ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Полезная модель относится к элементам пневматических систем тормозного оборудования подвижного состава железнодорожного транспорта, а более конкретно к воздухораспределителю тормозной системы железнодорожных транспортных средств, и может быть использована для оснащения тормозной магистрали отдельной единицы подвижного состава.
Уровень техники
7
Известен воздухораспределитель тормозной системы железнодорожного подвижного состава, состоящий из главной и магистральной частей, устанавливаемых на двухкамерном резервуаре. Магистральная часть при этом содержит подпружиненную подвижную перегородку, выполненную в виде закрепленной в корпусе упругой диафрагмы с двумя жестко связанными между собой прижимными дисками и отделяющую магистральную камеру от золотниковой камеры, плунжер с отверстиями зарядки рабочей и золотниковой камер, взаимодействующий с подпружиненной подвижной перегородкой и толкателем, опираемым на клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали. (Патент РФ №2248284, МПК В60Т 15/18, 15.04.2004).
Недостатком известного воздухораспределителя является вероятность ложного срабатывания воздухораспределителя при динамических колебаниях. Горизонтальные усилия, возникающие между вагонами из-за наличия зазоров в автосцепных устройствах, вначале движения поезда и при его движении на переменном профиле пути могут вызвать самопроизвольное перемещение рабочих органов магистральной части воздухораспределителя в положение торможения, что может привести к самопроизвольному срабатыванию воздухораспределителя на торможение и нарушить безопасность движения железнодорожных транспортных средств.
7
С целью исключения влияния продольно-динамических нагрузок на работу воздухораспределителя в известной конструкции воздухораспределителя тормозной системы железнодорожного подвижного состава (Патент РФ №20751, МПК В60Т 15/22, 22.05.2001), состоящей из главной и магистральной частей, устанавливаемых на двухкамерном резервуаре, продольная ось корпуса магистральной части воздухораспределителя выполнена параллельной привалочной поверхности фланца для крепления корпуса к двухкамерному резервуару. Магистральная часть при этом содержит подпружиненную подвижную перегородку, выполненную в виде закрепленной в корпусе упругой диафрагмы с двумя жестко связанными между собой прижимными дисками и отделяющую магистральную камеру от золотниковой камеры, плунжер и толкатель, опирающийся на клапан дополнительной разрядки.
Недостатком известного воздухораспределителя является неудобный доступ для монтажа и демонтажа прифланцованных магистральной и главной части. Кроме того, используемый двухкамерный резервуар, в силу своей геометрии, не может быть без проблем заменен на транспортном средстве вместо традиционно применяемого двухкамерного резервуара.
7
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является воздухораспределитель тормозной системы подвижного состава, состоящий из главной и магистральной частей, устанавливаемых на двухкамерном резервуаре. Магистральная часть при этом содержит подпружиненную подвижную перегородку, выполненную в виде закрепленной в корпусе упругой диафрагмы с двумя жестко связанными между собой прижимными дисками и отделяющую магистральную камеру от золотниковой камеры, плунжер с отверстиями зарядки рабочей и золотниковой камер, взаимодействующий с подпружиненной подвижной перегородкой и толкателем, опираемым на клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали. Хвостовик направляющего прижимного диска передвижной перегородки, выполнен в виде отдельной детали и закреплен с диском методом литья под давлением при изготовлении. При этом твердость и температура плавления материала полого штока больше соответствующих характеристик соприкасающихся с ним деталей. В частности, направляющий диск передвижной перегородки воздухораспределителя содержит диск из алюминиевого сплава и полый шток, изготовленный из латуни. (Патент РФ №42801, МПК В60Т 15/18, 17.08.2004).
Выполнение полого штока в конструкции подвижной перегородки магистральной части воздухораспределителя в виде отдельной детали значительно упрощает процесс его изготовления. Однако такая конструкция не решает задачу исключения вероятности ложного срабатывания воздухораспределителя при динамических колебаниях.
