Тормозной цилиндр железнодорожного вагона

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции тормозных цилиндров тормоза железнодорожного вагона.
Из уровня техники известна конструкция тормозного цилиндра 002 [стр. 26, каталог комплектующего оборудования, часть II «Автотормозное и пневматическое оборудование подвижного состава рельсового транспорта» Москва 2008], предназначенного для преобразования энергии сжатого воздуха и состоящего из стального корпуса, передней крышки и жестко связанных поршня со штоком. На поршне установлена уплотнительная резиновая манжета и смазочное войлочное кольцо. В передней крышке расположен сетчатый фильтр. На переднем конце штока установлено упорное кольцо.
К недостатку данного тормозного цилиндра можно отнести то, что при эксплуатации цилиндра на вагоне, возможно ослабление болтов упорного кольца, в результате чего при ослаблении крепящих болтов крышки передней, она может отпружинить.
Также известна конструкция тормозного цилиндра [«Устройство и ремонт автотормозов» рис. 109, стр. 129-130, изд-во «Транспорт», 1971 г.], содержащего корпус с крышками, свободно устанавливающийся шток, шарнирно связанный с поршнем и помещенный в трубу жестко связанную с поршнем. В горловине передней крышки помещается сальник. На переднем конце трубы установлено упорное кольцо, в которое упирается крышка, когда ослабляются болты, чтобы снять ее или вынуть поршень.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
Технической проблемой данной конструкции является то, что во время эксплуатации цилиндра на вагоне, возможно ослабление болтов (винтов) крепления упорного кольца, в результате чего при ослаблении крепящих болтов крышки передней, под действием пружины крышка может резко сместится со штока, и травмировать персонал, выполняющий техническое обслуживание и ремонт.
Техническим результатом, от применения предлагаемой полезной модели, является повышение безопасности выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту тормозного цилиндра железнодорожного вагона.
Технический результат достигается за счет того, что в предлагаемой конструкции тормозного цилиндра железнодорожного вагона используется шток со стороны закрепления головки, имеющий выступ, расстояние между крайними точками которого превышает диаметр отверстия под шток в крышке.
В аналогах предлагаемого тормозного цилиндра на шток устанавливается упорное кольца, которое фиксируется посредством крепежных элементов, выполненных посредством болтов либо винтов установленных в резьбовые отверстия упорного кольца и далее в отверстия либо паз в штоке и головке. Во время эксплуатации железнодорожного вагона, ввиду действия вибраций, перепадов температур и других факторов, крепление упорного кольца может ослабевать, и крепежные элементы могут выйти из зацепления со штоком. В свою очередь отсутствие фиксации упорного кольца на штоке, при ослаблении крепления крышки тормозного цилиндра, во время технического обслуживания и ремонта, приводит, под действием на крышку возвратной пружины, к ее резкому смещению (срыву) и причинению вреда здоровью обслуживающего персонала.
Предлагаемое техническое решение за счет выполнения выступа, выполняющего функцию упорного кольца, непосредственно в самом штоке позволяет исключить возможность срыва крышки и тем самым повысить безопасность конструкции тормозного цилиндра при проведении технического обслуживания и ремонта.
Также отсутствие в предлагаемой конструкции тормозного цилиндра дополнительных элементов в виде упорного кольца и элементов его крепления на штоке способствует ввиду уменьшения элементов, способных выйти из строя, сделать ее более надежной в эксплуатации, а также менее трудоемкой при сборке тормозного цилиндра, ввиду отсутствия операций по установке и закреплению упорного кольца.
Кроме того, в отличие от аналогов, предлагаемое техническое решение позволяет быстро и беспрепятственно осуществлять замену пришедшей в негодность головки, взаимодействующей с рычажной передачей железнодорожного вагона, так как отсутствует необходимость предварительного ослабления крепления упорного кольца штока посредством выкручивания крепежных элементов. Таким образом, предлагаемая конструкция также способствует повышению удобства обслуживания и ремонта тормозного цилиндра и тормозной системы вагона в целом.
