ПРУЖИННО-ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ВАГОННЫЙ ЗАМЕДЛИТЕЛЬ Российский патент 2008 года по МПК B61K7/08 

Изобретение относится к устройствам замедления движения рельсовых транспортных средств и предназначено для регулирования скорости движения отцепов на тормозных позициях механизированных сортировочных горок малой мощности.

Из уровня техники известен замедлитель сортировочной станции, содержащий вращающийся цилиндр, упруго установленный в рабочем положении рядом с рельсом и имеющий гребень с винтовой поверхностью контакта.

Реборда железнодорожного колеса вагона входит в контакт с гребнем цилиндра и вращает его, таким образом, происходит перекачка гидравлической среды через отверстие дросселя и тем самым - торможение (US 4480723, 06.11.1984).

Недостатком этого замедлителя является небольшое тормозное усилие.

В авторском свидетельстве №957754, 07.09.1982, описан клещевой вагонный замедлитель весового типа, содержащий тормозные балки, механизм фиксации, выполненный в виде двух стянутых болтами скоб. Силовой цилиндр управления смонтирован на шасси и служит для подъема рычагов через систему тяг и уголков, смонтированных с возможностью вращения вокруг горизонтальных осей.

Однако такая конструкция замедлителя имеет небольшое замедляющее усилие и не обеспечивает надежного торможения вагона.

Известно устройство для замедления движения рельсового транспортного средства, содержащее тормозные балки, установленные вдоль рельсового пути с возможностью взаимодействия с колесом транспортного средства, приводимые в рабочее положение силовыми гидроцилиндрами, поршневые бесштоковые полости которых соединены трубопроводом с соответствующими гидравлическими аккумуляторами и емкостью с рабочей жидкостью через управляемые гидрораспределители. Вдоль рельсового пути по обоим концам тормозных балок последовательно установлены дополнительные вертикально расположенные гидроцилиндры, концы штоков которых снабжены толкателями для взаимодействия с колесом транспортного средства. Бесштоковые полости каждого из них соединены трубопроводами через обратные клапаны и распределители с гидравлическими аккумуляторами и емкостью с рабочей жидкостью, а в нижней части корпуса каждого дополнительного гидроцилиндра установлен плунжер, ограничивающий полость в корпусе, соединенную с гидравлическими аккумуляторами через указанные распределители (SU 1119901, 23.10.1984).

Данное устройство не устраняет перечисленные выше недостатки. Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является пружинный вагонозамедлитель, выполненный в виде однозвенной балочной конструкции, смонтированной на шпалах, и содержащий наружную и внутреннюю тормозные балки с шинами, размещенные вдоль ходового рельса, соединенные попарно с основанием шарнирными тягами, нажимной механизм, состоящий из приводного гидроцилиндра и подпружиненной педали, выступающей над уровнем головки рельса, переводной механизм, содержащий два рычага треугольной формы, соединенных между собой штангой и через двуплечий рычаг со штоком силового гидроцилиндра, механизм регулировки раствора между тормозными балками. Тормозной механизм расположен вдоль одного рельса, а вдоль другого - контррельс. Гидравлическая система включает в себя приводной гидроцилиндр, исполнительный силовой гидроцилиндр, гидробак, клапаны односторонние, гидрораспределитель электронного блока управления (SK 278109, 10.01.1996).

Конструкция данного вагонного замедлителя имеет ряд недостатков:

- передача усилия от силового исполнительного гидроцилиндра к рычагам треугольной формы производится через двуплечий рычаг, имеющий коэффициент рычажной передачи <1, что влечет за собой значительные потери усилия, развиваемого гидроцилиндром;

- возврат тормозных балок из положения «заторможено» в положение «отторможено» затруднен, так как осуществляется усилием от двух сжатых пружин, воздействующих на разветвленную рычажно-механическую систему, содержащую рычаги, в состав которых входит множество шарнирных узлов, что влияет на быстродействие вагонного замедлителя и существенно снижает его эффективность;

- конструктивное исполнение механизма регулировки раствора между тормозными балками с шинами создает дополнительное сопротивление, а следовательно, приводит к снижению тормозного усилия на рычагах, так как регулировка расстояния между шинами изменяется за счет поджатия пружины гайкой на резьбовом штоке;

