ТОРМОЗНАЯ РЫЧАЖНАЯ ПЕРЕДАЧА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
RAILROAD VEHICLE BRAKING LEVER TRANSMISSION

Заявляемое изобретение относится к области железнодорожного транспорта и касается конструкции автоматических тормозов для грузового подвижного состава, с использованием в ней системы торможения для каждой тележки под вагоном в отдельности.
Известна конструкция тормозной рычажной передачи железнодорожного транспортного средства [Патент РФ №2259293 от 05.10.2004], содержащая два горизонтальных рычага, шарнирно соединенных между собой в средней части затяжкой. Конец одного горизонтального рычага шарнирно соединен со штоком тормозного цилиндра, конец другого горизонтального рычага шарнирно соединен с кронштейном крышки тормозного цилиндра. Противоположные концы горизонтальных рычагов шарнирно соединены с тягами, связанными шарнирными соединениями с верхними концами вертикальных рычагов тормозных рычажных передач тележки вагона. Кроме того, затяжка выполнена в плане в форме двутавра с полками, размещенными вдоль средней части соответствующего горизонтального рычага и имеющими каждая не менее трех отверстий. В средней части каждого горизонтального рычага выполнено такое же количество отверстий для образования шарнирного соединения между затяжкой и горизонтальными рычагами.
Данная конструкция позволяет при выходе штока, в момент прижатия тормозных колодок к колесам тележек, привести к выстраиванию оси тормозного цилиндра и осей симметрии горизонтальных рычагов перпендикулярно (под углом 90°±10°), что, в свою очередь, ведет к снижению потерь силы, передающейся от тормозного цилиндра к тормозным рычажным передачам тележек, и увеличению коэффициента полезного действия (КПД) в рычажной передаче, но конструкция рассчитана на воздействие от одной рычажной передачи тормозного цилиндра на все тормозные рычажные передачи тележек вагона. Также существенным недостатком данной конструкции системы торможения является то, что тележки вагона тормозят не одновременно, что ухудшает эффективность тормозной системы.
Также известна конструкция тормозной рычажной передачи железнодорожного вагона [Патент РФ №2213674 от 09.01.2002], содержащая закрепленные на раме вагона тормозные цилиндры раздельных приводов тормоза, шток каждого из которых шарнирно связан с горизонтальным рычагом, соединенным шарнирно через серьгу с рамой и непосредственно с концом продольной тяги, другим концом шарнирно связанной с рычажным механизмом, передающим усилие на тормозной привод тележки. Тормозные цилиндры разделенных приводов тормоза диагонально расположены по отношению к продольной оси вагона и закреплены на хребтовой балке рамы между шкворневыми и концевыми балками. Рычажный механизм, передающий усилие на тормозной привод тележки, выполнен в виде шарнирно связанного с продольной тягой дополнительного горизонтального рычага, один конец которого посредством серьги шарнирно соединен с рамой, а другой через тягу и двуплечий вертикальный рычаг шарнирно связан посредством серьги с тормозным приводом тележки. Двуплечий вертикальный рычаг шарнирно закреплен на раме в базовом пространстве вагона и расположен в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось вагона.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемого изобретения.
Недостатком данной конструкции является большое количество рычагов в рычажной передаче (то есть рычаги, не относящиеся к рычажной передачи тележек), которые соединены с различными элементами тормозной рычажной передачи посредствам шарнирных соединений, что ведет к увеличению потерь силы, передающейся от тормозного цилиндра, и уменьшению коэффициента полезного действия (КПД) в рычажной передаче. Также в конструкции не определенно расположение серьги мертвой точки горизонтального рычага, связанного со штоком тормозного цилиндра, относительно тормозного цилиндра и горизонтального рычага, что может привести к еще большим потерям усилия, передающегося от тормозного цилиндра, и к возможному заклиниванию рычажной передачи тормозного цилиндра.
Задачей, на решение которой направлена заявляемое изобретение, является создание конструкции системы торможения грузового вагона, в которой потери усилия, передающегося в рычажной передачи от тормозного цилиндра к приводу тележки, сведены к минимальным показателям, при этом заклинивание в приводе тормозного цилиндра исключается.
Поставленная задача решается за счет того, что в конструкции системы торможения грузового вагона, в рычажной передаче на каждый привод тележки воздействует свой привод тормозного цилиндра, в котором установка тормозного цилиндра, серьги мертвой точки и горизонтального рычага осуществлена следующим образом: полупрямая (ось серьги мертвой точки) исходящая, в плане, из центра шарнира крепления серьги мертвой точки, закрепленного на раме вагона со стороны тормозного цилиндра относительно горизонтального рычага, проходящая через центр шарнира крепления серьги мертвой точки на горизонтальном рычаге, при нулевом выходе штока тормозного цилиндра направлена в сторону выхода штока, вместе с этим расстояние между центром шарнира крепления серьги мертвой точки на раме и осью штока тормозного цилиндра равно или больше не более чем на 1/10 расстояния между центром шарнира крепления горизонтального рычага со штоком тормозного цилиндра и центром шарнира крепления серьги мертвой точки на горизонтальном рычаге, кроме того, при нулевом выходе штока тормозного цилиндра угол между осью горизонтального рычага и направленной полупрямой серьгой мертвой точки, находящийся со стороны тормозного цилиндра, имеет значение острого угла.
