RU2022841C1

RU2022841C1 - Railroad transport emergency braking apparatus

Info

Publication number: RU2022841C1
Authority: RU
Inventors: Борис Петрович Таланов
Original assignee: Борис Петрович Таланов
Priority date: 1992-09-01
Filing date: 1992-09-01
Publication date: 1994-11-15

Abstract

FIELD: railroad transport. SUBSTANCE: apparatus has braking shoes with their drive; pole with plungers, that are symmetrically placed relatively to pole. Shoes are located by pairs on pole with plungers over each rail. Shoes are joined by threading with turning shafts in each plunger and are kept from turning by key. Shafts have located between braking shoes rollers with teeth, that are capable to contact with upper surface of rail during braking. Shoes are protruding down behind teeth of roller and have threading of different directions in each pair. Braking shoes with bulges in lower part are capable to conjugate with lower surface of upper part of rail. Shoes are combined and have at least one spring, located between component parts and threading on outer part in relation to rail and second part is connected with it free by axle with stop, that limits relative movement. Apparatus is mounted at least on one last van of train. Pole is capable to turn in the form of rod, that moves in guides. EFFECT: emergence braking apparatus is used in railroad transport. 6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к тормозным устройствам для рельсового транспорта и может быть использовано для экстренной остановки состава, чтобы избежать столкновения или наезда на посторонний объект. The invention relates to braking devices for rail vehicles and can be used for an emergency stop of the train in order to avoid a collision or collision with a foreign object.

Известно тормозное устройство транспортного средства, которое содержит тормозную колодку с приводом ее перемещения к вращающемуся круглому телу, причем все тормозное устройство соединено с рамой. A vehicle brake device is known which comprises a brake shoe with a drive for moving it to a rotating round body, the entire brake device being connected to the frame.

Недостатками известного тормозного устройства являются следующие зависимость тормозного пути от состояния поверхности рельсов и колес, так как коэффициент трения будет зависеть от указанного фактора, зависимость тормозного пути от массы состава, невозможность заранее определить тормозной путь даже при идеальном состоянии поверхности рельса и колес, образование огранки и выемов на колесе и рельсе, а также возможная потеря устойчивости при резком торможении, так как внутри состава могут находиться участки, где рельсы могут испытывать сжатие. The disadvantages of the known braking device are the following dependence of the braking distance on the state of the surface of the rails and wheels, since the friction coefficient will depend on the specified factor, the dependence of the braking distance on the mass of the composition, the inability to determine the braking distance even when the surface of the rail and wheels is in perfect condition, faceting and openings on the wheel and rail, as well as a possible loss of stability during sudden braking, since inside the train there may be areas where the rails may experience tightness with regard.

На железнодорожном транспорте повсеместно используется тормозное устройство, которое содержит тормозную колодку с пневматическим приводом, способным вводить в контакт тормозную колодку с вращающейся поверхностью колесной системы. In rail transport, a brake device is commonly used that comprises a brake shoe with a pneumatic drive capable of contacting the brake shoe with a rotating surface of the wheel system.

Недостатками описанного тормозного устройства являются те же самые, что указаны в вышеописанном аналоге. Это объясняется тем, что в обеих случаях тормозится ходовая часть (колеса) подвижного состава. The disadvantages of the described brake device are the same as indicated in the above analogue. This is because in both cases the undercarriage (wheels) of the rolling stock is braked.

Целью изобретения является устранение зависимости от состояния поверхности колес и рельса, создание условий для более благоприятного приложения тормозного усилия, избежание столкновения и схода состава с рельс, а следовательно, избежание человеческих жертв, которыми сопровождаются аварийные ситуации. The aim of the invention is to eliminate the dependence on the state of the surface of the wheels and the rail, creating conditions for a more favorable application of braking force, avoiding collision and derailment of the composition from the rail, and therefore, avoiding the human victims that accompany emergency situations.