- компоновка нажимного механизма с горизонтальным расположением приводного гидроцилиндра в условиях ограниченного пространства в самом вагонном замедлителе вносит ограничение по оптимальному выбору соотношения плеч рычажной передачи (1:2 не более) исходя из требований габарита в соответствии с ГОСТ 9238-83;

- отсутствует защита в случае наезда в заторможенный вагонный замедлитель вагонного отцепа или локомотива при отказе электронного блока управления гидрораспределителем;

- в процессе нагнетания рабочей жидкости из штоковой полости гидроцилиндра в поршневую возможен частичный возврат рабочей жидкости в гидробак. Всасывающая линия находится в зависимости от состояния клапана одностороннего действия и может попасть в неустойчивый режим работы, что может негативно сказаться на эффективности торможения;

- в гидросистеме нет возможности контроля давления в напорной линии между клапанами, отсутствует предохранительный клапан, давление нагнетания не регулируется;

- в условиях воздействия знакопеременных нагрузок (вибрация, удары) при наезде на замедлитель вагонных отцепов не исключена вероятность сбоя в работе электронного блока.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства механизации для горок малой мощности на базе пружинно-гидравлического замедлителя, обеспечивающего получение технического результата, состоящего в упрощении конструкции, повышении тормозного усилия, эффективности торможения, быстродействия за счет упрощения рычажного механизма и режима переключения (два режима переключения: «заторможенный», «отторможенный») и увеличения эффективности пружинно-гидравлического замедлителя, при этом гидроаккумулятор обеспечивает постоянное усилие и компенсирует снижение давления, что повышает надежность работы устройства в целом.

Данный технический результат достигается в заявленном пружинно-гидравлическом вагонном замедлителе, содержащем расположенные с двух сторон рельса тормозные балки с шинами и пружинными узлами, переводной механизм, взаимодействующий с тормозными балками и соединенный через продольную тягу со штоком силового гидроцилиндра, нажимной механизм, состоящий из возвышающихся над другим рельсом нажимных планок, шарнирно связанных с подпружиненными вильчатыми рычагами и штоками нагнетательных гидроцилиндров, поршневые полости которых через обратные клапаны одностороннего действия, двухпозиционный гидрораспределитель, пневмогидроаккумулятор сообщаются с поршневой полостью силового гидроцилиндра в нагнетательной магистрали, а также через управляемые обратные клапаны одностороннего действия с гидробаком во всасывающей магистрали, при этом излишек рабочей жидкости сбрасывается через настроенный на рабочее давление предохранительный клапан в гидробак и при резком повышении давления в поршневой полости силового гидроцилиндра часть рабочей жидкости через разгрузочный клапан переводится в штоковую полость силового гидроцилиндра, соединенную сливной магистралью с гидробаком.

Сущность заявленного устройства поясняется чертежами.

На фиг.1 отображен вид сверху пружинно-гидравлического вагонного замедлителя.

На фиг.2 - разрез А-А пружинно-гидравлического вагонного замедлителя.

На фиг.3 - разрез Б-Б пружинно-гидравлического вагонного замедлителя.

На фиг.4 - кинематическая схема данного устройства.

На фиг.5 - вид D кинематической схемы устройства.

На фиг.6 - гидравлическая схема данного устройства.

Пружинно-гидравлический вагонный замедлитель (фиг.1, 2, 3, 4, 5) выполнен в виде однозвенной балочной конструкции, смонтированной на шпалах, причем тормозной механизм расположен вдоль одного рельса 10, а вдоль другого рельса 7 расположен контррельс 6.

На шпалах 1 закреплены опоры 11, опоры противоугона 13, опоры 14 для балок на шарнирных стойках с рельсом 10 и опоры 12, опоры нажимного механизма 15 с рельсом 7 и контррельсом 6, служащим для предотвращения возможности схода вагона с рельсов во время торможения.

Тормозные шины 2 закреплены на наружной 4 и внутренней 5 тормозных балках, выполнены из износостойкой стали и являются основными рабочими элементами замедлителя. С двух сторон рельса 10 тормозные балки 4 и 5 на шарнирных подшипниках закреплены рычагами 8, 9 на опорах 14. На концах тормозных балок установлены пружины 16, по две пружины на каждую балку (пружинный узел). Пружины 16 обеспечивают перевод балок в отторможенное положение при снятии давления в силовом гидроцилиндре 31 (фиг.1, 2).

