ТОРМОЗ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1997 года по МПК B61H1/00 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, касается тормозных средств и может быть использовано на железных дорогах для торможения локомотивов и других видов подвижного состава колодочным тормозом.

Известен тормоз железнодорожного транспортного средства, содержащий фрикционную пару, состоящую из колеса, имеющего бандаж с гребнем, и безгребневой тормозной колодки, включающей каркас, залитое в него тело и скобу для закрепления колодки на тормозном башмаке (В.Т.Крылов и др. Справочник по тормозам. М. "Транспорт", 1975, с.377). Форма рабочей поверхности колодки соответствует поверхности катания бандажа, а с гребнем бандажа колодка частично взаимодействует лишь с его рабочей (наклонной) поверхностью, расположенной со стороны круга катания.

Недостаток этого тормоза состоит в том, что безгребневая колодка не может применяться на тепловозах с челюстными тележками по изложенной выше причине. Кроме того, в случае применения тормоза с безгребневой колодкой не представляется возможным устранить остроконечный накат на гребнях бандажей локомотивов, образующийся в результате их взаимодействия с изношенными рельсами. Устранение этого дефекта осуществляется обточкой, что снижает срок службы бандажей и показатели использования локомотивов.

Известен тормоз, включающий колесо, снабженное бандажем с гребнем, и тормозную колодку, содержащую каркас, тело с крюкообразными зацепами, расположенными симметрично ее поперечной речной оси, и скобу. Зацепы охватывают гребень бандажа, но не контактирует с его вершиной до предельного износа колодки, так как глубина ручья зацепа, измеренная от вершины гребня, больше толщины изнашиваемой части колодки (а.с. СССР N 297520 кл. B 61 H 1/100 от 29.06.71).

Недостатком известного тормоза является то, что колодки с зацепами имеют низкий срок службы в связи с быстрым износом и изломом зацепов при их работе. Колодки с зацепами так же, как безгребневые, не предупреждают развития остроконечного наката гребней. Кроме того, в процессе очистки от формовочной земли на заключительной стадии их изготовления и последующих погрузочно-разгрузочных работах зацепы отламываются и большой процент колодок идет в брак.

Известен также тормоз железнодорожного транспортного средства, содержащий фрикционную пару, состоящую из колеса с гребнем и гребневой тормозной колодки, в теле которой выполнен ручей для взаимодействия с гребнем бандажа колес, закреплены твердые вставки (или без твердых вставок, если колодка отлита из более износостойкого материала), каркас (спинка) и скоба (В.Г. Иноземцев и др. Автоматические тормоза, М. "Транспорт", 1981, с. 278). В процессе торможения этим тормозом колодки контактируют по всей рабочей поверхности бандажа, включая его гребень, благодаря чему корректируется форма гребня, во многом предупреждая развитие остроконечного наката.

Однако при применении тормоза с гребневыми колодками, особенно на тепловозах с бесчелюстными тележками, где имеет место двустороннее нажатие тормозных колодок на бандаж колеса, гребень в процессе торможения перегревается из-за большой длины контактирующей поверхности ручья и ухудшенных условий охлаждения, его прочностные и износостойкости свойства снижаются, в связи с чем происходят частые случаи повреждения, повышенный темп износа тормозными колодками (особенно в начальный период их приработки) и усиленное деформирование гребня при взаимодействии с рельсами). Кроме того, при частом пользовании локомотивным тормозом для регулирования скорости поезда на спусках в холодных климатических зонах в гребнях бандажей возникают трещины термического происхождения, приводящие к раскрытию бандажа. Перечисленные дефекты резко снижают срок службы бандажей, чем наносится ущерб железнодорожному транспорту.

Известен также принятый за прототип тормоз железнодорожного транспортного средства (а. с. СССР N 1572889 кл. B 61 H 1/00 от 040388), содержащий фрикционную пару, состоящую из колеса с гребнем и тормозной колодки, в теле которой имеется продольный ручей переменной глубины для взаимодействия с гребнем колеса. На одних участках (профильных) ручей выполнен с глубиной, равной высоте гребня, а на других (свободных) чередующихся с профильными, глубина ручья больше толщины предельно изнашиваемой части колодки. Длина профильных участков при этом не превышает половины длины колодки.

Недостатками известного тормоза являются:
профильные участки ручья выполнены без зазора с гребнем колеса, в связи с чем при недостаточно полной очистке ручья от формировочной земли и неудовлетворительном распределении тормозного усилия в начальный период приработки колодки будут наблюдаться повышенный износ гребней колес и их повреждение;
в процессе эксплуатации при торможениях углубления в ручье (свободные участки) заполнятся продуктами износа и грязью, накапливающейся на бандаже и колодке в перерывах между торможениями, теплоотвод от гребня ухудшится, что также приведет к повышенному износу и повреждениям гребней колес;2 тормозная колодка своей галтелью малого радиуса активно вырабатывает на колесе ответную переходную часть от поверхности катания бандажа к наклонной поверхности гребня.