Раскрытие полезной модели
При создании полезной модели решалась задача обеспечения стабильной работы воздухораспределителя тормозной системы железнодорожного подвижного состава.
Технический результат, получаемый при осуществлении предлагаемой полезной модели, заключается в исключении возможности самопроизвольного срабатывания воздухораспределителя на торможение, благодаря снижению воздействия на подвижную перегородку его магистральной части инерционных нагрузок.
Указанный технический результат достигается тем, что воздухораспределитель тормозной системы железнодорожного подвижного состава, состоящий из устанавливаемых на двухкамерном резервуаре главной части и магистральной части, включающей в себя подпружиненную подвижную перегородку, выполненную в виде закрепленной в корпусе магистральной части упругой диафрагмы, зафиксированной между двумя жестко связанными между собой прижимными дисками, разделяющую магистральную и золотниковую камеры, плунжер с отверстиями зарядки рабочей и золотниковой камер, взаимодействующий с подпружиненной подвижной перегородкой и толкателем, опирающимся на клапан дополнительной разрядки тормозной магистрали, при этом хвостовик направляющего прижимного диска выполнен в виде отдельной детали и жестко закреплен на нем, согласно полезной модели, хвостовик выполнен в виде двухступенчатой втулки с центральным сквозным отверстием, ступень большего диаметра которого имеет внешнюю резьбу для крепления хвостовика с обеспечением герметичности к направляющему диску и фиксации между прижимными дисками упругой диафрагмы при накручивании на внешнюю резьбу хвостовика со стороны золотниковой камеры резьбовой накидной гайки, прижимные диски при этом выполнены из полимерного материала.
При этом, согласно полезной модели, резьбовое крепление хвостовика к направляющему диску осуществляется с предварительным нанесением на резьбовой элемент хвостовика герметика.
При этом, согласно полезной модели, на ступени большего диаметра хвостовика размещено уплотнительное кольцо.
При этом, согласно полезной модели, уплотнительное кольцо выполнено из фторсиликона.
При этом, согласно полезной модели, упругая диафрагма подвижной перегородки выполнена в виде диска с центральным отверстием, кольцевыми кромками по внутреннему и внешнему контурам и кольцевым утолщением в ее центральной части.
При этом, согласно полезной модели, кольцевые кромки диафрагмы имеют выступающую часть со скругленным абрисом в поперечном сечении на одной стороне диафрагмы и выступы треугольной формы на другой ее стороне, а переход поверхности выступающей части кромки к поверхности рабочей области диафрагмы выполнен скругленным с плавным изменением толщины диафрагмы в поперечном сечении.
При этом, согласно полезной модели, поверхность одного из прижимных дисков, сопряженная с рабочей поверхностью диафрагмы имеет открытую кольцевую канавку с разновеликими по высоте боковыми стенками, выполненную для размещения в ней внутренней кромки диафрагмы.
При этом, согласно полезной модели, высота внутренней стенки кольцевой канавки должна быть не менее суммарной величины, включающей в себя высоту внешней стенки канавки и кольцевого утолщения центральной части диафрагмы в поперечном сечении, и не более высоты кольцевой кромки диафрагмы в поперечном сечении.
При этом, согласно полезной модели, диафрагма выполнена из эластомерного компаунда.
При этом, согласно полезной модели, прижимные диски выполнены из полиамида.
При этом, согласно полезной модели, плунжер выполнен составным в виде стержня, жестко связанного с головкой.
Вначале движения поезда и при его движении на переменном профиле пути возникают горизонтальные усилия между вагонами из-за наличия зазоров в автосцепных устройствах. Эти горизонтальные усилия не вызывают самопроизвольного смещения рабочих органов магистральной части в тормозное положение, так как прижимные диски подвижной перегородки магистральной части выполнены из полимерного материала, более легкого, чем традиционно используемый алюминий, и вместе с тем прочного и стойкого к температурным колебаниям. Рабочие органы магистральной части остаются в поездном (отпускном) положении, самопроизвольного торможения не происходит.
