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 со свободно устанавливающимся штоком поршня [Рис.109, стр.129, «Устройство и ремонт тормозов» изд. 8-е, перераб. и доп. Перов А.Н., издательство «Транспорт», 1971 г.], предназначенного для преобразования энергии сжатого воздуха и состоящего из корпуса, передней крышки и жестко связанных поршня со штоком. В горловине передней крышки помещен сальник, состоящий из войлочного кольца, пропитанного смазкой, шайбы, нажимного кольца и крышки.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
Техническим недостатком данной конструкции является сложная конструкция передней крышки тормозного цилиндра и излишнее количество элементов фиксации уплотнения в зоне отверстия под шток.
Техническим результатом, от применения предлагаемой полезной модели, является снижение трудоемкости изготовления и сборки тормозного цилиндра, а также сокращение времени на техническое обслуживание и ремонт в эксплуатации.
Технический результат достигается за счет того, что в предлагаемой конструкции тормозного цилиндра железнодорожного вагона применен ступенчатый фланец, меньшая ступень которого установлена в отверстие в крышке и направлена в сторону головки, закрепленной на штоке, а большая ступень имеет диаметр, превышающий диаметр отверстия в крышке, кроме того, фланец со стороны пружины содержит полость, в которой установлен уплотнительный элемент, ограниченный элементом фиксации.
Предлагаемые по полезной модели технические решения позволяют использовать гораздо более простую, в сравнении с аналогами, конструкцию передней крышки, так как отсутствует необходимость выполнения в теле самой крышки специальной полости для размещения уплотнительных элементов штока, а также нет необходимости выполнять в теле крышки отверстия с резьбой для закрепления элементов фиксации уплотнительных элементов. Представленная в прототипе конструкция передней крышки предполагает ее изготовление посредством литья, что является наиболее трудоемким и ответственным способом изготовления, в то время как предлагаемая по полезной модели конструкция позволяет использовать более быстрые и менее трудоемкие варианты изготовления крышки посредством штамповки либо посредством применения стандартного металлопроката.
Применение в предлагаемой конструкции тормозного цилиндра элемента фиксации, выполненного посредством диска, установленного на шток между фланцем и пружиной отпускной, с наружным диаметром, выполненным больше наружного диаметра опорного витка пружины отпускной, расположенного со стороны диска, и внутренним диаметром, выполненным меньше диаметра полости фланца, либо посредством установленного в полость фланца кольца и диска, установленного на шток между фланцем и пружиной отпускной, с наружным диаметром, выполненным больше наружного диаметра опорного витка пружины отпускной, расположенного со стороны диска, и внутренним диаметром, выполненным меньше наружного диаметра кольца, также снижает трудоемкость изготовления, сборки и обслуживания тормозного цилиндра. Данное утверждение основано на том, что удержание уплотнительного элемента в полости фланца обеспечивается за счет постоянного действия на фиксирующий элемент пружины отпускной и выполнения внутреннего диаметра фиксирующего элемента менее диаметра полости фланца, что позволяет отказаться от применяемых в прототипе резьбовых элементов фиксации, требующих выполнения в конструкции дополнительных отверстий с резьбой и дополнительного времени на их установку и демонтаж.
Выполнение фиксирующего элемента предлагаемой полезной модели в виде диска, имеющего выступ, входящий в полость фланца, позволяет обеспечить более плотную посадку уплотнительного элемента в полости фланца, а также уменьшить количество деталей в тормозном цилиндре, в сравнении с вариантом выполнения фиксирующего элемента посредством кольца и диска.
Выполнение фиксирующего элемента предлагаемой полезной модели в виде диска, имеющего на поверхности, обращенной к отпускной пружине, выступ, ограничивающий поперечное смещение пружины отпускной, также позволяет снизить трудоемкость изготовления тормозного цилиндра. Данное утверждение обусловлено тем, что в прототипе центрирование пружины относительно штока выполняется посредством сложной конструкции крышки, повторяющей наружные габариты пружины и в значительной степени повышающей трудоемкость изготовления тормозного цилиндра в целом.