Выполнение выступа на штоке посредством кольцевого бурта либо посредством сегментов позволяет производителям тормозных цилиндров в зависимости имеющегося оборудования, оснастки и конструкции выбирать наиболее подходящую для используемой технологии производства форму выступа. Приоритетным из представленных вариантом является выполнение выступа посредством кольцевого бурта, так как данная конструкция является менее трудоемкой в производстве, а также обеспечивает более равномерное распределение нагрузки по большей площади выступа при взаимодействии с передней крышкой под действием отпускной пружины.
Выполнение тормозного цилиндра таким образом, что расстояние между упорной поверхностью выступа и крайней поверхностью поршня со стороны днища корпуса меньше расстояния между наружной поверхностью крышки и внутренней поверхностью днища корпуса исключает ударные контакты поршня и днища корпуса тормозного цилиндра при отпуске тормоза грузового вагона, способные привести к излому элементов поршня либо ослаблению крепления днища корпуса (сварных швов, крепежных элементов) и дальнейшему выходу из строя тормозного цилиндра.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что тормозной цилиндр железнодорожного вагона содержит корпус с закрепленной на нем посредством разъёмных соединений крышкой, внутри которых расположены поршень со штоком и набором уплотнительных элементов, на штоке, между поршнем и крышкой, с предварительным сжатием, установлена пружина отпускная, поршень со штоком, выполненные с возможностью осевого перемещения в корпусе, на конце штока закреплена головка, взаимодействующая с рычажной передачей железнодорожного вагона, при этом шток со стороны закрепления головки имеет  выступ, расстояние между крайними точками которого превышает диаметр отверстия под шток в крышке.
Выступ на штоке выполнен посредством кольцевого бурта либо посредством сегментов. Расстояние между упорной поверхностью выступа и крайней поверхности поршня со стороны днища корпуса меньше расстояния между наружной поверхностью крышки и внутренней поверхностью днища корпуса.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами.
Фиг. 1 - Тормозной цилиндр железнодорожного вагона.
1
2
Примером реализации предлагаемой полезной модели может быть тормозной цилиндр железнодорожного вагона, содержащий корпус 1, выполненный посредством сваренных обечайки и днища, либо посредством закрепленной на обечайке крышки. На корпусе 1 закреплена посредством гаек и болтов крышка 2. Во внутренней полости корпуса 1 и крышки 2 расположены соединенные между собой посредством пальца и стопорного кольца поршень 3 и шток 4, а также набор уплотнительных элементов. На штоке 4 между поршнем 3 и крышкой 2, с предварительным сжатием, установлена пружина отпускная 5. Поршень 3 со штоком 4 выполнены с возможностью продольного осевого перемещения в корпусе 1. На конце штока 4 посредством резьбового соединения закреплена головка 6, предназначенная для взаимодействия с рычажной передачей железнодорожного вагона. Шток 4 со стороны закрепления головки 6 имеет выступ 7, выполненный посредством кольцевого бурта, расстояние между крайними точками которого превышает диаметр отверстия под шток в крышке. Расстояние l между упорной поверхностью выступа 7 и крайней поверхностью поршня 3 со стороны днища корпуса 1 меньше расстояния l между наружной поверхностью крышки 2 и внутренней поверхностью днища корпуса 1.
Порядок разборки возможной конструкции тормозного цилиндра по заявляемой полезной модели, при проведении технического обслуживания и ремонта, выполняется в следующей последовательности:
раскручиваются гайки крепления крышки 2;
демонтируются болты крепления крышки 2;
из корпуса 1 извлекается поршень 3 со штоком 4 с установленной на нем крышкой 2 и пружиной отпускной 5;
далее из стока 4 выкручивается головка 6;
посредством специального приспособления производится сжатие пружины отпускной 5;
демонтируется стопорное кольцо, фиксирующее палец в отверстиях поршня 3 и штока 4, и извлекается палец;
ослабляется пружина отпускная 5 до приведения ее в свободное состояние;
со штока 4 снимается поршень 3, пружина отпускная 5 и крышка 2.
Сборка тормозного цилиндра производится в обратной последовательности.
В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и проведены всесторонние испытания опытных образцов.