Устройство для торможения

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Объединение Белорусская железная дорога(72) Авторы Бычек Иван Степанович Дубина Анатолий Владимирович(73) Патентообладатель Объединение Белорусская железная дорога(57) 1. Устройство для торможения, включающее в себя тормозной рельс для накладки тормозных башмаков, оснащенный усовым башмакосбрасывателем, и противоположный ему ходовой рельс, отличающееся тем, что ходовой рельс с внешней стороны колеи дополнительно снабжен козырьком для подачи и удержания порошкообразного материала,причем козырек примыкает к головке ходового рельса на уровне поверхности катания и имеет уклон внутрь рельсовой колеи. 2. Устройство для торможения по п. 1, отличающееся тем, что кромка козырька, противоположная ходовому рельсу, образует отогнутый вверх буртик, имеющий прорези, через которые подведены трубки пневмотранспорта для подачи на козырек и поверхность катания ходового рельса порошкообразного материала, повышающего коэффициент трения. 40432007.12.30 3. Устройство для торможения по п. 1, отличающееся тем, что козырек, примыкающий к внешней стороне головки ходового рельса, закреплен с возможностью упругого перемещения и оснащен возвратными пружинами. 4. Устройство для торможения по п. 1, отличающееся тем, что с внутренней стороны колеи к ходовому рельсу дополнительно прикреплен секционный желоб, ширина которого не менее 50 мм, при этом вертикальная стенка желоба по высоте превышает уровень головки рельса.(56) 1. Сагайтис , Соколов В.Н. Устройства механизированных и автоматизированных сортировочных горок. - М. Транспорт, 1988. - С. 119. 2. Король В.А. и др. Пособие работникам сортировочных горок. - М. Транспорт, 1988. С. 129-131. Техническое решение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к средствам торможения вагонов при роспуске с горки сортировочных станций. Известна конструкция вагонного замедлителя для торможения рельсового транспорта при роспуске с горки 1, который представляет собой клещевидную конструкцию, содержащую одноплечий и двухплечий рычаги, насаженные на общую ось. Концы рычагов соединены с корпусом и поршнем пневматического тормозного цилиндра, при наполнении которого сжатым воздухом клещевидная конструкция зажимает движущиеся по рельсам колеса вагона, снижая скорость его движения. Однако указанная конструкция является сложным и дорогостоящим оборудованием и не может быть применена на горках малой мощности, с малым количеством перерабатываемых вагонов. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для торможения 2 (прототип), представляющее собой конструкцию тормозной позиции,применяемой при замедлении вагонов ручными тормозными башмаками на немеханизированных горках сортировочных станций. Тормозная позиция состоит из рельсовой колеи,у которой один рельс является тормозным и предназначен для накладки тормозного башмака, замедления вагона за счет сил трения между тормозным башмаком и тормозным рельсом и выведения тормозного башмака из-под колеса, а противоположный ему ходовой рельс обеспечивает движение колес без применения тормозного башмака. Тормозной рельс оснащен усовым башмакосбрасывателем, представляющим собой разрезанный рельс, отогнутый в попутном направлении от оси рельсовой колеи, по которому тормозной башмак выводится из-под колеса вагона. Для повышения жесткости конструкции и обеспечения безопасного движения колесной пары в пределах башмакосбрасывателя внутри рельсовой колеи установлен дополнительный усовик и контррельс. Кроме тормозного и ходового рельсов, тормозная позиция оснащена тормозными башмаками, которые состоят из стального полоза и стальной колодки, соединенных заклепками. Торможение вагонов на тормозной позиции осуществляется следующим образом. При необходимости затормозить вагон (группу вагонов) на тормозной рельс вручную или механизированным устройством перед тормозимой колесной парой замедляемой подвижной единицы накладывается тормозной башмак. При торможении вагона колесо, под которое подложен тормозной башмак, накатывается на стальной полоз тормозного башмака и упирается в его стальную колодку, после чего прекращается вращательное движение колеса, а скорость поступательного движения вагона вследствие большой кинетической энергии снижается в меньшей