КЛЕЩЕВОЙ МЕХАНИЗМ ДИСКОВОГО ТОРМОЗА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
RAILWAY VEHICLE CALLIPER-TYPE DISC BRAKE ASSEMBLY

Изобретение относится к тормозному оборудованию железнодорожных транспортных средств, в частности к дисковым тормозам.
Известен дисковый тормоз железнодорожного транспортного средства [Регистрационный номер заявки №2004109531/11, 2004.03.31, номер публикации №2264940, МПК B61H 5/00] с тормозным диском, прикрепленным к колесной паре, фрикционными накладками, взаимодействующими с тормозным диском посредством приводного устройства (клещевой механизм) и тормозного цилиндра.
Недостатками представленного аналога являются следующие особенности: рабочая нагрузка от тормозного цилиндра поступает на один из рычагов клещевого механизма, затем через тягу часть нагрузки передается на другой рычаг, при этом шарнирные оси поворота рычагов расположены несимметрично, следовательно, и на рабочих поверхностях она распределена несимметрично; узел крепления башмака с фрикционными накладками к клещевому механизму позволяет хаотично перемещаться трущимся поверхностям накладок относительно рабочей поверхности тормозного диска - все это приводит к неравномерному износу трущихся поверхностей накладок, следовательно, к снижению эффективности торможения и срока их эксплуатации.
В качестве прототипа был выбран дисковый тормоз железнодорожного транспортного средства [Регистрационный номер заявки №2008100648/11, 27.05.2010, номер публикации №2390449, МПК B61H 5/00], состоящий из корпуса, расположенного на подрессоренной раме транспортного средства с клещевым параллелограммным механизмом, башмаков, фрикционных накладок и тормозного диска, расположенного на оси колесной пары транспортного средства.
Недостатками прототипа являются: структура клещевого механизма не обеспечивает компенсацию одной из подвижностей колесной пары (виляние), возникающей при прохождении транспортным средством кривых участков железнодорожного пути малого радиуса; суппорт обеспечивает поступательную подвижность посредством трения скольжения и имеет ограничения этой подвижности между плоскими деталями, что является критичным при работе в условиях большой загрязненности и обледенения; все шарнирные соединения клещевого механизма относятся к одноподвижным кинематическим парам, которые требуют высокой точности изготовления; структура механизма имеет избыточные связи, которые обусловливают наличие натягов и деформацию звеньев механизма.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является устранение избыточных связей в клещевом механизме, обеспечение технологичности изготовления деталей и сборки механизма, повышение надежности и долговечности работы дискового тормоза, повышение эффективности торможения за счет повышения КПД механизма, обеспечивая тем самым стабильность усилия нажатия тормозных накладок на диск во всем диапазоне угла поворота рычагов, зависящего от фрикционного износа, клещевого механизма.
Решение поставленной задачи достигается применением оригинальной структурной схемы пространственного клещевого механизма, в которой предусматривается шарнирное соединение суппорта с корпусом механизма, применение кинематических пар высшего порядка, и все кинематические пары механизма являются вращательными.
На фиг.1, фиг.2, фиг.3 схематично изображен предлагаемый дисковый тормоз в плане, вид справа и вид сверху соответственно. На фиг.4 изображена структурная схема пространственного клещевого механизма.
Дисковый тормоз содержит (см. фиг.1, 2, 3): подвес 1, который крепится на подрессоренной раме части транспортного средства; корпус 2, который шарнирно крепится к подвесу 1; суппорт 3, который шарнирно крепится к корпусу 2 с помощью оси 11; тормозной цилиндр 4 со встроенным авторегулятором зазора между тормозным диском и фрикционными накладками; шток тормозного цилиндра 5; рычаги 6, которые шарнирно крепятся к суппорту 3; башмаки 7 с фрикционными накладками 8, которые шарнирно крепятся к рычагам 6; крестовины 9, которые шарнирно крепятся к суппорту 3; тяги 10, которые с помощью сферического шарнира крепятся к башмакам 7 и шарнирно крепятся к крестовинам 9 и замыкают параллелограммные контуры, с помощью которых обеспечивается равномерный износ фрикционных накладок; крестовина 12, которая шарнирно крепится к тормозному цилиндру 4 и рычагу 6; крестовина 13, которая шарнирно крепится к штоку 5 и другому рычагу 6.
x
y
z
x
y
z
На фиг.4 изображена структурная схема пространственного клещевого механизма дискового тормоза. На схеме буквами условно обозначены кинематические пары; цифрами обозначены позиции деталей, соответствующие фиг.1, фиг.2, фиг.3; в рамках показаны количество и направления подвижностей кинематических пар. Кинематическим парам D, E, F, G, N, P присвоена только одна подвижность, так как в процессе эксплуатации они являются наиболее нагруженными. S (продольное), S (поперечное), S (вертикальное), U (боковая качка), U (галопирование), U (виляние) - подвижности колесной пары, которые компенсируются клещевым механизмом.
При подаче давления сжатого воздуха в тормозной цилиндр 4 рабочая нагрузка через рычаги 6 симметрично распределяется на башмаки 7 с фрикционными накладками, которые в свою очередь прижимаются к тормозному диску и создают тормозную силу. При этом детали в шарнирных соединениях не испытывают натягов и деформаций из-за технологических погрешностей, тем самым обеспечивая повышение КПД механизма.