ЗАМЕДЛИТЕЛЬ ВАГОНОВ Российский патент 2005 года по МПК B61K7/08 

Область техники, к которой относится изобретение и преимущественная область его применения

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а также может быть использовано в металлургической, угольной промышленности, где производится разгрузка полувагонов в вагоноопрокидывателях и на сортировочных станциях и узлах.

Характеристика аналога

Известен вагонный замедлитель, содержащий вдоль рельсовых путей тормозные балки с шинами, кинематически связанные посредством продольных тяг с пневмоцилиндрами, трубопроводами с впускными и выпускными клапанами, управляющей арматуры и магистральный трубопровод /а.с. № 1136991, кл. В 65 К 7/08/.

Однако этот замедлитель сложен в изготовлении, поршни ступенчатого типа не надежны в работе и могут давать сбои в виде "заклинивания", а это приводит к динамическим ударам, снижается эксплуатационная надежность.

Известен весовой замедлитель, содержащий тормозной участок в виде двух шарнирно соединенных между собой секций рельсовых путей, грузовой гидроцилиндр с подпружиненным штоком, который связан с шарниром, соединяющий секции путей, тормозные гидроцилиндры и гидроприводные рычаги с закрепленными на них тормозными устройствами /а.с. 1787843, В 7/08. 15.01.93. Бюл.№ 2/.

При этом шарнирное соединение путей имеет целью обеспечение возможности перемещения их в вертикальной плоскости по ломаной линии от горизонтального положения до исходного - под действием подпружиненного штока грузового гидроцилиндра и обратно - под нагрузкой от веса вагона.

Предложенная в этом прототипе рычажная схема тормозного участка железнодорожной колеи в виде двух шарнирных пандусов /исходное положение/ предопределяет пульсирующее нагружение /Р/ штока грузового гидроцилиндра в следующей последовательности при характерных положениях колесных пар вагона:

P₁ ^min-P₂ ^max-P₃ ^ср-P₄ ^max-P₅ ^min, где

P₁ ^min - передняя колесная пара вагона на краю тормозного участка со стороны въезда вагона;

P₂ ^max - 0,5Q вагона - передняя колесная пара на середине тормозного участка /над шарниром, соединенным со штоком грузового гидроцилиндра/, Q - вес вагона;

P₃ ^ср - среднее положение вагона, обе колесные пары находятся по краям секций рельсовых путей тормозного участка /P₃ ^ср≈^{P₁ min + P₅ min/;}

P₄ ^max - задняя колесная пара находится на середине тормозного участка /P₄ ^max=P₂ ^max=0,5 Q ваг./;

P₅ ^min - задняя пара вагона на выходе c тормозного участка /P₅ ^min=/P₁ ^min - P₃ ^ср/.

Из такого характера нагружения гидросистемы и соответственно тормозных балок вытекает очевидный недостаток прототипа: низкий коэффициент использования весового фактора /только до 0,5 Q ваг. и то кратковременно/, а также снижение коэффициента трения между тормозными балками и ободами вагонных колеc из-за указанных пульсаций нагружения /анологично тому, как это наблюдается при вибрации трущихся пар/. Кроме того, шарнирная схема полотна на участке торможения, предложенная в прототипе, представляет опасность при эксплуатации из-за возможности поперечного смещения рельс в шарнирных соединениях, подвергаемых высоким динамическим нагрузкам пульсирующего характера.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности вагонного замедлителя и безопасность его эксплуатации. Поставленная цель достигается тем, что тормозной участок рельсового пути в замедлителе смонтирован на подвижной платформе, шарнирно опирающейся на штоки качающихся грузовых гидроцилиндров и соединенной по своим торцам шарнирными элементами в виде проушин с рамой-основанием, образуя кинематический механизм в виде параллелограмма. Такой кинематический механизм при опускании платформы под весом вагона и подъема ее под воздействием пружин возврата в исходное положение обеспечивает плоскопараллельное перемещение платформы с рельсами с равномерно-ступенчатым суммарным нагружением грузовых гидроцилиндров в последовательности: 0,50 ваг. - 0 ваг. - 0,5 ваг., кроме того, прижим и расторможение тормозных шин /об ободья колесных пар/ осуществляется плавно, без резкой динамической нагрузки на механизм замедления, а для противодействия воздействию поперечных нагрузок на платформу и полотно путей механизм замедления снабжен упорами в виде регулируемых тумб, установленных на раме-основании по обеим сторонам платформы.

