ТОРМОЗНОЙ БАШМАК
BRAKE SHOE

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано в конструкции тормозов грузовых вагонов, в частности в механической части тормозной системы.
Процесс торможения железнодорожных транспортных средств, использующих пневматику для торможения, непосредственно выполняется колодками, закрепленными в башмаках тормоза. Положение колодки при эксплуатации относительно поверхности катания колеса должно быть выровненным. Для этого башмак оборудован центрирующим устройством. Его конструкция может различаться по типу исполнения.
Известен тормоз рельсового подвижного состава (А.с. №1330002, В61Н 1/00, 15.08.87 г.), содержащий триангель (тормозную балку, траверсу), на цапфах которого неподвижно укреплены тормозные башмаки с установленными на них симметричными колодками. В этом решении предлагается устанавливать колодки с некоторой степенью свободы относительно концов башмака. При торможении колодки нагреваются, и за счет изгиба тормозной башмак касается концов колодки, осуществляя равномерное давление на колесо. Недостатком этого устройства является то, что конструкция жестко закрепленного тормозного башмака рассчитана на длительное применение торможения, чтобы реализовать заложенное здесь представление для снижения износа тормозных колодок. При этом на начальном этапе торможения будет наблюдаться неравномерный износ поверхности колодок. Кроме того, условий для фиксации положения колодок относительно поверхности катания не предусмотрено.
В патенте US №3696892 предложено для фиксации положения башмака использовать дополнительный (подвижный) рычаг, установленный между штоком цилиндра и башмаком на дополнительных выступах таким образом, чтобы образовался параллелограмм. При торможении шток воздействует на нижний конец рычага - подвески, выше которого на оси помещен башмак. Линия, соединяющая конец поршня и место крепления башмака, является одной из сторон параллелограмма. При этом меняются углы параллелограмма, а наклон башмака предполагается неизменным. Гидравлический цилиндр крепится на боковой раме. Сложность предложенного решения, по-видимому, не способствовала его использованию в этой области техники.
Использованное в тормозной системе типа Nycopac (пат. US №6332515, В61Н 13/00, от 25.12.2001) решение предполагает, что жестко закрепленный башмак установлен под некоторым углом к вертикали. Несимметричное размещение тормозного цилиндра рядом с одной из тормозных балок (траверс) может привести к изменению положения тормозного башмака относительно поверхности катания. Из-за этого такая установка требует, как выше описано, некоторой свободы перемещения колодки относительно башмака. Решение, предложенное в патенте DE 10304717, предполагает поддержку тормозного башмака с помощью устройства, длина которого изменяется при применении тормоза (пат. DЕ №10304717, В61Н 1/00, от 26.08.2008). Так как такая поддержка крепится к корпусу тормозного цилиндра, то предполагает довольно сложную конструкцию и не применимо для случая расположения башмака на конце триангеля.
В тоже время известны технические решения с подвижным креплением башмака на триангеле. Вариант такого подхода предложен, например, в пат. US №6551003 и US №6932535. Здесь башмак жестко закреплен на прямоугольном конце триангеля, но вращается на оси, установленной сбоку его элемента крепления. Для поддержки башмака в заданном положении используется упругий элемент, закрепленный к элементу его поддержки на триангеле. Недостаток такого выполнения установки положения башмака заключается в отсутствии возможности регулирования положения упругого элемента относительно и триангеля и подвески.
Так же в тормозной системе KNORR BREMSE SYS колодочный тормоз (пат. US №7165659, В60Т 1/00; В60Т 13/24; В61Н 1/00; В61Н 13/00; В61Н 13/36, от 14.10.2004) имеет башмак, установленный на одной оси с подвеской, выполненной в виде обычного рычага. Если такой башмак не имеет фиксированного относительно колеса положения, то может его касаться при движении, а это приведет к неравномерному износу.
Применяется подвеска башмака U-образного вида для грузовых вагонов или в виде штанги (стержня) для пассажирских вагонов (Асадченко В.Р. Автоматические тормоза подвижного состава железнодорожного транспорта. - М., 2002 г., стр.28, 34). Подвеска U-образного вида изготавливается из достаточно тонкого прута и не предусматривает установки элементов поддержки башмака в заданном положении.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является тормозной башмак, поддерживаемый в определенном положении относительно плоскости колеса с помощью подпружиненной перемычки (поводка), закрепленной одним концом на башмаке, а другим на его подвеске, (см. В.Г.Иноземцев, И.В.Абакшин. Тормозное и пневматическое оборудование подвижного состава. - М.: Транспорт, 1984 г., с.213). Такой двухточечной поддержкой достигается отсутствие перекосов в положении башмака. Существенным недостатком этого технического решения является то, что в его конструкции элементы для связи башмака с подвеской позволяют обеспечить требуемую по геометрии установку башмака только при фиксированном положении подвески, что приводит к неудобствам при установке подвески, неравномерному касанию поверхности колеса и неоднородному износу при дальнейшей эксплуатации.
