ТОРМОЗНОЙ ДИСК ОСИ КОЛЁСНОЙ ПАРЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ)
RAILWAY VEHICLE MOUNTED AXLE BRAKE DISC (VERSIONS)

Изобретение относится к железнодорожным транспортным средствам и касается устройств тормозных дисков, установленных на осях колесных пар.
Известен тормозной диск тележки железнодорожного вагона, содержащий венец и ступицу, соединенные друг с другом посредством размещенных по концентрической окружности их сопряжения крепежных узлов, каждый из которых представляет собой цилиндрический валик, установленный в соосные отверстия венца и ступицы, с односторонним зазором относительно венца со стороны центра диска, при этом на цилиндрическом валике в зоне его расположения в отверстии венца выполнена односторонняя эксцентрическая проточка /1/.
Недостатками известного тормозного диска являются: сложность изготовления цилиндрического валика, необходимость его фиксации при монтаже в строго ориентированном положении, а также снижение прочности цилиндрического валика из-за эксцентрической проточки, которая может привести к его «срезу» при работе тормозного диска.
Известен диск тормоза рельсового транспорта, содержащий ступицу и кольцевой венец, соединенные посредством упругосопряженных с отверстиями венца и ступицы втулок с продольным сквозным разрезом, и устройства для фиксации указанных втулок и венца на ступице. Оси отверстий расположены по образующим сопряжения венца со ступицей, а указанное устройство выполнено в виде накладок, закрывающих с двух сторон упомянутые отверстия, связанных между собой посредством стягивающих элементов, пропущенных через втулки /2/.
Недостатками известного тормозного диска являются: жесткое закрепление болта и стопорной шайбы в накладках, что приводит к дополнительным усилиям на разрыв от температурного расширения при нагреве тормозного диска при торможении, повышенный нагрев венца тормозного диска из-за недостаточного отвода тепла в ступицу через втулки с продольным сквозным разрезом.
Известен тормозной диск тормозного устройства тележки железнодорожного вагона, принятый за прототип, содержащий ступицу, венец, соединенные между собой разрезными втулками и болтовыми соединениями, сгруппированными попарно и разнесенными по окружности, при этом вентиляционные окна выполнены частично в ступице, частично в венце и расположены между попарно сгруппированными разрезными втулками и болтовыми соединениями /3/.
Недостатками известного тормозного диска являются: сложность изготовления сопрягаемых поверхностей венца и ступицы и их соединений, отсутствие фиксации разрезной втулки в строго ориентированном положении, от которого зависит компенсация тепловых деформаций и балансировка венца, что снижает надежность работы тормозного диска при торможениях железнодорожного вагона.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности работы тормозного диска оси колесной пары железнодорожного транспортного средства вследствие упрощения конструкции сопрягаемых поверхностей венца, ступицы и их соединений, обеспечивающей нормальную балансировку венца со ступицей и сохранение балансировки при расширении венца вследствие нагрева при торможениях.
Указанный технический результат достигается тем, что в первом варианте тормозной диск оси колесной пары железнодорожного транспортного средства, содержащий ступицу, венец и кольцевую накладку, соединенные посредством размещенных по концентрической окружности их сопряжения стягивающих элементов, между кольцевой накладкой и венцом установлено плоское кольцо, воздействующее через разрезное кольцо круглого сечения на коническую поверхность ступицы и на сопрягаемую со ступицей цилиндрическую поверхность венца, а в кольцевой накладке по внутреннему диаметру со стороны венца выполнена цилиндрическая проточка.
Во втором варианте тормозной диск оси колесной пары железнодорожного транспортного средства, содержащий ступицу, венец и кольцевую накладку, соединенные посредством размещенных по концентрической окружности их сопряжения стягивающих элементов, между кольцевой накладкой и венцом установлено плоское кольцо, воздействующее через разрезное кольцо круглого сечения на цилиндрическую поверхность ступицы и на сопрягаемую со ступицей коническую поверхность венца, а в кольцевой накладке по внутреннему диаметру со стороны венца выполнена цилиндрическая проточка.
В обоих вариантах возможна установка между плоским кольцом и разрезным кольцом круглого сечения, по меньшей мере, одного плоского регулировочного кольца, а кольцевая накладка, плоское кольцо и плоское регулировочное кольцо могут быть выполнены составными, состоящими, по меньшей мере, из двух частей.
Сущность предлагаемого изобретения представлена на следующих чертежах:
- на фиг. 1 - общий вид тормозного диска по первому варианту;
- на фиг. 2 - фрагмент А фиг. 1 - установка плоского регулировочного кольца по первому варианту;
- на фиг. 3 - общий вид тормозного диска по второму варианту;
- на фиг. 4 - фрагмент Б фиг. 3 - установка плоского регулировочного кольца по второму варианту.
