Рельсовое транспортное средство

Рельсовое транспортное средство

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях современного железнодорожного подвижного состава.

Известны конструкции рельсовых транспортных средств. Так в книге Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов ВТУЗов, обучающихся по специальности "Локомотивостроение" / А.А.Камаев и др. М.: Машиностроение, 1981 г., на стр.9-16 описаны конструкции отечественных и зарубежных тепловозов и электровозов. И те и другие снабжены различным оборудованием, позволяющим им выполнять заданный технологический процесс, связанный с работой по транспортировке грузовых и пассажирских поездов. Одним из ответственных их механизмов являются пневматические тормозные устройства (см. эту же книгу, стр.106-111), размещаемые на их кузовах и на тележках локомотивов. Такое оборудование включает в себя тормозные магистрали, воздухораспределители, запасные резервуары, тормозные цилиндры и рычажные передачи, воздействующие на тормозные колодки, поджимаемые к колесам колесных пар при режимах торможения локомотивов. На локомотивах также устанавливают рельсовые электромагнитные тормоза (см. эту же книгу, стр.112), которые представляют собой тормозные башмаки с размещенными в них катушками. При подаче напряжения на последние, башмаки притягиваются к рельсам, создавая тем самым тормозные силы. Существенным недостатком таких локомотивов является то, что в случае утечки воздуха из запасных резервуаров или тормозных цилиндров, когда они находятся на станционных путях или в пунктах отстоя с выключенными двигателями и отключенными от сети, возможно самодвижение их и, чтобы исключить это, под колеса колесных пар подкладывают тормозные башмаки. Следует отметить, что сама укладка тормозных башмаков и их удаление из-под колес колесных пар является небезопасной и трудоемкой операцией и зачастую, когда тормозные башмаки по забывчивости обслуживающего персонала не удаляют вовремя, происходит сход рельсовых транспортных средств с рельс.

Известны также конструкции рельсовых транспортных средств, объединенных в поезда, например четырнадцативагонный междугородний электропоезд ЭР200 (см. книгу Железнодорожный транспорт: Энциклопедия / Гл. ред. Н.С.Конарев - М. Большая Российская энциклопедия, 1994 г., стр.522). Вагоны такого электропоезда также снабжены различным оборудованием, в том числе и пневматическим непрямодействующим тормозом (см. ту же книгу, стр.448-449) и магниторельсовым тормозом (стр.222), конструкции которых аналогичны описанным выше и поэтому недостатки такого подвижного состава подобны.

Целью предлагаемого изобретения является повышение безопасности при эксплуатации подвижного состава за счет исключения его самодвижения при утечке воздуха из тормозных цилиндров и запасных резервуаров.

Поставленная цель достигается тем, что башмаки по своим торцам снабжены наклонными поверхностями, взаимодействующими с тормозными колодками, и закреплены на штоках дополнительных пневмоцилиндров, надпоршневые полости которых подключены с помощью трубопроводов к запасному резервуару, а в подпоршневых полостях на их штоках размещены пружины сжатия, контактирующие с одной стороны с поршнями, а с другой стороны - с их корпусами.

На чертеже показана часть рельсового транспортного средства с соответствующими деталями тормозного оборудования.

Рельсовое транспортное средство состоит из рамы тележки 1, на которую опирается кузов, например, вагона (на чертеже кузов не показан), и к ней шарнирно присоединен дополнительный пневмоцилиндр 2, снабженный поршнем со штоком 4. На штоке 4 между поршнем 3 и корпусом пневмоцилиндра 2 размещена винтовая пружина сжатия 5, а сам шток 4 присоединен к башмаку электромагнитного тормоза 6. Башмак электромагнитного тормоза 6 снабжен упором 7, который взаимодействует с кронштейном 8, жестко закрепленным на раме тележки 1 и с помощью пружин растяжения 9 подвешенным также на последней. Торцевые поверхности 10 башмака электромагнитного тормоза 6 выполнены наклонными и способны контактировать с тормозными колодками 11, которые с помощью рычагов 12 связаны с тормозным цилиндром 13. Тормозной цилиндр 13 с помощью трубопровода 14 соединен с воздухораспределителем 15, а он в свою очередь присоединен к тормозной магистрали 16 и запасному резервуару 17. Запасной резервуар 17 трубопроводом 18 связан с надпоршневой полостью 19 дополнительного пневмоцилиндра 2, а тормозные колодки 11 взаимодействуют с колесами 20, которые перемещаются по рельсам 21.

