ТОРМОЗ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2007 года по МПК B61H1/00 B61H7/04 

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 (SU 1572889 А, В 61 Н 1/00, 04.03.1988), содержащий фрикционную пару, состоящую из колеса с гребнем и соединенной посредством чеки с башмаком 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, 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, выполненные без начального зазора с гребнем колеса, в связи с чем при недостаточно полной очистке ручья от формовочной земли и неудовлетворительном распределении тормозного усилия в начальный период приработки новой колодки будут наблюдаться повышенный износ гребней колес и их повреждение; в процессе эксплуатации при торможениях углубления в ручье (свободные участки) заполняются 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; из-за отсутствия бокового зазора в период приработки тормозная колодка своей галтелью малого радиуса активно вырабатывает на колесе ответную переходную часть от поверхности катания бандажа к наклонной поверхности гребня.

Из уровня техники известен тормоз железнодорожного транспортного средства (RU 2090408 С1, В 61 Н 1/00, 27.07.1995), содержащий фрикционную пару, состоящую из колеса с гребнем, соединенной с башмаком посредством чеки 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, а 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.

По технической сути данное устройство наиболее близко к заявленному, в связи с чем принято за прототип.

Недостатками данного тормоза, во-первых, является малый напуск стальной спинки на гребневую часть чугунного тела колодки, в результате чего при износе колодки, близком к предельному, от ее гребневой части при торможении отламываются куски чугуна, что представляет опасность попадания их на путь и особенно в стрелочные переводы. Кроме того, тормозные колодки нередко бракуются и остаются неиспользованными из-за невозможности установки чеки, соединяющей колодку с башмаком, по причине ограниченного зазора между ушком скобы и телом колодки, получаемым после ее отливки. Для установки таких колодок на локомотив (при их остром дефиците) требуются большие непроизводительные затраты ручного труда, необходимого для увеличения указанного выше зазора.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, состоит в повышении безопасности движения поездов, повышении надежности тормоза, снижении трудоемкости установки на локомотивы тормозных колодок.

Указанный технический результат достигается тем, что в тормозе железнодорожного транспортного средства, содержащем фрикционную пару, состоящую из колеса с продольным гребнем и соединенной с башмаком посредством чеки тормозной колодки, включающей спинку, скобу и тело с гребневой частью, в которой выполнен продольный ручей с чередующимися профильными и свободными участками в виде сквозных окон по ширине продольного ручья, по периметру продольного гребня колеса в зоне профильных участков гребневой части тела тормозной колодки предусмотрен равномерный начальный зазор, а между ответными поверхностями наклонной части продольного гребня колеса и продольного ручья по длине свободных участков гребневой части тела тормозной колодки предусмотрен переменный боковой зазор, согласно данному изобретению, спинка тормозной колодки выполнена с напуском на гребневую часть тела тормозной колодки и с дополнительными захватами вдоль кромки и по торцам спинки, расположенной в гребневой части тела тормозной колодки, а скоба снабжена направляющими для захода чеки, при этом величина напуска спинки тормозной колодки определяется углом α между вертикальной осью, проходящей через центр окружности, описывающей гребневую часть спинки тормозной колодки, и прямой, соединяющей центр данной окружности с кромкой спинки тормозной колодки, при этом значения угла α заключены в пределах 60°≤α≤90°.

Кроме того, в данном тормозе скоба может быть выполнена с наклонными пазами, а в спинке тормозной колодки могут быть выполнены соответствующие выемки.

Также в данном тормозе скоба может быть снабжена стойками, торцы которых выполнены по радиусу, соответствующему радиусу изгиба спинки тормозной колодки, при этом скоба жестко закреплена на спинке тормозной колодки.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 приведен общий вид тормоза с наружной стороны транспортного средства; на фиг.2 - поперечный разрез тормоза, включающего тормозную колодку и бандаж (бандаж не заштрихован); на фиг.3 - продольный разрез тормоза по гребневой части колодки; на фиг.4 - вид на рабочую поверхность тормозной колодки; на фиг.5 - развертка спинки тормозной колодки; на фиг.6 (а, б), фиг.7 (а, б) и фиг.8 (а, б) - варианты конструкции скобы; на фиг.9 - общий вид штатного тормоза (скоба без направляющих); на фиг.10 - тормоз со скобой, установленной с фиксацией на спинке; на фиг.11 - жесткое крепление скобы к спинке.

Тормоз железнодорожного транспортного средства (фиг.1) содержит фрикционную пару, состоящую из колеса, имеющего бандаж 1 с продольным гребнем 2, и тормозной колодки 3, соединенной с башмаком 4 посредством чеки 5. Башмак 4 соединен рычажной передачей с тормозным пневмоцилиндром (на фиг.1 не показано).

Тормозная колодка 3 (фиг.2) включает скобу 6, тело 7, отлитое из модифицированного серого чугуна, спинку (стальной каркас) 8, продольный ручей с выполненными по его ширине сквозными окнами 9 (фиг.3), образующими свободные участки, чередующиеся с профильными участками 10 продольного ручья (фиг.4). Профильные участки 10 выполнены так, что при установке новой колодки на поверхность катания 11 (фиг.2) бандажа 1 между его продольным гребнем 2 и профилем продольного ручья гребневой части тормозной колодки образуется гарантированный зазор 12 величиной до 3 мм. Данный зазор необходим для того, чтобы в начальный момент приработки тормозной колодки при неудовлетворительном распределении тормозного усилия по ширине тормозной колодки обеспечить постепенную (плавную) приработку сопрягаемых поверхностей профильных участков тормозной колодки и продольного гребня бандажа, и тем самым исключить повышенный износ и повреждение последнего.

Со стороны тела 7 тормозной колодки свободные участки продольного ручья в виде окон 9, с дугообразной образующей 13. По всему периметру окна 9 имеют соответствующие литейные уклоны (фиг.3), необходимые для удаления формовочной земли.

Спинка 8 (стальной каркас) (фиг.5) служит для сохранения целостности тормозной колодки 3, особенно при износе, близком к предельному, предупреждая излом ее тела и падения обломков тормозной колодки 3 на железнодорожный путь и в стрелочные переводы.

Наиболее незащищенной от изломов является гребневая часть тормозной колодки 3, где напуск стальной спинки на тело колодки недостаточен. Угол α (фиг.2) между вертикальной осью, проходящей через центр окружности, описывающий гребневую часть спинки, и прямой, соединяющий центр этой окружности с кромкой спинки, в известных конструкциях колодок составляет 20-25°. В заявленном тормозе значения данного угла находятся в диапазоне 60°-90°. Предельное значение угла α=90° ограничивается возможностями технологии штамповки спинки. Для предупреждения изломов тела тормозной колодки увеличен напуск 14 спинки 8 на гребневую часть тормозной колодки (на фиг.5 показано жирными линиями), а также выполнены дополнительные захваты 15 вдоль кромки и по торцам гребневой части спинки 8, соединяющие в одно целое тело 7 тормозной колодки 3 со спинкой 8 в ее гребневой части при отливе колодки. Скоба 6 предназначена для закрепления без зазора тормозной колодки 3 к башмаку 4 с помощью специальной чеки 5. На фиг.6, 7, 8 приведены варианты конструкции скобы, определяемые способом закрепления ее к спинке колодки. Скоба 6, выполненная по фиг.6, включает две стоки 16 с лапками 17 и ушко 18. Она штампуется из стального листа, а после придания ей окончательной формы свободно устанавливается в прорезь спинки 8 (фиг.2) и фиксируется при отливке тормозной колодки 3 посредством литейного стержня. При штамповке скобы 6 на ушке 18 с обеих сторон отгибаются направляющие 22 для беспрепятственного захода чеки 5, так как тормозные колодки устанавливаются как с левой, так и с правой стороны транспортного средства, а это требует поворота колодки на 180°. Для закладки скобы 6 в спинке 8 тормозные колодки 3 выполнено одно окно определенных размеров (штатная конструкция, при этом лапки скобы располагаются поперек спинки 8).

Следует отметить, что скобы похожей конструкции с лапками и направляющими для захода чеки известны из патента US 4020928, F 16 D 65/04, 03.05.1977. В отличие от заявленного выполнения скобы по фиг.6, известная скоба имеет четыре лапки, расположенные не поперек, а вдоль спинки. С этой целью для закладки скобы на спинке прорезаны на всю ширину рабочей части колодки два паза, что значительно снижает изгибную прочность тормозной колодки. Кроме того, согласно заявленному изобретению, в стойках скобы 6, выполненной в соответствии с фиг.7, имеются пазы 19, а в спинке выполнены соответствующие небольших размеров выемки 20 и 21, как показано на фиг.5. Поскольку после штамповки в окончательном виде спинка 8 выполнена по дуге окружности, пазы 19 выполнены под соответствующим углом. При установке такая скоба надежно фиксируется на спинке, что важно при установке этой сборки в опоку.

Конструкция скобы 8, выполненной по фиг.8, предусматривает жесткое ее закрепление к спинке 6, например, посредством электросварки. В такой скобе стойки 16 выполнены укороченными по сравнению со стойками скоб, выполненных по фиг.6 и 7, а торцы стоек 16 скобы по фиг.8 обрабатываются по радиусу изогнутой спинки 6 тормозной колодки.

