ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ТОРМОЗА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к элементам пневматических систем тормозного оборудования подвижного состава железнодорожного транспорта, а более конкретно к воздухораспределителям тормоза железнодорожных транспортных средств, предназначена для управления изменением давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах тормоза и может быть использована для оснащения тормозной магистрали отдельной единицы подвижного состава.
7
Известен воздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства, включающий главную часть, содержащую корпус, в котором размещены подпружиненный главный поршень со штоком, уравнительный поршень, выполненный с возможностью разобщения тормозной камеры, связанной с тормозным цилиндром, от атмосферной полости, размещенной в двухкамерном резервуаре, питательный клапан, взаимодействующий со штоком и уравнительным поршнем с обеспечением в открытом состоянии прохода сжатого воздуха из запасного резервуара в тормозной цилиндр. (Патент РФ № 2578400, МПК B60T 15/18, 05.11.2014).
Недостатком известного воздухораспределителя является низкая эксплуатационная надежность в результате «проседания» главного поршня, который под действием собственного веса опускается на нижнюю стенку корпуса, смещаясь относительно своей оси симметрии. Это приводит к чрезмерному увеличению зазора между главным поршнем и корпусом в верхней части главной части воздухораспределителя, из-за чего уплотняющий наружный лепесток манжеты в верхней части может потерять свою уплотняющую функцию. При этом уменьшение зазора между главным поршнем и корпусом в нижней части вызывает чрезмерные деформационные нагрузки на манжету.
Кроме того, потеря консистенции смазки (загустение) при длительной эксплуатации главной части воздухораспределителя в результате попадания инородных частиц, масла, примесей и т.п. усиливает силы трения, увеличивая нагрузку на манжеты, в результате износа которых воздухораспределитель со временем теряет работоспособность.
В результате трения снижается механическое усилие на штоке главного поршня при его движении, особенно при некачественной смазке смазывающего элемента, ее затвердевании при низкой температуре окружающего воздуха, а также при ее недостаточном количестве или полном отсутствии.
7
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является воздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства, включающий главную часть, содержащую корпус, в котором размещены главный поршень, жестко связанный со штоком, и уравнительный поршень, выполненные с возможностью продольного перемещения в корпусе. При этом на наружной поверхности каждого поршня и штока установлены манжета с лепестком и направляющая. (Патент РФ № 175292, МПК B60T 15/18, B60T 13/26, 22.03.2017).
Недостаток известной конструкции воздухораспределителя в том, что со временем смазка выдувается под давлением, и при движении поршневых узлов увеличивается трение лепестков манжет о внутренние стенки корпуса. Под воздействием трения лепестки со временем изнашиваются, что приводит к некорректной работе воздухораспределителя.
При создании полезной модели решалась задача повышения безопасности движения, которое заключается в обеспечении надежной и слаженной работы всей тормозной системы, в частности воздухораспределителей, при этом элементы тормозной системы должны отвечать всем нормам и требованиям, предъявляемым к ним в различных условиях эксплуатации.
Технический результат - создание надежной износостойкой конструкции воздухораспределителя железнодорожного транспортного средства с увеличенным эксплуатационным ресурсом.
Указанный технический результат достигается тем, что воздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства, включающий главную часть, содержащую корпус, образующий две обособленные полости для размещения подпружиненных главного и уравнительного поршней, связанные между собой каналом, в котором установлена втулка для размещения штока, при этом главный поршень, жестко связанный со штоком, и уравнительный поршень, выполнены с возможностью продольного перемещения в корпусе, при этом на наружной поверхности каждого поршня и штока установлены манжета с лепестком, контактирующим с внутренней поверхностью корпуса и втулки соответственно, и направляющая, выполненная с обеспечением их центрирования относительно корпуса. При этом, согласно полезной модели, наружная поверхность упомянутых поршней и штока, вместе с манжетой и направляющей образуют при установке в корпус внутренние полости, наполненные смазочным составом.
При этом, согласно полезной модели, качестве смазочного состава использована консистентная смазка ЖТ-79Л.
При этом, согласно полезной модели, материал направляющей обладает антифрикционными свойствами.
При этом, согласно полезной модели, направляющая выполнена из наполненного бронзой политетрафторэтилена.
При этом, согласно полезной модели, направляющая выполнена из наполненного бронзой фторопласта.
При этом, согласно полезной модели, направляющие главного поршня, уравнительного поршня и штока выполнены из упрочненной ткани с антифрикционным наполнением.
При этом, согласно полезной модели, на внутренние боковые поверхности втулки, большой и малой полостей, взаимодействующие с поверхностями размещенных в них соответственно штока, главного и уравнительного поршней нанесено покрытие, обладающее антифрикционными свойствами.
При этом, согласно полезной модели, покрытие выполнено из фторопласта (тефлона) с толщиной нанесения на поверхность 20-30 микрон.
При этом, согласно полезной модели, направляющая втулка выполнена из латуни.
При этом, согласно полезной модели, уплотнительная манжета выполнена из резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука.