Работает рельсовое транспортное средство следующим образом. В случае служебного торможения пневматическим тормозом сжатый воздух широко известным способом в данной области техники попадает в тормозной цилиндр 13 и его шток, выдвигаясь по стрелке А при помощи рычагов 12, перемещает тормозные колодки по стрелкам В, прижимая их к колесам 20. За счет возникающих сил трения между тормозными колодками 11 и колесами 20 обеспечивается останов рельсового транспортного средства или его плавное притормаживание. В случае экстренного торможения или при движении, например, со скоростями 200 км/ч, предварительно торможение рельсового транспортного средства осуществляют путем подачи напряжения на катушки башмака электромагнитного тормоза 6 (этот метод также хорошо известен в практике) и он за счет магнитных сил притяжения перемещается по стрелке С, входит в контакт с головкой рельса 21 и притормаживает рельсовое транспортное средство. Перемещаясь, башмак электромагнитного тормоза 6 по стрелке С, за счет того, что он связан со штоком 4 дополнительного цилиндра 2, деформирует в этом же направлении винтовую пружину сжатия 5, причем такая деформация незначительна и соответствует зазору δ (см. чертеж), который в практике обычно составляет порядка 10 мм. Перемещение башмака электромагнитного тормоза 6 по стрелке С также способствует растяжению пружин 9, которые после снятия напряжения на его катушке возвращают башмак в исходное положение, обеспечивая заданную величину зазора δ. Положение указанных деталей, показанных на чертеже, обеспечивается тем, что надпоршневая полость 19 дополнительного цилиндра 2 постоянно находится под давлением сжатого воздуха, поступающего по стрелке D из запасного резервуара 17. Известно, что одиночное рельсовое транспортное средство или же их группа (например, одиночные вагоны или состав из них) находится в отцепленном состоянии от локомотивов и за счет падения давления воздуха в тормозной магистрали 16 (последний поступает из запасного резервуара 17 через воздухораспределитель 15 в тормозной цилиндр 13), как было описано выше, приводит в движение тормозные колодки 11 по стрелкам В и создает условия по торможению рельсовых транспортных средств на стоянках. Известно также, что в силу различных причин в течение как короткого, так и длительного времени, может произойти утечка воздуха из тормозного цилиндра 13 воздухораспределителя 15 и других конструкционных элементов пневмотормоза и тогда тормозные колодки 11 уже не смогут обеспечить торможение рельсового транспортного средства и происходит его самодвижение. Однако в данном случае этого не происходит по следующей причине. Как только давление воздуха в запасном резервуаре начнет снижаться, поршень 3 дополнительного пневмоцилиндра 2 под действием винтовой пружины сжатия 5 начнет перемещаться в направлении, противоположном стрелке С, увлекая за собой своим штоком 4 башмак электромагнитного тормоза 6. При таком движении последний своими торцевыми поверхностями 10 входит в контакт с тормозными колодками 11, что обеспечивает прижатие их к колесам 20. Чем ниже давление сжатого воздуха в надпоршневой полости 19 дополнительного пневмоцилиндра 2, тем выше значение усилия F, прикладываемого тормозными колодками 11 к колесам 20. В итоге, например, при полном отсутствии сжатого воздуха в надпоршневой полости 19, торможение рельсового транспортного средства на стоянке будет обеспечено и самодвижение полностью исключено. Для перемещения рельсового транспортного средства его широко известными способами в данной области техники сцепляют с локомотивом, который создает давление воздуха в тормозной магистрали 16, запасной резервуар 17 заряжается, откуда он и поступает в надпоршневую полость дополнительного пневмоцилиндра 2. При этом поршень 3 сжимает винтовую пружину сжатия 5, башмак электромагнитного тормоза 6 двигается по стрелке С, освобождая тормозные колодки 11, которые отходят от колес 20 в направлении, противоположном стрелкам В. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как использование его в конструкции рельсовых транспортных средств позволит исключить возможность их самодвижения по станционным путям, путям промышленных предприятий и в пунктах отстоя и избежать аварийных ситуаций, которые по этой причине встречаются в практике.

Рельсовое транспортное средство, включающее электромагнитный тормоз, выполненный в виде башмаков с катушками, и пневматический, состоящий из тормозной магистрали, запасного резервуара, воздухораспределителя, тормозного цилиндра и рычажной передачи управления тормозными колодками, отличающееся тем, что башмаки по своим торцам снабжены наклонными поверхностями, взаимодействующими с тормозными колодками, и закреплены на штоках дополнительных пневмоцилиндров, надпоршневые полости которых подключены с помощью трубопроводов к запасному резервуару, а в подпоршневых полостях на их штоках размещены пружины сжатия, контактирующие с одной стороны с поршнями, а с другой - с их корпусами.