АВТОРЕГУЛЯТОР ГРУЗОВЫХ РЕЖИМОВ ТОРМОЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
AUTOMATIC REGULATOR OF CARGO BRAKING MODES OF RAILWAY VEHICLE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к элементам тормозного оборудования железнодорожного транспорта, а именно к авторегуляторам грузовых режимов торможения, которые предназначены для регулирования давления сжатого воздуха в тормозном цилиндре (цилиндрах) грузового транспортного средства в зависимости от его загрузки.
Уровень техники
Известно устройство авторегулятора грузовых режимов торможения, состоящее из измерительной части, в которой установлен подпружиненный демпферный поршень, на штоке которого закреплен сухарь, и реле давления, пневматически связанное с воздухораспределителем и тормозным цилиндром. Реле давления содержит корпус, в котором размещены рычаг, подпружиненные нижний и верхний поршни хвостовиками шарнирно соединенные с упомянутым рычагом, и подпружиненный питательный клапан. Ребро сухаря, закрепленное на ползуне, служит осью, вокруг которой поворачивается рычаг. В зависимости от загрузки вагона сухарь перемещается вверх или вниз. Перемещение ползуна с сухарем вызывает изменение плеч рычага, соотношение которых способствует изменению величины конечного давления в тормозном цилиндре. Сквозной паз сухаря известной конструкции позволяет регулировать его установку на измерительной части (Иноземцев В.Г., Абашкин И.В. «Тормозное пневматическое оборудование подвижного состава». Учебник для ПТУ, стр.128-131, М., Транспорт, 1984).
Известно устройство авторегулятора грузовых режимов торможения, состоящее из измерительной части, в которой установлен подпружиненный демпферный поршень, на штоке которого закреплен сухарь, и реле давления, пневматически связанное с воздухораспределителем и тормозным цилиндром. Сухарь закреплен на штоке измерительной части с помощью винта крепления. Опорное ребро сухаря контактирует с рычагом реле давления, обеспечивая тем самым регулирование давления в тормозном цилиндре в зависимости от загрузки вагона. Сквозной паз сухаря известной конструкции позволяет регулировать его установку на измерительной части (патент РФ №2311308, МПК В60Т8/18, 27.11.2007).
Недостатком известных устройств является сложный процесс регулирования положения сухаря на демпфере, при котором необходимо снять реле давления с измерительной части, разобрав авторегулятор. Такая регулировка сложна и трудозатратна в условиях производства и при ремонте изделия.
Известно устройство авторегулятора грузовых режимов торможения, состоящее из измерительной части, в которой установлен подпружиненный демпферный поршень, на штоке которого закреплен сухарь, и реле давления, пневматически связанное с воздухораспределителем и тормозным цилиндром. Ребро сухаря, закрепленное на ползуне, служит осью, вокруг которой поворачивается рычаг. В известном устройстве предусмотрена регулировка начального положения сухаря относительно рычага с помощью сферического регулятора с четко определенными позициями регулировки, который прикреплен к корпусу управляющей части и имеет направляющие, по которым сухарь перемещается в процессе регулировки вверх и вниз. При этом регулировка осуществляется через отверстие для регулировки с заглушкой, выполненное в корпусе управляющей части (патент РФ №168075, МПК В60Т8/18, 17.01.2017).
Недостатком данного устройства является ограничение регулировки сухаря, положение которого определяется тремя отверстиями регулировки начального положения в зависимости от массы порожнего вагона.
Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является автоматический регулятор грузовых режимов торможения, состоящий из измерительной части, содержащей корпус, в котором установлен подпружиненный демпферный поршень, закрепленный на подвижном штоке, и реле давления, пневматически связанное с тормозным цилиндром и воздухораспределителем, которое выполнено в виде размещенных в корпусе диафрагмы и подвижного поршня с головкой и с хвостовиком. В подвижном поршне установлен подпружиненный рабочий орган, с возможностью осевого перемещения до контакта с регулируемой контактной планкой, установленной на штоке измерительной части, приводящийся в движение давлением сжатого воздуха, подаваемым либо от воздухораспределителя, либо нагнетаемым в тормозной цилиндр, и взаимодействующий с подпружиненным питательным клапаном подвижного поршня. Регулировка угла наклона контактной планки осуществляется с помощью регулировочного винта через отверстие для регулировки, выполненное в измерительной части и закрытое заглушкой (патент РФ №2636232, МПК В60Т8/18, опубл. 06.07.2017 (прототип)).
Недостатком данного устройства является размещение регулировочного устройства на демпфере измерительной части, наиболее подверженной вибрационно-динамическим нагрузкам, в процессе которых возможно самопроизвольное раскручивание регулировочного устройства, влекущее тем самым изменение угла наклона контактной планки.
