ТОРМОЗНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА Российский патент 1996 года по МПК B61K7/08 

Устройство относится к железнодорожному транспорту, в частности, к устройствам для торможения и остановки самопроизвольного движущегося подвижного состава.

Известно устройство для закрепления подвижного состава на подгорочных путях станций (А. с. N 1009863, МКИ В 61 К 7/08, 1983 г.), содержащее упорный рычаг для взаимодействия с колесами вагона, связанный средней частью шарнирно посредством несущей штанги с гидроамортизатором. Устройство также снабжено дополнительными рычагами, соленоидом и сердечником, подпружиненным ползуном, установленным на штанге с возможностью перемещаться по ней, причем упорный рычаг выполнен с расположенным ниже центра его тяжести криволинейными выступами, на одной стороне взаимодействующими с выступом, который выполнен в верхней части несущей штанги, а дополнительные рычаги шарнирно соединены с упомянутыми выступами и ползуном, причем сердечник соленоида связан через горизонтальную тягу с нижней частью другой стороны упорного рычага.

Устройство способно только удерживать и не может тормозить подвижный состав. Наезд движущегося состава может вызвать аварию.

Известно устройство для подвижного состава (А. с. N 1527060, СКИ В 61 К 7/08, принятое за прототип, содержащее, расположенный внутри колеи пути гидроцилиндр с поршнем на штоке, который на одном конце имеет упорный рычаг для взаимодействия с колесом состава, второй конец соединен через блочно-тросовую систему тяг с противовесом предназначенные для возврата поршня и рычага в исходное положение. Шток также соединен через зубчато-реечную передачу, имеющую привод для перевода устройства в рабочее и нерабочее положения.

К недостаткам устройства относятся низкая надежность и эффективность, которые обусловлены следующими факторами. Наличие холостого хода поршня снижает эффективность торможения, а для возврата поршня гидроцилиндра в исходное рабочее положение применен низко надежный тросово-блочный привод с громоздким противовесом, монтаж которого по условиям габаритов большинства путей невозможен, а применение тросово-блочного привода сопряжено с трудностями текущего содержания особенно в зимний период (снеговые заносы, обледенение). При торможении колесная пара заклинивается и второе колесо скользит по рельсу, создавая ползун на поверхности катания колеса. Кроме того, отсутствие регулятора торможения при большой кинематической энергии движущегося состава создается возможность перекоса упорного рычага колесом подвижного состава, что может повлечь сход с рельсов и аварию.

При этом устройство расположено между рельсами пути, что снижает безопасность труда обслуживающего персонала.

Задачей изобретения является повышение эффективности и надежности.

Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу является обеспечение возможности двойного регулируемого торможения каждой колесной пары.

Для решения поставленной задачи тормозное устройство для подвижного состава содержит гидроцилиндр с поршнем и штоком, упорные рычаги для взаимодействия с колесами подвижного состава и механизм перевода устройства в рабочее и нерабочее положения, а в отличие от прототипа оно снабжено регулятором торможения, примыкающим к гидроцилиндру двумя валами с жестко закрепленными на них упорными рычагами и секторными упорами, ведущими рычагами, шарнирно закpепленными одними концами на валах с возможностью ограниченного поворота, а другими с концами штока гидроцилиндра, установленного в направляющих с прорезями для штока, а регулятор торможения имеет три камеры с веретенообразным золотником, жестко закрепленным на штоке, связанном со штоком гидроцилиндра, и размещенным с возможностью возвратно-поступательного перемещения через дроссельные отверстия камер, левая и правая из которых сообщены с соответствующими полостями гидроцилиндра, через дроссельные отверстия и перепускные клапаны со средней камерой и посредством регулируемого клапана между собой, при этом механизм перевода устройства в рабочее и нерабочее положение снабжен пружинными упорами, барабаном и гибкими тягами, одни концы которых соединены с барабаном, а другие с рычагами секторных упоров, взаимодействующими с пружинными упорами.

По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются промежуточные отличительные признаки: оба хода поршня гидроцилиндра вправо и влево - рабочие, вследствие чего устройство не имеет громоздкого противовеса; благодаря оригинальной конструкции устройства колесная пара при торможении не заклинивается, первое и второе колеса колесной пары не трутся об рельсы, перекатываются по рельсам и по цилиндрическим головкам упорных рычагов, вследствие чего не наносится ущерб колесной паре; имеется регулятор силы торможения, зависящей от высоты головки упорного рычага над уровнем головки рельса, чем исключается перескок упорного рычага колесом при большой кинетической энергии наехавшего состава; механизм устройства расположен сбоку пути вне колеи, что создает удобство в его безопасном обслуживании.

