Башмак антифрикционный для перемещения в составе поезда вагона с заклиненной колесной парой Российский патент 2025 года по МПК B61J1/12 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и предназначено для перемещения в составе поезда вагона с неисправной колесной парой (неспособной катиться по рельсу вследствие заклинивания буксового подшипникового узла или выкола части обода колеса) с перегона на станцию.

За годы развития железных дорог были созданы различные модели башмаков (однобортные, двубортные, монолитные или собранные из нескольких узлов, с различными типами заклепок) для торможения подвижного состава на сортировочных горках. Известны тормозные башмаки различных типов для торможения и закрепления вагонов на станциях (см., например, В.П. Шейкин и др. Повышение надежности ручного торможения и закрепления вагонов на станциях. Сборник трудов ВНИИЖТ «Развитие и механизация сортировочных устройств». М.: Транспорт, 1993, с. 89-97).

Известен горочный тормозной башмак, который содержит упор с ручкой и полоз, упор с ручкой и полоз выполнены, из антифрикционного материала или другого материала имеющего на поверхностях наезда колеса антифрикционные накладки, нижней части полоза выполнен паз в котором размещена фрикционная накладка, имеющая в паре с материалом рельса высокий коэффициент трения, в верхней части упора размещена емкость для жидкости с возможностью подачи ее через фитиль на поверхность катания колеса. При этом упор и полоз выполнены из антифрикционного материала, имеющего в паре с материалом колеса низкий коэффициент трения, который выполняет функцию подшипника скольжения. В верхней части упора размещена емкость для антифрикционной жидкости с возможностью ее подачи через фитиль на поверхность катания колеса. В результате сохраняется проворачивание колесной пары при наезде на башмак, что предотвращает повреждение колес и рельс при маневрах подвижного состава, особенно на горках малой мощности. Совокупность элементов башмака и антифрикционных средств выполняет функции противоюзового механизма [Патент РФ № 2375227, МПК: В61К 7/16, авторы Темников Ф.С. и др. Горочный тормозной башмак].

Известен также горочный тормозной башмак, содержащий упор с ручкой и полоз, отличающийся тем, что упор с ручкой и полоз выполнены из антифрикционного материала или другого материала, но тогда имеют на поверхностях наезда колеса антифрикционные накладки, имеющие в паре с материалом колеса низкий коэффициент трения, в нижней части полоза выполнен паз, в котором размещена фрикционная накладка, имеющая в паре с материалом рельса высокий коэффициент трения, в верхней части упора размещена емкость для жидкости с возможностью подачи ее через фитиль на поверхность катания колеса В результате сохраняется проворачивание колес при наезде на башмак, что предотвращает повреждение колес и рельс при маневрах железнодорожного подвижного состава, особенно на маневровых горках железнодорожных станций, кроме того, башмак не производит искрения и может быть использован при маневровой работе с разрядными и наливными грузами (патент 2375227. Класс В61К 7/16 Авторы Старшов И.П. и др.)

Недостатком известных устройств, с точки зрения обеспечения возможности перемещения вагона с расположенной на этих башмаках заклиненной колесной парой, является большая сила трения в контакте с рельсом, большое сопротивление движению и быстрый износ полоза башмака.

На практике отсутствуют башмаки для перемещения образцов подвижного состава с неисправными колесными парами, которые вместо качения по рельсу движутся поступательно (юзом) вследствие неисправностей буксового узла, выкола части обода или заклинивания тягового редуктора, вращающего колесную пару локомотива.

Известны случаи возникновения неисправностей колесной пары вагона когда сложные геотехнические условия (крутая выемка, отвесные склоны прилегающей местности, заболоченная местность и пр.) не позволяют оперативно применить технические средства для замены неисправной колесной пары. Так, например, 4-го января 2024 г. на Южно-Уральской железной дороге на перегоне Кунашак - Муслюмово вследствие разрушения буксового подшипника в грузовом поезде произошла задержка движения шести пассажирских поездов на срок более девяти часов. Такие события наносят значительный экономический ущерб, из-за несвоевременной доставки грузов и негативно влияют на имидж и конкурентоспособность Российских железных дорог.

Целью предлагаемого технического решения является создание устройства, обеспечивающего возможность перемещения в составе поезда вагона с неисправной колесной парой вследствие заклинивания буксового узла или наличия больших дефектов поверхности катания колеса (например, - выколов), что препятствует ее качению по рельсовой колее. Применение таких устройств для одной колесной пары позволяет обеспечить перемещение в составе поезда вагона с заклиненной колесной парой с перегона на станцию без расформирования состава и своевременное освобождение перегона для движения других поездов.

