WO2015089618A1 - Упругий демпфер, воспринимающий ударные нагрузки и аппарат, поглощающий энергию удара с его применением - Google Patents

Упругий демпфер, воспринимающий ударные нагрузки и аппарат, поглощающий энергию удара с его применением Download PDF

Info

Publication number
WO2015089618A1
WO2015089618A1 PCT/BY2014/000009 BY2014000009W WO2015089618A1 WO 2015089618 A1 WO2015089618 A1 WO 2015089618A1 BY 2014000009 W BY2014000009 W BY 2014000009W WO 2015089618 A1 WO2015089618 A1 WO 2015089618A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
damper
elastic
dampers
impact energy
package
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/BY2014/000009
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Олег Николаевич ГОЛОВАЧ
Сергей Павлович КАРПОВ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2015089618A1 publication Critical patent/WO2015089618A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G11/00—Buffers
    • B61G11/08—Buffers with rubber springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/373—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by having a particular shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/40—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers consisting of a stack of similar elements separated by non-elastic intermediate layers
    • F16F1/406—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers consisting of a stack of similar elements separated by non-elastic intermediate layers characterised by the shape of the elastic elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/42—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by the mode of stressing
    • F16F1/44—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by the mode of stressing loaded mainly in compression
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2230/00—Purpose; Design features
    • F16F2230/0052—Physically guiding or influencing

Definitions

  • Elastic damper perceiving shock loads and apparatus, absorbing impact energy with its use
  • the invention relates to products that perceive shock loads: dampers, absorbing devices, vibration dampers.
  • Known elastic damper, perceiving shock loads [1], which is made of polymers or elastomers and its external shape is barrel-shaped.
  • Such a damper has an axial hole and an internal cavity in which a v-shaped radial-ring sample is made, the tapering edge of which is not rounded.
  • the V-shaped radial-ring sample is formed by cutting after the formation of the axial hole and the external shape of the sleeve.
  • a V-shaped radial-ring sample of the internal cavity of a given elastic damper can be extended. This occurs as a result of the application of several cyclic pressures to its ends.
  • Such a damper can also be equipped with at least an additional ⁇ -shaped radial-ring sample.
  • the elastic damper by analogy [1] has a relatively large height in its free state, and when it is excessively compressed, it increases significantly in diameter, which can cause an increase in the dimensions of devices in which such dampers are installed in the form of a package.
  • the elastic damper [2] perceiving shock loads, which is taken as the first prototype of the invention. It is made of an elastic material with an axial hole and an internal cavity, or with an axial hole without an internal cavity. Moreover, at least one V-shaped radial groove is located on the outer surface of such a damper.
  • the prototype elastic damper [2] being a part of the package of other such dampers, between the two rigid supports separating them, will have insufficient travel during its compression due to the arising restriction of the increased stiffness zone around the tip of the V-shaped external radial groove.
  • the damper When the damper is deformed in the apparatus, its V-shaped shelves of the outer radial grooves will be closed, and with further continuation of the deformation of already closed these shelves, significant stresses will arise inside the damper material in the region of the tip of the said outer groove. This can, with significant recurrence cycles, cause microcracks and rupture of the material damper. And this will lead to the gradual destruction of the damper in the direction transverse to its axis, and as a result, to the failure of the apparatus in which such a damper is installed.
  • dampers [1] and [2] described above can be used to form a package of elastic dampers, which is pre-inserted into an apparatus that absorbs impact energy, which is installed, for example, in an automatic coupler (Fig. 13) of a railway carriage of a railway damping system.
  • an apparatus that absorbs impact energy [3] adopted for the second prototype of the invention. It contains a housing in which there is a pressure unit located in contact with a preloaded package of elastic dampers, which are made of a modified material in the form of bushings with a continuous solid spherical surface.
  • the prototype apparatus which absorbs impact energy [3] due to the fact that the elastic damper design of the modified material in the form of bushings with a continuous continuous spherical surface is used in its tightened pack of elastic dampers, has a working stroke insufficient for its effective application. This is due to the slight deformation of each elastic damper due to the significant resistance of the modified material in the zone of its lateral continuous spherical surface.
  • the objective of the invention is to achieve technical results:
  • the elastic damper which receives shock loads, is made of elastic material, and at least one groove with its shelves inclined to each other is located along the perimeter of the outer surface of the damper, it has a distinctive feature: the place of closest approach said shelves is continued by the formation of an additional groove in the body of the elastic damper.
  • the elastic damper will have an increased stroke, being part of a package of other such dampers, between the two rigid supports of the absorbing apparatus separating them.
  • the elastic damper according to the invention With a significant cyclic repetition of loads, in the above-mentioned zone of the elastic damper according to the invention, microcracks and rupture of its material will not occur. This will increase the durability of both the damper itself and the apparatus in which such a damper is installed.
