СТОЯНОЧНЫЙ ТОРМОЗ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к стояночным тормозам, приводимых в действие вручную.
Известна конструкция стояночного тормоза «Miner» грузового вагона [«Car and Locomotive Cyclopedia», Simmons-Boardman Publishing Corporation, N.Y., 1970, стр.706-708], который состоит из, размещенного на торцевой стене вагона, редуктора с храповым механизмом фиксации. На рабочем валу редуктора закреплен штурвал и ведущая шестерня, входящая в зацепление с ведомой шестерней, имеющей общий вал, с жестко-насаженным на него барабаном, несущего тормозную цепь. Передача усилия на тормозные колодки осуществляется путем вращения штурвала по часовой стрелке. Наматываемая на барабан, цепь передает усилие на поворотный сектор, закрепленный на раме вагона. Поворотный сектор в свою очередь связан с рычажной передачей вагона посредством цепи.
Недостатком данной тормозной передачи является сложность конструкции редуктора с храповым механизмом. В процессе эксплуатации необходимы дополнительные затраты на обслуживание редуктора, а возможный износ элементов стопорящего механизма может привести к непредусмотренному отпусканию ручного стояночного тормоза и как следствие возникновение аварийной ситуации. Использование в качестве, передающего усилие, элемента - цепи, не обеспечивает достаточной надежности в работе тормоза. В частности, не исключено заклинивание цепи внутри редуктора, и как следствие, не полный отпуск стояночного тормоза, а в случае провисания цепи, передающей усилие на рычажную передачу вагона, возможен ее зацеп за элементы конструкции рамы вагона, в результате чего необходимое для затормаживания усилие на тормозные колодки не будет передано.
Также известна конструкция привода ручного тормоза железнодорожного вагона [Авторское свидетельство СССР №177925 от 08.01.1966 г.], состоящего
из самотормозящего червяка, установленного в цапфе, обеспечивающей его вращение при торможении и поворот в горизонтальной плоскости при отпуске тормоза, и сидящего на откидном валу со штурвалом на одном конце, установленного на кронштейне рамы вагона. Червяк взаимодействует с червячным сектором, установленным на оси с возможностью поворота. Червячный сектор соединен с тягой, связанной с горизонтальными рычагами автоматического тормоза, со стороны штока тормозного цилиндра. Установленные в кронштейне, червяк с валом проходит через фиксатор, приваренный к концевой балке вагона. Фиксатор фиксирует червяк с валом в рабочем и отпускном положениях.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа. Недостатком данной конструкции ручного привода является то, что при вращении штурвала, силы, приводящие в действие стояночный тормоз, не являются достаточными, что бы обеспечить торможение, в случае применения потележечного торможения вагона. Кроме того, при использовании в конструкции тележек вагона надрессорной балки с верхним горизонтальным поясом и пониженным центром тяжести, тяга соединяющая рычажную передачу автоматического тормоза и червячный сектор ручного тормоза, должна проходить через тело надрессорной балки, а значит конструкция последней должна предусматривать наличие окон в боковых стенках для прохождения соединяющей и передающей усилие, тяги, что является нежелательным, так как ведет к уменьшению сечения надрессорной балки и как следствие, повышенная наружность надрессорной балки в зоне отверстий, и возможная ее поломка и возникновение аварийной ситуации при эксплуатации вагона.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание конструкции стояночного тормоза грузового вагона, обеспечивающей рычажной передаче, достаточного усилия, необходимого для торможения вагона, имеющего потележечную схему торможения и исключающую взаимодействие элементов стояночного тормоза с элементами надрессорной балки тележки и шкворневой балки кузова вагона.
Поставленная задача решается следующим образом.
Стояночный тормоз грузового вагона, с потележечной схемой торможения, оборудован дополнительным промежуточным рычагом, установленным в кронштейне «мертвой точки» на раме вагона, в промежутке между червячным сектором и рычажной передачей. Рычаг выполнен ступенчатым зигзагообразной формы. Плечи рычага выполнены параллельными друг другу. Одним плечом рычаг шарнирно соединен, посредством тяги, проходящей в пространстве между надрессорной балкой тележки и шкворневой балкой рамы вагона, с червячным сектором. Вторым плечом, установленным на кронштейне «мертвой точки» на раме, ступенчатый зигзагообразный рычаг соединен, шарнирно посредством тяги, с рычажной передачей. Плечи рычага имеют отношение в интервале 1,3-2,5, а высота рычага между ними составляет 90-130 мм.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что на вращающемся валу привода стояночного тормоза грузового вагона установлен штурвал, приводящий в действие тормоз. С другого конца вала расположен червяк. Червяк взаимодействует с червячным сектором, который вращается на оси привода, установленного на кронштейне раме вагона. Усилие от червячного сектора на рычажную передачу автоматического тормоза передается с помощью ступенчатого зигзагообразного промежуточного рычага. Ступенчатый зигзагообразный промежуточный рычаг шарнирно установлен на кронштейне «мертвой точки» на раме вагона одним из его плеч, которое соединено в свою очередь шарнирно посредством тяги с рычажной передачей автоматического тормоза. Второе плечо ступенчатого зигзагообразного промежуточного рычага соединено шарнирно посредством тяги с червячным сектором. Плечи рычага имеют отношение в интервале 1,3-2,5, а высота рычага между ними составляет 90-130 мм.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг.I - общий вид стояночного тормоза вагона;
фиг.II - вид А, вид сбоку ступенчатого зигзагообразно промежуточного рычага.