На фиг. 1 и фиг. 2 представлены две проекции башмака антифрикционного, устанавливаемого на рельс 1 и состоящего из полоза 2 и двух, имеющих углубления под колесо колесной пары, боковых пластин 3, нижние края которых являются бортиками, охватывающими верх головки рельса с некоторым зазором. Эти боковые пластины соединены между собой ребрами жесткости 4, а также пластиной 5, закрепленной на их задней, скошенной части, предназначенной для надвига колесной пары на башмак. Верхние поверхности боковых пластин выполнены с учетом конусности бандажа колеса колесной пары. На нижней поверхности полоза 1, нижних краях бортиков и на пластине 5 закреплен выполненный в виде ленты металлополимерный подшипник скольжения 6 с антифрикционным слоем, контактирующим с поверхностью головки рельса. Такой же подшипник установлен на пластине 5. Металлополимерные подшипники состоят из металлической подложки, адгезионного подслоя и фторопластового слоя, усиленного стеклотканью. Такие подшипники выдерживают статические нагрузки 400 МПа и динамические 250 МПа, обладая низким коэффициентом трения в диапазоне 0.05 - 0.1. Передняя часть башмака снабжена регулируемым позиционным фиксатором, установленным посредством опоры вращения 7 на упомянутых боковых пластинах 3 и выполненным в виде эксцентрика 8, у которого поверхность, контактируемая с рельсом в первоначальном рабочем положении, оснащена приклепанным к ней фрагментом ленты ферадо 9 с большим значением коэффициента трения скольжения. Эксцентрик 8 снабжен ручкой 10, которая выполняет две функции: во-первых, она служит для удобства переноса башмака и, во-вторых, она снабжена двумя пружинами растяжения 11, которые упруго соединяют ее с осью 12 установленной в боковых пластинах 3. Благодаря этим пружинам эксцентрик 8 обладает двумя положениями устойчивого равновесия: в одном из них, первоначальном рабочем положении I за счет поворота ручки 10 и сил упругости пружин эксцентрик прижат к рельсу, а во втором,, обозначенном римской цифрой II при некотором подъеме и повороте ручки 10 и, следовательно, - повороте эксцентрика 8, последний, вместе с фрикционной пластиной ферадо 9 выведен из контакта с рельсом. Промежуточное положение ручки и эксцентрика, в котором пружины максимально растянуты и обладают, соответственно, максимальным запасом потенциальной энергии, является неустойчивым, благодаря чему эксцентрик 8 и фиксируется в двух положениях (I и II).

В передней части башмака нижние части упомянутых пластин 3, служащие бортиками, с зазором охватывающими края головки рельса, скошены в продольном (вдоль оси пути) и в поперечном направлениях.

Устройство работает следующим образом. После установки на рельс одного (или двух таких) башмака перед неисправной колесной парой по ходу движения поезда при повороте подпружиненной ручки 10 в нижнее устойчивое положение I, обеспечиваемое пружинами 11, фрикционная накладка 9, установленная на эксцентриковом зажиме, прижата к рельсу и за счет этого формируется сила трения, препятствующая смещению башмака и увеличивающаяся при надвиге неисправной колесной пары по антифрикционному слою подшипника на скошенную заднюю часть башмака. Далее, при попадании колес колесной пары в профилированные вырезы производится ее дополнительная фиксация (например, - посредством деревянных клиньев), осуществляется поворот подпружиненной ручки 10 в верхнее (второе) устойчивое положение II. При этом фрикционная накладка ферадо выйдет из контакта с рельсом и башмак будет контактировать с рельсом только через антифрикционный ленточный подшипник, способствуя транспортировке неисправной колесной пары и всего вагона в составе поезда на ближайшую станцию.

Далее, при приближении к стрелочному переводу один башмак будет двигаться по свободному рельсу, фиксируя расположенное на нем колесо колесной пары в рельсовой колее, а второй, приближаясь к остряку или к крестовине, за счет скошенных внутренних поверхностей передней части башмака будет надвигаться на горизонтальную поверхность остряка (или крестовины) и скользить по ней, т.е. положение колесной пары в рельсовой колее будет сохраняться стабильным, в результате чего обеспечивается безопасность движения такого состава.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и предназначено для перемещения в составе поезда вагона с неисправной колесной парой. Башмак антифрикционный состоит из полоза и двух имеющих углубления под колесо колесной пары боковых пластин, нижние края которых охватывают верх головки рельса. Эти пластины соединены между собой ребрами жесткости, а также пластиной, закрепленной на задней скошенной части, предназначенной для надвига колесной пары на башмак. На нижней поверхности полоза и нижних краях бортика закреплен выполненный в виде ленты металлополимерный подшипник скольжения с антифрикционным слоем, контактирующим с поверхностью головки рельса. Такой же подшипник установлен на упомянутой скошенной пластине. Передняя часть башмака снабжена регулируемым позиционным фиксатором, установленным посредством опоры вращения на боковых пластинах и выполненным в виде эксцентрика, у которого поверхность, контактируемая с рельсом в рабочем положении, оснащена приклепанным к ней фрагментом ленты ферадо с большим значением коэффициента трения скольжения. Эксцентрик снабжен ручкой, которая выполняет две функции: во-первых, она служит для удобства переноса башмака и, во-вторых, она снабжена двумя пружинами растяжения, которые упруго соединяют ее с осью, установленной в боковых пластинах. Благодаря этим пружинам эксцентрик обладает двумя положениями устойчивого равновесия: в одном из них эксцентрик прижат силой упругости пружин к рельсу, а во втором, при некотором повороте ручки эксцентрик вместе с фрикционной пластиной ферадо выводится из контакта с рельсом. Промежуточное положение ручки и эксцентрика, в котором пружины максимально растянуты и обладают, соответственно, максимальным запасом потенциальной энергии, является неустойчивым. В результате создано устройство, обеспечивающее возможность перемещения в составе поезда вагона с неисправной колесной парой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Башмак антифрикционный для перемещения в составе поезда вагона с заклиненной колесной парой, состоящий из полоза и двух вертикальных боковых пластин, нижние части которых являются продольными направляющими бортиками, охватывающими с зазором верхнюю часть головки рельса, отличающийся тем, что эти пластины соединены между собой ребрами жесткости, в середине верхней части имеют профилированный вырез под колесо колесной пары, передняя часть башмака снабжена эксцентриковым зажимом, установленным на упомянутых боковых пластинах, подпружиненная ручка которого вместе с зажимом имеет два рабочих и одно нерабочее положение, а на скошенном для надвига колесной пары верху задней части боковых пластин и на нижних поверхностях полоза и направляющих бортиков закреплен выполненный в виде ленты металлополимерный подшипник скольжения.

2. Башмак по п. 1, отличающийся тем, что передняя часть внутренних нижних краев направляющих бортиков выполнена в виде скосов как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях.