ТОРМОЗНОЕ УСТРОЙСТВО
BRAKING DEVICE

Изобретение относится к испытательной технике. Преимущественная область применения - торможение объектов, движущихся на опорах скольжения по рельсовым направляющим, в частности по рельсовым направляющим ракетного трека.
6
Известен тормозной башмак, содержащий колодку с ручкой (патент РФ №2142891, МПК В61K 7/00, В61Н 7/10, опубл. 20.12.1999 г.). По обеим сторонам колодки сбоку прикреплены два полоза для фиксации башмака на рельсе. Колодка выполнена, по меньшей мере, с одним поперечным пазом прямоугольного сечения. В пазу размещена прямоугольная вставка из упругого материала для взаимодействия с рельсом. Башмак устанавливается на рельсах и предназначен для замедления и остановки подвижного состава, движущегося по рельсам на сортировочных горках, и не может быть использован для торможения высокоскоростных объектов, движущихся по рельсам на опорах скольжения, из-за больших динамических нагрузок, возникающих при наезде тормозимого объекта на тормозной башмак.
8
Известно тормозное устройство (патент РФ №2327588, МПК В61K 7/00, опубл. 27.06.2008, Бюл. №18), выбранное в качестве прототипа. Данное тормозное устройство включает тормозной башмак и элемент из упруго-пластичного материала, предназначенный для взаимодействия с рельсом. Башмак выполнен охватывающим головку рельса с возможностью соединения с тормозимым объектом, вместе с которым может свободно перемещаться по рельсовой направляющей. В передней по направлению движения тормозимого объекта части башмака выполнена продольная клиновидная выемка. Элемент из упруго-пластичного материала выполнен в виде клина и предназначен для размещения в клиновидной выемке башмака над верхней поверхностью головки рельса. На верхнюю поверхность клина, контактирующую с поверхностью клиновидной выемки башмака, нанесено антифрикционное покрытие. Фрикционные свойства рабочих поверхностей клина, его угол и предел текучести материала таковы, что обеспечивается захват клина и создание необходимой тормозной силы. С помощью данного тормозного устройства обеспечивается торможение высокоскоростных объектов.
К недостаткам описанного тормозного устройства следует отнести:
- опирание клина при его износе в опору скольжения тормозимого объекта, что не позволяет ему перемещаться в клиновидной выемке, в результате чего пропадает эффект расклинивания и, как следствие, происходит резкое падение тормозного усилия;
- незадействование боковых поверхностей головки рельсовой направляющей в процессе торможения.
Решаемой технической задачей является создание тормозного устройства, обеспечивающего эффективное торможение высокоскоростных объектов, движущихся на опорах скольжения по рельсовым направляющим.
Ожидаемый технический результат заключается в уменьшении длины тормозного пути тормозимого объекта за счет исключения резкого падения тормозного усилия и задействования дополнительных поверхностей трения.
Технический результат достигается за счет применения тормозного устройства, содержащего башмак, охватывающий головку рельсовой направляющей с возможностью перемещения вдоль нее, внутри которого в передней по направлению движения тормозимого объекта части верхней стенки выполнена клиновидная выемка, ориентированная заходной частью в направлении движения, и клин из упруго-пластичного материала, на верхнюю поверхность которого нанесено антифрикционное покрытие, предназначенный для размещения во время торможения в клиновидной выемке. В отличие от прототипа в заявляемом устройстве верхняя стенка башмака выполнена с возможностью обеспечения удаления продуктов износа клина с поверхности трения его о головку рельсовой направляющей и деформированной части клина, продавившейся в зазор между башмаком и головкой рельсовой направляющей.
В верхней стенке башмака за клиновидной выемкой может быть выполнено сквозное отверстие.
Верхняя стенка башмака может быть выполнена короче его боковых стенок с возможностью образования промежутка между торцом верхней стенки башмака и опорой скольжения тормозимого объекта при упоре торцов боковых стенок башмака в опору скольжения тормозимого объекта.
В боковых стенках башмака с внутренней стороны в передней по направлению движения тормозимого объекта части могут быть выполнены клиновидные выемки, ориентированные заходной частью в направлении движения и предназначенные для размещения в них в процессе торможения дополнительных клиньев из упруго-пластичного материала с антифрикционным покрытием поверхностей, взаимодействующих с поверхностями клиновидных выемок. При этом боковые стенки башмака выполнены с возможностью обеспечения удаления продуктов износа клиньев с поверхностей трения их о головку рельсовой направляющей и деформированных частей клиньев, продавившихся в зазоры между башмаком и головкой рельсовой направляющей.