При этом для изготовления отдельной детали хвостовика используется латунь, обеспечивающая его повышенную износостойкость при работе воздухораспределителя и при автоколебаниях подвижного состава. Кроме того, при движении железнодорожного подвижного состава возникают вертикальные динамические колебания вагонов, передающиеся на их детали и узлы, в частности, на рабочие органы воздухораспределителя. Ускорение вертикальных динамических колебаний из-за неровностей путей может вызвать значительный износ рабочих органов воздухораспределителя. Применение прижимных дисков, изготовленных из полимерных материалов, в значительной степени снижает возникающие ударные силы, действующие в поперечном направлении по отношению к скользящим поверхностям рабочих органов подвижной перегородки магистральной части, снижая износ, например, скользящей поверхности плунжера, повреждения которого могут нарушить установленные техническими требованиями к воздухораспределителю показатели его работы.
Предлагаемые конструктивные изменения позволяют исключить возможность самопроизвольного срабатывания воздухораспределителя на торможение в различных режимах его работы, с сохранением технических требований, предъявляемых к воздухораспределителю железнодорожного подвижного состава.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется описанием конкретного примера ее выполнения и прилагаемыми графическими материалами, где на:
фиг. 1 изображен общий вид магистральной части воздухораспределителя;
фиг. 2 подвижная перегородка магистральной части воздухораспределителя в сборе;
фиг. 3 вид А фиг. 2 (взаимное расположение прижимных дисков, хвостовика и диафрагмы);
фиг. 4 вид Б фиг. 2 (кромка диафрагмы по внешнему контуру в поперечном сечении).
Осуществление полезной модели
Воздухораспределитель тормозной системы железнодорожного подвижного состава, состоящий из устанавливаемых на двухкамерном резервуаре главной части и магистральной части. Магистральная часть размещена в корпусе 1 с крышкой 2 и включает подпружиненную подвижную перегородку 3, выполненную в виде упругой диафрагмы 4 с двумя жестко связанными между собой прижимными дисками 5 и 6, и разделяющую магистральную 7 и золотниковую камеры 8 (фиг. 1).
Прижимные диски 5 и 6 выполнены из полимерного материала, например, полиамида - термостойкого полимера, обладающего высокими показателями жесткости и прочности. Направляющий диск 5, размещенный со стороны магистральной камеры 7 имеет хвостовик 9, который выполнен в виде отдельной детали и жестко закреплен на диске 5 посредством резьбового соединения с обеспечением герметичности.
Направляющий диск 5 имеет кольцевой выступ 10 (фиг. 2) по центральному отверстию со стороны золотниковой камеры, образующий вместе с его центральным отверстием внутреннюю сквозную цилиндрическую полость, на внутренней поверхности ограничивающей стенки которой выполнена резьба 11. Кольцевой выступ 10 выполнен с лысками, расположенными друг напротив друга с возможностью фиксации на нем монтажного инструмента при соединении диска 5 и хвостовика 9. В качестве материала для изготовления хвостовика использованы, например, латунь или алюминий.
Хвостовик 9 выполнен в виде ступенчатой втулки с центральным сквозным отверстием 12 и двумя ступенями 13 и 14 разных диаметров. Ступень большего диаметра 13 хвостовика 9 имеет внешнюю резьбу 15 для крепления хвостовика 9 к диску 5 и фиксации дисков 5 и 6 на хвостовике 9 посредством накидной гайки 16, в торце которой могут быть выполнены сквозные отверстия 17. Ступень меньшего диаметра 14 хвостовика 9 имеет поперечные сквозные отверстия 18, выполненные с возможностью сообщения магистральной и золотниковой камер. Центральная часть 19 хвостовика 9 выполнена в виде бурта квадратного поперечного сечения с возможностью фиксации на нем монтажного инструмента при соединении диска 5 с хвостовиком 9 и затягивании накидной гайки 16.
