ТУПИКОВЫЙ УПОР
FIXED BUFFER

Изобретение применяется для обеспечения безопасности подъемно-транспортных средств, перемещающихся по рельсам, и предназначено для гашения остаточной скорости и предотвращения схода с концевых участков рельсовой колеи.
Известен тормозной башмак, содержащий опорную колодку, выполненную в виде клинового элемента, имеющую поверхности, контактирующие с рельсом и колесом, по обеим сторонам которой сбоку имеются борта (патент, Россия, №2142891 «Тормозной башмак», бюл. №35, опубл. 20.12.99).
Такая конструкция башмака позволяет регулировать или гасить остаточную скорость подъемно-транспортного средства, двигающегося по инерции за счет уменьшения или увеличения площади контакта колесо-башмак, колесо-рельс.
Однако такой тормозной башмак имеет низкий эффект торможения, эффективность которого проявляется при длине пути торможения 7-10 м. Это не позволяет использовать его для торможения кранов и ограждения тупиков крановых и железнодорожных путей.
Другим недостатком является то, что тормозной башмак возвращается в исходное положение вручную, что значительно усложняет его использование, например, для мостовых кранов, перемещающихся по подвесным путям.
Известен активный тупиковый упор, содержащий колодку, имеющую поверхности, контактирующие с колесом и рельсом. По обеим сторонам колодки имеются борта, подвижно соединенные с ползунами в направляющих, которые расположены на шейке рельса. Направляющие входят в неподвижно закрепленный корпус и опираются торцевой поверхностью на расположенную в нем пружину (патент, Россия, №2418734 «Активный упор тупиковый» опубл. 20.05.2011. Бюл. №14).
Такая конструкция упора позволяет гасить остаточную скорость подъемно-транспортного средства, двигающегося по инерции за счет сил трения, возникающих на контактах колеса с колодкой и колодки с рельсом, а также за счет сил сопротивления, создаваемых пружинами.
Тормозной эффект такой системы определяется жесткостью и длиной пружин, что приведет к повышению жесткости при остановке тяжелых и быстроходных подъемно-транспортных средств на короткой дистанции. Однако это вызовет скачкообразное поглощение кинетической энергии в момент контакта и, следовательно, создаст возможность разрушения как упора, так и подъемно-транспортного средства. В этих условиях не исключена возможность его опрокидывания, если, например, это башенный кран, стрела с грузом которого развернута в сторону упора.
Целью предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей тупиковых упоров на основе клиновых систем путем исключения скачкообразного поглощения кинетической энергии и повышения тормозной мощности.
Для достижения указанной цели тупиковый упор, содержащий колодку, имеющую поверхности, контактирующие с колесом и рельсом, по обеим сторонам которой находятся борта, подвижно соединенные с ползунами в направляющих, расположенных на шейке рельса, при этом ползун входит в неподвижно закрепленный корпус, в соответствии с изобретением на корпусе подвижно закреплен конус, сопряженный с разрезным цилиндром, внешней поверхностью контактирующий с корпусом, а торцевой - с пружиной, второй конец ползуна опирается на расположенные одна на другой пружины разной длины, при этом ход пружин и ползуна определяется из условия:
1
2
4
3
5
h+h=h, h=h,
1
где h - участок самостоятельного сжатия одной пружины;
2
h - участок совместного сжатия двух пружин;
3
h - участок совместного сжатия трех пружин;
4
h - ход ползуна в конусе;
5
h - участок сжатия пружины, на которую опирается цилиндр.
Сущность изобретения поясняется графически на фигуре.
1
2
4
3
5
3
5
На фигуре показан пример конструктивного исполнения тупикового упора, состоящего из опорной колодки 1, установленной на рельс 2 по обеим сторонам которой находятся борта 3, подвижно соединенные с ползунами 4, перемещающимися в направляющих 5, при этом на корпусе подвижно закреплен конус 6, сопряженный с разрезным цилиндром 7, внешней поверхностью контактирующий с неподвижно закрепленным корпусом 8, а торцевой поверхностью - с пружиной 9, опирающейся вторым концом на основание корпуса 17, в свою очередь второй конец ползуна опирается на расположенные одна в другой пружины 10, 11 посредством опорной шайбы 12, контактирующие другим концом с неподвижным основанием 17, причем самостоятельный ход h пружины 10 и совместный ход h пружин 10 и 11 равен ходу ползуна h, а h соответствует совместному ходу пружин 9, 10 и 11 и равен рабочему ходу h пружины 9, т.е. h=h.
Система работает следующим образом.
1
На первом этапе при наезде колеса 13 на опорную колодку 1 начинается движение колеса 13, колодки 1 и штока 4, как единой системы, приводящей к сжатию длинной пружины (в данном примере пружины 10) на h. При этом возникают силы трения на контакте колеса с колодкой и колодки с рельсом, которые усиливают тормозную мощность силой, создаваемой пружиной 10.
2
На втором этапе движения на участке h пружины 10 и 11 начинают сжиматься, совместно обеспечивая дальнейшее нарастание тормозной мощности.
3
На третьем этапе на участке h ползун с ограничителем 14 упирается в конус 6, разрезной цилиндр раздвигается и на контакте между корпусом и внешней поверхностью цилиндра возникают силы трения. Далее происходит движение цилиндра, с которым синхронно начинают сжиматься пружины 9, 10, 11, что приводит к максимальному нарастанию тормозной мощности. После ухода подъемно-транспортного средства с колодки пружины возвращают ее в исходное положение. При этом пружина 10 через ограничитель 16 выводит из контакта конус, исключая эффект самозаклинивания, а пружина 9 возвращает в исходное положение цилиндр, прижимая его к неподвижно закрепленной крышке 15 корпуса 8.