Сущность заявляемого изобретения, заключается в том, что тормозная рычажная передача железнодорожного транспортного средства содержит тормозной цилиндр, который шарнирно соединен штоком с горизонтальным рычагом, при этом горизонтальный рычаг шарнирно соединен с серьгой мертвой точки, с авторегулятором, с приводом авторегулятора, вместе с этим расстояние (а) между центром неподвижного шарнира серьги мертвой точки, расположенного со стороны тормозного цилиндра относительно горизонтального рычага, и осью штока тормозного цилиндра равно или больше в пределах 10% расстояния (b) между центром шарнирного соединения горизонтального рычага со штоком тормозного цилиндра и центром подвижного шарнира серьги мертвой точки, расположенного на горизонтальном рычаге, также при нулевом выходе штока тормозного цилиндра угол (α) между осью симметрии горизонтального рычага и осью симметрии серьги мертвой точки, находящийся со стороны тормозного цилиндра - острый. Кроме того, при нулевом выходе штока тормозного цилиндра угол (α) между осью симметрии горизонтального рычага и осью симметрии серьги мертвой точки, находящийся со стороны тормозного цилиндра, составляет 80-85°, а при максимальном рабочем выходе штока этот же угол (α) составляет 90-95°. Также серьга мертвой точки в плане, при нулевом выходе штока, наклонена к оси штока тормозного цилиндра в сторону направления выхода штока.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, где показана тормозная рычажная передача железнодорожного транспортного средства.
Тормозная рычажная передача железнодорожного транспортного средства содержит тормозной цилиндр 1, который шарнирно соединен штоком 2 с горизонтальным рычагом 3. Горизонтальный рычаг 3 шарнирно соединен с серьгой мертвой точки 4, с авторегулятором 5, с приводом авторегулятора 6. Вместе с этим расстояние (а) между центром неподвижного шарнира 7 серьги мертвой точки 4, расположенного со стороны тормозного цилиндра 1 относительно горизонтального рычага 3, и осью 8 штока 2 тормозного цилиндра 1 равно или больше в пределах 10% расстояния (b) между центром 9 шарнирного соединения горизонтального рычага 3 со штоком 2 тормозного цилиндра 1 и центром 10 подвижного шарнира серьги мертвой точки 4, расположенного на горизонтальном рычаге 3, также при нулевом выходе штока 2 тормозного цилиндра 1 угол (α) между осью симметрии 11 горизонтального рычага 3 и осью симметрии 12 серьги мертвой точки 4, находящийся со стороны тормозного цилиндра 1, имеет значение острого угла.
Также при нулевом выходе штока 2 тормозного цилиндра 1 угол (α) между осью симметрии 11 горизонтального рычага 3 и осью симметрии 12 серьги мертвой точки 4, находящийся со стороны тормозного цилиндра 1, составляет 80-85°, а при максимальном рабочем выходе штока 2 этот же угол (α) составляет 90-95°.
-10°
+10°
+15°
Технический результат от заявляемого изобретения заключается в том что, выполнение установки тормозного цилиндра, серьги мертвой точки и горизонтального рычага таким образом, что расстояние (а) между центром неподвижного шарнира серьги мертвой точки, расположенного со стороны тормозного цилиндра относительно горизонтального рычага, и осью штока тормозного цилиндра равно или больше в пределах 10% расстояния (b) между центром шарнирного соединения горизонтального рычага со штоком тормозного цилиндра и центром подвижного шарнира серьги мертвой точки, расположенного на горизонтальном рычаге, также при нулевом выходе штока тормозного цилиндра угол (α) между осью симметрии горизонтального рычага и осью симметрии серьги мертвой точки, находящийся со стороны тормозного цилиндра - острый, позволяет обеспечить первоначальное взаимное расположение штока тормозного цилиндра, серьги мертвой точки, горизонтального рычага и тяги авторегулятора, которое в дальнейшем, при выходе штока тормозного цилиндра в момент прижатия тормозных колодок к колесам тележки, позволяет привести угловые показатели между осью штока тормозного цилиндра и осью симметрии горизонтального рычага со стороны тормозного цилиндра к значению 90°, а между осью симметрии горизонтального рычага и осью симметрии серьги мертвой точки к значению 90° или 90°, которые, в свою очередь, позволяют потери передающегося усилия от тормозного цилиндра, в тормозной рычажной передаче, свести к минимальным показателям. Также такое взаимное расположение тормозного цилиндра, серьги мертвой точки и горизонтального рычага позволяет, при выходе штока тормозного цилиндра, обеспечить перемещение центра шарнира серьги мертвой точки на горизонтальном рычаге только до плоскости, параллельной оси штока тормозного цилиндра, проходящей через центр шарнира серьги мертвой точки на раме, что позволяет избежать заклинивания тормозной рычажной передачи.
Кроме того, если дополнительно выполнить условие, что при нулевом выходе штока тормозного цилиндра угол (α) между осью симметрии горизонтального рычага и осью симметрии серьги мертвой точки, ориентированный к тормозному цилиндру, составляет 80-85°, а при максимальном рабочем выходе штока этот же угол составляет 90-95°, то это позволит уменьшить отклонение угловых показателей, о которых говорилось выше, до 5°, что также способствует уменьшению потерь передающегося усилия от тормозного цилиндра.
В настоящее время на заявляемые конструкции тормозных рычажных передач железнодорожного транспортного средства разработана конструкторская документация и проводятся всесторонние испытания опытных образцов.