хода штока с последующим интенсивным ростом усилия и выходом в конце хода на требуемую большую статическую силу. Кроме того, так как предлагаемый поглощающий аппарат однокамерный, конструкция его проще известных и проще его обслуживание. The above information indicates the fulfillment of the aforementioned technical task when using the claimed absorbing apparatus, namely, providing a small compression force in the initial portion of the stroke of the rod with subsequent intensive increase in force and reaching the required large static force at the end of the stroke. In addition, since the proposed absorption apparatus is single-chamber, its construction is simpler than known and its maintenance is simpler.

Из изложенного следует, что заявленное изобретение соответствует критерию "промышленная применяемость". From the above it follows that the claimed invention meets the criterion of "industrial applicability".

Claims (1)

Поглощающий аппарат, содержащий цилиндр с установленным в нем с возможностью перетекания рабочей жидкости поршнем, имеющим двусторонний шток, одна часть которого установлена в донышке цилиндра, а другая - в промежуточной опоре, отличающийся тем, что во внутренней полости части штока поршня, установленной в промежуточной опоре, размещен дополнительный шток с уплотнением и буртиком для контакта с кольцевым упором, выполненным в промежуточной опоре, при этом внутренняя полость основного штока сообщена с атмосферой. An absorbing apparatus comprising a cylinder with a piston installed in it with the possibility of flowing of the working fluid having a two-sided rod, one part of which is installed in the cylinder bottom and the other in the intermediate support, characterized in that in the inner cavity of the piston rod part is installed in the intermediate support , placed an additional rod with a seal and a collar for contact with the annular stop made in the intermediate support, while the inner cavity of the main rod is in communication with the atmosphere.