СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПРОВЕРКИ ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫХ СИЛ НАЖАТИЙ ТОРМОЗНЫХ КОЛОДОК НА КОЛЕСА ОТ ШТУРВАЛА СТОЯНОЧНОГО ТОРМОЗА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА Российский патент 1997 года по МПК B61H13/34 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к способам определения и проверки действительных сил нажатий тормозных колодок на колеса железнодорожного вагона (ЖДВ) от действия стояночного тормоза (например, ручного).

Известен способ определения действительных сил нажатия тормозных колодок на колесо, включающий выбор передаточного числа тормозной рычажной передачи и расчет суммы действительных сил нажатия тормозных колодок на колеса железнодорожного вагона. Недостаток данного способа заключается в том, что невозможно правильно выбрать действительную силу нажатий тормозных колодок на колеса железнодорожного вагона по условию обеспеченности тормозами на уклоне пути.

Как показывает практика, бывает необходимо затормозить отцепленный ЖДВ или состав на площадке или на уклоне пути (подъеме или спуске) при отсутствии локомотива или неисправности пневматического оборудования тормозной системы (ТС) или какого-нибудь элемента, или тормозного прибора. В противном случае один ЖДВ (грузовой, пассажирский или рефрижераторный) или сцеп из нескольких вагонов может оказаться без тормозов, разогнаться (особенно на спуске, уклоне) и врезаться в другой железнодорожный состав или сцеп, вызвав повреждения как вагонов, локомотивов, так и людей пассажиров или работников транспорта, тем самым нарушив безопасность движения на магистрали. Приведя в действие стояночный или ручной стояночный тормоз (СТ), установленный на грузовом вагоне или на ЖДВ, этого можно избежать, затормозив каждый ЖДВ сцепа или поезда. Однако, для этого нужно правильно выбрать (определить и проверить) силу действительного нажатия каждой тормозной колодки (ТК) на колесо ЖДВ.

Целью изобретения является повышение тормозной эффективности ЖДВ, определение и проверка действительных сил нажатий ТК на колеса от действия стояночного тормоза ЖДВ, в том числе грузового или рефрижераторного.

Цель достигается тем, что сначала определяют для нового стояночного тормоза или берут (принимают) известное значение передаточного числа рычажной передачи стояночного тормоза (РПСТ) и передаточное отношение червячной передачи стояночного тормоза ЖДВ. Затем рассчитывают сумму действительных сил нажатий ТК на колеса от действия стояночного тормоза грузового вагона по формуле:

где P сила, приложенная к штурвалу стояночного тормоза, кгс;
D_шт диаметр штурвала стояночного тормоза, мм;
K_д действительная сила нажатия тормозной колодки на колесо железнодорожного вагона;
l среднее или истинное расстояние от точки крепления тяги до оси червячного сектора, мм;
n_чп передаточное отношение или передаточное число червячной передачи;
n_рпст передаточное отношение или передаточное число рычажной передачи стояночного тормоза до штока тормозного цилиндра;
N количество тормозных колодок у автотормоза железнодорожного вагона;
η_ст коэффициент полезного действия стояночного тормоза, η_ст = 0,5•η_рпв;
η_рпв коэффициент полезного действия рычажной передачи ЖДВ;
F₁ усилие отпускной пружины тормозного цилиндра, кгс;
F₂ усилие отпускной пружины авторегулятора тормозной рычажной передачи ЖДВ, приведенное к штоку поршня тормозного цилиндра, кгс;
n_рпв передаточное число рычажной передачи ЖДВ.

Затем сравнивают полученную по формуле (1) сумму действительных сил нажатий ТК на колеса ЖДВ с допустимой величиной , которая может задаваться как норматив (число) или рассчитываться по формуле (2). Т.е. полученную величину суммы действительных сил нажатий стояночного тормоза на ТК и колеса ЖДВ проверяют на соответствие условию (2):

где сумма действительных сил нажатий всех ТК на колеса ЖДВ от действия стояночного тормоза ЖДВ; кгс или тс;
N количество тормозных колодок ЖДВ;
Φ_к действительный коэффициент трения тормозной колодки о колесо ЖДВ;
Q_бр вес ЖДВ брутто, кг или т;
t уклон пути, выраженный в промилях,
Если равенство (2) для рассматриваемого стояночного тормоза (СТ) выполняется, то в этом случае рассматриваемый СТ ЖДВ способен затормозить вагон на площадке или на расчетном уклоне, который целесообразно принимать не менее 30 промиль, т. е. t≥30% В этом случае ЖДВ, например, грузовой или рефрижераторный вагон обеспечен тормозными средствами, если приведен в действие его стояночный тормоз.