  • the apparatus that absorbs impact energy comprising a housing in which the pressure unit is located, located in contact with the preloaded package of elastic dampers, has distinctive features, at least one elastic damper in the preloaded package of elastic is made according to any of the options described above.
  • the apparatus that absorbs impact energy, in which at least one such elastic damper will be installed will also have an increased stroke and, as a result, will have improved absorbing ability in case of impacts arising between products in which it is installed, for example, in the hitch of railway cars.
  • FIG. 1 to 8 illustrate possible embodiments of a damper
  • FIG. 9 - 1 1 arrangement of elastic dampers of various designs in their initial state between the rigid supports
  • in FIG. 12-14 are the same as in FIG. 9 - 11, but with deformation of dampers
  • in FIG. 15, 17, 19 are examples of shock absorbing apparatuses employing the elastic dampers of FIG. 6 to 8
  • in FIG. 16, 18, 20 - the same as in FIG. 15, 17, 19, but when exposed to shock devices
  • FIG. 21 shows a layout diagram of an automatic coupler device in which a shock absorbing apparatus is mounted.
  • the shock absorber absorbing shock loads is obtained from a blank (not shown) of a modified elastic material.
  • special material can be used, characterized by the necessary combination of indicators compliance (relative deformation reaches 0.5) and dissipative properties, with high adaptability and the possibility of recycling elements that have exhausted their resources.
  • An important property of such a material is a high coefficient of friction at 105 contact with the metal, so there is no need to provide a rigid connection of the polymer element with the metal lining; In addition, low sensitivity of this material to concentrators is of great importance.
  • Such a workpiece is subjected to molding and / or machining by cutting, in order to achieve the required overall dimensions and obtain the necessary software for structural elements of various options (Figs. 1-8) of the design of an elastic damper that perceives shock loads.
  • a finished product - an elastic damper 1 in various versions of its execution (Fig. 1 - 8). It can be, for example, from a continuous modified material (figure 1), or with the obtained molding internal
  • the outer surface of the elastic damper 1 has bevels 4, and along its perimeter there is a groove 5 (Figs. 1-8) with its shelves 6 curved to one another (Fig. 1 -
  • Line 9 of the contacting surfaces of the damper body can be continued either by cavity 10 of regular (as shown toroidal in Fig. 2-4) or irregular (not shown) shape, or by rays 1 1 diverging from this line 9 (Figs. 5-7).
  • the elastic damper 1 with an internal cavity and a Central hole 3 (Fig. 5, 7, 8), 135 is intended mainly for use in devices where it is provided the use of centering rods, for example, if centering is provided over a housing in which such a damper or damper package is installed.
  • FIG. 9 - 1 1 shows examples of installation of elastic dampers 1 with an internal cavity and a central hole 3 in the assembly, and with various designs
  • the elastic dampers 1 are installed with the possibility of their deformation by the applied load F (Fig. 12-14) and the formation of this inside
  • FIG shows a sectional view of one of these devices 14.
  • Fig shows a sectional view of one of these devices 14.
  • housing 15 With
  • a friction-type pressure unit 16 is applied with a rectangular neck, consisting of a pressure plate 18 directly resting on a pack of 17 pre-loaded elastic elements 1, the lower of which, of a large diameter, is made according to FIG. 8, and the rest according to FIG. 6.
  • the structure of the pressure unit 16 also includes friction wedges 19, pressure cone 20, perceiving shock load F (Fig. 16), movable plates 21 and
  • Package 17 is made of elastic dampers 1 arranged as shown in FIG. 6, interspersed with metal plates 24, sliding with their outer peripheral surface along the special structural elements of the housing 1, for example, along the longitudinal protrusions 25, the centering plates 24 and, accordingly, the package 17 in 170 overall.
  • Fig. 18 shows the apparatus 14 with a friction unit, implemented in the housing 15 with 190 hexagonal neck.
  • the package 17 therein is made of elastic dampers 1, the structure of FIG. 7, interspersed with metal plates 24, sliding their inner surface along a rod 26, centering the metal plates 24 and, accordingly, the package 17 as a whole.
  • elastic dampers 1 with a central hole 3 (FIG. 7) are used and other types of elastic dampers of FIG. 5 or 8.
  • a pressure unit 16 is also of a friction type, which consists of a pressure plate 18 that directly rests on a package 17 of elastic dampers 1, friction wedges 19, a pressure cone 20 that receives 200 impact load F (Fig. 18).
  • the main working area of the pressure unit 16 is the interface of the friction wedges 19 directly with the internal cavity of the neck of the housing 15.
  • Fig. 20 shows the apparatus 14, where the pressure unit 16 is not frictional.
  • a pressure unit 16 in the general case is a stepped sleeve 27, 205 directly resting on a package 17 of elastic dampers 1 located in the housing 15. In this case, all the impact energy F (Fig. 20) falls only on the package 17.
  • a coupling device 210 is provided with a wedge 30 acting on the thrust plate 31, to which the apparatus 14 is pressed in the clamp 32.
  • the wedge 30 is fastened to the clamp 32 using the axis 33.
  • Apparatus 14 absorbing impact energy and elastic damper 1 in its composition are as follows.
  • the elastic dampers 1 will have a less rigid characteristic and higher elasticity and elasticity in comparison with the analogue [1] and prototype [2]. Stiffness values the elasticity and elasticity of the elastic dampers 1 can be pre-set when designing them with structural parameters: the diameter of the hole 3 (Fig. 5, 7, 8) 240 or even the absence of this hole (Fig 1); diameters, the configuration of the internal cavities 2 and the outer radial grooves 5, and the length of their extension line 9, as well as the nature of the location in the damper package.
  • the elastic damper After removing the shock load F, the elastic damper returns to its original state (Fig. 9 -1 1). After several cyclic repetitions of the load, the groove 5 245 gradually changes to a certain limit and subsequently stably maintains its shape, as a result of which, after the subsequent removal of the load, the elastic damper 1 restores its shape due to its elastic properties, always returning to its original state.
  • the elastic damper 1 according to the invention has the shapes and the required properties
  • An important quality of such elastic dampers 1 is their ability to maintain stability of characteristics even when the material is abraded around the periphery, for example, if the internal dimensions of the cavity of the apparatus 14 in which the elastic dampers 1 are located are slightly smaller than their diameter.
  • elastic damper 1 will improve the efficiency of absorption of impact energy in products where this damper can be used, in particular in devices 14 (Fig. 15, 17, 19) installed in the coupler 28 (Fig. 21) of the railway carriage 29 of the railway damping system composition.
  • the efficiency of the apparatus and the coupler 28 can also be improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к изделиям, воспринимающим ударные нагрузки: демпферам, поглощающим аппаратам, гасителям колебаний. Задачей изобретения является достижение технических результатов: - для упругого демпфера - увеличение его хода при своем сжатии, а также увеличение его долговечности; - для аппарата, поглощающего энергию удара - увеличение его рабочего хода. Поставленная задача для первого устройства решается тем, что упругий демпфер, воспринимающий ударные нагрузки, выполненный из эластичного материала, причем по периметру внешней поверхности такого демпфера расположена, как минимум, одна канавка с наклонными друг к другу ее полками, имеет отличительный признак: место наибольшего сближения упомянутых полок продолжено образованием в теле упругого демпфера дополнительной канавки. Поставленная задача для второго устройства решается тем, что аппарат, поглощающий энергию удара, содержащий корпус, в котором размещен нажимной узел, расположенный в контакте с поджатым пакетом упругих демпферов, имеет отличительные признаки, как минимум, один упругий демпфер в поджатом пакете выполнен по любому из описанных выше вариантов.

Description

Упругий демпфер, воспринимающий ударные нагрузки и аппарат, поглощающий энергию удара с его применением
Изобретение относится к изделиям, воспринимающим ударные нагрузки: демпферам, поглощающим аппаратам, гасителям колебаний.
Известен упругий демпфер, воспринимающий ударные нагрузки [1], который изготовлен из полимеров или из эластомеров и его внешняя форма выполнена бочкообразной. Такой демпфер имеет осевое отверстие и внутреннюю полость, в которой выполнена v- образная радиально-кольцевая выборка, сужающийся край которой не закруглен. V- образная радиально-кольцевая выборка образована методом резания после формирования осевого отверстия и внешней формы втулки.
V-образная радиально-кольцевая выборка внутренней полости данного упругого демпфера может быть выполнена расширенной. Это происходит в результате приложения к его торцам нескольких циклических давлений. Такой демпфер может быть также снабжен, как минимум, дополнительной ν-образной радиально-кольцевой выборкой.
Однако упругий демпфер по аналогу [1] имеет сравнительно большую высоту в свободном своем состоянии, а при чрезмерном его сжатии значительно увеличивается в диаметре, что может вызвать увеличение габаритов аппаратов, в которых подобные демпферы устанавливаются в виде пакета.
Эти недостатки устранены в конструкции упругого демпфера [2], воспринимающего ударные нагрузки, который принят за первый прототип изобретения. Он выполнен из эластичного материала с осевым отверстием и внутренней полостью, или с осевым отверстием без внутренней полости. Причем, на внешней поверхности такого демпфера расположена, как минимум, одна радиальная канавка V - образной формы.
Однако упругий демпфер-прототип [2], находясь в составе пакета других таких демпферов, между разделяющими их двумя жесткими опорами, будет иметь недостаточный ход при своем сжатии из-за возникающего ограничения зоны увеличенной жесткости вокруг острия внешней радиальной канавки V - образной формы. При деформировании демпфера в аппарате его полки V - образной формы внешней радиальной канавки будут смыкаться и при дальнейшем продолжении деформирования уже сомкнутых этих полок, будут возникать значительные напряжения внутри материала демпфера в области острия упомянутой внешней канавки. Это может, при значительной цикличности повторений, вызвать микротрещины и разрыв материала демпфера. А это приведет к постепенному разрушению демпфера в поперечном его оси направлении, и как следствие, к выходу из строя аппарата, в котором такой демпфер устанавливается.