В боковых стенках башмака за клиновидными выемками могут быть выполнены сквозные отверстия.
На наружной поверхности башмака над клиновидными выемками может быть выполнено, по крайней мере, одно ребро жесткости.
На нижних выступах башмака внутри него могут быть дополнительно установлены сменные накладки, предназначенные для взаимодействия с нижними поверхностями головки рельсовой направляющей в процессе торможения.
Выполнение верхней стенки башмака с возможностью обеспечения удаления продуктов износа клина с поверхности трения его о головку рельсовой направляющей позволит увеличить коэффициент трения и, благодаря этому, повысить эффективность торможения.
Выполнение верхней стенки башмака с возможностью обеспечения удаления деформированной части клина, продавившейся в зазор между башмаком и головкой рельсовой направляющей, позволит клину при его износе перемещаться в клиновидной выемке башмака, не достигая опоры скольжения тормозимого объекта, благодаря чему эффект расклинивания не пропадает и, как следствие, исключается резкое падение тормозного усилия.
Выполнение в верхней стенке башмака за клиновидной выемкой сквозного отверстия позволит через него удалять продукты износа клина с поверхности трения его о головку рельсовой направляющей и деформированную часть клина, продавившуюся в зазор между башмаком и головкой рельсовой направляющей в процессе торможения объекта.
Выполнение верхней стенки башмака короче его боковых стенок с возможностью образования промежутка между торцом верхней стенки башмака и опорой скольжения тормозимого объекта при упоре торцов боковых стенок башмака в опору скольжения тормозимого объекта позволит через вышеуказанный промежуток удалять продукты износа клина с поверхности трения его о головку рельсовой направляющей и деформированную часть клина, продавившуюся в зазор между башмаком и головкой рельсовой направляющей в процессе торможения объекта.
Выполнение в боковых стенках башмака с внутренней стороны в передней по направлению движения тормозимого объекта части клиновидных выемок, ориентированных заходной частью в направлении движения и предназначенных для размещения в них в процессе торможения дополнительных клиньев из упруго-пластичного материала с антифрикционным покрытием поверхностей, взаимодействующих с поверхностями клиновидных выемок, позволит дополнительно повысить силу торможения.
Выполнение боковых стенок башмака с возможностью обеспечения удаления продуктов износа клиньев с поверхностей трения их о головку рельсовой направляющей позволит увеличить коэффициент трения и, благодаря этому, повысить эффективность торможения.
Выполнение боковых стенок башмака с возможностью обеспечения удаления деформированных частей клиньев, продавившихся в зазор между башмаком и головкой рельсовой направляющей, позволит клиньям при их износе перемещаться в клиновидных выемках башмака, не достигая опоры скольжения тормозимого объекта, благодаря чему эффект расклинивания не пропадает и, как следствие, исключается резкое падение тормозного усилия.
Выполнение в боковых стенках башмака за клиновидными выемками сквозных отверстий позволит через них удалять продукты износа клиньев с поверхностей трения их о головку рельсовой направляющей и деформированные части клиньев, продавившиеся в зазоры между башмаком и головкой рельсовой направляющей.
Выполнение на наружной поверхности башмака над клиновидными выемками, по крайней мере, одного ребра жесткости позволит повысить сопротивляемость конструкции башмака воздействию расклинивающего усилия.
Установка сменных накладок на нижние выступы башмака позволит избежать износа нижних выступов башмака, контактирующих с нижними поверхностями головки рельсовой направляющей в процессе торможения.
Конструкция и принцип действия предлагаемого тормозного устройства поясняются чертежами: фиг.1 - тормозное устройство, вид сбоку; фиг.2 - тормозное устройство, вид спереди; фиг.3 - тормозное устройство, вид сверху; фиг.4 - тормозное устройство, вид сверху и продольное сечение.