Техническим результатом изобретения является повышение срока службы бандажей колесных пар и надежности тормоза. Указанный технический результат достигается тем, что тормоз железнодорожного транспортного средства, содержащий фрикционную пару, состоящую из колеса с гребнем и тормозной колодки, в теле которой размещен продольный ручей с чередующимися профильными и свободными участками для взаимодействия с гребнем колеса, при этом длина профильных участков составляет не более половины длины колодки, профильные участки выполнены с равномерным начальным зазором по периметру гребня, боковой зазор между ответными поверхностями наклонной части гребня и ручья на длине свободного участка имеет переменную величину, образованную дугой с выпуклостью в тело колодки, и на длине каждого свободного участка по ширине ручья выполнены сквозные окна.

На фиг. 1 показан общий вид тормоза в поперечном разрезе (бандаж не заштрихован); на фиг. 2 разрез по А-А фиг. 1 (бандаж не заштрихован); на фиг. 3 вид на рабочую поверхность колодки; на фиг. 4 разрез по Б-Б фиг. 2.

Тормоз содержит фрикционную пару, состоящую из колеса, имеющего бандаж 1 с гребнем 2, и тормозной колодки, которая включает тело 3, каркас 4, скобу 5 и ручей с чередующимися профильными 6 и свободными 7 участками.

Каркас 4 служит для сохранения целостности колодки после ее износа, предупреждая излом тела и падение обломков колодки на железнодорожный путь. Скоба 5 предназначена для закрепления колодки к тормозному башмаку с помощью специальной чеки (на чертеже не показано).

Профильные участки 6 ручья колодки выполнены так, что при установке новой колодки на поверхность катания бандажа 8 между гребнем бандажа 2 и профилем ручья имеется гарантированный зазор 9 величиной около 3 мм. Это сделано с той целью, чтобы в начальный момент приработки колодки при неудовлетворительном распределении тормозного усилия (по причине залива металлом спинки колодки) по ширине колодки обеспечить постепенную (плавную) приработку сопрягаемых поверхностей профильных участков колодки и гребня бандажа и тем самым исключить повышенный износ и повреждения последнего.

Свободные участки ручья 7 колодки выполнены в виде сквозных окон, что обеспечивает удаление продуктов износа при торможении и повышение за счет этого тормозной эффективности колодки. Со стороны тела 3 колодки свободные участки 7 ручья колодки выполнены по дуге 10 с выпуклостью в тело колодки, что исключает кольцевые выработки переходной галтели 11 от поверхности катания 8 к наклонной части 12 гребня 2 бандажа 1.

Тормоз работает следующим образом. В процессе торможения колодка посредством передачи (на фиг. не показана) прижимается к поверхности бандажа 1. При этом новая колодка, прирабатываясь, первоначально контактирует только с поверхностью катания 8 бандажа и по мере износа этих поверхностей и выбора тем самым зазора 9 начинают плавно прирабатываться профильные участки 6 ручья колодки с гребнем 2. Профильные участки 6 в процессе эксплуатации корректируют гребень 2 по высоте, предупреждая обточки бандажей 1 по прокату, и резко снижают темп образования остроконечного наката на гребне 2 при работе локомотива на участках с большим боковым износом рельсов. Образующиеся при торможении продукты износа удаляются через сквозные окна свободных участков 7 колодки, что повышает эффективность тормоза.

Следовательно, заложенные в данном техническом предложении решения: гарантированный начальный зазор между гребнем и профильными участками колодки при установке новой колодки, сквозные окна на свободных участках ручья, выполненные по дуге со стороны рабочей поверхности колодки, решают поставленную задачу дальнейшего повышения ресурса бандажей и надежности тормоза.

Использование: относится к железнодорожному транспорту, касается тормозных средств и может быть использовано на железных дорогах для торможения локомотивов и других видов подвижного состава колодочным тормозом. Сущность изобретения: тормоз железнодорожного транспортного средства содержит фрикционную пару, состоящую из колеса с гребнем и тормозной колодки, в теле которой размещен ручей с чередующимися профильными и свободными участками для взаимодействия с гребнем колеса, при этом длина профильных участков составляет не более половины длины колодки, профильные участки ручья выполнены с равномерным начальным зазором по периметру гребня, боковой зазор между ответными поверхностями наклонной части гребня и ручья на длине свободного участка имеет переменную величину, образованную дугой с выпуклостью в тело колодки, и на длине каждого свободного участка по ширине ручья выполнены сквозные окна. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Тормоз железнодорожного транспортного средства, содержащий фрикционную пару, состоящую из колеса с гребнем и тормозной колодки, в теле которой выполнен продольный ручей с чередующимися профильными и свободными участками для взаимодействия с гребнем колеса, при атом длина профильных участков составляет не более половины длины колодки, отличающийся тем, что на профильных участках ручей выполнен с равномерным начальным зазором по периметру гребня, боковой зазор между ответными поверхностями наклонной части гребня и ручья по длине каждого свободного участка имеет переменную величину, а вдоль свободных участков по ширине ручья выполнены сквозные окна. 2. Тормоз по п.1, отличающийся тем, что поверхность ручья на свободном участке со стороны наклонной части гребня выполнена с дугообразной выемкой в теле колодки.