Описанные выше демпферы [1] и [2] могут применяться для формирования пакета упругих демпферов, который предварительно вставляется в аппарат, поглощающий энергию удара, устанавливаемый, например, в автосцепное устройство (фиг. 13) железнодорожного вагона системы демпфирования железнодорожного состава.
Известен, например, аппарат, поглощающий энергию удара [3], принятый за второй прототип изобретения. Он содержит корпус, в котором размещен нажимной узел, расположенный в контакте с поджатым пакетом упругих демпферов, которые выполнены из модифицированного материала в виде втулок с боковой сплошной сферической поверхностью.
Аппарат-прототип, поглощающий энергию удара [3] из-за того, что в его поджатом пакете упругих демпферов применена конструкция упругого демпфера из модифицированного материала в виде втулок с боковой сплошной сферической поверхностью, имеет недостаточный для его эффективного применения рабочий ход. Это происходит ввиду небольшой деформации каждого упругого демпфера из-за значительного сопротивления модифицированного материала в зоне его боковой сплошной сферической поверхности.
Задачей изобретения является достижение технических результатов:
- для упругого демпфера - увеличение его хода при своем сжатии, а также увеличение его долговечности;
- для аппарата, поглощающего энергию удара - увеличение его рабочего хода.
Поставленная задача для первого устройства решается тем, что упругий демпфер, воспринимающий ударные нагрузки, выполненный из эластичного материала, причем по периметру внешней поверхности такого демпфера расположена, как минимум, одна канавка с наклонными друг к другу ее полками, имеет отличительный признак: место наибольшего сближения упомянутых полок продолжено образованием в теле упругого демпфера дополнительной канавки.
Введение такого отличительного признака направлено на устранение недостатка прототипа [2] - зоны увеличенной жесткости вокруг острия канавки. Поэтому упругий демпфер по полезной модели будет иметь увеличенный ход, находясь в составе пакета других таких демпферов, между разделяющими их двумя жесткими опорами поглощающего аппарата. Кроме того, при значительной цикличности повторений нагрузок, в упомянутой выше зоне упругого демпфера по изобретению, не будут возникать микротрещины и разрыв его материала. Что повысит долговечность как самого демпфера, так аппарата, в котором такой демпфер устанавливается.
Рекомендуемые выполнения демпфера по основному отличительному признаку:
- дополнительная канавка выполнена в виде линии смыкающихся поверхностей тела демпфера;
- линия смыкающихся поверхностей тела демпфера продолжена полостью правильной или неправильной формы;
- линия смыкающихся поверхностей тела демпфера продолжена расходящимися от нее лучами.
Поставленная задача для второго устройства решается тем, что аппарат, поглощающий энергию удара, содержащий корпус, в котором размещен нажимной узел, расположенный в контакте с поджатым пакетом упругих демпферов, имеет отличительные признаки, как минимум, один упругий демпфер в поджатом пакете упругих выполнен по любому из описанных выше вариантов.
Так как упругий демпфер по изобретению будет иметь увеличенный ход, ввиду его описанных выше отличительных признаков, то и аппарат, поглощающий энергию удара, в котором будет установлен хотя бы один такой упругий демпфер, также будет иметь увеличенный рабочий ход и, как следствие, обладать улучшенной поглощающей способностью при ударах, возникающих между изделиями, в которых он установлен, например, в сцепках вагонов железнодорожного состава.
Сущность изобретения поясняется иллюстрациями, где на фиг. 1 - 8 изображены возможные варианты конструктивного исполнения демпфера; на фиг. 9 - 1 1 расположение упругих демпферов различного исполнения в исходном своем состоянии между жесткими опорами; на фиг. 12 -14 - то же, что и на фиг. 9 - 11, но при деформации демпферов; на фиг. 15, 17, 19 показаны примеры аппаратов, поглощающих энергию удара, в которых применены упругие демпферы по фиг. 6 - 8; на фиг. 16, 18, 20 - то же что и на фиг. 15, 17, 19, но при воздействии на аппараты ударной нагрузки; на фиг. 21 показана компоновочная схема автосцепного устройства, в котором установлен аппарат, поглощающий энергию удара.
Упругий демпфер, воспринимающий ударные нагрузки получается из заготовки (не показана) модифицированного эластичного материала. При этом может применяться специальный материал, характеризующийся необходимым сочетанием показателей податливости (относительная деформация достигает 0,5) и диссипативных свойств, при высокой технологичности и возможности утилизации элементов, исчерпавших свой ресурс. Важным свойством такого материала является высокий коэффициент трения при 105 контакте с металлом, благодаря чему нет необходимости обеспечивать жесткую связь полимерного элемента с металлической подкладкой; кроме того, большое значение имеет низкая чувствительность данного материала к концентраторам.