Устройство

Замедлитель вагонов снабжен подвижной платформой, состоящей из двух хребтовых балок 1, расположенных параллельно между собой, неподвижно соединенных поперечными балками 2, с внешней стороны хребтовых балок 1 против поперечных балок 2 закреплены консоли 3 для крепежа рычагов 4, кроме того, вдоль хребтовых балок 1 сверху смонтированы рельсовые пути для перемещения колесных пар вагона 6. Хребтовые балки 1 опираются и механически закреплены шарнирно на штоках 7 грузовых гидроцилиндров 8, связанных посредством гидросистемы 9 с тормозным гидроцилиндром 10, который через штанги 11 механически связан с трехплечими рычагами 12, шарнирно закрепленными на регулируемых осях 13, установленных на поперечных балках 2. В проушинах рычагов 12 установлены ролики 14 и тяги 15, посредством которых приводятся в действие рычаги 4 с тормозными балками 16 и шинами 17. Для возврата трехплечих рычагов 12 штанг 11 в исходное положение после торможения вагона снаружи штанг 11 установлены пружины 18, упирающие в регулируемые гайки 19 и упоры 20.

Тормозные балки 16 выполнены в виде шпренгельных балок, тяги 15 пропущены через окна, выполненные в шейке рельс 5, и регулируются гайками 21, кроме того, тормозные шины 17 со стороны входа вагона имеют уширение на длине 500 мм для плавного входа колес 6 вагона. Грузовые гидроцилиндры 8 шаровыми опорами закреплены на раме-основании 22, а на концах хребтовых балок 1 с внешней стороны боковин шарнирно закреплены проушины 23, причем они установлены относительно хребтовых балок 1 наклонно, а нижние концы проушин 23 подвижно закреплены на раме-основании 22. Подвижная платформа, соединенная посредством наклонных проушин 23 с рамой-основанием 22, образует кинематический механизм в виде параллелограмма, который позволяет платформе совершать возвратно-поступательное движение в горизонтальной и вертикальной плоскостях одновременно. Это способствует равномерному распределению нагрузки на грузовые гидроцилиндры 8 в момент торможения вагона. От поперечного и от предельного вертикального перемещения платформы с внешней стороны хребтовых балок 1 смонтированы тумбы 24, закрепленные с регулировкой на раме-основании 22. Внутренняя сторона тумбы 24 контактирует с направляющими 25, закрепленными с внешних сторон хребтовых балок 1. Консоль 3 опирается на стаканы возвратных пружин 26, их может быть 10-12, которые предварительно сжаты винтами с общим усилием, обеспечивающим быстродействие возврата платформы в исходное положение после торможения вагона. Вдоль рельс 5 с обеих сторон подвижной платформы смонтированы рельсовые звенья 27, примыкающие к рельсам 5, а другие концы рельсовых звеньев 27 подвижно соединены с рельсами 28 стационарных путей, причем рельсовые звенья 27 на стыке с рельсами 5 опираются на концы хребтовых балок 1. Длина рельсового звена 27 может быть около трех метров, кроме того, головки рельс 5 и рельсовых звеньев 27 расположены выше на 10-15 мм относительно стационарных путей 28 /это до момента торможения вагона/. Для возврата рычагов 4, тормозных балок 16 и тормозных шин 17 в исходное после торможения вагона, между рельсами 5 и рычагами 4 смонтированы пружины 29, сила сжатия которых регулируется посредством винтов 30. Рычаги 4 обеспечены регулировочными упорами 31 ограничения растормаживания тормозных шин 17. Для ограничения схождения тормозных шин 17 установлены регулировочные упоры 32. Вдоль продольной оси платформы сверху на поперечных балках 2 закреплены прогоны 33, на которых закреплены направляющие 34, для направления штанг 11, а регулируемые оси 13 могут перемещаться вдоль поперечных балок 2 в нужном размере. Удлиненные концы трехплечих рычагов 12 соединены посредством регулирующих тяг 35 с муфтами 36, закрепленными на штангах 11.

Гидросистема 9 снабжена подпитывающим насосом 38 с запорной арматурой и емкостью 39 для жидкости. Для прокачки гидросистемы 9 в штоках 7 грузовых гидроцилиндров 8 выполнены осевые каналы, сообщающиеся с атмосферой для выпуска воздуха.

Для нормальной работы гидросистемы 9 она должна быть заполнена всесезонной жидкостью.

Поверхности внутренних полостей грузовых гидроцилиндров 8, тормозного гидроцилиндра 10 и наружные поверхности поршней должны быть выполнены как плунжерные пары.

Штоки 7, грузовые гидроцилиндры 8, тормозной гидроцилиндр 10 со штоком, рычаги трехплечие 12 и штанги 11 должны быть надежно защищены от воздействия атмосферных условий.

В качестве платформы можно использовать бывшие в употреблении рамы железнодорожных полувагонов, а для тормозных шин можно использовать рельсы, бывшие в употреблении.

