RU2452641C1

RU2452641C1 - Device for emergent automatic braking of monorail trains

Info

Publication number: RU2452641C1
Application number: RU2011105508/11A
Authority: RU
Inventors: Сергей Леонидович Калюжин (RU); Сергей Леонидович Калюжин; Леонид Владимирович Трегер (RU); Леонид Владимирович Трегер; Елена Николаевна Боголюбова (RU); Елена Николаевна Боголюбова; Татьяна Сергеевна Васильева (RU); Татьяна Сергеевна Васильева; Михаил Вячеславович Гущин (RU); Михаил Вячеславович Гущин; Виталий Иванович Савельев (RU); Виталий Иванович Савельев
Original assignee: Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "ВНИИПТМАШ"
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2012-06-10

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: proposed device comprises working and locking parts hinged together to turn in vertical plane and arranged on wheel working part to interact with bottom flange of monorail, shaft running in bearings of locking part, cams rigidly secured at shaft center to interact with monorail bottom flange, centrifugal cam mechanism fitted in antifriction bearings on shaft cantilever part and lever rigidly secured on shaft to interact with said cam mechanism. Locking part is provided with stops arranged with clearance relative to monorail bottom flange outer surfaces to interact therewith in emergent braking. Wheels are articulated with cam mechanism to allow shaft and axle rotation in one direction.

EFFECT: higher safety, automatic braking.

5 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области монорельсового транспорта, а именно к устройствам для экстренного автоматического торможения подвижного состава относительно монорельса в случае аварии - при свободном ускоренном движении состава под уклон пути.The invention relates to the field of monorail transport, and in particular to devices for emergency automatic braking of rolling stock relative to the monorail in the event of an accident - with the free accelerated movement of the train under the slope of the track.

Известны устройства для экстренного торможения подвижного железнодорожного состава, выполненные в виде стоп-кранов.Known devices for emergency braking of rolling stock, made in the form of stop cranes.

Эти устройства срабатывают при повороте стоп-крана вручную.These devices work when you turn the stop crane manually.

Известны также тормозные башмаки, устанавливаемые на рельсах и взаимодействующие с колесами подвижного состава для предотвращения несанкционированного перемещения подвижного состава.Also known are brake shoes mounted on rails and interacting with the wheels of the rolling stock to prevent unauthorized movement of the rolling stock.

Недостатком известных устройств является обязательное участие человека в процессе экстренного торможения подвижного состава.A disadvantage of the known devices is the mandatory participation of a person in the process of emergency braking of rolling stock.

Известно электропневматическое устройство экстренного торможения железнодорожного транспортного средства, содержащее срывной орган, имеющий корпус с размещенным в нем подпружиненным срывным поршнем с клапаном, разделяющим полости срывного органа, связанные между собой выполненным в упомянутом поршне дроссельным отверстием, а также содержащее электропневматический вентиль, связанный с системой автоматического дистанционного управления торможением железнодорожного транспортного средства и имеющий подпружиненный возбудительный клапан, и блокирующий орган, при этом одна из полостей срывного органа, разделяемых подпружиненным срывным поршнем, постоянно сообщена с тормозной магистралью, и каналом, перекрываемым клапаном подпружиненного срывного поршня, связана с атмосферой, а вторая полость срывного поршня связана с атмосферой каналом, перекрываемым подпружиненным возбудительным клапаном электропневматического вентиля, отличающееся тем, что блокирующий орган выполнен в виде стержня с буртом и стопорным выступом и пружины, размещенной между буртом стержня и корпусом срывного органа, при этом подпружиненный срывной поршень снабжен штоком с выполненной на нем стопорной канавкой, а стержень блокирующего органа установлен с опиранием своего стопорного выступа в упомянутый шток подпружиненного срывного поршня и снабжен элементом ручного воздействия на него (патент на полезную модель №38317, МПК B60T 15/42, B60T 13/68, 2004 г.)It is known an electro-pneumatic emergency brake device for a railway vehicle, comprising a stall, having a housing with a spring-loaded stall piston with a valve separating the cavities of the stall, connected to each other by a throttle bore made in the said piston, and also containing an electro-pneumatic valve associated with an automatic a remote control for braking a railway vehicle and having a spring-loaded excitatory a valve, and a blocking organ, wherein one of the cavities of the stall body separated by a spring-loaded stall piston is constantly in communication with the brake line, and the channel blocked by the valve of the spring-loaded stall piston is connected to the atmosphere, and the second cavity of the stall piston is connected to the atmosphere by a channel blocked by the spring excitation valve of an electro-pneumatic valve, characterized in that the blocking body is made in the form of a rod with a shoulder and a locking protrusion and a spring located between the shaft shoulder and with a stall body housing, the spring-loaded stall piston is provided with a rod with a locking groove made on it, and the blocking body rod is mounted with the locking protrusion resting on the spring-loaded stall piston and is equipped with an element for manual action on it (utility model patent No. 38317, IPC B60T 15/42, B60T 13/68, 2004)