Такая заготовка подвергается формовке и/или механической обработке методом резания, для достижения необходимых габаритных размеров и получения необходимых ПО конструктивных элементов различных вариантов (фиг.1 - 8) конструкции упругого демпфера, воспринимающего ударные нагрузки.
В результате получается готовое изделие - упругий демпфер 1 в различных вариантах своего исполнения (фиг. 1 - 8). Он может быть, например, из сплошного модифицированного материала (фиг.1 ), или с полученной формовкой внутренней
115 полостью 2 (фиг. 2, 3 и 6) закрытого типа правильной (фиг.2, 6) или неправильной (фиг.З) формы, или с полученными формовкой внутренней полостью 2 и центральным отверстием 3 (фиг.7), или с несколькими такими внутренними полостями (фиг.4), или с внутренней полостью 2 в виде расточенных (фиг. 5) через центральное отверстие 3, или полученных формовкой (фиг. 8) радиальных V - образных канавок.
120 Внешняя поверхность упругого демпфера 1 имеет скосы 4, а по своему периметру - канавку 5 (фиг. 1 - 8) с наклонными друг к другу ее полками 6 криволинейного (фиг. 1 -
7) или прямолинейного (фиг. 8) контура. Таких канавок 5 по периметру внешней поверхности упругого демпфера 1 может быть и более одной (не показано), в зависимости от его толщины. Скосы 4 могут быть сопряжены с полками 6 канавки 5 или
125 через криволинейный контур 7 (фиг.1 и 8), или под углом (фиг. 2 - 7) с образованием острой кромки 8.
Место наибольшего сближения наклонных полок 6 канавки 5 продолжено образованием в теле упругого демпфера 1 дополнительной канавки, например, в виде линии 9 (фиг. 1 -
8) смыкающихся поверхностей тела демпфера 1, как продолжений наклонных полок 6 130 канавки 5.
Линия 9 смыкающихся поверхностей тела демпфера может быть продолжена или полостью 10 правильной (как показано тороидальной на фиг. 2 - 4) или неправильной (не показано) формы, или расходящимися от этой линии 9 лучами 1 1 (фиг.5 - 7).
Упругий демпфер 1 с внутренней полостью и центральным отверстием 3 (фиг. 5, 7, 8), 135 предназначен в основном для применения в устройствах, где предусмотрено использование центрирующих стержней, например, если центрирование предусматривается по корпусу, в котором такой демпфер или пакет демпферов устанавливается. Упругие же демпферы 1 из сплошного модифицированного материала (фиг.1) или только с внутренней полостью 2 (фиг.2, 3, 6), или с несколькими
140 внутренними полостями 2 (фиг. 4), а также в некоторых случаях и упомянутые первыми упругие демпферы 1 (фиг. 5,7,8), предназначены для применения в устройствах, где не предусмотрено упомянутое использование центрирующих стержней.
На фиг. 9 - 1 1 показаны примеры установки в сборочный узел упругих демпферов 1 с внутренней полостью и центральным отверстием 3, и с различным выполнением в них
145 дополнительной канавки: в виде линии 9 (фиг. 9): в виде линии 9 с полостью 10 (фиг. 10); и в виде линии 9 с расходящимися от нее лучами 1 1 (фиг.1 1). Упругие демпферы расположены между подвижными опорами 12 демпферного пакета.
При этом упругие демпферы 1 установлены с возможностью своего деформирования прикладываемой нагрузкой F (фиг. 12 - 14) и образования от этого внутри себя
150 сплошных линий 13, получаемых от ужатия внутренних полостей 2 (фиг.7 - 9), а также образования расхождения вверх острых кромок 8 наклонных полок 6 канавок 5 с исчезновением (фиг. 10) линии 9 (фиг.7) дополнительной канавки, раскрытием полости 10 (фиг. 1 1) или деформацией лучей 1 1 (фиг.12), и получением зон А контакта (фиг. 10 - 12) острых кромок 8 соседних демпферов 1.
155 Описанные выше конструкции упругих демпферов могут применяться в аппаратах 14, поглощающих энергию удара (фиг. 15 - 17), содержащих корпус 15, в котором размещен нажимной узел 16, расположенный в контакте с пакетом 17 поджатых упругих демпферов 1, выполненных по вариантам исполнения, показанных на фиг. 6 и 7.