Тормозной диск по первому варианту (фиг. 1) расположен на оси 1 колесной пары железнодорожного транспортного средства (на чертеже не показана) и состоит из ступицы 2, венца 3, кольцевой накладки 4, соединенных посредством размещенных по концентрической окружности их сопряжения стягивающих элементов 5. Между кольцевой накладкой 4 и венцом 3 установлено плоское кольцо 6, воздействующее через разрезное кольцо 7 круглого сечения на коническую поверхность 8 ступицы 2 (фиг. 2) и на сопрягаемую со ступицей цилиндрическую поверхность 9 венца 3. В кольцевой накладке 4 по внутреннему диаметру со стороны венца 3 выполнена цилиндрическая проточка 10. Между плоским кольцом 6 и разрезным кольцом 7 круглого сечения возможна установка, по меньшей мере, одного плоского регулировочного кольца 11.
Тормозной диск по второму варианту (фиг. 3) расположен на оси 1 колесной пары железнодорожного транспортного средства (на чертеже не показана) и состоит из ступицы 2, венца 3, кольцевой накладки 4, соединенных посредством размещенных по концентрической окружности их сопряжения стягивающих элементов 5. Между кольцевой накладкой 4 и венцом 3 установлено плоское кольцо 6, воздействующее через разрезное кольцо 7 круглого сечения на цилиндрическую поверхность 12 ступицы 2 (фиг. 4) и на сопрягаемую со ступицей коническую поверхность 13 венца 3. В кольцевой накладке 4 по внутреннему диаметру со стороны венца 3 выполнена цилиндрическая проточка 10. Между плоским кольцом 6 и разрезным кольцом 7 круглого сечения возможна установка, по меньшей мере, одного плоского регулировочного кольца 11.
Тормозной диск оси колесной пары железнодорожного транспортного средства собирается и работает следующим образом.
После изготовления и балансировки венца 3 и ступицы 2 они собираются непосредственно на оси 1 колесной пары железнодорожного транспортного средства.
При вращении оси 1 колесной пары железнодорожного транспортного средства, в первом варианте, центрированное положение венца 3 на ступице 2 при воздействии динамических сил обеспечивается в результате воздействия плоского кольца 6 через разрезное кольцо круглого сечения 7 на коническую поверхность 8 ступицы 2 и находящимся в плотном контакте с сопрягаемой со ступицей 2 цилиндрической поверхностью 9 венца 3.
Во втором варианте центрированное положение венца 3 на ступице 2 при воздействии динамических сил обеспечивается в результате воздействия плоского кольца 6 через разрезное кольцо 7 круглого сечения на цилиндрическую поверхность 12 ступицы 2 и находящимся в плотном контакте с сопрягаемой со ступицей 2 конической поверхностью 13 венца 3.
При расширении венца 3 вследствие нагрева при торможениях сохраняется его центрированное положение относительно ступицы 2 в результате воздействия плоского кольца 6 на разрезное кольцо 7 круглого сечения, уплотняющее образовавшийся из-за нагрева зазор между конической поверхностью 8 ступицы 2 и сопрягаемой со ступицей 2 цилиндрической поверхностью 9 венца 3 по первому варианту и уплотняющее образовавшийся из-за нагрева зазор между цилиндрической поверхностью 12 ступицы 2 и сопрягаемой со ступицей 2 конической поверхностью 13 венца 3 по второму варианту.
При охлаждении венца 3 разрезное кольцо 7 круглого сечения возвращается в исходное состояние вследствие уменьшения зазора между сопряженными радиальными поверхностями венца 3 и ступицы 2, воздействуя на плоское кольцо 6, для осевой податливости которого в кольцевой накладке 4 по внутреннему диаметру со стороны венца 3 выполнена цилиндрическая проточка 8.
Установка одного или нескольких плоских регулировочных колец 11 между плоским кольцом 6 и разрезным кольцом 7 круглого сечения увеличивает усилие, действующее от плоского кольца 6 на разрезное кольцо 7 круглого сечения, находящимся в плотном контакте с сопряженными радиальными поверхностями венца 3 и ступицы 2 в обоих вариантах, центрируя венец 3 относительно ступицы 2 и повышая уравновешенность тормозного диска.
Для упрощения монтажа и регулировок, повышающих уравновешенность тормозного диска в эксплуатации кольцевая накладка 4, плоское кольцо 6 и плоское регулировочное кольцо 11 в обоих вариантах могут быть выполнены составными, состоящими, по меньшей мере, из двух частей.
Таким образом, в предлагаемом тормозном диске оси колесной пары железнодорожного транспортного средства упрощена конструкция сопрягаемых поверхностей венца, ступицы и их соединений, обеспечивающая центрированное положение венца относительно ступицы, поддерживается нормальная балансировка венца при действии динамических сил и при расширении венца вследствие нагрева при торможениях и, следовательно, повышается надежность и безопасность работы тормозного диска в эксплуатации.
Источники информации
1. SU, авт. свид. №1625750 А1, МПК B61H 5/00, опубл. 07.02.91.
2. RU, полезная модель №7650 U1, МПК B61H 5/00, опубл. 16.09.98.
3. RU, патент №125152 U1, МПК B61H 5/00, опубл. 27.02.13.