Однако это устройство не предназначено для использования на монорельсовых дорогах, кроме того, оно имеет сложную конструкцию, недостаточно безопасно и требует обязательного участия человека в процессе экстренного торможения подвижного состав, что является недостатками этого устройства.However, this device is not intended for use on monorails, in addition, it has a complex structure, is not safe enough, and requires the obligatory participation of a person in the process of emergency braking of rolling stock, which is a disadvantage of this device.

Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение автоматического экстренного торможения подвижного состава монорельсовых дорог, без участия человека, в случае аварии - при свободном ускоренном движении состава под уклон пути, с помощью устройства, имеющего простую и безопасную конструкцию.The technical result of the claimed invention is the provision of automatic emergency braking of the rolling stock of the monorail, without human intervention, in the event of an accident - with the free accelerated movement of the train on a slope, using a device that has a simple and safe design.

Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для автоматического торможения подвижного состава монорельсовых дорог содержит ходовую и фиксирующую части, шарнирно соединенные между собой с возможностью поворота в вертикальной плоскости, установленные на ходовой части колеса, взаимодействующие с нижней полкой монорельса, вал, смонтированный в подшипниках фиксирующей части, жестко закрепленные в средней части вала эксцентрики с возможностью взаимодействия с нижней полкой монорельса, центробежный кулачковый механизм, установленный в подшипниках качения на консольной части вала, и рычаг, жестко закрепленный на валу с возможностью взаимодействия с кулачковым механизмом, при этом на фиксирующей части имеются упоры, установленные с зазором относительно наружных поверхностей нижней полки монорельса и с возможностью взаимодействия с ними при экстренном торможении, а колеса кинематически связаны с кулачковым механизмом, обеспечивая вращение вала и оси в одном направлении.The specified technical result is achieved due to the fact that the device for automatic braking of the rolling stock of monorails contains running gear and locking parts, pivotally interconnected with rotation in a vertical plane, mounted on the running gear of the wheel, interacting with the lower shelf of the monorail, the shaft mounted in bearings of the fixing part, rigidly fixed in the middle part of the eccentric shaft with the possibility of interaction with the lower shelf of the monorail, centrifugal cam the th mechanism installed in the rolling bearings on the cantilever part of the shaft, and the lever rigidly mounted on the shaft with the possibility of interaction with the cam mechanism, while on the fixing part there are stops installed with a gap relative to the outer surfaces of the lower shelf of the monorail and with the possibility of interaction with them when emergency braking, and the wheels are kinematically connected with the cam mechanism, providing rotation of the shaft and axis in one direction.