На фиг.15 показан вид-разрез одного из таких аппаратов 14. В его корпусе 15 с
160 прямоугольной горловиной применен нажимной узел 16 фрикционного типа, состоящий из нажимной пластины 18, непосредственно опирающейся на пакет 17 поджатых упругих элементов 1 , нижний из которых, большого диаметра, выполнен по фиг. 8, а остальные - по фиг. 6. В состав нажимного узла 16 также входят фрикционные клинья 19, нажимной конус 20, воспринимающий ударную нагрузку F (фиг.16), подвижные пластины 21 и
165 неподвижные пластины 22, снабженные износоустойчивым покрытием 23. Пакет 17 выполнен из упругих демпферов 1 , устроенных как показано по фиг. 6, перемеженных металлическими пластинами 24, скользящими своей наружной периферийной поверхностью по специальным конструктивным элементам корпуса 1 , например, по продольным выступам 25, центрирующим пластины 24 и, соответственно, пакет 17 в 170 целом.
Силовые характеристики такого аппарата 14 (фиг.15, 16), поглощающего энергию удара, подбираются тремя основными способами:
- по характеристике пакета 17 (высота упругих демпферов 1 , конфигурация их канавок 5 (фиг. 6) на наружной поверхности, размер металлических пластин 4);
175 - по величине угла в месте сопряжения фрикционных клиньев 19 и нажимного конуса 20 нажимного узла 16, с учетом того, что такой угол влияет на перераспределение ударной нагрузки F между этими фрикционными деталями пакетом 17. Например, более острый угол переносит значительную часть воспринимаемой нагрузки на пакет 17, а более тупой угол создает для пакета 17 более щадящие условия работы, но нагружает элементы
180 нажимного узла 16;
- по материалу с определенными демпфирующими свойствами, из которого выполнены упругие демпферы 1 ;
- по количеству, типу и габаритам выбранных упругих демпферов 1 (фиг. 1 - 8), например, как показано, применен нижний демпфер 1 по фиг. 8, а остальные пять
185 упругих демпферов - по фиг. 6.
Варьируя эти показатели конструктивно, можно добиваться получения аппаратов 14 с различными силовыми характеристиками, которые могут быть востребованы в различных отраслях народного хозяйства.
На фиг.17, 18 показан аппарат 14 с фрикционным узлом, реализованным в корпусе 15 с 190 шестигранной горловиной. Пакет 17 в нем выполнен из упругих демпферов 1, конструкции по фиг. 7, перемеженных металлическими пластинами 24, скользящими внутренней своей поверхностью по стержню 26, центрирующему металлические пластины 24 и, соответственно, пакет 17 в целом. В этом случае центрирования пакета по стержню 26, применяются упругие демпферы 1 с центральным отверстием 3 (фиг. 7) и 195 могут также применяться также с таким же отверстием другие типы упругих демпферов по фиг. 5 или 8.
В таком аппарате 14 применен нажимной узел 16 также фрикционного типа, который состоит из нажимной пластины 18, непосредственно опирающейся на пакет 17 упругих демпферов 1, фрикционных клиньев 19, нажимного конуса 20, воспринимающего 200 ударную нагрузку F (фиг. 18). В таком аппарате 14 основной рабочей зоной нажимного узла 16 является сопряжение фрикционных клиньев 19 непосредственно с внутренней полостью горловины корпуса 15.
На фиг.19, 20 показан аппарат 14, где нажимной узел 16 не является фрикционным. Такой нажимной узел 16 в общем случае представляет собой ступенчатую втулку 27, 205 непосредственно опирающуюся на пакет 17 упругих демпферов 1 , расположенный в корпусе 15. В этом случае вся энергия удара F (фиг.20) приходится только на пакет 17.
При этом центрирование пакета 17 осуществляется также по стержню 26.
Аппараты 14 (фиг. 15 - 20) устанавливаются в автосцепное устройство 28 (фиг. 21) железнодорожного вагона 29 системы демпфирования железнодорожного состава. Такое 210 сцепное устройство снабжено клином 30, воздействующим на упорную плиту 31, к которой в хомуте 32 поджат аппарат 14. Клин 30 скреплен с хомуту 32 с помощью оси 33.
Аппарат 14 поглощающий энергию удара и упругий демпфер 1 в его составе работают следующим образом.
Удар от автосцепного устройства 28 (фиг. 21) передается через ее клин 30 на упорную 215 плиту 31. В результате происходит перемещение нажимного узла 16 в корпус аппарата 14. Гашение энергии удара происходит за счет преобразования ударной энергии в тепловую в нажимном узле 16 с последующим ее рассеянием в окружающую среду, и за счет поглощения доли энергии пакетом 17 (фиг.16, 18, 20). В конце хода остаточное избыточное воздействие удара передается непосредственно на раму вагона 29 (фиг.21). 220 При этом при возникновении ударной нагрузки силой F (фиг. 10 - 12, 16, 18, 20) упругий демпфер 1 и все демпферы 1 в пакете 14, за счет своей высокой эластичности, деформируются (расплющиваются), поглощая энергию этой нагрузки с образованием от этого внутри себя или сплошных линий 13 (фиг. 10 -1 1), или уменьшения по высоте внутренней полости 2 (фиг. 16, 18, 20). Это получается от ужатия внутренних полостей 2 225 (фиг. 2 - 8) упругих демпферов 1. При этом возникает расхождение вверх острых кромок 8 наклонных полок 6 канавок 5 (фиг 10 - 12) с раскрытием (фиг. 10) линии 9 (фиг. 7) дополнительной канавки, раскрытием полости 10 (фиг. 1 1) или деформацией лучей 11 (фиг.12), и получением зон А контакта (фиг. 10 -12) острых кромок 8 соседних демпферов 1.