Поставленная цель достигается тем, что тормозные колодки попарно расположены на штанге со скалками над каждым рельсом, при этом тормозные колодки соединены резьбой с поворотными валами в каждой скалке и удерживаются от поворота шпонкой, а валы оснащены расположенными между тормозными колодками роликами с зубцами, способными входить в контакт с верхней поверхностью рельса при торможении, причем тормозные колодки выступают вниз за зубцы ролика и выполнены с резьбой разного направления в каждой паре тормозных колодок. Сами тормозные колодки выполнены с выступом в своей нижней части, способным сопрягаться с нижней поверхностью верхней части рельса, а сами колодки изготовлены составными с подвижной в осевом направлении частью, которая обращена к рельсу, причем между составными частями размещена пружина. Штанга устройства может быть выполнена поворотной или в виде штока в направляющих, причем тормозное устройство установлено на последнем вагоне состава. This goal is achieved in that the brake pads are arranged in pairs on a rod with rolling pins above each rail, while the brake pads are threaded to the rotary shafts in each rolling pin and are kept from turning by a key, and the shafts are equipped with castors located between the brake pads with teeth that can fit into contact with the upper surface of the rail during braking, and the brake pads protrude downward behind the teeth of the roller and are made with threads of different directions in each pair of brake pads. The brake pads themselves are made with a protrusion in their lower part, which can mate with the lower surface of the upper part of the rail, and the pads themselves are made integral with the axially movable part, which faces the rail, and a spring is placed between the component parts. The rod of the device can be made rotary or in the form of a rod in the guides, and the brake device is installed on the last car of the train.

На фиг.1 представлен вагон, вид сбоку; на фиг.2 - место I на фиг.1; на фиг.3 - вид А на фиг.1; на фиг.4 - вид Б на фиг.3. Figure 1 presents the car, side view; figure 2 - place I in figure 1; figure 3 is a view a in figure 1; figure 4 is a view of B in figure 3.

Аварийное тормозное устройство железнодорожного транспорта содержит штангу 1 со скалками 2, которые размещены симметрично относительно штанги 1. На каждой скалке 2 расположен вал 3 с закрепленным на нем роликом 4, который имеет на своей окружности зубцы 5. Вал 3 имеет по обеим сторонам от ролика 4 резьбу разного направления нарезки, которая сопрягается с тормозной колодкой 6, выполненной составной из частей 7,8. Указанные части в верхней оконечности имеют паз 9, в который входит стержень 10, играющий роль шпонки и закрепленный своими концами в скалке 2. Между составными частями тормозной колодки 6 расположена пружина тарельчатая 11, которая разводит обе составные части 7,8 до упора 12. Составная часть 7 тормозной колодки 6 имеет резьбу, которая сопрягается с резьбой вала 3, а составная часть 8 подвижно в осевом направлении за счет сопряжения соединена с составной частью 7. На фиг.1 условно показано два варианта установки тормозного устройства на раме 13 вагона 14. В обеих случаях имеется привод, состоящий из пневмоцилиндра 15 и управляемого машинистом золотника 16. The emergency brake device of railway transport contains a rod 1 with rolling pins 2, which are placed symmetrically relative to the rod 1. On each rolling pin 2 there is a shaft 3 with a roller 4 fixed on it, which has teeth on its circumference 5. The shaft 3 has on both sides of the roller 4 a thread of a different direction of cutting, which mates with a brake pad 6 made of a component of parts 7.8. These parts in the upper end have a groove 9, which includes a rod 10, which plays the role of a dowel and fixed with its ends in the rolling pin 2. Between the components of the brake pad 6 there is a Belleville spring 11, which pushes both components 7.8 to the end 12. Compound part 7 of the brake pads 6 has a thread that mates with the threads of the shaft 3, and component 8 is movable in the axial direction due to mating connected to component 7. In Fig. 1, two options for installing the brake device on the car frame 13 are conventionally shown 14. In both cases, there is a drive consisting of a pneumatic cylinder 15 and managed a machinist spool 16.