При этом центробежный кулачковый механизм содержит установленный на валу в подшипниках качения диск-шестерню с осями, на которых шарнирно закреплены два кулачка, каждый из которых выполнен с двумя зубчатыми упорами, обращенными в противоположные стороны, при этом на рычаге имеется консольный упор с кромками, выполненными с возможностью взаимодействия с указанными зубчатыми упорами кулачков, раздвинутых центробежными силами.The centrifugal cam mechanism comprises a disk gear mounted on a shaft in rolling bearings with axes on which two cams are pivotally mounted, each of which is made with two gear stops facing in opposite directions, while the lever has a cantilever stop with edges made with the possibility of interaction with the specified gears of the cams, spaced by centrifugal forces.

Кроме того, ходовые колеса связаны с кулачковым механизмом зубчатой передачей с нечетным количеством колес; колеса ходовой части постоянно поджаты пружинами к монорельсу с возможностью свободного качения по нему, а на валу с кулачками закреплен дополнительный эксцентрик с возможностью взаимодействия с концевым выключателем, который установлен на фиксирующей части.In addition, the running wheels are connected to the cam mechanism by a gear transmission with an odd number of wheels; the wheels of the running gear are constantly drawn by springs to the monorail with the possibility of free rolling on it, and an additional eccentric is fixed on the shaft with cams with the possibility of interaction with the limit switch, which is mounted on the fixing part.

Предложенное устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для экстренного автоматического торможения монорельсового подвижного состава, вид сбоку; на фиг.; 2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - вид В на фиг.1; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.2; на фиг.6 - разрез Д-Д на фиг.1; на фиг.7 - разрез Е-Е на фиг.1; на фиг.8 - разрез Ж-Ж на фиг.3.The proposed device is illustrated by drawings, where figure 1 shows a device for emergency automatic braking of a monorail rolling stock, side view; in fig .; 2 is a view A in FIG. 1; figure 3 is a view of B in figure 1; figure 4 is a view In figure 1; figure 5 - section GG in figure 2; in Fig.6 is a section DD in Fig.1; in Fig.7 is a section EE in Fig.1; in Fig.8 is a section FJ in Fig.3.

Устройство для автоматического торможения подвижного состава, двигающегося по наклонному монорельсовому пути, предназначено для фиксации подвижного состава на монорельсе в случае аварии, когда начнется свободное ускоренное движение состава под уклон пути - в сторону движения подвижного состава или в противоположную сторону. Устройство сработает, если скорость свободного движения под уклон превысит номинальное значение на 30…50%.A device for automatic braking of rolling stock moving along an inclined monorail is intended for fixing the rolling stock on the monorail in the event of an accident when free accelerated movement of the train begins under the track slope - towards the movement of the rolling stock or in the opposite direction. The device will work if the speed of free movement downhill exceeds the nominal value by 30 ... 50%.

Устройство состоит из двух основных частей: ходовой части 1 и фиксирующей части 2, соединенных между собой горизонтальной осью 3, которая установлена в подшипниках 4, обеспечивая взаимное перемещение частей 1 и 2 в вертикальной плоскости. На оси 3 установлены колеса 5. Последние постоянно прижаты пружиной 6 к наружной поверхности «а» нижней полки 7 монорельса 8, представляющего собой двутавровую балку, катятся по нему при движении подвижного состава.The device consists of two main parts: the running gear 1 and the fixing part 2, interconnected by a horizontal axis 3, which is installed in the bearings 4, providing mutual movement of parts 1 and 2 in a vertical plane. The wheels 5 are mounted on the axis 3. The latter are constantly pressed by a spring 6 to the outer surface “a” of the lower shelf 7 of the monorail 8, which is an I-beam, roll along it when the rolling stock moves.