230 В процессе приложения ударной нагрузки F на аппарат 14 поглощающий энергию удара (фиг.П, 12), в котором описанные выше упругие демпферы 1 могут быть установлены в составе пакета 17, их внутренние полости 2, а также линии 9 (фиг.7 - 9 ), полости 10 (фиг. 8) и лучи 1 1 (фиг.9) являются барьером для миграции (перетекания под давлением) материала внутри и снаружи деформируемых упругих демпферов 1. Как следствие
235 снижается остаточная деформация (раздавливание), и, соответственно, упругие демпферы 1 будут иметь в сравнении с аналогом [1] и прототипом [2] менее жесткую характеристику и более высокую эластичность и упругость. Величины жесткости, эластичности и упругости упругих демпферов 1 могут предварительно задаваться при проектировании их конструктивными параметрами: диаметром отверстия 3 (фиг. 5, 7, 8) 240 или даже отсутствием этого отверстия (фиг.1); диаметрами, конфигурацией внутренних полостей 2 и внешних радиальных канавок 5, и протяженностью их линии удлинения 9, а также характером расположения в демпферном пакете.
После снятия ударной нагрузки F упругий демпфер возвращается в исходное свое состояние (фиг. 9 -1 1). После нескольких циклических повторений нагрузки канавка 5 245 постепенно изменяется до определенного предела и в дальнейшем стабильно сохраняет свою форму, в результате чего, после последующего снятия нагрузки упругий демпфер 1, за счет своих упругих свойств восстанавливает свою форму, всегда возвращаясь в исходное свое состояние.
Таким образом, упругий демпфер 1 по изобретению имеет формы и требуемые свойства,
250 отличающиеся стабильностью характеристик, способностью выдерживать перегрузки и полностью восстанавливаться при снятии силового воздействия. При этом, появляется важная возможность обеспечения большого конструктивного хода на сжатие при небольшом увеличении сжатого упругого демпфера по диаметру. Следовательно, увеличивать габаритные размеры всего аппарата 14, в котором устанавливаются такие
255 демпферы 1 в составе пакета 17, не требуется.
Важным качеством таких упругих демпферов 1 является их способность сохранять стабильность характеристик даже при истирании материала по периферии, например, если внутренние размеры полости аппарата 14, в которой расположены упругие демпферы 1 , несколько меньше, чем их диаметр.
260 Варьируя состав материала, начальные размеры заготовок, форму, расположение и количество вспомогательных конструктивных элементов наупругом демпфере 1, режимы обработки, можно получать различные упругие демпферы 1, обладающие характеристиками, необходимыми для работы поглощающих ударные нагрузки устройств в каждом конкретном случае.
265 Такие упругие демпферы 1, получаемые по специальной технологии изготовления, обладают сравнительно малой высотой по отношению к их диаметру. В процессе работы, благодаря конструктивным элементам и особым режимам и условиям обработки, практически отсутствует "холостой ход", когда упругий демпфер 1 сжимается, не оказывая требуемого сопротивления нагрузке. Данные упругие демпферы 1 начинают
270 показывать демпфирующие свойства почти с самого начала сжатия и быстро возвращаются в исходное состояние при снятии нагрузки. Причем, вариации размера, расположения и формы конструктивных элементов упругих демпферов 1 позволяют программировать их поведение, их характеристики при сжатии.
Другие достоинства упругого демпфера 1 по изобретению:
275 - элемент данной конструкции способен воспринимать большие нагрузки;
- высокая стабильность характеристик;
- малое радиальное расширение при достаточно больших осевых упругих деформациях;
- радиальный износ практически не ухудшает рабочую характеристику упругого демпфера 1 и аппарата 14, в котором он устанавливается;
280 - высокая стойкость к перегрузкам.
Внедрение упругого демпфера 1 позволит повысить эффективность поглощения энергии удара в изделиях, где данный демпфер может применяться, в частности в аппаратах 14 (фиг. 15, 17, 19), устанавливаемых в автосцепное устройство 28 (фиг. 21) железнодорожного вагона 29 системы демпфирования железнодорожного состава.
285 Причем также может быть повышена эффективность работы аппарата, так и автосцепного устройства 28.
Источники информации:
1. Патент ЕА 015195, МПК F16F1/44, B61G1 1/16, приоритет 2009.02.27, опубликован 201 1.06.30.
290 2. Патент US 3402924, МПК B61G1 1/16, приоритет 1996.05.2, опубликован 1968.09.24 /первый прототип/.
