ТОРМОЗНОЙ БАШМАК ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ

Предлагаемое техническое решение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам, обеспечивающим безопасность движения в плане закрепления и торможения подвижного состава при организации маневровой работы, и представляет собой тормозной башмак универсальный.
В соответствии с «Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации» утвержденными Приказом Минтранса России №286 от 21 декабря 2010 года с изменениями и дополнениями от 12 августа 2011 года и от 4, 13 июня 2012 года, тормозные башмаки имеют следующие функциональные назначения:
- для закрепления от самопроизвольного ухода стоящих на станционных железнодорожных путях без локомотива составов поездов, вагонов и специального железнодорожного подвижного состава - в этом случае тормозной башмак устанавливается на рельс под колесо стоящего вагона с возможностью наката на него колеса;
- для установки, в целях ограждения, в местах исключающих возможность ухода вагонов с сортировочных железнодорожных путей в противоположную от сортировочной горки стрелочную горловину - в этом случае тормозной башмак устанавливается на рельс с возможностью наезда на него колеса движущегося вагона;
- для расчетливого торможения вагонов и отцепов (групп вагонов) при роспуске с сортировочных горок, обеспечивающего их безопасный подход к вагонам стоящим на путях подгорочного парка - в этом случае тормозные башмаки устанавливаются на рельс специальной вилкой непосредственно под колесо движущегося вагона.
Для вышеуказанных целей на железнодорожном транспорте в настоящее время эксплуатируются следующие виды тормозных башмаков:
- тормозной башмак облегченный, который применяется для закрепления составов поездов, в случаях, когда под вагоны требуется установка большого количества тормозных башмаков и доставка их к местам установки осуществляется станционными работниками вручную;
- тормозной башмак, который применяется как для закрепления вагонов так и для ограждения стрелочных горловин подгорочных парков, где требуется по сравнению с облегченным башмаком, более надежная устойчивость башмака как отдельно стоящего на рельсе, так и при торможении движущихся вагонов;
- тормозной башмак с антифрикционными свойствами рабочей поверхности упора, раскрытый в патенте на полезную модель РФ №87402, применяется для торможения вагонов и отцепов при роспуске с горок и обеспечивает проворот колеса на упоре и полозе, что в свою очередь позволяет исключить возможность заклинивания колеса на тормозном башмаке и повреждения поверхности катания второго колеса колесной пары от движения «юзом» (данное устройство является наиболее близким из уровня техники по технической сущности к заявляемому).
Упомянутые известные устройства предназначены для решения узких целенаправленных задач и не обладают надлежащими свойствами, позволяющими считать их многоцелевыми (универсальными).
Также у всех вышеуказанных аналогов имеются следующие, влияющие на срок службы и условия эксплуатации, конструктивные недостатки:
- наличие ручки изготовленной методом литья как единое целое с упором, приводит к одновременному ее отколу в местах верхнего и нижнего соединения с ним, по причине возникновения напряжения металла в этих местах из-за больших нагрузок на упор. При этом, не смотря на то, что упор и полоз остаются исправными, тормозной башмак выводится из эксплуатации в целом и утилизируется;
- наличие у ближайшего аналога поперечных вырезов с антифрикционными вставками приводит к тому, что при давлении колеса вагона на упор, антифрикционный материал, с учетом его более мягкой природы по сравнению с материалом корпуса башмака, выдавливается по краям вырезов и большая его часть не может использоваться по прямому назначению для смазывания рабочей поверхности упора тормозного башмака.
- отсутствие конструктивных решений, позволяющих надежно соединять между собой два и более тормозных башмака с целью переноса их на расстояние в одной руке, что является актуальным при облегчении веса тормозных башмаков.
Задачей предлагаемого технического решения является создание устройства, обладающего улучшенными эксплуатационными свойствами: универсальностью (возможностью использовать его в статическом и динамическом варианте), уменьшенным весом, устойчивостью на рельсе, способностью эффективного торможения колеса, как стоящего так и движущегося вагона, высокими антифрикционными свойствами упора башмака при взаимодействии с колесом движущегося вагона, надежностью крепления ручки к башмаку и возможностью переноса в одной руке двух и более башмаков.