степени, и движение вагона с замедлением продолжается. Основная часть кинетической энергии вагона рассеивается за счет сил трения, возникаю 2 40432007.12.30 щих между тормозным башмаком и поверхностью катания рельса. Колесо, противоположное тормозимому, после прекращения вращения колесной пары движется по ходовому рельсу юзом, при этом путь движения юзом может составлять до 30 метров. Торможение колесной пары заканчивается при наезде на башмакосбрасыватель, который выводит тормозной башмак из-под колеса, после чего вращение заторможенной колесной пары восстанавливается. Недостатком указанной конструкции тормозной позиции является интенсивный износ противоположного тормозному башмаку колеса заторможенной колесной пары, которое скользит по рельсу и изнашивается в точке контакта, приводя к искажению геометрической формы поверхности катания. После торможения посредством тормозных башмаков,подложенных под одно колесо, на противоположном колесе колесных пар появляется плоский участок срезанной поверхности катания, которая ухудшает динамическое взаимодействие колеса и рельса - вызывает удары, сокращая срок службы верхнего строения пути и вагона. При величине плоского участка срезанной поверхности катания больше установленной нормы колесо бракуется, после чего требуется дорогостоящее восстановление (ремонт с обточкой) колесной пары. Задачей предлагаемой полезной модели является снижение повреждаемости колесных пар и повышение эффективности торможения вагонов при роспуске с горки. Задача решается следующим образом. Известная конструкция устройства для торможения включает в себя тормозной рельс для накладки тормозных башмаков, оснащенный усовым башмакосбрасывателем, и противоположный ему ходовой рельс. Согласно предлагаемому техническому решению, ходовой рельс с внешней стороны колеи дополнительно снабжен козырьком для подачи и удержания порошкообразного материала, повышающего коэффициент трения. Козырек примыкает к головке ходового рельса на уровне поверхности катания и имеет уклон поверхности внутрь рельсовой колеи. Кроме того, кромка козырька, противоположная ходовому рельсу, образует отогнутый вверх буртик, через прорези которого подведены трубки пневмотранспорта для подачи на козырек и поверхность катания рельса порошкообразного материала, повышающего коэффициент трения. Козырек, примыкающий к внешней стороне головки ходового рельса, закреплен с возможностью упругого перемещения и оснащен возвратными пружинами. К ходовому рельсу с внутренней стороны колеи дополнительно закреплен секционный желоб, ширина которого составляет не менее 50 мм, при этом вертикальная стенка желоба по высоте превышает уровень головки рельса. На фиг. 1 показан общий вид устройства для торможения. На фиг. 2 показано сечение ходового рельса, оснащенного новыми дополнительными конструктивными элементами. На фиг. 3 изображена схема действия сил трения в системе тормозной рельс - тормозной башмак - колесная пара - ходовой рельс, поясняющая работу устройства. Устройство для торможения включает в себя тормозной рельс 1, оснащенный усовым башмакосбрасывателем 2, ходовой рельс 3, на котором укреплен козырек 4 для подачи и удержания порошкообразного материала, и секционный желоб 5. В прорези буртика козырька 4 подведена трубка пневмотранспорта 6, которая предназначена для подачи посредством сжатого воздуха порошкообразного материала в зону взаимодействия колеса 13 и ходового рельса 3. В состав устройства для торможения также входит комплект тормозных башмаков 7, которые накладываются на тормозной рельс 1 под тормозимое колесо 14. Упругая связь между козырьком 4 и головкой ходового рельса 3 обеспечивается вставкой 8 из упругого материала, соединенного с окантовкой 9 в виде металлического профиля, укрепленного к несущему уголку 10. Несущий уголок 10 и секционный желоб 5 укреплены на шейке ходового рельса 3. На окантовке 9 также укреплены кронштейны 11 с возвратными пружинами 12. Крепление рельса 3 и подкладки 15 к шпалам осуществляется типовыми деталями скреплений 16. 