RU220322U1 - Вагонный замедлитель с пониженным уровнем шума - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к способам изготовления тормозной шины вагонных замедлителей железнодорожного транспорта, предназначенных для регулирования скорости скатывания вагонов на механизированных и автоматизированных сортировочных горках. Задачей заявляемого технического решения является повышение эффективности работы вагонных замедлителей на механизированных и автоматизированных сортировочных горках и улучшение экологической обстановки в районе сортировочных горок. Технический результат заключается в снижении шумового загрязнения в области высоких частот 1000-8000 Гц. Технический результат достигается вагонным замедлителем, включающим механизм прижатия, тормозную балку, подошву тормозной шины, выполненную из высоко демпфирующей стали, состоящую из концевой правой, концевой левой и средних подошв тормозных шин, имеющих суммарную длину, равную длине тормозной балки вагонного замедлителя, стальных планок длиной 300-900 мм, с отверстиями для болтового крепления планок на подошве шины и установки фрикционных элементов, при этом тормозную балку изготавливают из высоко демпфирующей стали с рабочим частотным диапазоном 1000-8000 Гц. На контактных поверхностях подошвы тормозной шины и стальных планок выполнены шипы и пазы для соединения планок и шины между собой в виде ласточкина хвоста. На торцах стальных планок с одной стороны выполнены шипы, с другой - пазы для соединения планок между собой в виде ласточкина хвоста.

Description

Полезная модель относится к путевым устройствам железнодорожного транспорта и предназначена для регулирования скорости скатывания отцепов на механизированных и автоматизированных сортировочных горках, в частности к вагонным замедлителям балочного типа.

Работа вагонных замедлителей сопровождается значительными динамическими нагрузками, возникающими в узлах силовой системы и контакте «тормозная шина - обод колеса вагона». Данный процесс приводит к значительным шумовым загрязнениям в виде звуковых колебаний, это удары, свист, скрежет металла по металлу. По частотному диапазону шумы на сортировочных горках делятся низко- (до 300 Гц), средне- (300-5000 Гц) и высокочастотные (свыше 5000 Гц). По физиологическому воздействию на человека наиболее опасен высокочастотный шум в диапазоне частот от 1000 до 4000 Гц при уровне более 80 дБ, что подтверждается многочисленными опытами и отражено в существующих нормативных документах.

Известны вагонные замедлители, содержащие тормозные балки с шинами, связанные посредством рычажной системы с приводом (Патент РФ на изобретение №2333120, патенты РФ на полезные модели №38707, №207699).

Данные технические решения направлены на снижение времени при проведении аварийно-восстановительных работ при обслуживании вагонных замедлителей и не направлены на улучшение экологической обстановки в зоне работы вагонного замедлителя.

Известно техническое решение, направленное на подавления шума при работе балочных вагонных замедлителей путем устройства в телах фрикционных колодок (тормозных шин) полостей с шумопадавляющим плакирующим материалом, имеющих открытые поверхности трения. При взаимодействии фрикционных колодок (тормозных шин) и боковой поверхности колес вагонов, происходит модифицирование контактирующих поверхностей шумопадавляющим плакирующим материалом. Процесс модифицирования осуществляется путем подачи шумоподавляющего плакирующего материала из полостей находящихся в одном из тел пары трения (например, в теле фрикционной накладки). При износе данного тела в процессе контакта со вторым телом (с его рабочей поверхностью, например, с торцевой (боковой) поверхностью колеса грузового вагона) (Патент РФ на изобретение №267439).

Недостаток данного технического решения заключается в том, что шумоподавляющий плакирующий материал трудно удерживать в полостях, имеющих открытые контактные поверхности. Взаимодействие фрикционных колодок (тормозных шин) происходит при больших скоростях, т.е. происходит соударение тормозной колодки (тормозной шины) и боковой поверхности колес вагонов. Таким образом, процесс плакирования быстро заканчивается

Известны технические решения, предложенные авторами данного технического решения, описанные в патентах на полезные модели 143886, 180704,183379, 183379, 186258, направленное на снижение шума при работе балочных вагонных замедлителей, путем установки в телах тормозных шин фрикционных элементов с шумопадавляющими свойствами, имеющих открытые поверхности трения. В отличии от аналога, фрикционные элементы имеют более высокую износостойкость, чем пластины в которые они установлены и имеют надежное крепление. Согласно указанным техническим решениям тормозная шина вагонного замедлителя выполняется сборной, состоящей из подошвы и изнашиваемой части. Изнашиваемая часть выполняется виде стальных планок, имеющих сквозные и ступенчатые отверстия для монтажа к подошве, и крепления фрикционных элементов, выполнены в форме цилиндра высотой 10-40 мм, диаметром 5,0-40,0 мм, из металлокерамического фрикционного самосмазывающегося материала. Шины имеют дополнительные прокладки и накладки, выполненные из композитных материалов с высокими демпфирующими свойствами.