Герметичность соединения диска 5 с хвостовиком 9 обеспечивается любым известным способом, например, путем нанесения на внешнюю резьбу 15 хвостовика герметика, например, Локтайт (Loctite) или размещения на гладкой поверхности ступени большего диаметра 13 хвостовика 9 между центральной частью 19 и резьбой 15 уплотнительного кольца 20, выполненного, например, из фторсиликона (фиг. 3.)
Центральное сквозное отверстие 12 хвостовика 9 образует две смежные аксиально расположенные сообщающиеся цилиндрические полости: малую 21 и большую 22. В большой полости 22 соосно дискам 5, 6 и хвостовику 9 размещен подпружиненный пружиной сжатия 23 плунжер 24 (фиг. 2).
Плунжер 24 выполнен с отверстиями 25 зарядки рабочей камеры 26 и золотниковой камеры 8, взаимодействующий с подпружиненной подвижной перегородкой 3 (фиг. 1).
Плунжер 24 может быть выполнен составным в виде стержня 27 (фиг. 2), жестко связанного, например, посредством посадки с натягом, с головкой 28, для чего в стержне 27 выполнено центральное отверстие 29, а головка 28 выполнена с хвостовиком 30 с аксиальным сквозным отверстием 31, причем центральное отверстие 29 стержня 27 и хвостовик 30 головки 28 обеспечивают посадку с натягом. Дно большой полости 22 является седлом плунжера 24. Пружина 23 плунжера 24 размещена с упором с одной стороны на его головку 28, с другой - на внутреннюю торцевую поверхность 32 накидной гайки 16. В открытом состоянии плунжер 24 сообщает золотниковую камеру 8 посредством отверстий 17 и/или сквозного центрального отверстия накидной гайки 16 с атмосферой.
В малой полости 21 размещен толкатель 33, выполненный с возможностью взаимодействия с плунжером 24 и упором на клапан дополнительной разрядки 34 тормозной магистрали (фиг. 1).
Диск 6, размещенный со стороны золотниковой камеры, имеет центральное сквозное отверстие 35, выполненное с возможностью соосного размещения в нем кольцевого выступа 10 направляющего диска 5, для чего диаметр центрального отверстия 35 диска 6 немногим больше внешнего диаметра кольцевого выступа 10 (фиг. 2).
Прижимные диски 5 и 6 выполнены с возможностью фиксации между собой упругой диафрагмы 4 при накручивании на внешнюю резьбу 15 хвостовика 9, жестко связанного с диском 5, резьбовой накидной гайки 16.
Диафрагма 4 выполнена в виде диска с центральным сквозным отверстием с кольцевыми кромками 36 по внутреннему 37 и внешнему 38 ее контурам и кольцевым утолщением 39 в ее центральной части.
Кольцевые кромки 36 диафрагмы 4 (фиг. 4) могут иметь выступающую часть 40 со скругленным абрисом в поперечном сечении на одной стороне диафрагмы 4 и выступы треугольной формы на другой ее стороне. В нашем примере кольцевые кромки 36 снабжены двумя выступами 41 треугольной формы, концентрично расположенными относительно друг друга. При этом переход поверхности выступающей части 40 кромки 36 к поверхности рабочей области 42 диафрагмы 4 выполнен скругленным с плавным изменением толщины диафрагмы 4 в поперечном сечении.
Диафрагма 4 выполнена, например, из эластомерного компаунда.
Диск 5 (фиг. 3) со стороны золотниковой камеры может иметь открытую кольцевую канавку 43 с разновеликим и боковыми стенками, выполненную для размещения в ней выступающей части 40 кромки 36 по внутреннему контуру 37 диафрагмы 4. Стенки канавки 43 выполнены с возможностью фиксации кромки 36 по внутреннему контуру 37 при прижатии диафрагмы 4 диском 6 и обеспечением выхода кольцевого утолщения 39 ее центральной части за пределы кольцевой канавки 43, исключающим излишнюю деформацию тела диафрагмы 4 при сборке магистральной части.