При использовании варианта, который изображен на фиг.2, штанга 1 расположена в направляющих 17 и имеет механическую "развязку" 18 со штоком пневмоцилиндра 15. При использовании варианта размещения тормозного устройства под вагоном 14 штанга 1 имеет ось 19, а пневмоцилиндр 15 выполнен качающимся и при выдвинутом штоке может сам служить упором, причем при выдвинутом штоке штанга должна занять положение близкое к вертикальному и приподнять раму 15 вагона для гарантийного силового контакта зубцов 5 ролика 4 с поверхностью 20 рельса 21. Составная часть 8 тормозной колодки 6 в своей нижней части имеет выступ 22, который в рабочем положении (см.фиг.3) заходит за верхнюю полку рельса 21. Вал 3 имеет осевой люфт, чтобы обеспечивалась его самоустановка в рабочем положении. When using the variant, which is shown in figure 2, the rod 1 is located in the guides 17 and has a mechanical "isolation" 18 with the rod of the pneumatic cylinder 15. When using the option of placing the brake device under the car 14, the rod 1 has an axis 19, and the pneumatic cylinder 15 is made swinging and when the rod is extended, it can serve as a stop, and when the rod is extended, the rod should occupy a close vertical position and raise the carriage frame 15 for guaranteed force contact of teeth 5 of roller 4 with surface 20 of rail 21. Component 8 t The brake shoe 6 in its lower part has a protrusion 22, which in the working position (see Fig. 3) extends beyond the upper shelf of the rail 21. The shaft 3 has an axial play so that it can be self-installed in the working position.

Действует аварийное тормозное устройство следующим образом. В начальном положении штанга 1 поднята в крайнее верхнее положение от привода 15, а колодки тормозные 6 разведены до крайнего положения, которое определяет свободное перемещение выступов 22 каждой пары тормозных колодок 6 по обеим сторонам рельса 21 без его касания и с большим запасом по зазору. При необходимости аварийного торможения, когда возникает ситуация с возможными тяжелыми последствиями, а существующие тормозные устройства не позволяют их избежать, машинист локомотива включает привод путем переключения золотника 16 и пневмоцилиндр 15 опускает штангу 1, тормозные колодки 6 попарно располагаются по сторонам каждого рельса 21, а зубцы 5 ролика входят в силовой контакт с верхней поверхностью рельса 20. The emergency brake device operates as follows. In the initial position, the rod 1 is raised to its highest position from the actuator 15, and the brake pads 6 are divorced to the extreme position, which determines the free movement of the protrusions 22 of each pair of brake pads 6 on both sides of the rail 21 without touching it and with a large margin of clearance. If emergency braking is necessary, when a situation with possible serious consequences arises, and the existing brake devices do not allow them to be avoided, the locomotive driver starts the drive by switching the spool 16 and the pneumatic cylinder 15 lowers the rod 1, the brake pads 6 are arranged in pairs on the sides of each rail 21, and the teeth 5 rollers come into force contact with the upper surface of the rail 20.

Ролик 4 начинает вращаться совместно с валом 3 и тормозные колодки 6 начинают перемещаться к рельсу 21, так как валик 3 имеет разного направления резьбу, а тормозные колодки удерживаются от вращения шпонкой 10. Части 8 тормозной колодки 6 входят в контакт с боковой поверхностью рельса 21 и пружина 11 начинает сжиматься. При сжатии пружины 11 создается тормозное усилие с линейной характеристикой, что обеспечивает плавное торможение в начальный момент. В конце перемещения тормозных колодок 6 рельс зажимается и перемещение состава может происходить при оплавлении контактной поверхности колодок 6 с выработкой материала самих тормозных колодок 6. The roller 4 begins to rotate together with the shaft 3 and the brake pads 6 begin to move towards the rail 21, since the roller 3 has a different direction of thread, and the brake pads are kept from rotation by the key 10. Parts 8 of the brake pad 6 come into contact with the side surface of the rail 21 and spring 11 begins to compress. When the spring 11 is compressed, a braking force is created with a linear characteristic, which ensures smooth braking at the initial moment. At the end of the movement of the brake pads 6, the rail is clamped and the movement of the composition can occur when the contact surface of the pads 6 is melted with the development of the material of the brake pads 6 themselves.

Сам рельс 21 зажимается по нерабочей его части, нагрев его не будет чрезмерным, так как тепловой контакт кратковременен. Однако при остановке состава возможна приварка поверхностей, но это уже после устранения аварийной ситуации, для чего и предназначено данное изобретение. The rail 21 itself is clamped on its non-working part, its heating will not be excessive, since the thermal contact is short-lived. However, when stopping the composition, welding of surfaces is possible, but this is after eliminating the emergency situation, for which this invention is intended.