Недостаток данных шин заключается в недостаточном снижении шума в области высоких частот 1000-8000 Гц.

Известны композитные тормозные шины для балочных вагонных замедлителей, предложенные авторами полезной модели, описанные в патентах на полезные модели 1196946, 196663, 196665, 196667, 199915. Тормозные шины выполняется сборными, состоят из подошвы и изнашиваемой части. Изнашиваемая часть выполняется виде стальных планок, имеющих сквозные ступенчатые отверстия для монтажа к подошве, и отверстия ступенчатые сквозные и глухие в изнашиваемой части, для впрессовывания фрикционных элементов, с усилием 14-15 кН/см². Фрикционные элементы выполнены в форме цилиндра высотой 10-40 мм, диаметром 5,0-40,0 мм, из металлокерамического фрикционного самосмазывающегося материала. Шины имеют дополнительные прокладки, выполненные из стали с высокими демпфирующими свойствами.

В качестве прототипа принято техническое решение, описанное в патенте №199915.

Шина тормозная, сборная, для балочного вагонного замедлителя состоит из подошвы выполненная из стали с высокими демпфирующими свойствами, толщиной 19-20 мм, имеет отверстиями, для крепления к тормозной балке вагонного замедлителя, стальных планок, длиной 300-900 мм. имеющих отверстия для монтажа к подошве, отверстия для крепления фрикционных элементов, выполненные в форме цилиндра высотой 10-40 мм, диаметром 5,0-40,0 мм, из металлокерамического фрикционного самосмазывающегося материала.

Фрикционные элементы содержат никель, медь, барит, окись алюминия, графит, дисульфид молибдена и железо, при следующем содержании компонентов, мас.%: никель 2,0-2,2, медь 2,5-2,6, барит 6,0-6,1, окись алюминия 1,5-3,1, графит 1,5-3,1, дисульфид молибдена 1,6-17, железо - остальное.

Фрикционные элементы имеют открытую пористость 16-20%, пропитаны раствором связующего фенольного порошкообразного СФП-011Л и подвергнуты отверждению при температуре 120-160°С.

Фрикционные элементы имеют твердость по Бринеллю 50-120 НВ5,0/1226/10, плотность 5,55-6,05 г/см³, коэффициент трения 0,4-0,6.

Недостатком данного технического решения является не достаточная степень снижения шума в области высоких частот, при установке тормозной шины на балочные вагонные замедлители.

Задачей заявляемого технического решения является улучшение экологической обстановки в районе сортировочных горок в период работы балочных вагонных замедлителей.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в снижении шумового загрязнения в области высоких частот 1000-8000 Гц.

Технический результат достигается вагонным замедлителем с пониженным уровнем шума, включающим механизм прижатия, тормозную балку, подошву тормозной шины, выполненную из высоко демпфирующей стали, состоящую из концевой правой, концевой левой и средних подошв тормозных шин, имеющих суммарную длину, равную длине тормозной балки вагонного замедлителя, стальных планок длиной 300-900 мм, с отверстиями для болтового крепления планок на подошве шины и установки фрикционных элементов, отличающийся тем, что тормозную балку изготавливают из высоко демпфирующей стали с рабочим частотным диапазоном 1000-8000 Гц.

На контактных поверхностях подошвы тормозной шины и стальных планок выполнены шипы и пазы, для соединения планок и шины между собой в виде ласточкина хвоста.

На торцах стальных планок, с одной стороны выполнены шипы с другой стороны выполнены пазы, для соединения планок между собой в виде ласточкина хвоста.

В соответствии с СНиП 23-03-2003 «Защита от шума», введен в действие 2003 г., предусмотрены допустимые уровни звукового давления, а также основные условия звукоизоляции различных конструкций помещений и зданий. Согласно санитарным нормам, допустимые уровни шума в жилых домах не должны превышать в дневное время - 55 дБА, а ночное - 45 дБА. В табл. 1 представлены допустимые уровни шума в жилых домах, которые находятся на границе зоны действия шума, создаваемого вагонными замедлителями на сортировочных горках.

Авторами были проведены исследования по определению уровня звукового давления на сортировочных горках создаваемых вагонными замедлителями с установленными штатными шинами и балками табл. 2. Также проведены исследования по определению уровня звукового давления на сортировочных горках создаваемых вагонными замедлителями с установленными шинами и балками по предлагаемому техническому решению табл. 3.