Поставленная задача решается за счет предложенного тормозного башмака железнодорожного, состоящего из полоза со скошенным носиком и изогнутой кверху пятой, тормозного упора с ручкой, крепежных элементов для соединения полоза с тормозным упором, в котором ручка тормозного упора соединена с ним в верхней или нижней части, рабочая поверхность тормозного упора выполнена с расположенными преимущественно в шахматном порядке выемками преимущественно круглой формы глубиной от 2 до 8 мм и диаметром от 5 до 24 мм с закрепленными в них антифрикционными вкладышами, полоз, нижняя рабочая поверхность которого выполнена с повышенными фрикционными свойствами, имеет продольные направляющие бортики с вырезами в передней части от 10 до 30% своей длины, причем тормозной упор по боковым сторонам имеет на всю толщину вырезы преимущественно полуовальной формы, составляющие по площади не более 25% от площади рабочей поверхности, а в нижней части, как продолжение рабочей поверхности по всей ее толщине и ширине имеет удлиненный выступ, причем нижняя наклонная плоскость выступа, вертикальная передняя плоскость упора и верхняя горизонтальная плоскость в месте переднего крепления упора к полозу, образуют нишу, соответствующую - по высоте изогнутой кверху пяте полоза.
Антифрикционные вкладыши закрепляют в выемках с возвышением над плоскостью рабочей поверхности упора.
Нижняя рабочая поверхность полоза (подошва) выполнена с расположенными преимущественно параллельно выемками преимущественно круглой формы глубиной от 2 до 6 мм и диаметром от 5 до 35 мм с закрепленными в них вкладышами из фрикционного материала, имеющего показатели коэффициента силы трения выше, чем у материала полоза не менее чем на 10%.
В качестве материала антифрикционных вкладышей могут быть использованы различные композитные материалы, содержащие смазывающие вещества и изготовленные на основе биметаллов, полимеров, преимущественно фторопластов.
В некоторых случаях на нижнюю рабочую поверхность полоза вместо фрикционных вкладышей может быть нанесен фрикционный материал.
В качестве такого материала могут быть выбраны различные композитные материал, изготовленные на основе полимеров, металлов, органических материалов (стекло, резина, кевлар и т.д.), керамических волокон, а преимущественно из материала типа «Ретинакс» («Ретинакс» - фрикционный материал на основе фенолформальдегидной смолы, армированный латунной проволокой).
Полоз, тормозной упор с ручкой и крепежные элементы для их соединения изготовлены из искронеобразующего материала.
На Фиг. 1, показано устройство, состоящее;
- из тормозного полоза (1), снабженного выемками под фрикционные вкладыши (12) или покрытого фрикционным материалом, с изогнутыми книзу боковыми бортиками (2), имеющими вырезы (3), скошенную книзу переднюю часть (4) и изогнутую кверху заднюю часть (5);
- тормозного упора (6) с расположенными на его рабочей поверхности в шахматном порядке выемками круглой формы (7), имеющего боковые вырезы полуовальной формы (8) и удлиненный нижний выступ (9);
- ручки (10) изогнутой формы, имеющей соединение с упором в верхней части и не имеющей соединения в нижней;
- крепежных элементов (11).
Показанный на Фиг. 1 вариант технического решения не является ограничением конструктивного выполнения тормозного башмака только таковым.
На Фиг. 2 показан вариант усиления тормозного эффекта полоза за счет фрикционных вкладышей, расположенных в выемках (12) на рабочей (нижней) поверхности полоза.
Тормозной башмак предлагаемой конструкции по сравнению с вышеуказанными известными аналогами является универсальным, так как может обеспечить выполнение всех их функций и обладает всеми их свойствами:
- является облегченным за счет выемок и вырезов металла в полозе и элементах упора (рабочей поверхности и в месте нижнего соединения упора с полозом), при этом за счет круглой формы выемок и полуовальной формы вырезов прочностные и тормозные характеристики тормозного башмака не ухудшаются;
- предпочтительно круглые выемки на рабочей поверхности тормозного упора позволяют размещать в них вкладыши из антифрикционного материала;
- конструкция ручки позволяет исключить ее откол от башмака по причине отсутствия напряжения металла в местах соединения;
- передний выступ упора одного (нижнего) башмака и изогнутая кверху задняя часть полоза второго (верхнего) башмака позволяют соединять их между собой и осуществлять их переноску на расстояние в одной руке;
- изготовленный из искронеобразующего материала тормозной башмак может применяться для ограждения и закрепления вагонов с опасным грузом;
- сочетание улучшенных: антифрикционных свойств рабочей поверхности упора и фрикционных свойств подошвы полоза, способствует повышению надежности устройства при выполнении разного вида операций в плане закрепления и торможения подвижного состава в процессе организации маневровой работы.
Перечень позиций на Фиг. 1, 2
1. Тормозной полоз.
2. Боковые бортики тормозного полоза.
3. Вырезы боковых ботиков.
4. Передняя часть тормозного полоза.
5. Задняя часть тормозного полоза.
6. Тормозной упор.
7. Выемки под антифрикционные вкладыши.
8. Вырезы.
9. Нижний выступ.
10. Ручка
11. Крепежные элементы
12. Выемки под фрикционные вкладыши.
13. Посадочное место для тормозного упора