Тормозное устройство (фиг.1-4) состоит из башмака 1, охватывающего головку рельсовой направляющей 2, внутри которого в передней по направлению движения тормозимого объекта 3 части верхней стенки 4 выполнена клиновидная выемка 5, ориентированная заходной частью 6 в направлении движения. Внутри башмака 1 в клиновидной выемке 5 установлен клин 7 из упруго-пластичного материала, на верхнюю поверхность 8 которого нанесено антифрикционное покрытие (на фиг. не показано). Верхняя стенка 4 башмака 1 выполнена с возможностью обеспечения удаления продуктов износа (на фиг. не показано) клина 7 с поверхности трения 9 его о головку рельсовой направляющей 2 и деформированной части 10 клина 7, продавившейся в зазор 11 между башмаком 1 и головкой рельсовой направляющей 2, например, через сквозное отверстие 12, выполненное в верхней стенке 4 башмака 1 за клиновидной выемкой 5. Продукты износа клина 7 с поверхности трения 9 его о головку рельсовой направляющей 2 и деформированной части 10 клина 7, продавившейся в зазор 11 между башмаком 1 и головкой рельсовой направляющей 2, могут быть удалены также через промежуток 14 между торцом 15 верхней стенки 4 башмака 1 и опорой скольжения 16 тормозимого объекта 3, образованный благодаря выполнению верхней стенки 4 башмака 1 короче его боковых стенок 13. При этом торцы 17 боковых стенок 13 упираются в опору скольжения 16 тормозимого объекта 3.
В боковых стенках 13 башмака 1 с внутренней стороны в передней по направлению движения тормозимого объекта 3 части могут быть выполнены клиновидные выемки 18, ориентированные заходной частью 19 в направлении движения. В данных клиновидных выемках 18 во время торможения объекта 3 дополнительно размещены клинья 20 из упруго-пластичного материала. На поверхности 21 клиньев 20, взаимодействующих с поверхностями клиновидных выемок 18, нанесено антифрикционное покрытие (на фиг. не показано). При этом боковые стенки 13 башмака 1 выполнены с возможностью удаления продуктов износа (на фиг. не показано) клиньев 20 с поверхностей трения 22 их о головку рельсовой направляющей 2 и деформированных частей 23 клиньев 20, продавившихся в зазоры 24 между башмаком 1 и головкой рельсовой направляющей 2, например, через сквозные отверстия 25, выполненные в боковых стенках 13 башмака 1 за клиновидными выемками 18.
На наружной поверхности 26 башмака 1 над клиновидными выемками 5, 18 может быть выполнено, по крайней мере, одно ребро жесткости 27.
На нижних выступах 28 башмака 1 внутри него дополнительно могут быть установлены сменные накладки 29 для взаимодействия с нижними поверхностями 30 головки рельсовой направляющей 2 в процессе торможения.
Предлагаемое тормозное устройство работает следующим образом.
Башмак 1 тормозного устройства (фиг.1-4) устанавливается перед опорой скольжения 16 тормозимого объекта 3. В клиновидные выемки 5, 18 башмака устанавливаются клинья 7, 20. Предварительно на их поверхности 8, 21, контактирующие с поверхностями клиновидных выемок 5, 18, наносится антифрикционное покрытие (клинья 7, 20 могут быть установлены также в заданной точке на верхней и боковых поверхностях головки рельсовой направляющей 2 на пути движения тормозимого объекта 3 напротив клиновидных выемок 5, 18). Когда башмак 1 вместе с тормозимым объектом 3 начинает движение (клинья 7, 20 изначально установлены в клиновидных выемках 5, 18) или наезжает на клинья 7, 20, последние внедряются в клиновидные выемки 5, 18, в результате чего возникает давление накладок 29 и клиньев 7, 20 на головку рельсовой направляющей 2. В процессе торможения в результате возникающего трения поверхности клиньев 7, 20 разогреваются и изнашиваются. Продукты износа и деформированные части 10, 23 клиньев 7, 20, находящиеся в глубине клиновидных выемок 5, 18, вдавливаются в зазоры 11, 24 между внутренней поверхностью башмака 1 и поверхностью головки рельсовой направляющей 2, после чего удаляются из них. Продукты износа и деформированная часть 10 верхнего клина 7 может удаляться из зазора 11, например, через сквозное отверстие 12, выполненное в верхней стенке 4 башмака 1 за клиновидной выемкой 5, либо через промежуток 14 между торцом 15 верхней стенки 4 башмака 1 и опорой скольжения 16 тормозимого объекта 3. Продукты износа и деформированные части 23 боковых клиньев 20 могут удаляться из зазоров 24, например, через сквозные отверстия 25, выполненные в боковых стенках 13 башмака 1 за клиновидными выемками 18. Клинья 7, 20 при износе перемещаются в клиновидных выемках 5, 18, благодаря чему расклинивающее усилие поддерживается в течение всего процесса торможения.
Таким образом, использование заявляемого тормозного устройства обеспечивает уменьшение длины тормозного пути объекта, движущегося на опорах скольжения по рельсовым направляющим, за счет исключения резкого падения тормозного усилия и задействования дополнительных поверхностей трения.