Высота внутренней стенки кольцевой канавки 43 должна быть не менее суммарной величины, включающей в себя высоту внешней стенки канавки 43 и кольцевого утолщения 39 центральной части диафрагмы 4 в поперечном сечении, и не более высоты кольцевой кромки 36 в поперечном сечении. В случае выполнения кромок с кольцевыми выступами, высота кольцевой кромки выбирается без учета кольцевых выступов 41.
При сборке подвижной перегородки 3 магистральной части воздухораспределителя в центральное резьбовое отверстие направляющего диска 5 вворачивают хвостовик 9 (фиг. 2), предварительно надевают на ступень большего диаметра 13 хвостовика 9 уплотнительное кольцо 20 круглого сечения или наносят на резьбу 15 герметик для обеспечения герметичности соединения. Затем на диск 5 устанавливается диафрагма 4, путем помещения выступающей части 40 кромки 36 по внутреннему контуру 37 диафрагмы 4 в кольцевую канавку 43 диска 5. Диафрагму 4 прижимают диском 6, устанавливая его центральное сквозное отверстие 35 на кольцевой выступ 10 диска 5 до упора в выступ цилиндрической формы, образующей которого является внутренняя стенка кольцевой канавки 43. Положение дисков 5, 6 и диафрагмы 4 фиксируют накидной гайкой 16, закручивая ее по резьбе 15 хвостовика 9 до упора в диск 6.
Наружный контур 38 диафрагмы 4 поджимается к корпусу 1 магистральной части крышкой 2 (фиг. 1). При этом на месте сопряжения корпуса 1 и крышки 2 выполнена кольцевая канавка 44 с разновеликими стенками для размещения в ней выступающей части 40 кромки 36 по внешнему контуру 38 упругой диафрагмы 4. Стенки канавки 44 выполнены с возможностью фиксации кромки 36 по внешнему контуру 38 диафрагмы 4 при поджатии диафрагмы 4 крышкой 2 к корпусу 1 магистральной части, обеспечением выхода ее рабочей области 42 за пределы кольцевой канавки 44 и исключением излишней деформации тела диафрагмы 4.
При зарядке тормоза сжатый воздух из тормозной магистрали поступает в магистральную камеру 7, давление в ней повышается, и подвижная перегородка 3 перемещается вправо (по рисунку). Сжатый воздух через отверстия 18 и центральное сквозное отверстие 12 в хвостовике 9, центральные отверстия 31, 29 и отверстия 25 плунжера 24 поступает в золотниковую камеру 8.
По окончании зарядки давление в магистральной камере 7 и золотниковой камере 8 выравнивается и подпружиненная подвижная перегородка 3 перемещается влево. Любое изменение давления в магистральной камере 7 или золотниковой камере 8 в процессе торможения и отпуска тормозов приводит к перемещению подвижной перегородки 3 влево или вправо. При равном давлении в магистральной камере 7 и золотниковой камере 8 воздухораспределителя подвижная перегородка 3 остается в исходном положении.
В процессе эксплуатации подвижного состава появляются горизонтальные усилия, возникающие между вагонами поезда, например, в начале движения поезда, при торможении, при движении поезда на переменном профиле пути. Данные нагрузки не вызывают самопроизвольного смещения подвижной перегородки 3 магистральной части воздухораспределителя из-за сниженной массы прижимных дисков 5 и 6, выполненных из полимерного материала.
Автоколебания подвижной перегородки 3 при вибрации воздухораспределителя вследствие динамического взаимодействия неровностей поверхности катания колеса и рельсового пути, а также неудовлетворительного состояния деталей ходовых частей вагона, значительно уменьшены, что снижает износ рабочих органов магистральной части, например, плунжера 24.
Благодаря снижению воздействия на подвижную перегородку магистральной части инерционных нагрузок в предложенной конструкции воздухораспределителя железнодорожного подвижного состава исключена возможность самопроизвольного срабатывания воздухораспределителя на торможение. Кроме того, снижение вертикальных динамических колебаний подвижной перегородки не вызывает износ и повреждение рабочих органов магистральной части воздухораспределителя.