Автоматический механический стояночный тормоз железнодорожного подвижного состава с регулируемым тормозным нажатием и дистанционным ручным управлением
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к стояночным тормозам подвижного состава. Автоматический механический стояночный тормоз содержит специальный упругий элемент в виде пружины со статическим прогибом 20 мм при приложении к нему максимального тормозного нажатия, фиксатор штока тормозного цилиндра реечного типа с клиновым зажимом и пневматическим приводом, регулятор давления клапанного типа, два трехходовых воздушных крана. Элемент расположен в цепи между штоком поршня тормозного цилиндра и тормозной рычажной передачей. Пневматический привод включает в себя две зубчатые рейки, прикрепленные к штоку тормозного цилиндра, два клиновых зажима с нажимными валиками, имеющими зубчатую нарезку, аналогичную зубьям реек, два пневматических привода в виде пневмоцилиндров двухстороннего действия с поршнями и пружинами. Регулятор давления клапанного типа запорно-регулировочного клапана состоит из резинового клапана, прикрепленного к резиновой диафрагме, направляющей втулки, регулировочной пружины, нажимного стержня, корпуса, выполненного из двух частей с фланцевым соединением и резьбой на верхней части корпуса, регулировочной крышки с резьбой, седла клапана в нижней части корпуса с подводящим воздухопроводом и четырьмя отводящими осевыми воздушными каналами. Техническим результатом является повышение надежности работы стояночного тормоза железнодорожного подвижного состава. 1 ил.
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к стояночным тормозам подвижного состава.
Известны системы стояночных тормозов железнодорожного транспорта, в том числе изобретения с авт. св. СССР №330056, МКИ В 60 Т 17/16; авт. св. СССР №894410, МКИ В 60 Т 17/16; авт. св. №774983, МКИ В 60 Т 17/16; авт. св. РФ №2047984; изобретение ДКТБ «Контраст», Автоматический стояночный тормоз с фиксирующим узлом типа «упорная гайка-винт» с несамотормозящейся резьбой; патент на изобретение №2232689 от 20 июля 2004 г. «Автоматический пневматический стояночный тормоз железнодорожного транспортного средства с регулируемой величиной тормозного нажатия» - прототип изобретения, состоящий из резинометаллической воздушной камеры, расположенной в тормозном цилиндре и являющейся силовым элементом при фиксации заторможенного состояния тормозной рычажной передачи; переключательного клапана, служащего для автоматического переключения направления воздуха от магистрали тормозного цилиндра к тормозному цилиндру или к резинометаллической воздушной камере при заданном давлении воздуха; запорного клапана с регулятором давления, служащего для автоматической фиксации тормозов в заторможенном состоянии; тормозного клапана для ручного затормаживания и отпуска тормозов.
Недостатками конструкции прототипа являются: 1) использование в составе стояночного тормоза резинометаллической воздушной камеры, запорного клапана и пневматического трубопровода, требующих высокой степени герметичности при нахождении их под давлением воздуха во время удержания тормозной рычажной передачи в заторможенном состоянии; 2) наличие у запорного клапана грубого пружинного регулятора давления с нестабильными границами ступеней регулирования; 3) наличие в конструкции стояночного тормоза большого количества аппаратов.
Решение поставленных задач по устранению отмеченных недостатков предполагается достичь за счет: 1) замены резинометаллической воздушной камеры как силового элемента тормозного цилиндра при фиксации тормозов упругим элементом в виде пружины со статическим прогибом 20 мм при приложении к ней максимального тормозного нажатия с целью смягчения характеристики зависимости давления воздуха в тормозном цилиндре и выходом штока тормозного цилиндра в зоне максимального тормозного нажатия и создания благоприятных условий для сохранения 100% предварительного тормозного нажатия при фиксации штока тормозного цилиндра в крайнем заторможенном состоянии; 2) использования в качестве фиксатора штока тормозного цилиндра высоконадежного автоматического механического фиксатора штока тормозного цилиндра реечного типа с клиновым зажимом; 3) замены регулятора давления запорного клапана «прототипа» на регулятор давления с более простой, надежной и точной регулировкой ступеней давления; 4) использования пневматического привода для дистанционного ручного управления стояночным тормозом.
Конструкция автоматического механического стояночного тормоза железнодорожного подвижного состава с регулируемым тормозным нажатием и дистанционным ручным управлением поясняется чертежом.
Стояночный тормоз содержит упругий элемент штока тормозного цилиндра 6, запорно-регулировочный клапан 4 с регулятором давления, автоматический механический фиксатор штока тормозного цилиндра реечного типа с клиновым зажимом 5, тормозной цилиндр 3 и два трехходовых воздушных крана 1 и 2.
