ТУПИКОВЫЙ УПОР Российский патент 2013 года по МПК B66C7/16 B61K7/00 

Изобретение применяется для обеспечения безопасности подъемно-транспортных средств, перемещающихся по рельсам, и предназначено для гашения остаточной скорости и предотвращения схода с концевых участков рельсовой колеи.

Известен тормозной башмак, содержащий опорную колодку, выполненную в виде клинового элемента, имеющую поверхности, контактирующие с рельсом и колесом, по обеим сторонам которой сбоку имеются борта (патент, Россия, №2142891 «Тормозной башмак», бюл. №35, опубл. 20.12.99).

Такая конструкция башмака позволяет регулировать или гасить остаточную скорость подъемно-транспортного средства, двигающегося по инерции за счет уменьшения или увеличения площади контакта колесо-башмак, колесо-рельс.

Однако такой тормозной башмак имеет низкий эффект торможения, эффективность которого проявляется при длине пути торможения 7-10 м. Это не позволяет использовать его для торможения кранов и ограждения тупиков крановых и железнодорожных путей.

Другим недостатком является то, что тормозной башмак возвращается в исходное положение вручную, что значительно усложняет его использование, например, для мостовых кранов, перемещающихся по подвесным путям.

Известен активный тупиковый упор, содержащий колодку, имеющую поверхности, контактирующие с колесом и рельсом. По обеим сторонам колодки имеются борта, подвижно соединенные с ползунами в направляющих, которые расположены на шейке рельса. Направляющие входят в неподвижно закрепленный корпус и опираются торцевой поверхностью на расположенную в нем пружину (патент, Россия, №2418734 «Активный упор тупиковый» опубл. 20.05.2011. Бюл. №14).

Такая конструкция упора позволяет гасить остаточную скорость подъемно-транспортного средства, двигающегося по инерции за счет сил трения, возникающих на контактах колеса с колодкой и колодки с рельсом, а также за счет сил сопротивления, создаваемых пружинами.

Тормозной эффект такой системы определяется жесткостью и длиной пружин, что приведет к повышению жесткости при остановке тяжелых и быстроходных подъемно-транспортных средств на короткой дистанции. Однако это вызовет скачкообразное поглощение кинетической энергии в момент контакта и, следовательно, создаст возможность разрушения как упора, так и подъемно-транспортного средства. В этих условиях не исключена возможность его опрокидывания, если, например, это башенный кран, стрела с грузом которого развернута в сторону упора.

Целью предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей тупиковых упоров на основе клиновых систем путем исключения скачкообразного поглощения кинетической энергии и повышения тормозной мощности.

Для достижения указанной цели тупиковый упор, содержащий колодку, имеющую поверхности, контактирующие с колесом и рельсом, по обеим сторонам которой находятся борта, подвижно соединенные с ползунами в направляющих, расположенных на шейке рельса, при этом ползун входит в неподвижно закрепленный корпус, в соответствии с изобретением на корпусе подвижно закреплен конус, сопряженный с разрезным цилиндром, внешней поверхностью контактирующий с корпусом, а торцевой - с пружиной, второй конец ползуна опирается на расположенные одна на другой пружины разной длины, при этом ход пружин и ползуна определяется из условия:

h₁+h₂=h₄, h₃=h₅,

где h₁ - участок самостоятельного сжатия одной пружины;

h₂ - участок совместного сжатия двух пружин;

h₃ - участок совместного сжатия трех пружин;

h₄ - ход ползуна в конусе;

h₅ - участок сжатия пружины, на которую опирается цилиндр.

Сущность изобретения поясняется графически на фигуре.

На фигуре показан пример конструктивного исполнения тупикового упора, состоящего из опорной колодки 1, установленной на рельс 2 по обеим сторонам которой находятся борта 3, подвижно соединенные с ползунами 4, перемещающимися в направляющих 5, при этом на корпусе подвижно закреплен конус 6, сопряженный с разрезным цилиндром 7, внешней поверхностью контактирующий с неподвижно закрепленным корпусом 8, а торцевой поверхностью - с пружиной 9, опирающейся вторым концом на основание корпуса 17, в свою очередь второй конец ползуна опирается на расположенные одна в другой пружины 10, 11 посредством опорной шайбы 12, контактирующие другим концом с неподвижным основанием 17, причем самостоятельный ход h₁ пружины 10 и совместный ход h₂ пружин 10 и 11 равен ходу ползуна h₄, а h₃ соответствует совместному ходу пружин 9, 10 и 11 и равен рабочему ходу h₅ пружины 9, т.е. h₃=h₅.

Система работает следующим образом.

На первом этапе при наезде колеса 13 на опорную колодку 1 начинается движение колеса 13, колодки 1 и штока 4, как единой системы, приводящей к сжатию длинной пружины (в данном примере пружины 10) на h₁. При этом возникают силы трения на контакте колеса с колодкой и колодки с рельсом, которые усиливают тормозную мощность силой, создаваемой пружиной 10.

На втором этапе движения на участке h₂ пружины 10 и 11 начинают сжиматься, совместно обеспечивая дальнейшее нарастание тормозной мощности.

На третьем этапе на участке h₃ ползун с ограничителем 14 упирается в конус 6, разрезной цилиндр раздвигается и на контакте между корпусом и внешней поверхностью цилиндра возникают силы трения. Далее происходит движение цилиндра, с которым синхронно начинают сжиматься пружины 9, 10, 11, что приводит к максимальному нарастанию тормозной мощности. После ухода подъемно-транспортного средства с колодки пружины возвращают ее в исходное положение. При этом пружина 10 через ограничитель 16 выводит из контакта конус, исключая эффект самозаклинивания, а пружина 9 возвращает в исходное положение цилиндр, прижимая его к неподвижно закрепленной крышке 15 корпуса 8.

Тупиковый упор содержит колодку, имеющую поверхности, контактирующие с колесом и рельсом, по обеим сторонам которой находятся борта, подвижно соединенные с ползунами в направляющих, расположенных на шейке рельса. Ползун входит в неподвижно закрепленный корпус, на котором подвижно закреплен конус, сопряженный с разрезным цилиндром, внешней поверхностью контактирующий с корпусом, а торцевой - с пружиной. Второй конец ползуна опирается на расположенные одна в другой пружины разной длины. Ход пружин и ползуна определяется из условия: h₁+h₂-h₄, h₃=h₅, где h₁ - участок самостоятельного сжатия одной пружины; h₂ - участок совместного сжатия двух пружин; h₃ - участок совместного сжатия трех пружин; h₄ - ход ползуна в конусе; h₅ - участок сжатия пружины, на которую опирается цилиндр. Достигается расширение функциональных возможностей и повышение тормозной мощности. 1 ил.

Тупиковый упор, содержащий колодку, имеющую поверхности, контактирующие с колесом и рельсом, по обеим сторонам которой находятся борта, подвижно соединенные с ползунами в направляющих, расположенных на шейке рельса, при этом ползун входит в неподвижно закрепленный корпус, отличающийся тем, что на нем подвижно закреплен конус, сопряженный с разрезным цилиндром, внешней поверхностью контактирующий с корпусом, а торцевой - с пружиной, второй конец ползуна опирается на расположенные одна в другой пружины разной длины, при этом ход пружин и ползуна определяется из условия:
h₁+h₂=h₄, h₃=h₅,
где h₁ - участок самостоятельного сжатия одной пружины;
h₂ - участок совместного сжатия двух пружин;
h₃ - участок совместного сжатия трех пружин;
h₄ - ход ползуна в конусе;
h₅ - участок сжатия пружины, на которую опирается цилиндр.