На фиксирующей части 2 устройства в сферических подшипниках скольжения 9 установлен вал 10, расположенный в горизонтальной плоскости параллельно оси 3. На средней части вала 10 жестко закреплены два идентичных эксцентрика 11 с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью «а» нижней полки 7 монорельса 8 при повороте вала 10. На одном конце вала 10 смонтирован центробежный кулачковый механизм 12, а на другом его конце жестко закреплен кулачок 13 с возможностью взаимодействия с концевым выключателем 14. Колеса 5 кинематически связаны с кулачковым механизмом 12, обеспечивая вращение вала 10 и оси 3 в одном направлении, по или против часовой стрелки. В примере конкретного исполнения колеса 5 передают вращение кулачковому механизму 12 через зубчатую передачу 15, состоящую из нечетного количества зубчатых колес, например трех, одно из которых паразитное. На фиксирующей части 2 устройства жестко закреплены упоры 16, охватывающие сверху нижнюю полку 7 монорельса 8.On the fixing part 2 of the device, spherical plain bearings 9 have a shaft 10 located in a horizontal plane parallel to axis 3. On the middle part of the shaft 10 two identical clowns 11 are rigidly fixed with the possibility of interaction with the outer surface “a” of the lower shelf 7 of the monorail 8 when the shaft is rotated 10. A centrifugal cam mechanism 12 is mounted on one end of the shaft 10, and a cam 13 is rigidly fixed to the other end thereof, so that it can interact with the limit switch 14. The wheels 5 are kinematically connected to the cam vym mechanism 12, allowing rotation of the shaft 10 and the axis 3 in one direction, clockwise or counterclockwise. In an example of a specific embodiment of the wheel 5, the rotation is transmitted to the cam mechanism 12 through a gear 15 consisting of an odd number of gears, for example three, one of which is spurious. On the fixing part 2 of the device, stops 16 are rigidly fixed, covering the lower shelf 7 of the monorail 8 from above.

Кулачковый механизм 12 содержит диск-шестерню 17, установленную на валу 10 в подшипниках качения 18. На диске-шестерне 17 на осях 19 установлены два поворотных кулачка 20, каждый из которых выполнен с двумя зубчатыми упорами 21, направленными в разные стороны. Кулачки 20 стянуты регулируемыми пружинами 22 и удерживаются ими в этом исходном положении. На конце вала 10 жестко закреплен рычаг 23 с консольным упором 24 с кромками 25. Последние направлены навстречу зубчатым упорам 21 на кулачках. Рычаг 23 в нижнем (исходном) положении удерживается пружиной 26 от случайных поворотов, вызванных трением в подшипниках или внешним воздействием. Когда рычаг 23 находится в нижнем положении, то и эксцентрики 11 обращены своим большим радиусом вниз (см. фиг.6). Фиксирующая часть 2 устройства соединена с ходовой частью тягами 27 и пружинами 28, с помощью которых фиксирующая часть 2 установлена, имея в качестве опоры ходовую часть, в положение, при котором нижняя полка 7 двутавра 8 расположена с зазором «б» относительно эксцентриков 11 и с зазором «в» относительно упоров 16. Зазоры «б» и «в» примерно равны по величине.The cam mechanism 12 contains a gear wheel 17 mounted on the shaft 10 in the rolling bearings 18. On the gear wheel 17 on the axles 19 are installed two rotary cams 20, each of which is made with two gear stops 21, directed in different directions. The cams 20 are pulled together by adjustable springs 22 and held by them in this initial position. At the end of the shaft 10, a lever 23 with a cantilever stop 24 with edges 25 is rigidly fixed. The latter are directed towards the gear stops 21 on the cams. The lever 23 in the lower (initial) position is held by the spring 26 from accidental turns caused by friction in the bearings or external influences. When the lever 23 is in the lower position, then the eccentrics 11 are turned with their large radius down (see Fig.6). The locking part 2 of the device is connected to the chassis by rods 27 and springs 28, with which the locking part 2 is installed, having as a support the chassis, in a position in which the lower shelf 7 of the I-beam 8 is located with a gap "b" relative to the cam 11 the gap "c" relative to the stops 16. The gaps "b" and "c" are approximately equal in size.

