ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ С НЕЗАВИСИМЫМ ВРАЩЕНИЕМ КОЛЕС
WHEEL PAIR DISC BRAKE WITH INDEPENDENT WHEELS ROTATION

Изобретение относится к тормозному оборудованию железнодорожных транспортных средств, в частности к дисковым тормозам.
Известен дисковый тормоз, содержащий диск, корпус с подвесом, расположенным на подрессоренной раме транспортного средства, тормозной цилиндр, рычаги, шарнирно соединенные с ними башмаки с фрикционными накладками, устройство ограничения угла поворота, которое выполнено в виде параллелограммно-кулисного механизма, причем он расположен в пространстве под тормозным блоком в пределах его габаритов и образован корпусом, паралеллограммными звеньями и сочлененными с ними подвижными ползунами [Патент РФ №2588557, МПК В61Н 5/00 (2006.01), F16D 55/22 (2006.01), F16D 65/14 (2006.01), опубл. 27.06.2016 г., Б.И. №18, авторы Батенков В.A. (RU), Макаров А.И. (RU), Власов П.В. (RU), «Дисковый тормоз железнодорожного транспортного средства»].
Недостатками приведенной конструкция дискового тормоза является применение параллелограммно-кулисного механизма с длинной тягой, подвешенными на раме транспортного средства, которые не обеспечивают равномерности износа фрикционных накладок в горизонтальной плоскости из-за наличия технологических зазоров в шарнирных соединениях механизма, а также компактности конструкции дискового тормоза.
Известна конструкция дискового тормоза, содержащего корпус, шарнирно смонтированные на нем средней своей частью два рычага, на концах которых с одной стороны корпуса шарнирно закреплен силовой цилиндр, с другой - тормозные башмаки с накладками для фрикционного взаимодействия с тормозным диском, устройство для регулирования и стабилизации положения башмаков блока относительно тормозного диска при отпущенном положении тормоза, выполненное в виде тяги, шарнирно присоединенной своими концами к рычагам блока в точках, расположенных на одинаковых расстояниях, но по разные стороны от плоскости, проходящей через оси поворота рычагов на корпусе блока, состоящей из трех основных частей, причем одна из крайних частей связана со средней частью через резьбовое соединение, другая - через предварительно сжатые упругие элементы. [Патент РФ №2662361, МПК В61Н 5/00 (2006.01), F16D 55/22 (2006.01), опубл. 25.07.2018 г., Б.И. №21, авторы Дементьев С.A. (RU), Скачков А.Н. (RU), Зайцев А.В. «Блок дискового тормоза»].
Недостаток данного устройства заключается в невозможности регулирования зазора между фрикционными поверхностями, которые имеют дополнительную степень свободы в осевом направлении, а также нерациональное изготовление тяги для регулирования зазора между накладками и тормозным диском, так как. используются дополнительные элементы (две пружины, кольцо стопорное, втулка).
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом является увеличение ресурса поверхностей трения дискового тормоза, за счет исключения контакта фрикционных накладок о вращающийся диск (колесо) при выключенной тормозной системе, для колесной пары тележки вагона с возможностью стабилизации в рельсовой колее.
Технический результат достигается тем, что в качестве тормозного диска использовано колесо колесной пары независимого вращения с фрикционным диском, и дополнительно в каждый блок введены ролики, которые шарнирно закреплены на внутреннем рычаге и расположенырадиально колесу; корпус тяги; контргайка; гайка; тяга с резьбой, которая ввернута в корпус тяги и оборудована контргайкой; тяга со штоком, которая вставлена в корпус тяги и зафиксирована гайкой; пружина, которая установлена внутри корпуса тяги и разводит рычаги в расторможенном состоянии системы, а винтовая стяжка с левой и правой резьбой, соединяет внутренние рычаги блоков, которые закреплены на корпусе, и имеют степень свободы в осевом направлении.
Дополнительное введение в устройство конструктивных элементов (роликов, регулировочной тяги, винтовой стяжки, колеса с фрикционным диском, крепления корпуса), способствуют синхронному осевому перемещению дискового тормоза и колес колесной пары, способной к самоустановке в рельсовой колее, без контакта фрикционных поверхностей увеличивает ресурс поверхностей трения дискового тормоза колесной пары с независимым вращением колес.
На фиг. 1 показана схема дискового тормоза колесной пары с независимым вращением колес.
На фиг. 2 - вид А дискового тормоза колесной пары с независимым вращением колес.
На фиг. 3 - схема тяги, для регулирования зазора между поверхностями трения.
Устройство состоит из: рычаг внешний - 1; корпус блока - 2; 3 - башмак тормозной - 3; фрикционная накладка - 4; фрикционный диск - 5; колесо - 6; ось колесной пары - 7; подшипник скольжения - 8; рычаг внутренний - 9; ролики - 10; тяга регулировочная - 11; тормозной цилиндр - 12; винтовая стяжка с левой и правой резьбой - 13; тяга со штоком на фиг. 3-14; тяга с резьбой на фиг. 3-15; гайка - 16; корпус тяги 11 на фиг. 3-17; пружина - 18; контргайка - 19.
