СТОЯНОЧНЫЙ ТОРМОЗ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
RAIL VEHICLE PARKING BRAKE

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается устройства стояночных тормозов, приводимых в действие вручную на грузовых вагонах и платформах, в том числе предназначенных для скоростных перевозок, и на несамоходном специальном подвижном составе.
Известен привод ручного стояночного тормоза рельсового транспортного средства, содержащий червяк со штурвалом, которые могут быть выведены из зацепления, цилиндрическую зубчатую передачу для увеличения передаточного отношения привода последовательно с червячной передачей, на входном валу которой закреплен рычаг, передающий усилие посредством тормозной рычажной передачи на колодки /1/.
Недостатком известного привода ручного стояночного тормоза рельсового транспортного средства является ограниченное перемещение тяги тормозной рычажной передачи, что не позволяет при торможении с помощью привода ручного стояночного тормоза обеспечить полномерное прижатие допустимо изношенных тормозных колодок к колесам без дополнительных регулировок тормозной рычажной передачи.
Кроме того, в данном приводе на ведущем валу червячной передачи установлена зубчатая шестерня, находящаяся в зацеплении с зубчатым колесом, закрепленным на ведомом валу совместно с рычагом, передающим усилие посредством тормозной рычажной передачи на колодки, что не только усложняет изготовление привода, но и требует применения материалов с повышенной прочностью.
Известен стояночный тормоз рельсового транспортного средства, содержащий штурвал, тягу, тормозной цилиндр, тормозной механизм, червячно-реечную передачу, выполненную с возможностью передачи усилия от вращения штурвала через червяк, зубчатое колесо, сопряженное с червяком и зубчатой рейкой, зубчатую рейку, тягу на тормозной цилиндр и тормозной механизм /2/.
К недостаткам известного стояночного тормоза рельсового транспортного средства следует отнести недостаточное перемещение тяги тормозной рычажной передачи, ограниченное длиной зубчатой рейки, что может не обеспечить полномерное прижатие допустимо изношенных тормозных колодок к колесам, а также невозможность быстрого отпуска после приведения стояночного тормоза в действие, поскольку червячно-реечная передача является самотормозящей.
Известен привод ручного стояночного тормоза рельсового транспортного средства, принятый в качестве прототипа, содержащий цилиндрическую зубчатую передачу и тягу, дополнительно содержащий барабан для намотки тяги, приводимый в действие упомянутой цилиндрической зубчатой передачей и соединенный с тягой, при этом тяга выполнена в виде троса /3/.
Недостатком известного привода ручного стояночного тормоза рельсового транспортного средства является отсутствие перемещения первого вала с ведущим зубчатым колесом в горизонтальной плоскости для ввода и вывода из зацепления ведущего зубчатого колеса с ведомым зубчатым колесом для обеспечения быстрого отпуска стояночного тормоза после приведения его в действие.
Другим недостатком данного привода является отсутствие ручки управления быстрым отпуском для фиксации первого вала при зацеплении ведущего зубчатого колеса с ведомым зубчатым колесом в рабочем тормозном положении и для вывода из зацепления в положении быстрого отпуска.
Указанные в аналогах недостатки, связанные с ограниченным перемещением тяги, требующим дополнительных регулировок тормозной рычажной передачи, сложностью изготовления, необходимостью применения материалов повышенной прочности, невозможностью быстрого отпуска после торможения стояночным тормозом устранены в заявленном стояночном тормозе рельсового транспортного средства.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности при закреплении рельсового транспортного средства на уклонах пути при приведении стояночного тормоза в действие путем реализации нормируемого ручного усилия от штурвала на тормозную рычажную передачу, обеспечение надежного прижатия допустимо изношенных тормозных колодок к колесам без дополнительных регулировок тормозной рычажной передачи, упрощение конструкции стояночного тормоза, обеспечение быстрого отпуска после приведения стояночного тормоза в действие.