На ходовой и фиксирующей частях устройства установлены направляющие ролики 29 с вертикальными осями вращения, которые удерживают устройство от смещения относительно монорельса 8 при движении и при действии на устройство усилий от заторможенного состава.On the running and fixing parts of the device, guide rollers 29 with vertical axes of rotation are installed, which hold the device from displacement relative to the monorail 8 when moving and when the device is subjected to forces from a braked train.

Ходовая часть 1 устройства шарнирно прикреплена к подвижному составу сцепкой 30, обеспечивающей подвижность устройства в горизонтальной и в вертикальной плоскостях. Буфер 31 смягчает удары об упоры на пути. Тяга 32, соединяющая упоры 16, препятствует их расхождению в состоянии заклинивания.The chassis 1 of the device is pivotally attached to the rolling stock by a hitch 30, which ensures the mobility of the device in horizontal and vertical planes. Buffer 31 mitigates hits against stops on the track. The rod 32 connecting the stops 16 prevents them from diverging in a jammed state.

Наличие двух колес 5, двух эксцентриков 11 и двух упоров 16 обеспечивает устойчивость устройства на монорельсе 8 как в процессе рабочего передвижения подвижного состава, так и при экстренном торможении на монорельсовом пути.The presence of two wheels 5, two eccentrics 11 and two stops 16 ensures the stability of the device on the monorail 8 both during the working movement of the rolling stock, and during emergency braking on the monorail.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При движении подвижного состава по уклону в любую сторону с номинальной скоростью центробежный кулачковый механизм 12, приводимый во вращение от колес 5 посредством зубчатой передачи 15, свободно вращается на валу 10, поскольку не достигает частоты вращения, необходимой для поворота кулачков 20, удерживаемых пружинами 22, вокруг их осей 19 под действием центробежных сил.When the rolling stock moves on a slope in any direction with a nominal speed, the centrifugal cam mechanism 12, driven into rotation from the wheels 5 by means of a gear gear 15, rotates freely on the shaft 10, since it does not reach the speed required to rotate the cams 20 held by the springs 22, around their axes 19 under the action of centrifugal forces.

В случае аварии, которая приведет к свободному ускоренному движению подвижного состава под уклон, частота вращения центробежного кулачкового механизма 12 резко возрастает. Кулачки 20, сжимая пружины 22 под действием центробежной силы, начнут раздвигаться, и в какой-то момент один из зубчатых упоров 21 одного из кулачков 20 зацепит одну из кромок упора 24 рычага 23. Рычаг 23 под воздействием кулачка 20 кулачкового механизма 12 повернет вал 10 вместе с эксцентриками 11, которые сначала коснутся монорельса 8 (зазор «б» равен нулю), а поворачиваясь далее за счет эксцентриситета, начнут опускать фиксирующую часть 2 до тех пор, пока нижняя поверхность упоров 16 не коснется верхней поверхности нижней полки 7 двутавра (зазор «в» равен нулю). С этого положения деталей начинается процесс торможения устройства на монорельсе 8. Распорная сила между эксцентриками 11 и упорами 16, которые охватывают полки 7 двутавра 8, создаст за счет трения усилие, направленное вдоль монорельса 8, которое предотвратит дальнейшее свободное движение подвижного состава под уклон.In the event of an accident, which will lead to free accelerated movement of the rolling stock downhill, the rotational speed of the centrifugal cam mechanism 12 increases sharply. The cams 20, compressing the springs 22 under the action of centrifugal force, begin to move apart, and at some point one of the toothed stops 21 of one of the cams 20 engages one of the edges of the stop 24 of the lever 23. The lever 23, under the influence of the cam 20 of the cam mechanism 12, will rotate the shaft 10 together with the eccentrics 11, which first touch the monorail 8 (the gap "b" is zero), and turning further due to the eccentricity, they will lower the locking part 2 until the lower surface of the stops 16 touches the upper surface of the lower flange 7 of the I-beam (gap "In" rav n zero). From this position of the parts, the process of braking the device on the monorail 8 begins. The spacer force between the eccentrics 11 and the stops 16, which cover the flanges 7 of the I-beam 8, will create due to friction a force directed along the monorail 8, which will prevent further free movement of the rolling stock on a slope.