Нажимной механизм состоит из двух возвышающихся над рельсом 7 нажимных планок 17, которые связаны шарнирными вилками 18 с нажимными гидроцилиндрами 19. Штоки нажимных гидроцилиндров 19 подпружинены пружинами 20 с помощью натяжных устройств 21, обеспечивающих изменение возвышения нажимных планок 17 над рельсом 7.

Переводной механизм содержит пару закрепленных на основании с возможностью поворота в горизонтальной плоскости треугольных рычагов 22, шарнирно связанных между собой, а также со штоком силового гидроцилиндра 31 и упором 23 устройства для регулировки раствора тормозных шин при помощи продольной тяги 24. Треугольные рычаги 22 (фиг.1, 3, 5) также шарнирно соединены с двуплечими поворотными рычагами 25, связанными шарнирными тягами 26 с двуплечими рычагами 27, имеющими шарнирные соединения с опорными стойками 28, жестко закрепленными на основании 29.

Рычаги 27 шарнирно соединены с тормозной балкой 4. Рычаги 25 шарнирно соединены с тормозной балкой 5. Тормозные балки 4, 5 снабжены противоугонами 30.

Капоты наружный 32, внутренний 33 и нажимного механизма 34 (фиг.3) с откидными крышками выполнены из листовой стали и размещены над гидроаппаратурой и рычажными механизмами.

В состав гидравлической системы (фиг.6) устройства входят: силовой гидроцилиндр 31, передающий через систему рычагов и тормозные балки 4, 5 с тормозными шинами 2 тормозящее усилие на колесо тормозимого вагона 3 в зависимости от гидравлического давления; нажимные (нагнетательные) гидроцилиндры 19 для нагнетания и создания гидравлического давления рабочей жидкости в системе; двухпозиционный гидрораспределитель 35 управления режимом работы замедлителя, предназначенный для осуществления перевода замедлителя из положения «торможение» в положение «отторможенное» и наоборот при помощи электрического сигнала; пневмогидроаккумулятор давления 41 для поддержания постоянства давления в гидросистеме; предохранительный гидроклапан 38, обеспечивающий достаточный уровень давления в гидросистеме, необходимый для создания номинального тормозного усилия в силовом гидроцилиндре и предохраняющий гидросистему от разрушения; разгрузочный пропускной гидроклапан 42 для разгрузки гидросистемы при запертом положении гидрораспределителя 35 (положение «торможения»), при резком изменения усилия на штоке гидроцилиндра (такая ситуация может возникнуть при входе локомотива или вагонного сцепа в заторможенный вагонный замедлитель), то есть данный клапан обеспечивает быстрый перезапуск рабочей жидкости из поршневой полости в штоковую; гидроклапаны обратные 36, 37 одностороннего действия, предназначенные для подачи рабочей жидкости в гидросистему только в одном направлении и разделения сливной и нагнетательной магистралей; управляющие обратные гидроклапаны 43, 44 (одностороннего действия) во всасывающей магистрали открываются при подаче давления управления каждый от своего нажимного гидроцилиндра 19 (при таком подключении клапанов 43, 44 в гидросистеме обеспечивается работа нажимного механизма, при которой, если в одном гидроцилиндре осуществляется «всасывание» рабочей жидкости, то в другом - «нагнетание»); гидробак 40, предназначенный для хранения, отвода и приема рабочей жидкости, где давление Р_n>Р_а (атмосферное давление).

Гидрораспределитель 35 постоянно открыт, вагонный замедлитель находится в отторможенном положении, то есть тормозные балки разведены и, тем самым, создают возможность свободного прохода локомотива или вагонных сцепов.

В режиме «отторможено» рабочая жидкость из поршневой полости гидроцилиндров 19 при нажатии колесом тележки вагона (локомотива) вытесняется в гидросистему через обратные клапаны 36, 37 и гидрораспределитель 35, заполняя штоковые полости гидроцилиндров 19. Излишек оставшейся рабочей жидкости перепускается через предохранительный клапан 38 в бак 40. После схода колес вагонных тележек с нажимного механизма педали фиксируются в нижнем (прижатом) положении, так как поршневые и штоковые полости образуют замкнутое пространство.

При подаче управляющего электрического сигнала на соленоид гидрораспределителя 35 гидросистема переводится в рабочий режим «торможение».