Между отличительными признаками и техническим результатом существует причинно-следственная связь, которая состоит в том, что благодаря выполнению устройства в виде рычажного механизма, связанного с гидроцилиндром, у которого оба хода поршня рабочие, снабженного регулятором торможения, обеспечивается регулируемое двойное торможение каждой колесной пары, чем обеспечивается в два раза большая эффективность торможения. Указанный технический результат позволяет повысить надежность и эффективность устройства, а также повысить безопасность труда обслуживающего персонала.

По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения для специалиста не следует явным образом из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерии "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе может быть многократно использована в устройствах как замедлитель третьей ступени торможения на сортировочных горках и для торможения вагонов в конце сортировочных путей. Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию "промышленная применимость".

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства в рабочем положении, на фиг. 2 схема гидроцилиндра с регулятором торможения.

Устройство состоит из двух валов 1 и 2, pазмещенных под рельсами 3 и перпендикулярно оси пути, на которых жестко закреплены по два упругих рычага 4 и 5 и по одному секторному упору 6, 7. На валах 1 и 2 подвижно установлены с возможностью ограниченного поворота ведущие рычаги 8 и 9, которые могут свободно поворачиваться вправо, а влево поворот ограничен секторными упорами 6, 7. Концы ведущих рычагов 8, 9 шарнирно скреплены с концами штока 10 гидроцилиндра 11, заполненного жидкостью, имеющего поршень 12 и крышки 13, 14 с наружными цилиндрическими поверхностями. Гидроцилиндр 11 размещен между двумя прямолинейными направляющими 15, 16 с прорезями для штока 10. К гидроцилиндру 11 примыкает регулятор торможения 17, состоящий из трех камер, штока 18 с жестко закрепленным на нем веретенообразным золотником 19, размещенным в камерах, с возможностью возвратно-поступательного перемещения через дроссельные отверстия 20, 21 стенок средней камеры 22, а левая и правая камеры 23, 24 соответственно сообщаются с левой и правой полостями 25, 26 гидроцилиндра и через перепускные клапаны 27 и 28 со средней камерой 22. Кроме того, левая и правая камеры 23, 24 сообщаются через регулируемый клапан 29, включаемый в работу вручную с помощью рукоятки 30 для установления первоначальной силы торможения. Шток золотника 18 скреплен со штоком 10 гидроцилиндра 17 кронштейном 31. Механизм перевода устройства в рабочее и нерабочее положения состоит из реверсивного электропривода 32, барабана 33, который соединен гибкими тягами 34 и 35 с рычагами секторных упоров 36, 37. Для возврата упорных рычагов 4, 5 и секторных упоров 6, 7 из нерабочего положения в рабочее положение установлены подпружиненные упоры 38, 39 с которыми взаимодействуют рычаги секторных упоров 36, 37. Механизмы устройства за исключением валов 1, 2 с упорными рычагами расположены в закрытом кожухе 40 (обозначено штриховой линией) и находится вне колеи пути.

Устройство работает следующим образом. На фиг. 1 изображено рабочее положение. Колеса первой колесной пары, наезжая на упорные рычаги 4, давят на них и поворачивает вправо. Вместе с ними поворачивается вал 1 и жестко закрепленный на нем секторный упор 6, который, упираясь в ведущий вал 8, поворачивает его вправо, толкая шток 10 гидроцилиндра 11. Шток 10, двигаясь вправо, одновременно поворачивается в прорезях направляющих 15 и 16, увлекая за собой поршень 12 и весь гидроцилиндр 11, который цилиндрическими поверхностями крышек 13 и 14 перекрывается по направляющим 15 и 16. При движении вправо поршень 12, перегоняет жидкость из правой полости 26 гидроцилиндра 11 через регулятор торможения 17 в левую полость 25 гидроцилиндра 11. При этом жидкость устремляется в правую камеру 24 регулятора торможения 17 и через перепускной клапан 28 и дроссельное отверстие 21 в среднюю камеру 22 и дальше через дроссельное отверстие 20 в левую камеру 23 и затем в левую полость 25 гидроцилиндра 11. Малый расход жидкости через мало открытое дроссельное отверстие 20 создает большое сопротивление, поэтому и поршень 12 двигается медленно и через шток 10, ведущий рычаг 8, секторный упор 6, и упорные рычаги 4 тормозит колеса подвижного состава. По мере движения поршня 12 и штока 10 движется вправо и скрепленный с последним посредством кронштейна 31 шток 18 с золотником 19. Благодаря веретенообразной форме золотника 19, постепенно, по мере движения штока 18 увеличивается сечение дроссельного отверстия 20, вследствие этого сопротивление уменьшается, а вместе с этим уменьшается и тормозная сила. Такое уменьшение тормозной силы необходимо потому, что при повороте упорных рычагов 4 их высота над уровнем головки рельса (УГР) уменьшается, чтобы тормозная колесная пара через них не перескочила. Форма веретенообразного золотника 19 выбрана такой, чтобы тормозная сила упорных рычагов 4 уменьшалась в соответствии с выражением:

где F сила на штоке, кН;
R радиус колеса подвижного состава, м;
h высота головок упорных рычагов над УГР, м;
G нагрузка на ось подвижного состава, кН.