1
2
Выполнение тормозного цилиндра таким образом, что расстояние l между упорной поверхностью упорного элемента и крайней поверхностью поршня со стороны днища корпуса, меньше расстояния l между поверхностью меньшей ступени фланца, направленной к упорному элементу, 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 разъемных соединений крышкой, внутри которых расположены поршень, соединенный со штоком, на цилиндрической части штока установлен фланец, ограниченный от перемещения упорным элементом, также на штоке между поршнем и фланцем, с предварительным сжатием, установлена пружина отпускная, поршень со штоком выполнены с возможностью осевого перемещения в корпусе, на конце штока со стороны упорного элемента закреплена головка, взаимодействующая с рычажной передачей железнодорожного вагона, кроме того, фланец выполнен ступенчатым, меньшая ступень фланца установлена в отверстие в крышке и направлена в сторону головки, а большая ступень имеет диаметр, превышающий диаметр отверстия в крышке, также фланец со стороны пружины содержит полость, в которой установлен уплотнительный элемент, ограниченный элементом фиксации.
Расстояние между упорной поверхностью упорного элемента и крайней поверхностью поршня со стороны днища корпуса, меньше расстояния между поверхностью меньшей ступени фланца, направленной к упорному элементу, и внутренней поверхностью днища корпуса. Элемент фиксации может быть выполнен посредством установленного в полость фланца кольца и диска, установленного на шток между фланцем и пружиной отпускной, с наружным диаметром, выполненным больше наружного диаметра опорного витка пружины отпускной, расположенного со стороны диска, и внутренним диаметром, выполненным меньше наружного диаметра кольца, либо посредством диска, установленного на шток между фланцем и пружиной отпускной, с наружным диаметром, выполненным больше наружного диаметра опорного витка пружины отпускной, расположенного со стороны диска, и внутренним диаметром, выполненным меньше диаметра полости фланца, при этом диск может иметь выступ, входящий в полость фланца, и выступ, ограничивающий поперечное смещение пружины отпускной, расположенный на поверхности, обращенной к отпускной пружине.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами.
Фиг.1 - тормозной цилиндр железнодорожного вагона.
Примером реализации предлагаемой полезной модели может быть тормозной цилиндр железнодорожного вагона, содержащий корпус 1, выполненный посредством сваренных обечайки и днища. 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. На цилиндрической части штока 4 установлен фланец 5, ограниченный от перемещения упорным элементом 6, представляющим собой выступ, выполненный на штоке 4. На штоке 4 между поршнем 3 и фланцем 5, с предварительным сжатием, установлена пружина отпускная 7. На конце штока 4, со стороны выступа 6, посредством резьбового соединения закреплена головка 8, взаимодействующая с рычажной передачей железнодорожного вагона. Фланец 5 выполнен ступенчатым. Меньшая ступень фланца 5 установлена в отверстие в крышке 2 и направлена в сторону головки 8. Большая ступень фланца 5 имеет диаметр, превышающий диаметр отверстия в крышке 2. Фланец 5 со стороны пружины 7 содержит полость, в которой установлен уплотнительный элемент 9, представляющий собой войлочное кольцо. Войлочное кольцо 9 ограниченно от выпадения из полости фланца 5 элементом фиксации 10, представляющим собой диск, установленный на шток 4 между фланцем 5 и пружиной отпускной 7, с наружным диаметром, выполненным больше наружного диаметра опорного витка пружины отпускной 7, контактирующего с диском 10, и внутренним диаметром, выполненным меньше диаметра полости фланца 5. Диск 10 содержит выступ, входящий в полость фланца 5.
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, фланцем 5, войлочным кольцом 9, диском 10 и пружиной отпускной 7;
далее из штока 4 выкручивается головка 8;
посредством специального приспособления производится сжатие пружины отпускной 7;
демонтируется стопорное кольцо, фиксирующее палец в отверстиях поршня 3 и штока 4, и извлекается палец;
ослабляется пружина отпускная 7 до приведения ее в свободное состояние;
со штока 4 снимается поршень 3, пружина отпускная 7, диск 10, фланец 5 и крышка 2;
из полости фланца 5 извлекается кольцо войлочное 9.
Сборка тормозного цилиндра производится в обратной последовательности.
В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и проведены всесторонние испытания опытных образцов.