ПРИВОД ТОРМОЗНОГО БАШМАКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РЕЛЬСОВОГО ТОРМОЗА Российский патент 1997 года по МПК B61H7/02 B61H7/08 

Изобретение относится к области рельсового транспорта и может быть использовано в качестве привода тормозного башмака электромагнитного рельсового тормоза (ЭМРТ).

Известны приводы ЭМРТ, используемые на высокоскоростном подвижном составе магистральных дорог и на тяговых агрегатах промышленного транспорта, работающего на уклонах 40-60% (см. Балон Л.В. Электромагнитные рельсовые тормоза. М. Транспорт, 1979, с. 5-24).

Существующие приводы ЭМРТ содержат один или два пневмоцилиндра, к которым непосредственно или при помощи рычажной передачи крепятся тормозные башмаки ЭМРТ. Данные приводы выполняют две операции: а) при экстренном торможении опускают башмаки на поверхность рельса; б) после прекращения торможения возвращают башмаки ЭМРТ в исходное положение.

Недостаток ЭМРТ работа только в режиме экстренного торможения, что резко снижает коэффициент использования данной конструкции.

Также известен привод рельсового вихретокового тормоза, который можно использовать в качестве привода-догружателя (см. заявку Японии N 41-47513, кл. B 61 H 9/04, 1966), являющегося наиболее близким к предложенному техническому решению.

Устройство содержит горизонтально расположенный пневмоцилиндр, смонтированный в корпусе электромагнита вместе с рычажной передачей, посредством которой пневмоцилиндр воздействует на малые плечи коленчатых рычагов, служащих в качестве подвески корпуса тормоза к буксовым узлам тележки транспортного средства.

При подаче сжатого воздуха в пневмоцилиндр происходит поворот рычагов и приближение тормозного башмака к поверхности рельса. Однако, ввиду наличия на корпусе тормоза упоров, ограничивающих поворот коленчатых рычагов, полюсные наконечники башмака тормоза не касаются поверхности рельса. Торможение обеспечивается за счет наведения вихревых токов в рельсе. Кроме тормозной силы возникает сила притяжения тормозных башмаков к рельсу. Данная сила передается через подвеску на колесные пары, увеличивая сцепление колес с рельсами (режим догружателя). Использование электромагнитного тормоза в качестве догружателя позволяет реализовать более высокую силу сцепления колес с рельсами. Однако сила притяжения вихретокового тормоза мала из-за наличия воздушного зазора между тормозом и рельсом.

В известной конструкции отсутствует фрикционное взаимодействие полюсных наконечников тормоза с поверхностью рельса, что не позволяет использовать указанное устройство в качестве привода ЭМРТ, имеющего высокотормозную эффективность в области низких скоростей (вихретоковый тормоз работоспособен только при высоких скоростях движения).

Таким образом, известный привод может работать только в качестве привода вихретокового тормоза и догружателя, что ограничивает его функциональные возможности.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей привода тормозного башмака ЭМРТ.

Данный технический результат достигается за счет того, что в приводе тормозного башмака электромагнитного рельсового тормоза, содержащего горизонтально подвешенный к раме транспортного средства силовой цилиндр с возвращающейся пружиной, связанный посредством рычагов и шарниров с башмаком тормоза, рычаги выполняются в виде разносторонних треугольников, у вершин которых установлены шарниры. Причем шарниры у вершины с наибольшим углом связаны с башмаком тормоза, шарниры у вершины с наименьшим углом со штоком и корпусом цилиндра, а шарниры у третьей вершины рычага связаны с рамой транспортного средства при помощи телескопических тяг. Максимальная длина телескопических тяг A B C, где B расстояние от оси шарнира подвески телескопической тяги к транспортному средству до рабочей поверхности рельса, а C расстояние от оси шарнира подвески тормозного башмака до его рабочей поверхности.

При максимальном выходе штока силовой цилиндр, воздействуя на большие плечи треугольных рычагов, создает крутящий момент вокруг оси шарнира крепления телескопической тяги. В свою очередь указанный момент уравновешивается силой магнитного притяжения башмака к рельсу. Причем реакция силы магнитного притяжения через телескопическую тягу передается на раму транспортного средства, догружая колесные пары. В результате обеспечивается работа тормоза в режиме догружателя.

В технической литературе описаны приводы башмаков ЭМРТ, которые можно использовать для догружения осей транспортного средства. Известные устройства включают вертикально расположенные силовые цилиндры с возвращающими пружинами, непосредственно или через рычаги связанные с тормозным башмаком ЭМРТ. Для применения указанных конструкций в качестве догружателя необходимо вместо возвращающих пружин использовать потенциальную энергию жидкости или газа, либо увеличения диаметра цилиндра, что не всегда возможно по габаритным ограничениям. У предлагаемого устройства, благодаря наличию треугольных рычагов, имеется возможность получения догружающей силы за счет повышенного выхода штока силового цилиндра.