Если равенство (2) выполняется или соответствует нормативному значению этой величины для рассматриваемого конкретного ЖДВ, то в этом случае устанавливают червячную передачу с передаточным отношением червячной передачи, при котором выполняется условие (2). Затем реализуют на одном или двух рычагах в зависимости от конструкции СТ передаточное число рычажной передачи (РП) стояночного тормоза n_рпст, соответствующее полученной сумме сил , которая соответствует нормативу или равенству (2). Важно отметить, что реализация передаточного числа или отношения РП СТ до штока тормозного цилиндра достигается изменением или установкой длин плеч рычага 7 и/или изменением расстояния между валиками 5. После выполнения расчетов по формулам (1) и (2) конструкция СТ собирается и устанавливается на ЖДВ, например, грузовом так, чтобы реализуемая величина практически совпадала с расчетной. Установка СТ на ЖДВ происходит следующим образом. Сначала устанавливают ТЦ 8 и шарнирно соединяют его шток 9 посредством валиков 5 тормозной рычажной передачи (ТРП) ЖДВ с тягами 10, устанавливают регулятор или авторегулятор 11 ТРП с приводом 14, подключают две ТРП 12 тележки ЖДВ. Затем собирают СТ на вагоне: устанавливают червячный сектор 4 с шарнирами 5 (в качестве шарниров могут быть валики рычажной передачи) в кронштейне 6, который жестко соединяют с конструкцией ЖДВ, соединяют тягой 10 рычаг 7 и червячный сектор 4, устанавливают штурвал 1, его стержень 2 с червячным или зубчатым колесом или шестерней 3. Передаточное отношение червячной передачи n_чп устанавливают постановкой валика 5 на червячном секторе 4 в месте, соответствующем рассчитанному передаточному отношению червячной передачи так, чтобы выполнялось условие (2) или чтобы полученная при этом величина суммы действительных сил нажатий соответствовала нормативу, при котором данный ЖДВ был полностью обеспечен тормозными средствами стояночного тормоза. Важно отметить, что величины передаточных отношений и чисел рычажной и червячной или зубчатой передач стояночного тормоза подбирают так, чтобы выполнялось равенство (2). Выполнение условия, выраженного формулой (2), является весьма важным для обеспечения ЖДВ тормозными средствами СТ и обеспечения безопасности движения на железных дорогах. Если сумма действительных сил нажатий ТК на колеса, полученная с применением формулы (1), не соответствует условию, выраженному формулой (2), то в этом случае необходимо выбрать передаточные числа или отношения рычажной и червячной передач так, чтобы в конечном счете равенство (2) было выполнено и ЖДВ был бы полностью обеспечен тормозными средствами СТ.

На чертеже изображен стояночный тормоз.

Стояночный тормоз работает следующим образом.

Поворачивают штурвал 1, который посредством стержня 2 и червяка 3 поворачивает червячный сектор 4. Последний поворачивается относительно шарнира или валика 5, установленного в кронштейне 6, приводит в действие тягу 10 и рычаг 7. В результате выходит шток 9 ТЦ 8 из-за срабатывания СТ, что приводит в действие элементы ТРП грузового вагона: регулятор 11 ТРП, тяги 10. Это вызывает перемещение элементов ТРП (10, 12 и других) каждой тележки ЖДВ (в данном случае грузового вагона), вызывая его торможение, при котором тормозные колодки 13 прижимаются к колесам грузового вагона.

При отпуске СТ штурвал 1 поворачивают в противоположную сторону и все вышеупомянутые элементы тормоза возвращаются в исходное положение отвода ТК 13 от колес вагона.

Использование: изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к способу определения и проверки действительных сил нажатий тормозных колодок на колеса от действия стояночного тормоза железнодорожного вагона. Сущность изобретения: способ заключается в том, что сначала выбирают передаточное число рычажной передачи и передаточное отношение червячной передачи стояночного тормоза, затем рассчитывают сумму действительных сил нажатий тормозных колодок на колеса железнодорожного вагона, затем проверяют полученную величину действительных сил нажатий тормозных колодок на колеса железнодорожного вагона по условию обеспеченности тормозами на уклоне пути. Если параметры стояночного тормоза выдерживают такую проверку, то в этом случае реализуют передаточные отношения рычажной и червячной передач на их элементах, собирают их в единый механизм стояночного тормоза и устанавливают (монтируют) его на железнодорожном вагоне. 1 ил.

Способ определения и проверки действительных сил нажатий тормозных колодок на колеса от штурвала стояночного тормоза железнодорожного вагона, заключающийся в том, что выбирают передаточное число рычажной передачи, затем рассчитывают сумму действительных сил нажатий тормозных колодок на колеса железнодорожного вагона, отличающийся тем, что выбирают передаточное отношение червячной передачи стояночного тормоза, затем рассчитывают сумму действительных сил нажатий тормозных колодок на колеса железнодорожного вагона, приводимых в действие от стояночного тормоза по формуле

где P сила, приложенная к штурвалу стояночного тормоза;
D_шт диаметр штурвала стояночного тормоза;
l среднее расстояние от точки крепления тяги до оси червячного сектора;
n_ч. п передаточное отношение червячной передачи;
n_{р. п. с. т} передаточное число рычажной передачи стояночного тормоза до штока тормозного цилиндра;
η_с.т - КПД стояночного тормоза, η_с.т= 0,5•η_р.п.в;
сумма действительных сил нажатий всех тормозных колодок на колеса железнодорожного вагона от действия стояночного тормоза железнодорожного вагона;
N количество тормозных колодок у автотормоза железнодорожного вагона;
n_{р. п. в} передаточное число рычажной передачи железнодорожного вагона;
η_р.п.в - КПД рычажной передачи железнодорожного вагона;
F₁ усилие отпускной пружины тормозного цилиндра;
F₂ усилие отпускной пружины авторегулятора или регулятора тормозной рычажной передачи железнодорожного вагона, приведенное к штоку тормозного цилиндра,
затем подставляют полученную сумму действительных сил нажатий тормозных колодок на колеса железнодорожного вагона в формулу

где Φ_к - действительный коэффициент трения тормозной колодки о колесо железнодорожного вагона;
Q_б р масса брутто железнодорожного вагона;
t уклон пути, t ≥ 30%o.,
и в случае выполнения этого равенства устанавливают червячную передачу стояночного тормоза с установкой валика передачи на червячном секторе в месте, соответствующем выбранному передаточному отношению червячной передачи, и кинематически соединяют детали передачи между собой и с рычагом тормозной рычажной передачи железнодорожного вагона в единый механизм стояночного тормоза.