Новым по сравнению с прототипом является конструкция поршневых узлов главной части воздухораспределителя, включающая в себя главный поршень со штоком, взаимодействующий с уравнительным поршнем. Горизонтальное размещение воздухораспределителя создает дополнительные вертикальные динамические нагрузки на поршневые узлы главной части. В процессе эксплуатации могут быть перекосы положения поршней, способствующее ускоренному износу уплотняющих манжет их деформации и, в конечном счете, разрушению. Особенно подвержены нагрузке нижние части уплотнительных манжет, устанавливаемых на поршнях и штоке под воздействием силы тяжести поршневого узла.
Для соосного прямолинейного хода главного поршня со штоком и уравнительного поршня главной части воздухораспределителя в предлагаемом устройстве использованы направляющие кольца, которые центрируют положение поршневых узлов относительно корпуса, обеспечивая, таким образом, соосный прямолинейный ход поршневых узлов вдоль корпуса главной части воздухораспределителя, равномерное распределение по всему диаметру контакта корпуса и манжет главного и уравнительного поршней и смазочного материала.
Равномерное распределение смазочного состава минимизирует разрушения кромки внешнего лепестка манжет главного и уравнительного поршней в жестких условиях эксплуатации (например, расширенный диапазон температур, их резкие перепады), обеспечивая снижение силы трения о внутреннюю стенку корпуса, в особенности в нижней её части.
При этом обеспечивается равномерное расположение уплотняющих манжет поршневых узлов, позволяющее снизить нагрузки на манжеты, обусловленные их деформацией, снижающее вероятность их повреждения, а также равномерный контакт уплотнительного лепестка каждой манжеты с внутренними стенками корпуса главной части воздухораспределителя, влияющий на герметичность.
Кроме того, размещение смазочного материала в замкнутой полости по наружному диаметру главного и уравнительного поршней сохраняет его свойства благодаря устранению вероятности попадания в замкнутую полость продуктов износа и различных загрязнений, которые счищаются с поверхности корпуса направляющей при движении поршня под воздействием давления.
Таким образом, заявленная полезная модель обеспечивает повышение надежности и эффективности работы воздухораспределителя путем снижения коэффициента трения его подвижных частей в течение всего срока эксплуатации.
Полезная модель поясняется описанием конкретного примера ее выполнения и прилагаемыми графическими материалами, где на:
фиг. 1 изображен общий вид воздухораспределителя тормоза железнодорожного транспортного средства.
Воздухораспределитель тормоза железнодорожного транспортного средства состоит из устанавливаемых на двухкамерном резервуаре 1 пневматически связанных между собой главной части 2 и магистральной части 3.
Главная часть 2 включает в себя размещенные в собственном корпусе 4 главный поршень 5 с пружиной 6 и штоком 7, питательный клапан 8, уравнительный поршень 9. Для размещения главного 5 и уравнительного 9 поршней в корпусе 4 главной части 2 предусмотрены аксиально расположенные цилиндрические полости: большая 10 и малая 11. Полости 10 и 11 связаны между собой каналом, в котором установлена втулка 12, изготовленная, например, из латуни.
В большой полости 10 размещен с возможностью продольного перемещения главный поршень 5, образующий рабочую камеру 13 и золотниковую камеру 14. Главный поршень 5 жестко связан со штоком 7, размещенным во втулке 12.
Рабочая камера 13 сообщена каналом 15 с рабочей камерой 16 двухкамерного резервуара 1, которая пневматически связана с рабочей камерой магистральной части 3 воздухораспределителя. Золотниковая камера 14 сообщена каналом 17 с золотниковой камерой 18 двухкамерного резервуара 1, которая пневматически связана с золотниковой камерой магистральной части 3 воздухораспределителя, связывающей золотниковую камеру с тормозной магистралью 19.
В малой полости 11 размещен с возможностью продольного перемещения в ней уравнительный поршень 9, который образует тормозную камеру 20 и атмосферную полость 21, размещенную в двухкамерном резервуаре 1, и имеет атмосферное отверстие 22. Тормозная камера 20 постоянно сообщена каналом 23 с тормозным цилиндром 24. В атмосферной полости 21 расположены режимные пружины 25 с опорой на уравнительный поршень 9. Уравнительный поршень 9 выполнен с возможностью разобщения тормозной камеры 20 от атмосферной полости 21.
Питательный клапан 8 перекрыт под воздействием пружины, установленной в полости штока 7, препятствуя проходу воздуха из запасного резервуара 26 в тормозной цилиндр 24. В открытом состоянии под воздействием уравнительного поршня 9 питательный клапан 8 обеспечивает проход сжатого воздуха из запасного резервуара 26 полость в штоке 7 и далее через тормозную камеру 20 по каналу 23 в тормозной цилиндр 24.
Атмосферное отверстие 22 перекрывается при взаимодействии уравнительного поршня 9 с подпружиненным питательным клапаном 8. В открытом состоянии атмосферное отверстие 22 уравнительного поршня 9 обеспечивает выход воздуха из тормозного цилиндра 24 по каналу 23 через тормозную камеру 20 и далее через атмосферную полость 21 в атмосферу.