Упругий элемент штока тормозного цилиндра 6 выполнен в виде пружины со статическим прогибом 20 мм при приложении к нему максимальной тормозной силы и расположен между штоком тормозного цилиндра 19 и нажимным стержнем штока 9 с возможностью использования их для фиксации тормозной рычажной передачи в заторможенном состоянии с сохранением 100% предварительного тормозного нажатия пневматических тормозов при автоматическом и ручном торможении за счет смягчения характеристики зависимости величины давления воздуха в тормозном цилиндре от выхода штока тормозного цилиндра в зоне максимального тормозного нажатия.
Запорно-регулировочный клапан с регулятором давления состоит из корпуса цилиндрической формы 43, состоящего из двух частей, соединенных между собой с помощью резьбы. Внутри верхней части расположен клапан поршневого типа 33 с двумя кольцевыми уплотнительными манжетами и прикрепленной с торца резиновой пробкой. Снаружи для подсоединения воздушных шлангов к верхней части корпуса приварен штуцер 34, а к нижней - 31. К нижней части корпуса с помощью фланцевого соединения присоединена крышка 20 со штуцером 36 для подсоединения воздушного шланга. Сверху в клапан поршневого типа для его закрытия ввернут толкатель 32, а в центральное осевое сквозное отверстие нижней части корпуса для открытия клапана установлен толкатель 35.
К верхней части корпуса с помощью фланцевого соединения прикреплен регулятор давления клапанного типа 45, состоящий из резинового клапана 26, прикрепленного к резиновой диафрагме 44; направляющей втулки 25; регулировочной пружины 23; нажимного стержня 21; корпуса регулятора 45, выполненного из двух частей с фланцевым соединением и резьбой на верхней части корпуса; регулировочной крышки 22 с резьбой; седла клапана 27 в нижней части корпуса, имеющей подводящий воздушный канал 28 и четыре осевых отводящих канала 29; штуцера 38; двух резиновых диафрагм 30, установленных во фланцевых соединениях корпуса с регулятором давления 45 и нижней крышкой.
Автоматический механический фиксатор штока тормозного цилиндра реечного типа с клиновым зажимом состоит из прикрепленных к штоку тормозного цилиндра 19 двух реек 18 с нарезанными на них косыми зубьями; двух стопорных клиновых зажимов 16 с размещенными внутри их разрезанных и соприкасающихся друг с другом по наклонной плоскости двух нажимных валиков 17, один из которых имеет нарезку зубьев, аналогичных зубьям реек штока тормозного цилиндра, а другой выполняет роль клина при фиксации первого в заторможенном состоянии штока тормозного цилиндра. Оба нажимных валика соединены между собой валиком 10, позволяющим нажимным валикам перемещаться друг относительно друга по контактной наклонной плоскости. Между нажимными валиками имеется пружина 15, которая, при отпуске штока тормозного цилиндра из заторможенного зафиксированного положения возвращает нажимной валик с зубьями в крайнее положение, максимально удаленное от другой половины нажимного валика. Каждый из стопорных клиновых зажимов имеет индивидуальный пневматический привод 12, представляющий из себя пневмоцилиндр двухстороннего действия с поршнем 13, штоком 14 и пружиной 11. К цилиндру привода зажима с одной стороны подключен воздухопровод от магистрали тормозного цилиндра 40, а с противоположной стороны - от тормозной магистрали 41. Шток 14 соединен с одной половиной нажимного валика 17 с возможностью перемещать нажимной валик в корпусе зажима по направлению к штоку тормозного цилиндра и обратно. В пневматическом цилиндре привода зажима расположена пружина 11, которая при отсутствии воздуха в цилиндре удерживает поршень 3 в крайнем положении, соответствующем положению нажимного валика 17, когда зубья рейки и нажимного валика находятся в полном зацеплении.
Работа автоматического механического фиксатора штока тормозного цилиндра железнодорожного подвижного состава реечного типа с клиновым зажимом заключается в следующем. При производстве экстренного торможения автоматическими пневматическими тормозами подвижного состава поршни тормозных цилиндров 8 вместе с прикрепленными к ним зубчатыми рейками 18 под давлением воздуха из магистрали тормозного цилиндра переместятся в крайнее тормозное положение. При этом поршни цилиндров приводов зажимов 13 под действием воздуха из магистрали тормозного цилиндра и под действием пружины 11 также будут перемещаться по направлению к клиновым стопорным зажимам 16, а их штоки 14 приведут в движение нажимные валики 17 по направлению к штоку тормозного цилиндра 19. При этом, если зубья нажимного валика и рейки штока тормозного цилиндра не совпадут, то нажимной валик с зубьями 17 будет перемещаться вдоль оси штока тормозного цилиндра 19 до полного их зацепления. После этого вторая половина нажимного валика 17, соединенная со штоком 14, под воздействием его усилия заклинит нажимной валик, находящийся в зацеплении с зубьями штока тормозного цилиндра 19. В дальнейшем, после утечки воздуха из цилиндров приводов зажимов зафиксированное положение штока тормозного цилиндра 19 будет обеспечиваться усилием пружины привода зажима 11 и сопротивлением механизмов клинового стопорного зажима и поршня цилиндра привода 13.