Указанный технический результат достигается тем, что стояночный тормоз рельсового транспортного средства содержит штурвал, установленный на конце отклоняющегося вала, на другом конце которого расположен самотормозящийся червяк, который может быть выведен из зацепления при взаимодействии с червячным колесом, закрепленным на раме рельсового транспортного средства и жестко закрепленным с ним барабаном с возможностью вращения в горизонтальной плоскости на общей оси вращения, фиксирующее устройство и ручку для фиксации отклоняющегося вала при вращении вокруг цапфы, составную тягу, соединенную с тормозной рычажной передачей, при этом составная тяга проходит через промежуточный блок, позволяющий изменить направление ее перемещения и положение точки соединения с тормозной рычажной передачей и состоит из жесткой регулируемой по длине посредством муфты продольной тяги и соединенного с барабаном стального каната, длина которого соответствует перемещению составной тяги при торможении стояночным тормозом с предельным износом тормозных колодок, а общая ось вращения червячного колеса с жестко закрепленным барабаном установлена на подшипниках скольжения, при этом диаметр барабана находится в диапазоне от 50 до 400 мм при передаточном отношении между червячным колесом и червяком от 72 до 82.
Составная тяга может состоять из жесткой регулируемой по длине посредством муфты продольной тяги, соединенной с тормозной рычажной передачей и соединенной с барабаном цепью, длина которой соответствует перемещению составной тяги при торможении стояночным тормозом при предельном износе колодок, а общая ось вращения червячного колеса с жестко закрепленным барабаном может устанавливаться на подшипниках качения.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами:
- на фиг. 1 изображен вид сверху на стояночный тормоз рельсового транспортного средства;
- на фиг. 2 изображен вид сбоку на червячное колесо и жестко закрепленным с ним на общей оси вращения барабаном стояночного тормоза рельсового транспортного средства.
Стояночный тормоз рельсового транспортного средства (фиг. 1), содержит штурвал 1, установленный на конце отклоняющегося вала 2, на другом конце которого расположен самотормозящийся червяк 3, взаимодействующий с червячным колесом 4, закрепленным на раме 5 (показана условно) рельсового транспортного средства, барабан 6, жестко закрепленный с червячным колесом 4 с возможностью вращения в горизонтальной плоскости на общей оси 7 вращения (фиг. 2), фиксирующее устройство 8 и ручку 9 для фиксации отклоняющегося вала 2 при вращении вокруг цапфы 10, составную тягу 11 соединенную с тормозной рычажной передачей (на чертеже не показана) рельсового транспортного средства.
Составная тяга 11 проходит через промежуточный блок 12 и состоит из жесткой регулируемой по длине посредством муфты 13 продольной тяги 14, соединенной с тормозной рычажной передачей и соединенного с барабаном 6 стального каната 15, а общая ось 7 вращения червячного колеса 4 с жестко закрепленным барабаном 6 установлена на подшипниках 16 скольжения.
Для получения высокой эффективности стояночного тормоза, позволяющей закрепить рельсовое транспортное средство с максимально допустимой осевой нагрузкой на нормируемых уклонах рельсового пути, диаметр барабана 6, жестко закрепленного с червячным колесом 4 и установленного на общей оси 7 вращения, должен находится в диапазоне от 50 до 400 мм при передаточном отношении между червячным колесом 4 и червяком 3 от 72 до 82.
При необходимости увеличения К.П.Д. стояночного тормоза рельсового транспортного средства общая ось 7 вращения может устанавливаться на подшипниках качения (на чертеже не показаны), а составная тяга 11 может состоять из жесткой регулируемой продольной тяги 14 и соединения с барабаном 6 в виде цепи (на чертеже не показана).
Стояночный тормоз рельсового транспортного средства работает следующим образом.
При закреплении рельсового транспортного средства на рельсовом пути, включая пути с нормируемыми уклонами, ручка 9 фиксирующего устройства 8 переводится в положение торможения, при котором червяк 3 находится в зацеплении с червячным колесом 4, после чего нормируемым ручным усилием, вращающим штурвал 1, который закреплен на конце отклоняющегося вала 2, посредством червяка 3, расположенного на другом конце вала 2, приводится во вращение червячное колесо 4, закрепленное на раме 5 рельсового транспортного средства. Вместе с червячным колесом 4 вращается жестко закрепленный с ним барабан 6, наматывая при этом стальной канат 15 или цепь составной тяги и передавая ручное усилие, приложенное к штурвалу, посредством жесткой продольной тяги 14 на тормозную рычажную передачу, в которой ручное усилие реализуется в виде нажатия тормозных колодок на колеса рельсового транспортного средства.