Таким образом, питательный клапан 8 выполнен подпружиненным и установлен в полости штока 7 со стороны уравнительного поршня 9. Питательный клапан 8, выполнен взаимодействующим со штоком 7 и уравнительным поршнем 9 с обеспечением в открытом состоянии прохода сжатого воздуха из запасного резервуара 26 в тормозной цилиндр 24.
На внутренние боковые поверхности втулки 12, большой 10 и малой 11 полостей, взаимодействующие с поверхностями размещенных в них соответственно штока 7, главного 5 и уравнительного 9 поршней нанесено покрытие, обладающее антифрикционными свойствами. Например, в качестве покрытия может быть использован фторопласт, который в некоторых источниках известен как тефлон, отличающийся от известных доступных конструкционных материалов наименьшим на сегодняшний день коэффициентом трения скольжения и обладающий антикоррозионными свойствами. Толщина покрытия поверхностей фторопластом равная или большая величины износа, допускаемого при ремонте главной части воздухораспределителя и составляет 20-30 микрон.
На поверхностях главного поршня 5, уравнительного поршня 9 и штока 7, взаимодействующих с соответствующими внутренними боковыми поверхностями большой 10 и малой 11 полостей корпуса 4 и втулкой 12 в предусмотренных для этого посадочных канавках размещены направляющие 30 главного поршня 5, направляющие 31 уравнительного поршня 9 и направляющие 32 штока 7, выполненные с возможностью скольжения по внутренним боковым поверхностям большой 10 и малой 11 полостей корпуса 4 и втулке 12.
Направляющие 30, 31, 32 выбираются с низким коэффициентом трения. Например, направляющие 30, 31, 32 могут быть выполнены из политетрафторэтилена (РТFE), наполненного бронзой либо наполненного бронзой фторопласта, либо из упрочненной ткани с антифрикционным наполнением.
На поверхностях главного поршня 5, уравнительного поршня 9 и штока 7 установлены манжета 33 главного поршня 5, манжета 34 уравнительного поршня 9 и манжета 35 штока 7, выполненные с возможностью скольжения по внутренним боковым поверхностям большой 10 и малой 11 полостей корпуса 4 и втулке 12.
Наружная поверхность главного поршня 5 вместе с манжетой 33 и направляющей 30 образуют при установке в корпус внутреннюю полость. ,Поверхность уравнительного поршня 9 вместе с манжетой 34 и направляющей 31 образуют внутреннюю полость. Поверхность штока 7вместе с манжетой 34 и направляющей 31 образуют внутреннюю полость. Упомянутые внутренние полости наполненные смазочным составом.
Воздухораспределитель действует следующим образом. При зарядке происходит подача сжатого воздуха из источника сжатого воздуха (не показан) в тормозную магистраль 19. Тормозная магистраль 19 заряжается до требуемого зарядного давления. Сжатый воздух заполняет рабочие камеры и золотниковые камеры. В главной части 2 главный поршень 5 со штоком 7 под воздействием пружины 6 находится в крайнем левом положении (по чертежу), питательный клапан 8 закрыт, тормозной цилиндр 24 посредством канала 23 и атмосферного отверстия 22 уравнительного поршня 9 сообщен с атмосферой. Запасной резервуар 26 пополняется воздухом из тормозной магистрали 19.
При торможении давление в тормозной магистрали 19 снижается, следовательно, и в золотниковой камере 14 главной части 2 также снижается давление. Главный поршень 5 под усилием давления сжатого воздуха в рабочей камере 13 перемещается вправо по чертежу вместе со штоком 7 до перекрытия питательным клапаном 8 атмосферного отверстия 22 в уравнительном поршне 9. То есть до перекрытия сообщения тормозного цилиндра 24 с атмосферой и сообщения его с запасным резервуаром 26. Далее главный поршень 5 и уравнительный поршень 9 перемещаются вправо на величину хода, соответствующего заданной ступени торможения продолжая наполнять воздухом из запасного резервуара 26 тормозной цилиндр 24. При этом, выход воздуха из запасного резервуара 26 в тормозную магистраль 19 блокируется посредством установленного на канале, связывающим тормозную магистраль 19 и запасной резервуар 26, обратного клапана.
В случае отпуска тормозов при перемещении главного поршня 5 влево по чертежу подпружиненный питательный клапан 8 препятствует проходу воздуха в тормозной цилиндр 24. Благодаря чему обеспечивается подпитка воздухом запасного резервуара 26 из тормозной магистрали 19.
Благодаря установленным на наружных поверхностях поршня 5, уравнительного поршня 9 и штока 7 соответственно манжет 33, 34, 35 и направляющих 30, 31, 32 образуются внутренние полости, которые удерживают смазочный состав и препятствуют проникновению инородных частиц, водяных капель и грязи.
В результате средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата: создания надежной износостойкой конструкции воздухораспределителя железнодорожного транспортного средства с увеличенным эксплуатационным ресурсом.