Раскрытие изобретения
При создании изобретения решалась задача обеспечения безопасности движения железнодорожного подвижного состава.
Технический результат, получаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в упрощении процесса регулировки авторегулятора грузовых режимов торможения, повышение надежности и износостойкости регулировочного узла авторегулятора в процессе эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что предложенная конструкция авторегулятора состоит из измерительной части, включающей установленную на штоке подпружиненного демпферного поршня контактную планку, и реле давления, пневматически связанного с тормозным цилиндром и воздухораспределителем, содержащего подвижный поршень, со стороны хвостовика которого установлен подпружиненный питательный клапан, диафрагму и установленный в сквозном отверстии подвижного поршня подпружиненный рабочий орган. При этом в торцевой части рабочего органа, выполнено резьбовое отверстие, в которое ввернут регулировочный винт, выполненный с возможностью вращения по резьбе с помощью соответствующего инструмента через предусмотренное в корпусе реле давления отверстие для регулировки.
Транспортные средства в зависимости от модели отличаются друг от друга различной массой, которая влияет на выходные параметры устройства. Установка в тормозную систему железнодорожного транспортного средства авторегулятора грузовых режимов торможения предусматривает предварительную настройку на стенде выходных параметров авторегулятора в соответствии с заданными характеристиками определенной модели вагона, путем регулирования расстояния между упором рабочего органа, установленного в подвижном поршне реле давления и контактной планкой измерительной части.
В предлагаемом изобретении решается задача изменения данного расстояния путем регулировки положения регулировочного винта, установленного в торцевой части рабочего органа, в вертикальном направлении. Положение регулировочного винта настраивается его вращением по резьбе с помощью, например, отвертки. При перемещении регулировочного винта вниз расстояние между рабочим органом и контактной планкой сокращается.
В отличие от известных решений узел регулировки закреплен в торцевой части рабочего органа, установленного в подвижном поршне реле давления. Реле давления меньше подвержено вибро-динамическим нагрузкам, тем самым снижена вероятность самопроизвольного раскручивания регулировочного винта. Кроме того, законтривание регулировочного винта с помощью крепежного винта и пластиковой вставки полностью исключает такое раскручивание.
Кроме того, благодаря выполненному в корпусе реле давления отверстию для прохода инструмента сохраняется возможность регулировки авторегулятора непосредственно на стенде без демонтажа со стенда и разбора авторегулятора.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется описанием конкретного примера ее выполнения и прилагаемыми чертежами, где на:
фиг. 1 изображен общий вид авторегулятора грузовых режимов торможения (в разрезе);
фиг. 2 - сечение Б-Б (регулировочный узел, вид сверху);
фиг. 3 - сечение А-А (пломбировочное устройство).
Осуществление изобретения
Авторегулятор грузовых режимов торможения железнодорожного транспортного средства состоит из измерительной части 1 и реле давления 2.
Внутри корпуса 3 измерительной части 1 расположен шток 4, с закрепленным на нем демпферным поршнем 5 с дроссельным отверстием 6, размещенным в теле демпферного поршня 5 (фиг. 1).
Демпферный поршень 5 подпружинен, например, цилиндрической пружиной 7, установленной в верхней части корпуса 3 измерительной части 1. Со стороны нижнего торца 8 корпуса 3 в полости штока 4 установлен подпружиненный, например, цилиндрической пружиной сжатия 9, подвижный стакан 10, на свободном торце которого жестко, например, посредством вальцевания, закреплен упор 11. Упор 11 может быть выполнен из легированной стали с последующей объемной закалкой.
В теле штока 4 со стороны реле давления 2 жестко закреплена контактная планка 12 с наклонной поверхностью 13, которая может быть выполнена, например, из металла. Наклонная поверхность 13 контактной планки 12 может быть выполнена рифленой. Рифление может быть выполнено либо накаткой, либо насечкой, либо резьбой.
Корпус 3 измерительной части 1 и корпус 14 реле давления 2 могут быть выполнены, как стальными, так и из чугуна. В стенках корпуса 14 реле давления 2 выполнены каналы 15, 16 и 17, пневматически связывающие реле давления 2 с воздухораспределителем (не показан) посредством канала 15, с тормозным цилиндром (не показан) посредством канала 16 и с атмосферой - посредством канала 17.
Реле давления 2 состоит из подвижного поршня 18 и диафрагмы 19, размещенных в корпусе 14 реле давления 2. Подвижный поршень 18 выполнен подпружиненным, например, цилиндрической пружиной сжатия 20, и занимает в нерабочем состоянии крайнее правое (по рисунку) положение (фиг. 1). Со стороны хвостовика 21 подвижного поршня 18 установлен подпружиненный питательный клапан 22. В нерабочем состоянии питательный клапан 22 подвижного поршня 18 открыт по седлу и связывает канал 15 воздухораспределителя (не показан) с каналом 16 тормозного цилиндра (на чертеже не показан).