Целью предлагаемого изобретения является формирование конструкции для фиксации тормозного башмака, обеспечивающей не связанное с подвеской его положение. В предлагаемом устройстве, содержащем тормозной башмак, подвижно закрепленный на подвеске с элементами для фиксации положения указанного башмака, указанная цель достигается тем, что элементы для нежесткого закрепления положения башмака относительно поверхности катания выполнены в виде поводка, закрепленного на вставке, связанной с траверсой. Одновременно для соединения поводка с пальцем, закрепляемым в отверстиях башмака, со стороны триангеля, выполнено посадочное место в виде бобышки с отверстием для пальца, а крепление осуществляется с помощью фиксации с использованием эластомерных шайб, обеспечивающих поворот относительно вставки. При этом подвеска башмака выполнена Y-образной формы.
Кроме того, палец имеет в своей нижней части элемент, фиксирующий его относительно корпуса башмака, в виде буртика, а в пальце у места расположения гайки-фиксатора установлен штифт, фиксирующий палец относительно поводка.
Изобретательский уровень заявляемого технического решения подтверждается анализом вышеназванных существенных признаков с учетом всех видов общедоступных сведений и достижения конкретного технического результата.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - подетальный вид тормозного башмака с колодкой,
на фиг.2 - изображен общий вид в сборе.
Предлагаемое устройство содержит подвеску 1, на концах которого закреплены поворотный тормозной башмак 2 с колодкой 3. Подвеска 1 закреплена на боковой раме (не показана) с возможностью поворота на оси и выполнена Y-образной формы. В крайней части траверсы 4 выполнен выступ 5 с отверстие 6 для установки поводка 7. В башмаке имеются отверстия 8 для пальца 9. На поводке установлена пружина 10 и в месте соединения с пальцем находятся эластомерные шайбы 11. Палец снабжен ограничительным буртом 12.
Для крепления предлагаемого устройства на подвеске подвагонной тележки отверстие 17 тормозного башмака совмещается с отверстием подвески 13. Предварительно палец 9 вставляется в отверстие 8 башмака и фиксируется шплинтом с гайкой. Затем надевается на ось триангеля (цапфу) 14 и фиксируется с помощью элементов крепления 15 и 16. Против самопроизвольного раскручивания применяются ограничители (не показаны). Фиксация тормозных колодок 2 с башмаком осуществляется чекой (не показана). При надевании на ось триангеля выступающая после выступа 12 часть пальца вставляется в отверстие поводка на бобышке 18 через эластомерные шайбы 11 и зажимается соответствующими элементами крепления. После этого верхняя часть подвески 1 крепится на боковой раме тележки вагона. Предлагаемое устройство работает в составе тормозной системы следующим образом. При подаче тормозного усилия на траверсу подвагонной тележки тормозные башмаки перемещаются к ободу колеса вагона (не показан), осуществляя фрикционное торможение указанных колес. Поскольку тормозные колодки 3 имеют возможность поворота вокруг оси триангеля, то при прижатии тормозных колодок к колесу вагона происходит самоустановка тормозных колодок 3 к поверхности катания по всей площади касания. При отпуске тормозов происходит возврат тормозных башмаков в первоначальное положение. Так как положение башмака относительно плоскости траверсы и колес зафиксировано поводком, то его положение сохраняется
Применение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволит предотвратить касание тормозной колодки поверхности катания колеса в отпущенном состоянии тормоза, что позволит исключить неравномерный износ. Это особенно существенно для тормозной системы, подвешенной на боковой раме с тормозными цилиндрами, расположенными между триангелями.
Кроме того, предлагаемый башмак обеспечивает взаимозаменяемость с применяемыми тормозными башмаками грузовых вагонов, а также обладает достаточной простотой и надежностью, что позволяет использовать его как для существующего подвижного состава, так и для вновь проектируемых конструкций.
В настоящее время на заявляемую конструкцию разработана конструкторская документация, и изготовлены опытные образцы для испытания в составе тормозной системы на тележке.