Когда головки упорных рычагов 4 опустятся до УГР, вторая пара упорных рычагов 5 займет вертикальное положение и будет готова тормозить. Когда начинает тормозить вторая пара упорных рычагов 5, шток 10 и поршень 12 начинает двигаться влево, а жидкость переливается из левой полости 25 цилиндра 11 через регулятор торможения 17 в правую 26. При этом перепускной клапан 27 открывается, а перепускной клапан 28 закрыт и жидкость переливается через дроссельное отверстие 21, и подвижной состав аналогичным образом тормозится при обратном ходе поршня 12. Регулируемый вручную клапан 29 предназначен для регулирования начальной силы торможения.

Перевод устройства в нерабочее положение совершается включением электропривода 32, который, вращая барабан 33, наматывает на него гибкие тяги 34 и 35, которые тянут и поворачивают влево секторные упоры 6 и 7, а вместо с ним валы 1 и 2 и упорные рычаги 4 и 5 до нерабочего положения, в котором электропривод отключается концевыми контактами (которые на чертеже не показаны) и барабан замыкается. При повороте влево рычаги секторных упоров 36 и 37, упираясь в подпружиненные упоры 38 и 39, вдавливает их внутрь, сжимая пружины. Для перевода в рабочее положение устройства включается электропривод 32 в обратном направлении и барабан 33 освобождает тяги 34 и 35. Под действием пружин упоров 38 и 39 рычаги секторных упоров 36 и 37, а вместе с ними и упорные рычаги 4 и 5 отбрасываются в рабочее положение.

Предложенное тормозное устройство в сравнении с прототипом обладает в 2 раза более высокой эффективностью торможения, получаемой за счет использования прямого и обратного хода и обеспечения двойного торможения обоих колес каждой колесной пары, проходящей через тормозное устройство. За счет регулятора силы торможения осуществляется оптимальное торможение, исключающее перескок колесами упорных рычагов или их разрушения, чем повышается надежность устройства и безопасность торможения. При торможении колесная пара не заклинивается, а перекатывается по рельсу и цилиндрическим головкам упорных рычагов, чем исключает образование ползунов на поверхности катания колес. Размещение механизма тормозного устройства в защитном кожухе вне колеи пути снижает вредное влияние погодных условий на механизм и повышает безопасность труда обслуживающего персонала.

Использование: применяется на железнодорожном транспорте. Сущность изобретения: устройство содержит гидроцилиндр 11 с примыкающим к нему регулятором торможения 17, валы 1, 2 с жестко закрепленными на них упорными рычагами 4, 5 и секторными упорами 6, 7, ведущие рычаги 8, 9, шарнирно закрепленные одними концами на валах с возможностью ограниченного поворота, а другими соединенные с концами штока 10 гидроцилиндра 11, установленного в направляющих 15, 16 с прорезями для штока 10. Регулятор торможения 17 имеет три камеры и снабжен веретенообразным золотником, жестко закрепленным на штоке, связанным со штоком 10 гидроцилиндра 11 и размещенном с возможностью возвратно-поступательного перемещения через дроссельные отверстия. Левая и правая камеры сообщены с соответствующими полостями гидроцилиндра 11, а через дроссельные отверстия и перепускные клапаны - со средней камерой. 2 ил.

Тормозное устройство для подвижного состава, содержащее гидроцилиндр с поршнем и двухсторонним штоком, кинематически связанным с упорным рычагом для взаимодействия с колесами подвижного состава, и механизм перевода устройства в рабочее и нерабочее положение, отличающееся тем, что гидроцилиндр установлен в направляющих, снабженных прорезями для штока, устройство снабжено двумя валами, на которых жестко закреплены упорные рычаги и шарнирно закреплены ведущие рычаги и секторные упоры, имеющие рычаги секторных упоров, выполненные с возможностью ограничения поворота ведущих рычагов, при этом вторые концы ведущих рычагов шарнирно соединены каждый с одним из концов двухстороннего штока гидроцилиндра, а также на валах устройство снабжено регулятором торможения, содержащим корпус, закрепленный на гидроцилиндре, разделенный на три камеры, и шток, жестко соединенный со штоком гидроцилиндра, при этом на штоке закреплен веретенообразный золотник, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения сквозь дроссельные отверстия, выполненные в стенках камер, из которых левая и правая сообщены с соответствующими полостями гидроцилиндра, посредством дроссельных отверстий и перепускных клапанов левая и правая камеры сообщаются со средней камерой и посредством регулируемого клапана правая и левая камеры сообщаются друг с другом, при этом механизм перевода устройства в рабочее и нерабочее положение выполнен в виде барабана с приводом, соединенного гибкими тягами с рычагами секторных упоров, и пружинных упоров, выполненных с возможностью взаимодействия с рычагами секторных упоров.