3 40432007.12.30 Устройство для торможения работает следующим образом. На козырек 4, примыкающий к головке ходового рельса 3, и на головку ходового рельса 3 из трубки пневмотранспорта 6 периодически подается порошкообразный материал, повышающий коэффициент трения между колесом 13 и ходовым рельсом 3. При накатывании колеса (фиг. 3) на тормозной башмак 7 момент Мторм сил трения,действующих в зоне контакта колеса 14 с поверхностями полоза тк-п и колодки тк-к тормозного башмака 7, благодаря наличию на ходовом рельсе 3 порошкообразного материала будет ниже момента Мкр сил трения тк-р, действующего со стороны ходового рельса на колесо, и вращательное движение колесной пары без юза сохранится. По мере истирания и расходования порошкообразный материал, повышающий коэффициент трения в зоне взаимодействия колеса и рельса, за счет технологической вибрации ходового рельса и уклона козырька перемещается в направлении уклона по козырьку 4 в сторону поверхности катания ходового рельса, обеспечивая подпитку зоны трения. Сдуваемый ветром и перемещаемый за счет вибрации рельса порошок ссыпается в секционный желоб 5,откуда периодически удаляется и используется повторно. При скоплении порошкообразного материала на козырьке 4 он может под воздействием внешней части обода колеса упруго сместиться вниз, а после ухода колеса под действием пружины 12 вернуться в первоначальное положение. Устройство реализовано практически в виде макетного образца следующей конструкции. На тормозной позиции немеханизированной горки на ходовом рельсе 3, оснащенном усовым башмакосбрасывателем 2, в начальной части участка торможения к ходовому рельсу 3 укреплен козырек 4, примыкающий с внешней стороны к головке рельса на уровне поверхности катания. Для удобства монтажа козырек 4 выполнен сборным из отдельных частей, по длине примерно равных длине секционного желоба (1,2 м). Между отдельными частями козырька 4, а также между секциями желоба 5 для удобства монтажа и обслуживания оставлены промежутки, не превышающие 10 длины собираемых частей козырька и желоба. Общая длина собранных из отдельных частей козырька и секционного желоба соответствовала длине участка торможения. Уклон козырька в сторону рельса составлял около 10, для обеспечения указанного уклона козырек снизу поджимался возвратными пружинами 12, которые укреплены через 25-30 см на окантовке 9. В прорези буртика козырька 4 подведены с шагом 1,2 м трубки пневмотранспорта 6. В качестве порошкообразного материала, повышающего коэффициент трения, использовался сухой песок, применяемый в противобуксовочных системах локомотивов. Реализованный макетный образец устройства для торможения работал следующим образом. На козырек 4, примыкающий к головке ходового рельса 3, и на головку ходового рельса 3 по трубке пневмотранспорта 6 периодически подавался порошкообразный материал в виде сухого песка, повышающий коэффициент трения в зоне взаимодействия колеса 13 с ходовым рельсом 3. При накатывании колеса 14 на тормозной башмак 7 момент сил трения Мторм, действующих в зоне контакта колеса 14 с поверхностями полоза и колодки тормозного башмака 7,был ниже момента Мкр сил трения, действующего со стороны ходового рельса 3, покрытого песком, на колесо 13, и вращательное движение колесной пары без юза сохранялось. По мере истирания и расходования песка в зоне взаимодействия колеса 13 и ходового рельса 3 под воздействием вибрации рельса и за счет уклона козырька песок перемещался в сторону поверхности катания рельса, обеспечивая подпитку зоны трения. Излишки песка, подаваемого из трубки пневмотранспорта, а также сдуваемый ветром и перемещаемый за счет вибрации рельса песок ссыпался в секционный желоб, откуда периодически удалялся и использовался повторно. В случаях отказа пневмопровода для подачи песка периодическая его подсыпка на козырек и ходовой рельс осуществлялась вручную в промежутки времени между циклами роспуска вагонов и также обеспечивала торможение колесных пар практически без юза. 4 40432007.12.30 При сравнительных испытаниях без применения указанного устройства путь юза колесной пары составлял до двадцати метров, свободное вращение колесной пары прекращалось через 2-3 метра после наезда колеса на башмак и движение юзом продолжалось на всем участке торможения до башмакосбрасывателя. После применения указанного устройства длина пути движения колесной пары юзом сократилась в 4-5 раз, что соответствовало аналогичному уменьшению повреждений поверхности катания колес. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5