Головка 23 подвижного поршня 18 выполнена с радиальными ребрами, расположенными между внутренними радиально направленными ребрами вставки 24, жестко закрепленной в корпусе 14 реле давления 2. Положение ребер вставки 24 и поршня 18 обеспечивает возможность перемещения подвижного поршня 18 между радиальными ребрами вставки 24 и возврата в исходное положение. Неподвижная вставка 24 и подвижный поршень 18 при этом могут быть неметаллическими, например, могут быть изготовлены из пластика, например, из полиамида.
Диафрагма 19 закреплена центральной частью на подвижном поршне 18, при этом ее внешний край может быть защемлен наружной боковой поверхностью неподвижной вставки 24. Диафрагма 19 располагается в нерабочем состоянии на радиальных ребрах головки 23 подвижного поршня 18.
Диафрагма 19 может быть изготовлена резиновой армированной, а может быть выполнена и из другого эластичного материала с похожими физико-механическими свойствами.
Подвижный поршень 18 выполнен со сквозным продольным отверстием 25, в котором установлен рабочий орган 26, подпружиненный с помощью упругого элемента, например, цилиндрической пружинной сжатия 27, с возможностью осевого перемещения вдоль тела поршня 18 и возврата в исходное положение. Рабочий орган 26 выполнен с осевым отверстием 28, обеспечивающим выход воздуха в атмосферу посредством канала 17 в случае отпуска тормоза.
Торцевая часть 29 рабочего органа 26 выведена за пределы корпуса 14 реле давления 2 (фиг. 1, 2). На торцевой части 29 выполнено резьбовое отверстие для установки регулировочного винта 30, боковая поверхность 31 которого выполнена рифленой и предназначена для наилучшего контакта с рифленой наклонной 13 поверхностью контактной планки 12, размещенной на штоке 4 измерительной части 1. Рифление может быть выполнено либо накаткой, либо насечкой, либо резьбой. Благодаря рифленой поверхности 31 регулировочного винта 30, а также демпферному поршню 5 с дроссельным отверстием 6 малого диаметра, такие факторы, как переезд стрелок и прочие динамические колебания кузова вагона, не влияют в процессе торможения на изменение давления воздуха в тормозном цилиндре, т.к. положение регулировочного винта 30 остается неизменным, независимо от внешних колебаний вагона.
Положение регулировочного винта 30 в отверстии рабочего органа 26 закреплено с помощью крепежного винта 32 и пластиковой вставки 33, которые исключают самопроизвольное проворачивание регулировочного винта 30 (фиг. 2).
В корпусе 14 реле давления 2 со стороны измерительной части 1 дополнительно установлен фланец 34 со сквозным отверстием, определяющим направление хода рабочего органа 26. На внешней стороне фланца 34 выполнены горизонтальные направляющие 35, выполненные с обеспечением направления хода рабочего органа 26 и закрепленного на нем регулировочного винта 30 по горизонтали (фиг. 1).
Для регулировки положения винта 30 в вертикальном направлении относительно торцевой части 29 рабочего органа 26 в корпусе 3 измерительной части 1 со стороны реле давления 2 предусмотрено отверстие под регулировочный инструмент, например, отвертку. В представленном примере доступ к регулировке винта 30 осуществляется через атмосферный канал 17.
Для защиты от несанкционированного доступа в корпусе 3 реле давления выполнены отверстия для перекрытия атмосферного канала 17 с помощью стержня 36, фиксируемого проволокой 37, на которую навешивается пломба 38 (фиг. 3).
Авторегулятор грузовых режимов торможения работает следующим образом.
В нерабочем положении рабочий орган 26 расположен максимально влево (по рисунку), в то время как поршень 18 под действием пружины 20 находится в крайнем правом положении, при этом большая часть площади диафрагмы 19 расположена с упором на ребрах по всей поверхности головки 23 поршня 18. Осевое атмосферное отверстие 28 рабочего органа 26 перекрыто, Канал 15 воздухораспределителя сообщен через открытый по седлу питательный клапан 22, сквозное отверстие 25 поршня 18 с каналом 16 тормозного цилиндра (фиг. 1, 3)
Регулировка начального положения регулировочного винта 30 проводится на стенде с установленными характеристиками порожнего вагона. Сначала снимается пломба 38, проволока 37 и стержень 36, ограничивающие доступ к регулировочному винту 30. Далее положение регулировочного винта 30 регулируется путем его вращения по резьбе с помощью инструмента, например отвертки. При необходимости дополнительно проверяют правильность выставленного положения регулировочного винта 30, установив на стенде характеристики грузового режима. После проверки положения регулировочного винта 30, при котором тормозные характеристики авторегулятора соответствуют требуемым параметрам, авторегулятор снимают со стенда и в отверстие вставляется стержень 36, положение которого пломбируется с помощью проволоки 37 и пломбы 38.