На фиг. 1 показан общий вид предлагаемого устройства; на фиг. 2 привод в режиме торможения; на фиг. 3 привод в режиме догружателя.

Привод тормозного башмака 1 ЭМРТ содержит горизонтально подвешенный к раме 2 транспортного средства силовой пневмоцилиндр 3 с возвращающей пружиной 4. Шток и корпус пневмоцилиндра при помощи шарниров связаны с треугольными рычагами 5. Шарниры у вершины C с наибольшим углом ∠ ACB связаны с башмаком 1, шарниры у вершины B с наименьшим углом ∠ ABC со штоком и корпусом цилиндра, а шарнир у вершины A связан с рамой транспортного средства при помощи телескопических тяг 6. Максимальная длина телескопических тяг A B C, где B расстояние от оси шарнира 7 подвески телескопической тяги до рабочей поверхности рельса 8, C расстояние от оси шарнира 9 до рабочей поверхности башмака. Для передачи тормозного усилия установлена тяга 10. В подвешенном состоянии зазор между рабочей поверхностью рельса и башмака составляет 8-10 мм.

Устройство работает следующим образом.

В режиме торможения обмотку ЭМРТ подключают к источнику тока. В результате протекания тока по обмоткам башмака возникает электромагнитное поле, которое при взаимодействии с рельсом создает электромагнитную силу P_э, прижимающую башмак к рельсу. В результате трения башмаков о рельс 8 возникает тормозная сила, которая передается на транспортное средство посредством тяги 10. При отключении обмоток башмак 1 возвращается в исходное положение под действием пружины 4.

В режиме догружения одновременно с подключением обмотки башмака в силовой цилиндр 3 подают сжатый воздух. Башмак притянется к рельсу 8, а силовой цилиндр через треугольные башмаки 5 будет создавать усилие P, стремящееся оторвать башмак от рельса. Указанное усилие оказывает догружающее действие на оси колесных пар. Для испытания отрыва башмака от рельса давление в цилиндре не должно превышать величины:
,
где h₁, h₂ плечи сил, действующих на треугольные рычаги (см. фиг. 3);
S площадь поршня;
C жесткость возвращающей пружины;
X максимальный выход штока поршня;
P₂ усилие предварительного сжатия пружин.

При передаче догружающего усилия на колеса транспортного средства пропорционально увеличивается сила сцепления колес с рельсами, что позволяет реализовать более высокую тормозную силу при реостатном или рекуперативном торможении.

Для возвращения тормоза в исходное положение необходимо отключить источник тока, а силовой цилиндр сообщить с атмосферой.

Применение предлагаемого устройства позволяет расширить функциональные возможности ЭМРТ, т. е. использовать его дополнительно в режиме служебного торможения в качестве догружателя осей.

Использование: относится к области рельсового транспорта. Сущность изобретения: привод тормозного башмака электромагнитного рельсового тормоза содержит силовой цилиндр 3 с возвращающей пружиной 4, связанный посредством рычагов и шарниров с башмаком тормоза. Рычаги выполнены в виде разносторонних треугольников 5, у вершин которых установлены шарниры, причем шарниры у вершины с наибольшим углом связаны с башмаком тормоза, шарниры у вершины с наименьшим углом - со штоком и корпусом цилиндра, а шарниры у третьей вершины рычага связаны с рамой транспортного средства при помощи телескопических тяг 6. Максимальная длина телескопических тяг А = В - С, где В - расстояние от оси шарнира 7 подвески телескопической тяги к транспортному средству до рабочей поверхности рельсов 8; а С - расстояние от оси шарнира 9 подвески тормозного башмака до его рабочей поверхности. 3 ил.

Привод тормозного башмака электромагнитного рельсового тормоза, содержащий горизонтально подвешенный к раме транспортного средства силовой цилиндр с возвращающей пружиной, связанный посредством рычагов и шарниров с башмаком тормоза, отличающийся тем, что рычаги выполнены в виде разносторонних треугольников, в вершинах которых установлены шарниры, которые у вершины с наибольшим углом связаны с башмаком тормоза, шарниры у вершины с наименьшим углом связаны со штоком и корпусом цилиндра, а шарниры у третьей вершины треугольного рычага связаны с рамой транспортного средства посредством телескопических тяг, максимальная длина которых определена выражением
A B С,
где А максимальная длина тяги;
B расстояние от оси шарнира крепления телескопической тяги к транспортному средству до рабочей поверхности рельса;
С расстояние от оси шарнира крепления тормозного башмака к рычагу до его рабочей поверхности.