3. Патент RU 2225306, МПК B61G9/18, конвенционный приоритет 2001.02.13, опубликован 2004.03.10 /второй прототип/.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Упругий демпфер, воспринимающий ударные нагрузки, выполненный из эластичного материала, причем по периметру внешней поверхности такого демпфера расположена, как минимум, одна канавка с наклонными друг к другу ее полками, отличающийся тем, что место наибольшего сближения упомянутых полок продолжено образованием в теле упругого демпфера дополнительной канавки.
2. Демпфер по п.1, отличающийся тем, что дополнительная канавка выполнена в виде линии смыкающихся поверхностей тела демпфера.
3. Демпфер по п.2, отличающийся тем, что линия смыкающихся поверхностей тела демпфера продолжена полостью правильной или неправильной формы.
4. Демпфер по п.2, отличающийся тем, что линия смыкающихся поверхностей тела демпфера продолжена расходящимися от нее лучами.
5. Аппарат, поглощающий энергию удара, содержащий корпус, в котором размещен нажимной узел, расположенный в контакте с поджатым пакетом упругих демпферов, отличающийся тем, что, как минимум, один упругий демпфер в поджатом пакете упругих демпферов выполнен по любому из п.1 - 4.
PCT/BY2014/000009 2013-12-16 2014-11-10 Упругий демпфер, воспринимающий ударные нагрузки и аппарат, поглощающий энергию удара с его применением Ceased WO2015089618A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BYA20131523 2013-12-16
BY20131523 2013-12-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015089618A1 true WO2015089618A1 (ru) 2015-06-25

Family

ID=53401831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/BY2014/000009 Ceased WO2015089618A1 (ru) 2013-12-16 2014-11-10 Упругий демпфер, воспринимающий ударные нагрузки и аппарат, поглощающий энергию удара с его применением

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2015089618A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117022366A (zh) * 2023-09-01 2023-11-10 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种防撞击缓冲器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3402924A (en) * 1965-05-03 1968-09-24 Aeon Products London Ltd Springs
EP0892192A2 (de) * 1997-07-19 1999-01-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Pendelstütze für ein Aggregat in einem Kraftfahrzeug und elastisches Aggregatelager
RU2473440C2 (ru) * 2010-09-02 2013-01-27 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Головное специализированное конструкторское бюро вагоностроения имени Валерия Михайловича Бубнова" Поглощающий аппарат

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3402924A (en) * 1965-05-03 1968-09-24 Aeon Products London Ltd Springs
EP0892192A2 (de) * 1997-07-19 1999-01-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Pendelstütze für ein Aggregat in einem Kraftfahrzeug und elastisches Aggregatelager
RU2473440C2 (ru) * 2010-09-02 2013-01-27 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Головное специализированное конструкторское бюро вагоностроения имени Валерия Михайловича Бубнова" Поглощающий аппарат

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117022366A (zh) * 2023-09-01 2023-11-10 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种防撞击缓冲器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104482108B (zh) 一种针对支柱类电气设备的定心式摩擦减震器
CN104088947B (zh) 一种利用材料极限特性的能量吸收装置及其制作方法
RU145079U1 (ru) Упругий демпфер, воспринимающий ударные нагрузки и аппарат, поглощающий энергию удара с его применением
CN104405809A (zh) 一种环形弹簧式弹塑性缓冲吸能装置
US9309936B2 (en) Sleeve for disk brake caliper and disk brake fitted with such a sleeve
CN106438805B (zh) 一种拉杆导向式复合弹簧阻尼器
CN105823678B (zh) 一种霍普金森压杆阻尼器
RU2602268C2 (ru) Упругий демпфер, воспринимающий ударные нагрузки, и аппарат, поглощающий энергию удара с его применением
CN108674175A (zh) 一种汽车散热器减震垫
RU172488U1 (ru) Фрикционный амортизатор
RU87764U1 (ru) Аппарат, поглощающий энергию удара
CN110905571A (zh) 一种直纹管扩径式吸能装置
RU87766U1 (ru) Поглощающий аппарат
CN204300205U (zh) 一种环形弹簧式弹塑性缓冲吸能装置
CN205443912U (zh) 钢阻尼抗震装置
RU153100U1 (ru) Поглощающий аппарат
CN102913582A (zh) 一种载荷缓冲吸能装置及吸能方法
CN101648282B (zh) 高阻尼复合结构镗杆
RU87765U1 (ru) Поглощающий аппарат
RU90397U1 (ru) Аппарат поглощающий
EA015192B1 (ru) Поглощающий аппарат
CN110541351B (zh) 抗震装置以及桥梁
CN107882903A (zh) 一种鹅卵形尾端连接的弧形组合弹簧
CN210062905U (zh) 一种蛋形结构的汽车吸能盒
CN203654507U (zh) 弓形记忆合金弹簧片万向阻尼器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14872963

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 03/11/2016)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14872963

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1