ПРОТИВОЮЗНЫЙ РЕГУЛЯТОР Российский патент 2005 года по МПК B61C15/08 

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях магистральных локомотивов и вагонов.

Известны противоюзные регуляторы локомотивов и пассажирских вагонов. Так в книге Фокин М.Д. и др., Противоюзные устройства подвижного состава. Изд-во, Транспорт, 1970 г. на стр.36-38, рис.14 описано и показано противоюзное устройство тепловоза ТЭП 60, которое состоит из осевых датчиков и двух срабатывающих клапанов, расположенных на каждой из тележек, управляемых катушками вентиля, питаемого от источника тока, расположенного на локомотиве. Катушки вентиля соединены последовательно с контактами осевых датчиков, что в случае юза колесной пары, в режиме торможения тепловоза, приводит к снижению тормозного усилия, создаваемого тормозными цилиндрами. Сам осевой датчик (см. ту же книгу, стр.56-60, рис.20 и рис.22) представляет собой сложную конструкцию, включающую в себя две фрикционные шайбы, взаимодействующие с одной стороны с инерционным маховиком, расположенным на подшипниках вращающейся оси датчика, и с другой с шариками механизма преобразования вращательного движения маховика в поступательное движение шайб, необходимое для линейного перемещения толкателя управления контактами датчика. Наличие большого числа деталей, а также влияние динамических нагрузок, приложенных к осевому датчику при переходе колесной пары, особенно с большими скоростями движения тепловоза, через стыки рельсов и детали стрелочных переводов, существенно снижают надежность работы противоюзного регулятора в эксплуатационных условиях.

Известна также конструкция противоюзного регулятора, описанного в книге Железнодорожный транспорт: Энциклопедия /Гл. ред. Конарев Н.С. - М., Большая Российская Энциклопедия, 1994 г. на стр.339. Такая конструкция регулятора в целом аналогична вышеописанной и поэтому недостатки их подобны.

Поэтому, целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности противоюзных регуляторов локомотивов и вагонов.

Поставленная цель достигается тем, что бандажи колес снабжены кольцевыми пустотелыми пазами с одной стороны полукруглого сечения, в которых жестко расположены идентичной кольцевой формы электрические катушки и внутри них подвижно размещены такой же формы отрезки составных стержней, средняя часть которых выполнена из магнитного материала, а торцевые из немагнитного, и последние снабжены по внешней своей круговой образующей, по крайней мере, четырьмя подвижными телами качения шаровой формы, оси симметрии которых расположены под углом 90° друг к другу, причем выводы упомянутых электрических катушек через кольцевые токосъемники, закрепленные на осях колесных пар, связаны электрически с катушками вентилей.

На фиг.1 показана часть сечения колеса колесной пары рельсового транспортного средства с принципиальной схемой противоюзного регулятора, на фиг.2 - часть сечения колеса по АА и на фиг.3 - часть сечения колеса по ВВ.

Противоюзный регулятор состоит из срабатывающего клапана 1, подключенного с помощью трубопроводов 2 к реле давления 3, запасному резервуару 4 и к тормозному цилиндру 5. К срабатывающему клапану 1 также присоединена катушка вентиля 6, связанная последовательно проводниками 7 через щетки 8 и токосъемные кольца 9 с проводниками 10, подключенными к электрической катушке 11, установленной в бандаже 12 колеса 13, жестко закрепленного на оси 14 колесной пары рельсового транспортного средства. На оси 14 также жестко закреплены и токосъемные кольца 9. В электрической катушке 11 размещен подвижно магнитный стержень 15, к концам которого присоединены с помощью шпилек 16 цилиндрической формы корпусы 17, выполненные из немагнитного материала и снабженные подвижными шариками 18. Электрическая катушка 11 зафиксирована относительно бандажа 12 стопорными кольцами 19.