При изменении положения элементов тормозной рычажной передачи, связанным с эксплуатационным износом тормозных колодок, величина нажатия тормозных колодок от действия стояночного тормоза не снижается, поскольку длина стального каната 15 или цепи, являющихся частью составной тяги 11, соответствует ее перемещению при предельном износе колодок, а другая часть составной тяги 11 в виде жесткой продольной тяги 14, регулируемой по длине посредством муфты 13, позволяет снизить провисание стального каната 15 или цепи до необходимого минимума, что обеспечивает минимальные потери К.П.Д.
Для быстрого отпуска стояночного тормоза после приведения его в действие ручка 9 фиксирующего устройства 8 переводится в положение отпуска, при котором отклоняющийся вал 2 поворачивается вокруг цапфы 10, а червяк 3 выходит из зацепления с червячным колесом 4, после чего под действием реактивной силы со стороны тормозной рычажной передачи рельсового транспортного средства от нормируемого ручного усилия, ранее приложенного к штурвалу, при закреплении рельсового транспортного средства на рельсовом пути, включающей действие силы от сжатой при закреплении отпускной пружины тормозного цилиндра (штатного элемента тормозной рычажной передачи), все элементы тормозной рычажной передачи возвращаются в исходное положение.
Таким образом, предложенное техническое решение по устройству стояночного тормоза повышает надежность и обеспечивает высокую эффективность при закреплении рельсового транспортного средства на уклонах пути при приведении в действие стояночного тормоза путем реализации нормируемого ручного усилия от штурвала на тормозную рычажную передачу, не зависящего от величины износа колодок или от изменения положения элементов тормозной рычажной передачи.
Одно из преимуществ заявленного стояночного тормоза рельсового транспортного средства заключается в возможности изменения направления и уровня передачи усилия, прилагаемого к штурвалу, с минимальными потерями К.П.Д., что обеспечивает удобство при компоновке устройства на рельсовом транспортном средстве и повышает уровень безопасности при его эксплуатации.
Особым преимуществом заявленного стояночного тормоза рельсового транспортного средства является его высокая эффективность, позволяющая закреплять рельсовое транспортное средство с максимально допустимой осевой нагрузкой на нормируемых уклонах рельсового пути, которая достигается подбором диаметра барабана, жестко закрепленного на общей оси с червячным колесом, в диапазоне от 50 до 400 мм при передаточном отношении между червячным колесом и червяком от 72 до 82
Обеспечение быстрого отпуска стояночного тормоза после приведения его в действие позволяет применять его на всех без исключения рельсовых транспортных средствах, предназначенных для эксплуатации в грузовых и хозяйственных поездах.
Предлагаемый стояночный тормоз рельсового транспортного средства может быть применен на специальном несамоходном подвижном составе, грузовых вагонах и платформах, в том числе предназначенных для скоростных перевозок, где особенно требуется стабильная высокая эффективность и надежность работы стояночных тормозов.
В результате использования предложенного стояночного тормоза на опытном грузовом универсальном полувагоне с разгрузочными люками модели 12-9905 и на опытной платформе для скоростных перевозок модели 13-6704 обеспечивается их надежное закрепление на уклонах пути не менее  при нормируемом ручном усилии.
Источники информации:
1. RU, патент на полезную модель №105246 U1 «Привод ручного стояночного тормоза рельсового транспортного средства», МПК В61Н 13/02, опубл. 10.06.2011.
2. RU, патент на полезную модель №183375 U1 «Стояночный тормоз рельсового транспортного средства», МПК В61Н 13/02, В61Н 13/20, опубл. 25.12.2017.
3. RU, патент на полезную модель №186020 U1 «Привод ручного стояночного тормоза рельсового транспортного средства», МПК В61Н 13/02, опубл. 26.12.2018.