Стояночный тормоз грузового вагона состоит из привода 1 стояночного тормоза, закрепленного на кронштейне рамы 2 вагона. Привод 1 состоит из вала 3, оканчивающегося с одной стороны червяком 4, а с другой стороны посадочным местом под штурвал 5.
Червяк 4 с валом 5 установлен в цапфе 6, обеспечивающей его вращение при осуществлении торможения и поворот в горизонтальной плоскости при отпуске тормоза. Червяк 4 взаимодействует с червячным сектором 7, вращающимся на оси 8 привода 1, установленного на кронштейне рамы 2 вагона. Червячный сектор 7 соединен шарнирно с помощью тяги 9 с плечом С промежуточного ступенчатого зигзагообразного рычага 10. Плечи С и В рычага 10 выполнены параллельными друг другу и имеют отношение в интервале 1,3-2,5. Плечом В ступенчатый зигзагообразный промежуточный рычаг 10 установлен в кронштейне 11 «мертвой точки», закрепленном на раме 2. Этим же плечом В рычаг 10 соединен шарнирно посредством тяги 12 с рычажной передачей 13 автоматического тормоза. Высота Н ступенчатого зигзагообразного рычага 10 между его плечами В и С составляет 90-130 мм.
Технический результат от использования заявляемой полезной модели заключается в том, что применение дополнительного промежуточного рычага в конструкции стояночного тормоза обеспечивает необходимое усилие для торможения вагона с потележечной схемой торможения, а выполнение промежуточного рычага ступенчатым зигзагообразной формы исключает взаимодействие соединительных тяг стояночного тормоза с элементами кузова и тележки вагона. В частности такая конструкция рычага и соединение его с червячным сектором обеспечивает размещение соединяющей их тяги в пространстве между шкворневой балкой кузова вагона и надрессорной балкой тележки в случае выполнения надрессорной балки с горизонтальным верхним поясом и пониженным центром тяжести вагона. Тем самым не требуется выполнения отверстий под тягу, ослабевающих сечение или шкворневой
балки кузова или надрессорной балки тележки, и как результат обеспечение надежности вагона в целом.
Отношение плеч двухуровневого зигзагообразного рычага в интервале от 1,3 до 2,5 обеспечивает унификацию узла для различных типов вагонов. Так для вагонов-цистерн применяется тормозная передача, в которой отношение плеч двухуровневого зигзагообразного рычага должно составлять 1,3, для обеспечения необходимого усилия для торможения. Для полувагонов отношение данных плеч устанавливается 2,5, а на платформах для перевозки контейнеров-цистерн 2,09, при той же конструкции рычажной передачи стояночного тормоза. Такая передача позволяет при единой конструкции, варьируя передаточным отношением рычага в интервале от 1,3 до 2,5 получить достаточное усилие воздействия колодки, посредством рычажной передачи, на колесо для удержания вагона на уклоне не менее 30%.
Применение в схеме рычажной передачи ступенчатого зигзагообразного промежуточного рычага с высотой между его плечами 90-130 мм. позволяет унифицировать узел для вагонов имеющих различную высоту пятников. Так, например, для исключения прохождения тяги стояночного тормоза через тело шкворневой балки, при этом используя без изменения типовую конструкцию деталей и узлов автоматического тормоза, для вагонов с высотой пятников 110 мм высота рычага составляет 90 мм, для вагонов с высотой пятника 105 мм высота рычага составит 95 мм, для вагонов с высотой пятников 90 мм высота рычага составит 110 мм. Высота рычага 130 мм позволяет использовать на вагонах пятники размером 70 мм, что значительно позволяет уменьшить центр тяжести вагона и улучшить его динамические характеристики.
В настоящее время на конструкцию стояночного тормоза грузового вагона разработана конструкторская документация, изготовлены образцы и проведены необходимые испытания.