Для вывода замедлителя из рабочего режима необходимо поставить клинья 40 в зазоры между низом хребтовых балок 1 и подошвой тумб 24.

Фиг.1 - общий вид, рычаги условно не показаны.

Фиг.2 - сечение.

Фиг.3 - соединение платформы с железнодорожным полотном через рельсовое шарнирное звено.

Фиг.4 - гидравлическая система.

Фиг.5 - детали.

Фиг.6 - вид А, тормозные балки, тормозные шины и рычаги условно не показаны.

Замедлитель работает следующим образом.

Грузовые гидроцилиндры 8 и тормозной гидроцилиндр 10 соединены между собой единой гидросистемой 9 и работают как сообщающие сосуды.

При наезде колес 6 первой тележки вагона через рельсовое звено 27 на рельс 5 эта нагрузка от колес 6 вагона передается на штоки 7 грузовых гидроцилиндров 8, где в этот момент в их полостях под действием их поршней возникает резкое повышение давления жидкости, которая устремляется по гидросистеме 9 в полость тормозного гидроцилиндра 10, в результате этого подвижная платформа с рельсами 5 и рельсовыми звеньями 27 переместится вдоль платформы и опустится на 5-10 мм. Тормозной гидроцилиндр 10, воздействуя на штанги 11, преодолевая сопротивление пружин 18, приводит в действие трехплечие рычаги 12, которые посредством роликов 14 и тяг 15 поворачивают рычаги 4 совместно с тормозными балками 16 и тормозными шинами 17, прижимая их к бандажам колес 6 вагона, этим осуществляется торможение вагона. В момент торможения от массы вагона возникает энерционная сила, направленная на колеса 6 и на платформу вдоль ее оси, но проушины 23 удерживают подвижную платформу в рабочем положении. При наезде колес 6 другой тележки вагона на рельс 5 давление жидкости в грузовых гидроцилиндрах 8 и тормозном гидроцилиндре 10 повышается, вследствие этого сила нажима на тормозные шины 17 увеличивается. А это значит, что сила торможения пропорциональна весу вагона. В тот момент, когда в зоне торможения находятся все пары колес 6 вагона, сила торможения достигает наибольшего значения, но это длится 1-2 сек. При сходе колес 6 первой тележки вагона с рельс 5 сила торможения снижается наполовину. При сходе колес 6 другой тележки вагона с рельс 5 под действием возвратных пружин 26 подвижная платформа с рельсами 5, рельсовыми звеньями 27 и штоками 7 грузовых гидроцилиндров 8 займет исходное положение. В это время поршни грузовых гидроцилиндров 8 всасывают жидкость из полости тормозного гидроцилиндра 10 так, что она /жидкость/ по гидросистеме 9 устремляется в полости грузовых гидроцилиндров 8, а под действием пружин 18 трехплечие рычаги 12 со штангами 11 вернутся в исходное положение, а под действием пружин 29 рычаги 4 с тормозными балками 16 и тормозными шинами 17 займут исходное положение. И так цикл повторяется.

Экономическая или другая эффективность

Предлагаемый замедлитель несложен по конструктивному решению и надежен в работе.

Применение данного замедлителя позволит снизить затраты на технологию торможения вагонов за счет того, что его привод не нуждается в любом источнике энергии.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Замедлитель вагонов содержит грузовые и тормозной гидроцилиндры, раму-основание, рычаги, несущие тормозные балки с шинами. Тормозные балки с шинами расположены вдоль тормозного участка рельсовых путей, грузовые гидроцилиндры имеют связь с тормозным гидроцилиндром, механически связанным с упомянутыми рычагами. Тормозной участок рельсовых путей смонтирован на подвижной платформе, взаимодействующей с грузовыми гидроцилиндрами. Подвижная платформа соединена по ее торцам шарнирными элементами в виде проушин с рамой-основанием с образованием кинематического механизма в виде параллелограмма и ограничена от поперечных смещений упорами в виде тумб, установленных на раме-основании. В результате повышаются эффективность вагонного замедлителя и безопасность его эксплуатации. 6 ил.

Замедлитель вагонов, содержащий грузовые и тормозной гидроцилиндры, раму-основание, рычаги, несущие тормозные балки с шинами, при этом тормозные балки с шинами расположены вдоль тормозного участка рельсовых путей, грузовые гидроцилиндры имеют гидравлическую связь с тормозным гидроцилиндром, механически связанным с упомянутыми рычагами, тормозной участок рельсовых путей смонтирован на подвижной платформе, взаимодействующей с грузовыми гидроцилиндрами, отличающийся тем, что подвижная платформа соединена по ее торцам шарнирными элементами в виде проушин с рамой-основанием с образованием кинематического механизма в виде параллелограмма и ограничена от поперечных смещений упорами в виде тумб, установленных на раме-основании.