При отпуске тормозов подвижного состава и зарядке тормозной магистрали поршень 13 под воздействием воздуха из тормозной магистрали приведет к перемещению нажимной валик зажима 17 в сторону от штока тормозного цилиндра 19, выведет из зацепления зубья нажимного валика 17 и рейки 18. Произойдет отпуск штока тормозного цилиндра из заторможенного состояния.
Работа автоматического механического стояночного тормоза железнодорожного подвижного состава с регулируемым тормозным нажатием и ручным дистанционным управлением характеризуется следующими режимами: 1) поездное; 2) служебное торможение; 3) экстренное торможение; 4) ручное торможение с автоматической фиксацией.
При «Поездном» положении, когда тормозная магистраль ТМ автоматических пневматических тормозов подвижного состава заряжена, а в магистрали тормозного цилиндра МТЦ воздух отсутствует, клапан поршневого типа 33 запорно-регулировочного клапана под давлением воздуха из тормозной магистрали через толкатель 35 откроет проход для воздуха к тормозному цилиндру по воздушной цепи 31-34-37.
При «Служебном торможении», когда давление воздуха в тормозной магистрали снижено до величины не ниже 3 атм, воздух из магистрали тормозного цилиндра будет поступать в тормозной цилиндр, но так как его давление будет меньше давления, соответствующего экстренному торможению, то регулятор давления 29 не сработает и фиксации тормозной рычажной передачи происходить не будет.
При «Экстренном торможении», когда давление в тормозной магистрали снизится до 0, а давление в тормозном цилиндре будет соответствовать давлению при экстренном торможении, на которое отрегулирован регулятор давления, последний сработает, перекроет клапаном 33 выход воздуха из тормозного цилиндра и откроет доступ воздуха по воздушной цепи 38-39 (40) к пневмоцилиндру привода фиксатора, который сработает и зафиксирует шток тормозного цилиндра в заторможенном положении. При этом давление воздуха в тормозном цилиндре, т.е. тормозное нажатие, можно устанавливать заранее, вместе с установкой переключателя режимов воздухораспределителя на подвижном составе путем поворота регулировочной крышки 22 регулятора давления 45.
При зарядке тормозной магистрали до давления 5 атм клапан 33 откроется под действием толкателя 35 и воздух из тормозного цилиндра по воздушной цепи 37-34-31-1 выйдет в магистраль тормозного цилиндра, а затем в атмосферу. При этом воздух из тормозной магистрали по воздушной цепи 2-41(42) поступит также в пневмоцилиндр привода фиксатора и он сработает на отпуск тормозов.
При «Ручном торможении» с автоматической фиксацией необходимо: 1) подать воздух в тормозную магистраль затормаживаемой единицы подвижного состава от маневрового локомотива или постороннего источника воздуха; 2) переключить 3-ходовые воздушные краны 1 и 2 в тормозное положение.
При этом воздух из тормозной магистрали по воздушной цепи ТМ - 1-31-34-37 поступит в тормозной цилиндр и при давлении, на которое отрегулирован регулятор давления, он сработает и, аналогично автоматическому режиму фиксации, закроет выход воздуха из тормозного цилиндра путем закрытия клапана 33, а затем автоматически зафиксирует заторможенное положение с помощью фиксатора.
Отпуск тормозов производится с помощью воздуха, взятого от маневрового локомотива, путем поворота воздушных кранов 1 и 2 в поездное положение.
Автоматический механический стояночный тормоз железнодорожного подвижного состава с регулируемым тормозным нажатием и дистанционным ручным управлением, содержащий фиксирующее устройство для удержания тормозной рычажной передачи в заторможенном состоянии, запорно-регулировочное устройство для перекрытия выхода воздуха из тормозного цилиндра и регулирования в нем давления и отличающийся наличием упругого элемента в виде пружины со статическим прогибом 20 мм при приложении к нему максимального тормозного нажатия, расположенного в цепи между штоком поршня тормозного цилиндра и тормозной рычажной передачей и имеющего цель сохранить при фиксации 100% тормозного нажатия, автоматического механического фиксатора штока тормозного цилиндра реечного типа с клиновым зажимом и пневматическим приводом, включающим в себя две зубчатые рейки, прикрепленные к штоку тормозного цилиндра, два клиновых зажима с нажимными валиками, имеющими зубчатую нарезку аналогичную зубьям реек, два пневматических привода в виде пневмоцилиндров двухстороннего действия с поршнями и пружинами, регулятора давления клапанного типа запорно-регулировочного клапана, состоящего из резинового клапана, прикрепленного к резиновой диафрагме, направляющей втулки, регулировочной пружины, нажимного стержня, корпуса, выполненного из двух частей с фланцевым соединением и резьбой на верхней части корпуса, регулировочной крышки с резьбой, седла клапана в нижней части корпуса с подводящим воздухопроводом и четырьмя отводящими осевыми воздушными каналами, двух трехходовых воздушных кранов для ручного дистанционного торможения и отпуска стояночного тормоза.