Для всех приведенных выше вариантов выполнения скоб 6 общим является то, что они снабжены направляющими 22 для захода чеки 5. Направляющие 22 выполняются при штамповке скобы 6 путем отгиба торцевой части ушка 18. При отсутствии направляющих (ранее об этом говорилось при описании недостатков прототипа) не всегда удается установить тормозную колодку на локомотив, так как нередко конец чеки 5 упирается в торец ушка 18 (фиг.9).

Во избежание этого, тормозную колодку 3 устанавливают на продольный гребень 2 колеса 1 с зазором «С», который, с одной стороны должен быть выполнен таким, чтобы чека 5 в любом случае свободно проходила через отверстия башмака 4 и скобы 6, не касаясь ушка 18, а с другой стороны данный зазор должен быть минимальным для того, чтобы после установки чеки 5 колодка 3 не имела свободных перемещений, вызывающих во время движения локомотива ненужный звон. С этой целью чека имеет соответствующую криволинейную форму для обеспечения прижатия тормозной колодки к башмаку без зазора. В этой связи крайне необходимо применять скобу 6, снабженную направляющими.

На фиг.10 и фиг.11 показаны, соответственно, способы закрепления скоб, показанных на фиг.7 и 8, при этом в случае применения скобы, показанной на фиг.8 целостность спинки абсолютно не нарушается.

Таким образом, заложенные в данном изобретении технические решения - увеличенный напуск спинки на гребневую часть колодки, определяемый углом между вертикальной осью, проходящей через центр окружности, описывающей гребневую часть спинки, и прямой, соединяющей центр данной окружности с кромкой спинки, и значения которого заключены в пределах от 60 до 90°, наличие выполненных в гребневой части спинки дополнительных захватов, соединяющих в одно целое спинку и тело колодки, применение направляющих в скобе для захода чеки, предложенные варианты конструкции скобы, а также предложенные варианты крепления ее к спинке в полной мере решают поставленную техническую задачу, состоящую в повышении безопасности движения, надежности тормоза, снижении трудоемкости установки тормозных колодок на локомотивы.

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. Тормоз содержит фрикционную пару, состоящую из колеса с продольным гребнем и соединенной с башмаком посредством чеки тормозной колодки. Тормозная колодка включает спинку, скобу и тело с гребневой частью, в которой выполнен продольный ручей с чередующимися профильными и свободными участками в виде сквозных окон по ширине продольного ручья. По периметру гребня колеса в зоне профильных участков предусмотрен равномерный начальный зазор, а между ответными поверхностями наклонной части гребня и продольного ручья предусмотрен переменный боковой зазор. Тормозная колодка выполнена с дополнительными захватами вдоль кромки и по торцам спинки, а скоба снабжена направляющими для захода чеки. Величина напуска спинки тормозной колодки определяется углом α между вертикальной осью, проходящей через центр окружности и прямой, соединяющей центр данной окружности с кромкой спинки колодки. При этом значения угла α заключены в пределах 60°≤α≤90°. Технический результат заключается в повышении надежности тормоза, безопасности движения и в снижении трудоемкости установки тормозных колодок на локомотивы. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Тормоз железнодорожного транспортного средства, содержащий фрикционную пару, состоящую из колеса с продольным гребнем и соединенной с башмаком посредством чеки тормозной колодки, включающей спинку, скобу и тело с гребневой частью, в которой выполнен продольный ручей с чередующимися профильными и свободными участками в виде сквозных окон по ширине продольного ручья, по периметру продольного гребня колеса в зоне профильных участков гребневой части тела тормозной колодки предусмотрен равномерный начальный зазор, а между ответными поверхностями наклонной части продольного гребня колеса и продольного ручья по длине свободных участков гребневой части тела тормозной колодки предусмотрен переменный боковой зазор, спинка тормозной колодки выполнена с напуском на гребневую часть тела тормозной колодки, отличающийся тем, что спинка тормозной колодки выполнена с дополнительными захватами вдоль кромки и по торцам спинки, расположенной в гребневой части тела тормозной колодки, а скоба снабжена направляющими для захода чеки, при этом величина напуска спинки тормозной колодки определяется углом α между вертикальной осью, проходящей через центр окружности, описывающей гребневую часть спинки тормозной колодки, и прямой, соединяющей центр данной окружности с кромкой спинки тормозной колодки, при этом значения угла α заключены в пределах 60°≤α≤90°.2. Тормоз по п.1, отличающийся тем, что скоба выполнена с наклонными пазами, а в спинке тормозной колодки выполнены соответствующие выемки.3. Тормоз по п.1 или 2, отличающийся тем, что скоба снабжена стойками, торцы которых выполнены радиусом, соответствующим радиусу изгиба спинки тормозной колодки, при этом скоба жестко закреплена на спинке тормозной колодки