При воздействии колеса вагона на шток рабочая жидкость из поршневых полостей гидроцилиндров 19 нагнетается поочередно в обратные клапаны 36, 37, гидрораспределитель 35 и в поршневую полость силового гидроцилиндра 31. Рабочая жидкость штоковой полости данного гидроцилиндра вытесняется в бак 40.

Под воздействием давления в поршневой полости шток гидроцилиндра 31 передает возникающее усилие на тормозные балки вагонного замедлителя, посредством которых происходит торможение колес вагонных сцепов, за счет обжатия ими обода вагонного колеса по боковой поверхности.

Возвратно-поступательное движение планок нажимного механизма обеспечивается пружинами.

В режиме «торможения» развиваемое от гидравлического давления усилие Р_г(P_г=ρ×F_поршня) передается через шток силового гидроцилиндра 31 на горизонтальную рычажно-шарнирную систему, состоящую из рычагов 22, 24 и имеющую коэффициент рычажной передачи . Возникающее усилие воздействует через плоские шарниры 39, 45, 46, 47 на вертикальные двуплечие рычаги 27, которые, перемещаясь, прижимают тормозную балку 5 к боковой поверхности обода колеса 3 вагона (фиг.4). По окончании движения двуплечего рычага 27 через шарнирную тягу 26 усилие передается на вертикальный двуплечий рычаг 25, который по аналогии с рычагом 27 прижимает тормозную балку 4 к ободу колеса 3 вагона (фиг.5).

Суммарное тормозное усилие составляет ,

где , , результате:

Окончательная величина тормозного усилия зависит от гидравлического давления в гидроцилиндре и соотношения плеч (l₁, l₂, l₃, l₄) рычажно-шарнирной системы.

Возврат тормозных балок 4, 5 в начальное положение производится за счет сил упругости сжатых пружин 16 после снятия давления в поршневой полости гидроцилиндра 31.

Изобретение относится к устройствам замедления движения рельсовых транспортных средств и предназначено для регулирования скорости движения отцепов на тормозных позициях механизированных сортировочных горок малой мощности. Пружинно-гидравлический вагонный замедлитель содержит расположенные с двух сторон рельса тормозные балки с шинами и пружинными узлами, переводной механизм, взаимодействующий с тормозными балками и соединенный через продольную тягу со штоком силового гидроцилиндра, нажимной механизм, состоящий из возвышающихся над другим рельсом нажимных планок, шарнирно связанных с подпружиненными вильчатыми рычагами и штоками нагнетательных гидроцилиндров, поршневые полости которых через обратные клапаны одностороннего действия, двухпозиционный гидрораспределитель, пневмогидроаккумулятор сообщаются с поршневой полостью силового гидроцилиндра в нагнетательной магистрали, а также через управляемые обратные клапаны одностороннего действия с гидробаком во всасывающей магистрали. Излишек рабочей жидкости сбрасывается через настроенный на рабочее давление предохранительный клапан в гидробак. При резком повышении давления в поршневой полости силового гидроцилиндра часть рабочей жидкости через разгрузочный клапан переводится в штоковую полость силового гидроцилиндра, соединенную сливной магистралью с гидробаком. Данная конструкция устройства позволяет повысить эффективность торможения, быстродействие, надежность работы. 6 ил.

Пружинно-гидравлический вагонный замедлитель, содержащий расположенные с двух сторон рельса тормозные балки с шинами и пружинными узлами, переводной механизм, взаимодействующий с тормозными балками и соединенный через продольную тягу со штоком силового гидроцилиндра, нажимной механизм, состоящий из возвышающихся над другим рельсом нажимных планок, шарнирно связанных с подпружиненными вильчатыми рычагами и штоками нагнетательных гидроцилиндров, поршневые полости которых через обратные клапаны одностороннего действия, двухпозиционный гидрораспределитель, пневмогидроаккумулятор сообщаются с поршневой полостью силового гидроцилиндра в нагнетательной магистрали, а также через управляемые обратные клапаны одностороннего действия с гидробаком во всасывающей магистрали, при этом излишек рабочей жидкости сбрасывается через настроенный на рабочее давление предохранительный клапан в гидробак и при резком повышении давления в поршневой полости силового гидроцилиндра часть рабочей жидкости через разгрузочный клапан переводится в штоковую полость силового гидроцилиндра, соединенную сливной магистралью с гидробаком.