Работает противоюзный регулятор следующим образом. При трогании с места рельсового транспортного средства (локомотива или вагона), которое на чертеже не показано, а также плавном наборе скорости, магнитный стержень 15, имеющий достаточно высокую собственную массу, располагается в нижней части колеса 13 и перекатывается своими шариками 18 по внутренней поверхности электрической катушки 11. По мере возрастания окружной скорости колеса 13 магнитный стержень 15 начинает вращаться совместно с колесом 13, имея, в конце концов, такую же окружную скорость, что и у последнего, при этом относительная его скорость, по отношению к электрической катушке 11, как и к колесу 13, также равна нулю. Следует отметить, что такое положение магнитный стержень 15 занимает, находясь в зоне противоположной сосредоточенной массы бандажа, вызывая дисбаланс, который всегда присущ колесным парам рельсовых экипажей, так как последние не подвергаются динамической балансировке. Такое явление широко известно технике и в практике эксплуатации быстровращающихся дисков (вращающиеся маховики ДВС, турбинные колеса паровых и газовых турбин и других быстровращающихся элементов машин). Как только (в случае торможения транспортного средства) произойдет юз колеса 13, под действием окружных сил инерции магнитный стержень 15 получит, например, перемещение по стрелке С (фиг.2) относительно неподвижного колеса 13, а так как он является магнитным, то в катушке 11 возникнет электрический ток, который по замкнутой электрической цепи - проводники 10, токосъемные кольца 9, щетки 8 и проводники 7 поступит в катушку вентиля 6 (конструкция вентиля 6 достаточно хорошо описана в книге, которая представлена в аналоге), и последняя приведет в действие срабатывающий клапан 1, который широко известным в технике способом сбросит давление сжатого воздуха в тормозном цилиндре 5 и тем самым снизит тормозное усилие на колесе 13, исключив его юз. Закончив круговое движение внутри катушки 11, магнитный стержень 15 при неподвижном колесе 13, а затем, в дальнейшем, так же получив нулевую подвижность относительно катушки 11, прекращает возбуждать в ней ЭДС. Отсутствие же электрического тока в цепи проводников 10 и 7 вызывает реверс срабатывающего клапана 1 и сжатый воздух (как это имеет место в описании работы устройства в аналоге) начинает поступать из запасного резервуара 4 через регулятор давления 3 в трубопровод 2 и затем в тормозной цилиндр 5, что и способствует вновь увеличению тормозной силы. Далее процесс исключения юза, роспуска тормозов и дальнейшего их срабатывания может повторяться неоднократно подобно тому, как это описано выше.

Технико-экономическое преимущество изложенного технического решения в сравнении с известным очевидно, так как конструкция его обладает простотой, а следовательно, и более надежна в условиях эксплуатации.

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, в частности к устройствам, предотвращающим юз колесных пар подвижного состава. Противоюзный регулятор состоит из осевых датчиков, электрических вентилей 6, реле давления 3 и сбрасывающих клапанов 1, связанных с тормозными цилиндрами 5 рельсового экипажа. Датчики выполнены в виде магнитных стержней 15, подвижно размещенных в кольцевой формы электрических катушках 11, установленных в пазах, выполненных в бандажах 12 колес 13 колесных пар. Технический результат - упрощение конструкции и повышение надежности противоюзных регуляторов. 3 ил.

Противоюзный регулятор, содержащий осевые датчики, установленные на торцевых частях осей колесных пар, несущих колесные центры с бандажами, сбрасывающий клапан с катушкой вентиля и реле давления, подключенные к запасным резервуарам сжатого воздуха и тормозным цилиндрам тормозной системы рельсового транспортного средства, отличающийся тем, что бандажи колес снабжены кольцевыми пустотелыми пазами с одной стороны полукруглого сечения, в которых жестко расположены идентичной кольцевой формы электрические катушки и внутри них подвижно размещены такой же формы отрезки составных стержней, средняя часть которых выполнена из магнитного материала, а торцевые - из немагнитного, и последние снабжены по внешней своей круговой образующей, по крайней мере, четырьмя подвижными телами качения шаровой формы, оси симметрии которых расположены под углом 90° друг к другу, причем выводы упомянутых электрических катушек через кольцевые токосъемники, закрепленные на осях колесных пар, связаны электрически с катушками вентилей.