Благодаря установленным пластиковой вставке 33 и крепежному винту 32 вращение регулировочного винта 30 возможно только при воздействии инструментом. Самопроизвольное вращение регулировочного винта 30 в отверстии торцевой части 29 определителя давления 26 исключено.
После регулировки авторегулятор закрепляют на подрессоренной раме вагона на кронштейне с помощью болтов. Подводящие трубы от воздухораспределителя и тормозного цилиндра соединяют с соответствующими каналами авторегулятора с помощью, например, штуцерных соединений.
Основные процессы при торможении и отпуске происходят в реле давления 2, которое обеспечивает сообщение тормозного цилиндра с воздухораспределителем и атмосферой.
При загрузке вагона изменяется прогиб рессорного подвешивания, в результате чего опорная планка вагона (не показана) давит на упор 11, который перемещается вверх, передавая движение вверх стакану 10 и сжимая пружину 9. Происходит плавное перемещение штока 4. Совместно со штоком 4 измерительной части 1 происходит вертикальное перемещение контактной планки 12 с наклонной поверхностью 13. При этом изменяется расстояние от ее наклонной поверхности 13 до контактной поверхности 31 регулировочного винта 30.
2
2
В начальный момент торможения сжатый воздух от воздухораспределителя через открытый питательный клапан 22 беспрепятственно поступает в тормозной цилиндр. При повышении давления от 0,4 до 0,5 кгс/см, подаваемого воздухораспределителем, рабочий орган 26 перемещается вправо (по рисунку) до упора регулировочного винта 30 в наклонную поверхность 13 контактной планки 12. Питательный клапан 22 при этом остается открытым, и воздух при этом продолжает беспрепятственно проходить через авторегулятор в тормозной цилиндр. Таким образом, обеспечивается минимальное наполнение давлением тормозного цилиндра до достижения давления первой ступени торможения - до 0,6 кгс/см.
2
При дальнейшем повышении давления первой ступени торможения (0,6 кгс/см) подвижный поршень 18 смещается влево (по рисунку), при этом одна часть площади диафрагмы 19 упирается на его ребра, а другая - на вставку 24 с радиальными ребрами, создавая давлением сжатого воздуха силу, противодействующую силе, возникающей от воздействия давления, подаваемого воздухораспределителем на поверхность головки 23, и сопротивлению пружины 20, способствуя, тем самым, перемещению поршня подвижного 18. Под воздействием силы, создаваемой активной площадью диафрагмы, подвижный поршень 18 перемещается в сторону питательного клапана 22 (влево по рисунку), рабочий орган 26 при этом остается в положении упора регулировочным винтом 30 в наклонную поверхность 13 контактной планки 12. Питательный клапан 22 садится на свое седло, перекрывая сообщение воздухораспределителя и тормозного цилиндра.
Конечным положением рабочего органа 26, которое ограничено упором рабочей поверхности 31 регулировочного винта 30 в наклонную поверхность 13 контактной планки 12, определяется положение подвижного поршня 18, при котором питательный клапан 22 сядет на свое седло. Положение подвижного поршня 18 при закрытом питательном клапане 22 устанавливает диаметр пересечения профилей ребер неподвижной вставки 24 и ребер подвижного поршня 18, что в свою очередь определяет активную площадь диафрагмы 18 (фиг. 1), от которой зависит усилие, которое воспринимает подвижный поршень 18 от давления, нагнетаемого воздухораспределителем.
Таким образом, конечное положение рабочего органа 26 определяет величину давления, нагнетаемую воздухораспределителем в тормозной цилиндр, которая зависит от величины загрузки вагона, определяемой положением контактной платки 12, расположенной на штоке 4 измерительной части 1. Положение регулировочного винта 30 в свою очередь определяет рабочее расстояние между регулировочным винтом 30 и поверхностью 13 контактной планки 12, при котором обеспечивается требуемое рабочее давление на выходе тормозного цилиндра.
Введение в конструкцию авторегулятора регулировочного винта 30, выполненного с возможностью изменения положения в вертикальном направлении при его вращении с помощью инструмента, например, отвертки, позволило обеспечить быструю настройку прибора на проверочном стенде перед установкой на вагон без разборки прибора (снятия измерительной части).