Съем колодок может встретить затруднения, однако повреждение рельса возможно только местное, что конечно займет меньше времени, чем устранение последствий аварии. Removing pads can be difficult, but only local damage to the rail is possible, which of course will take less time than eliminating the consequences of the accident.

Для использования технического решения можно дать ряд рекомендаций:
при сравнительно "легком" составе достаточно иметь тормозное устройство на последней платформе. В этом случае состав испытывает благоприятное приложение нагрузки, так как происходит его растяжение, а это позволяет сохранить устойчивость и избежать схода с пути. Однако при перегрузке, например до 3g (это соответствует тормозному пути 15 м при начальной скорости около 100 км/ч), возможен разрыв состава. Если использовать одновременно существующие тормозные устройства, то характер нагружения не изменится, но вероятность разрыва снизится;
использование одновременно и аварийного тормоза и существующих тормозных устройств нежелательно при малых скоростях, так как будет в этом случае происходить интенсивный износ поверхности колес с образованием огранки, а при использовании только аварийного тормозного устройства этот эффект отсутствует;
при "тяжелом" составе или при опасном грузе можно установить несколько аварийных тормозных устройств вдоль состава (по крайней мере три: по концам и в середине). Это позволит устранить опасность разрыва состава. Для сохранения устойчивости включение тормозных устройств должно осуществляться, начиная с последнего вагона;
устойчивость состава повышается самой конструкцией аварийного тормозного устройства, так как выступы 22 удерживают состав от вертикального перемещения, а тормозные колодки 6 ограничивают в пределах люфта вала 3 боковое перемещение;
возможно размещение предлагаемого устройства на отдельной укороченной платформе, чтобы избежать значительных переделок и доработок.To use the technical solution, you can give a number of recommendations:
with a relatively "light" composition, it is enough to have a braking device on the last platform. In this case, the composition experiences a favorable application of the load, as it stretches, and this allows you to maintain stability and avoid going out of the way. However, when overloaded, for example up to 3g (this corresponds to a stopping distance of 15 m at an initial speed of about 100 km / h), a break in the composition is possible. If you use existing brake devices at the same time, the nature of the load will not change, but the likelihood of a break will decrease;
the use of both an emergency brake and existing brake devices is undesirable at low speeds, since in this case intensive wear of the surface of the wheels will occur with the formation of a cut, and when using only an emergency brake device, this effect is absent;
with a “heavy” train or with a dangerous load, several emergency braking devices can be installed along the train (at least three: at the ends and in the middle). This will eliminate the risk of a break in the composition. To maintain stability, the inclusion of brake devices should be carried out starting from the last car;
the stability of the composition is enhanced by the design of the emergency brake device, since the protrusions 22 keep the composition from vertical movement, and the brake pads 6 limit lateral movement within the clearance of the shaft 3;
it is possible to place the proposed device on a separate shortened platform in order to avoid significant alterations and improvements.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять аварийное торможение состава вне зависимости от состояния пути на заданной длине участка, избежать разрушение состава с грузом, человеческих жертв и экологических катастроф при транспортировке опасного груза. Thus, the proposed device allows for emergency braking of the train, regardless of the state of the track at a given section length, to avoid the destruction of the train with cargo, human casualties and environmental disasters during the transportation of dangerous goods.

Claims

1. EMERGENCY BRAKE DEVICE OF RAILWAY TRANSPORT, including brake pads with their drive, characterized in that the device is equipped with a rod with rolling pins, symmetrically placed relative to the rod, the pads are arranged in pairs on the rod with rolling pins above each rail, while the pads are threaded to rotary shaft each rolling pin and is kept from turning by a key, and the shafts are equipped with teeth with rollers located between the brake pads that can contact the upper surface of the rail during braking NII, the pads extend downwards over the roller teeth and are made with thread of different directions in each pair.

2. The device according to claim 1, characterized in that the brake pads are made with a protrusion in the lower part, capable of mating with the lower surface of the upper part of the rail.

3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the brake pads are made integral with at least one spring between the component parts and the thread on the part external to the rail, the second component being connected to it axially with an emphasis which limits relative movement.

4. The device according to claim 1, characterized in that it is installed on at least one last train car.

5. The device according to claim 1, characterized in that the rod is made rotary.

6. The device according to p. 1, characterized in that the rod is made in the form of a rod in the guides.