Дисковый тормоз колесной пары с независимым вращением колес состоит из колес 6 с фрикционным диском 5, вращающихся на подшипниках скольжения 8 относительно оси 7, двух блоков, каждый из которых включает корпус блока 2, на котором шарнирно закреплены внешний и внутренний рычаги 1 и 9. На концах этих рычагов с одной стороны корпуса шарнирно закреплен тормозной цилиндр 12, с другой на внешнем рычаге - тормозной башмак 3 с фрикционной накладкой 4 и на внутреннем рычаге - ролики 10, расположенные радиально колесу 7. Дисковый тормоз также содержит регулировочные тяги 11, шарнирно закрепленные на рычагах 1 и 9, предназначенные для регулирования и стабилизации положения башмаков блоков и роликов относительно колес 6 с фрикционными дисками 5, при расторможенном состоянии тормозной системы, винтовую стяжку с левой и правой резьбой 13, которая соединяет внутренние рычаги блоков 9, закрепленные на корпусах блоков 2, которые имеют степень свободы в осевом направлении. Регулировочная тяга 11 в соответствии с фиг. 3 состоит из тяги с резьбой 15, ввернутой в корпус тяги 17 и оборудованная контргайкой 19, тяги со штоком 14, вставленной в корпус тяги и зафиксированной гайкой 16, пружины 18, установленной внутри корпуса тяги, которая разводит рычаги в расторможенном состоянии системы.
Перед началом работы дискового тормоза колесной с независимым вращением колес осуществляется регулировка положения его тормозных башмаков 3 и роликов 10 относительно колес 6 с фрикционными дисками 5 с целью выравнивания зазоров между тормозными башмаками 3, роликами 10 и колесами 6, при среднем расположении колесной пары в рельсовой колее. Эта регулировка реализуется за счет укорочения или удлинения винтовой стяжки с левой и правой резьбой 13 (фиг. 1) вращением ее корпуса в одну или другую сторону. Разница зазоров между колесами и шарнирами крепления башмаков слева и справа в результате этого уменьшается или увеличивается. Вращением корпуса регулировочной тяги 11, совместно с изменением длины одного из рычагов тормозного цилиндра 12 добиваются, чтобы зазор между тормозной накладкой 4 и фрикционным диском колеса 5 был больше зазора между роликами и колесом при фиксированном положении одного из корпусов блока 2. После регулировки полученная длина тяги 11 фиксируется контргайкой.
Отрегулированный дисковый тормоз колесной пары с независимым вращением колес работает следующим образом:
В режиме торможения в соответствии с фиг. 1 и фиг. 2 внешние и внутренние рычаги 1 и 9 блоков дискового тормоза под действием сил от тормозных цилиндров 12 поворачиваются относительно шарниров корпуса блоков 2, двигая противоположные концы рычагов навстречу друг другу, и прижимают башмаки 3 с фрикционными накладками 4 к тормозным дискам 5 и роликов 10 к колесам 6, которые вращаются на подшипниках скольжения 8 относительно оси колесной пары 7. Тяги 11 при этом не препятствуют этим движениям, а укорачиваются за счет сжатия пружин 18.
В режиме растормаживания системы усилие, передаваемое от тормозных цилиндров уменьшается, а регулировочные тяги 11 удлиняются под действием пружин 18, возвращая внутренние и внешние рычаги в первоначальное положение, соответствующее свободному движению рельсового транспортного средства.
При движении вагона по неровностям и кривым участкам железнодорожного пути возникают динамические силы, способствующие перемещению колесных пар в составе вагона.
Известно, что свободно вращающиеся колеса в рельсовой колее полностью теряют свое направляющее действие. При этом колеса постоянно соприкасаются гребнями либо с правым, либо с левым рельсом, т.е. имеют степень свободы перемещения в осевом направлении. Таким образом, вместе с колесами, которые используются в качестве тормозного диска, должны перемещаться дисковые тормоза колесной пары с независимым вращением колес, при этом тормозные фрикционные поверхности (фрикционные накладки 4 тормозных башмаков 3 и фрикционные диски 5 колес 6) не должны соприкасаться друг с другом.
В предлагаемой конструкции дисковый тормоз перемещается синхронно колесной паре, без касания фрикционных поверхностей за счет применения роликов 10, закрепленных на внутренних рычагах 9, соединенных стяжкой 13 и корпусами блоков 2, которые могут передвигаться в осевом направлении.
При смещении колесной пары вправо внутренний рычаг левого блока 9 посредством роликов 10, вступает в контакт с левым колесом и перемещает корпус правого блока 2 при помощи винтовой стяжки с левой и правой резьбой 13, исключая контакт фрикционных поверхностей тормоза, и наоборот, если колесная пара смещается влево.
При установившемся движении колесной пары в рельсовой колее регулировочные тяги 11 возвращают рычаги блоков в положение, полученное в результате регулировочных работ.
Применение предлагаемой конструкции, позволит уменьшить износ фрикционных поверхностей пар трения, увеличить ресурс работы в 1,2…1,3 раза, по сравнению с типовыми тормозами тележек вагона.