Анализ полученных данных показывает значительное снижение уровни звукового давления в октановых полосах со среднегеометрическими частотами, области частот 1000-8000 Гц.

Снижение шумового загрязнения в области высоких частот, выше 1000 Гц, достигается выполнением балки и подошвы тормозной шины из стали с высоко демпфирующими свойствами в области рабочих частот в диапазон 1000-8000 Гц. Повышение технологичности достигается изготовлением подошвы из проката в виде полосы, а так же изготовлением стальных планок длиной, в пределах 300-900 мм, позволяет выполнять отверстия в них и последующую обработку на универсальных станках.

Таблица 1. Номеруемые параметры шума
		Уровень звука для источников не постоянного звука дБ			Уровни звукового давления в октановых полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
№ п/п	Время суток	Lэкв, дБА	Fmax, дБА	Fmin, дБА	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	День	55	55	70	90	75	66	59	54	50	47	45	44
2	Ночь	55	55	70	83	67	57	49	44	40	37	35	33
Таблица 2. Параметры шума, снятые в зоне вагонного замедлителя, при установленных штатных тормозных шинах из стали 50ХГ
		Уровень звука для источников не постоянного звука дБ			Уровни звукового давления в октановых полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
№ п/п	Время суток	Lэкв, дБА	Fmax, дБА	Fmin, дБА	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	День	116,2	121,1	76,1	86,2	92,3	87,1	81,1	84,2	88,0	112,6	116,2	101,2
2		114,1	126,8	57	82,4	82,8	79,8	79,1	82,2	85,1	106,4	114,1	104,3
3		116,9	129,3	55,7	83,2	83,1	80,6	80,1	84	86	108,3	116,5	102,9
4		118,6	129,4	51,3	83,9	83,1	79,8	79,0	83,5	85,3	108,6	118,7	108,4
5		92,1	103,1	51,7	81,7	81,0	78,9	78,1	81,3	83,7	83,0	82,6	80,3
Таблица 3. Параметры шума, снятые в зоне вагонного замедлителя, при установленных тормозной балке и тормозных шинах по предлагаемому техническому решению
№ п/п	Время суток	Lэкв, дБА	Fmax, дБА	Fmin, дБА	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	День	81,0	85,9	63,9	88,1	89,1	83,2	80,1	81,0	77,8	75,9	70,0	62,7
2		87,9	96,3	64,9	85,2	88,1	85,8	86,9	85,4	85,7	84,0	80,3	76,2
3		92,1	104,5	71,9	83,3	84,7	84,2	83,2	87,1	89,1	89,2	89,2	86,9
4		90,9	102	67,1	83,4	87,6	83,8	82,9	85,5	86,8	87	86,9	84,8
4		81	90,4	65,5	86,8	88,9	81,8	81	80,7	78,4	77,4	75,8	66,9

Полезную модель изготавливают следующим образом.

Получают прокат или литье для изготовления тормозной балки и прокат для изготовления подошвы тормозной шины в виде листа толщиной 18-25 мм из высоко демпфирующей стали с параметрами рабочих частот 1000-8000 Гц. Из листа вырезают полосы необходимой длины, из которых готовят подошвы для средней шины, концевых левой и правой шин. Проводят сборку стальных планок с фрикционными элементами. Полученные изделия, балку, подошву и стальные планки устанавливают на вагонный замедлитель. После сборки тормозной замедлитель готов к работе.

Claims (3)

1. Вагонный замедлитель с пониженным уровнем шума, включающий механизм прижатия, тормозную балку, подошву тормозной шины, выполненную из высоко демпфирующей стали, состоящую из концевой правой, концевой левой и средних подошв тормозных шин, имеющих суммарную длину, равную длине тормозной балки вагонного замедлителя, стальных планок длиной 300-900 мм, с отверстиями для болтового крепления планок на подошве шины и установки фрикционных элементов, отличающийся тем, что тормозную балку изготавливают из высоко демпфирующей стали с рабочим частотным диапазоном 1000-8000 Гц.

2. Вагонный замедлитель по п. 1, отличающийся тем, что на контактных поверхностях подошвы тормозной шины и стальных планок выполнены шипы и пазы для соединения планок и шины между собой в виде ласточкина хвоста.

3. Вагонный замедлитель по п. 1, отличающийся тем, что на торцах стальных планок с одной стороны выполнены шипы, с другой стороны выполнены пазы для соединения планок между собой в виде ласточкина хвоста.