Одновременно с вращением эксцентриков 11 вместе с валом 10 повернется и кулачок 13, воздействуя на концевой выключатель 14, который даст сигнал о срабатывании устройства экстренного торможения.Simultaneously with the rotation of the eccentrics 11, the cam 13 will rotate together with the shaft 10, acting on the limit switch 14, which will give a signal about the operation of the emergency braking device.

Наличие подшипников качения 4 и 18 в конструкции позволяет получить высокий КПД механической передачи от ходовых колес 5 до эксцентриков 11.The presence of rolling bearings 4 and 18 in the design allows to obtain a high efficiency of the mechanical transmission from the running wheels 5 to the eccentrics 11.

Сферические подшипники скольжения 9, обладающие большой несущей способностью, обеспечивают восприятие высоких нагрузок от распорных усилий при заклинивании устройства и позволяют получить легкий поворот вала 10 с эксцентриками 11 под действием рычага 23 и работоспособность устройства даже при наличии возможных перекосов конструкции.Spherical plain bearings 9, which have a large bearing capacity, ensure the perception of high loads from spacer forces when jamming the device and allow you to easily rotate the shaft 10 with the cam 11 under the action of the lever 23 and the operability of the device even in the presence of possible distortions of the structure.

Устройство может работать на вертикальных и горизонтальных путях при условии, что в случае аварии состав, к которому он присоединен, начнет ускоренное движение, за счет чего устройство сработает.The device can operate on vertical and horizontal tracks, provided that in the event of an accident the train to which it is attached will begin accelerated movement, due to which the device will work.

Конструкция устройства позволяет ему перемещаться вслед за составом по монорельсу с вертикальными перегибами и с поворотами на горизонтальных участках пути за счет шарнирных связей между его частями.The design of the device allows it to follow the train along the monorail with vertical bends and with turns on horizontal sections of the track due to the articulated connections between its parts.

Заявленное техническое решение представляет собой независимое устройство, которое может быть прикреплено к любой машине, работающей на монорельсовом пути, имеющем подъемы и спуски. Устройство может располагаться на любом конце машины и в средней части состава.The claimed technical solution is an independent device that can be attached to any machine operating on a monorail with ups and downs. The device can be located at either end of the machine and in the middle of the train.

Claims

1. Device for automatic braking of rolling stock of monorails, containing the chassis and locking parts, pivotally interconnected to rotate in a vertical plane, mounted on the chassis of the wheel, interacting with the lower shelf of the monorail, a shaft mounted in bearings of the fixing part, rigidly fixed in the middle part of the cam shaft with the possibility of interaction with the lower shelf of the monorail, a centrifugal cam mechanism mounted in rolling bearings on the console part of the shaft, and a lever rigidly mounted on the shaft with the possibility of interaction with the cam mechanism, while on the fixing part there are stops installed with a gap relative to the outer surfaces of the lower shelf of the monorail and with the possibility of interaction with them during emergency braking, and the wheels are kinematically connected with cam mechanism, providing rotation of the shaft and axis in one direction.

2. The device according to claim 1, characterized in that the centrifugal cam mechanism comprises a gear wheel mounted on a shaft in rolling bearings with axles on which two cams are pivotally mounted, each of which is made with two gear stops facing in opposite directions, with this on the lever has a cantilever stop with edges made with the possibility of interaction with the specified gear stops of the cams, spaced by centrifugal forces.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the running wheels are connected to the cam mechanism by a gear transmission with an odd number of wheels.

4. The device according to claim 1, characterized in that the wheels of the chassis are constantly spring-tightened to the monorail with the possibility of free rolling on it.

5. The device according to claim 1, characterized in that on the shaft with cams an additional eccentric is fixed with the possibility of interaction with the limit switch, which is installed on the fixing part.