SU1763274A1 - Рельсовый тормоз - Google Patents

Abstract

Использование: в машиностроении и может использоватьс  на перегрузочных машинах атомной станции. Сущность изобретени : тормоз состоит из корпуса 1, плиты 2, ст жных болтов 3. На плите 2 размещены скоба 4, электромагнит 5 и силова  пружина 6. Внутри корпуса 1 установлены плунжеры 7 с наклонными торцовыми поверхност ми, верхние из которых взаимодействуют с клинь ми 8, а на нижних закреплены башмаки 10, взаимодействующие с рельсом 14.2 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , технике транспортных и грузоподъемных средств, преимущественно рельсовых, например перегрузочна  машина атомной станции. Машина должна иметь эффективный рельсовый тормоз, принцип торможени  которого должен исключать жесткий захват тормозными элементами за головку рельса, т.к. во врем  сейсмических колебаний возникают значительные силы инерции от большой массы металлоконструкции. Кроме того, при отделении машины от рельса в момент больших сейсмических колебаний удар при приземлении должны воспринимать элементы тормоза, а не колеса и предохран ть ходовую часть от повреждени .

Известен рельсовый тормоз, который подвешен к раме транспортного средства на двух гидроцилиндрах подвески, оборудованных возвратными пружинами, которые посто нно действу  на поршень создают

давление жидкости в гидроцилиндрах отключени  тормоза и тормозными элементами сжимают головку рельса. Тормозной башмак снабжен электромагнитом, который , срабатыва , освобождает головку рельса, при этом в гидроцилиндре отключени  перемещаетс  поршень. Давление жидкости передаетс  в гидроцилиндры подвески, поршни которых сжимают возвратные пружины, аккумулиру  энергию. Эффективность торможени  зависит от мощности электромагнита, преодолевающего силу возвратных пружин, гидравлическое сопротивление, трение поршней и штоков, снижающих коэффициент полезного действи  такого тормоза, а захват головки рельса исключает его применение в сейсмической зоне (1).

Известен также катковый останов, который имеет подвешенный к металлоконструкции башмаке вогнутой поверхностью, по которой может перемещатьс  каток, соеди (Л

С

vi

О

со ю VI

-N

ненный с металлоконструкцией. Башмак спускаетс  на рельс с помощью силового механизма и гидравлического толкател , а каток перемещаетс  вверх по вогнутой поверхности башмака при движении металле- конструкции, Дл  торможени  используетс  сила т жести металлоконструкции и трение башмака о рельс (2).

Недостатком данного устройства  вл етс  то, что в силовом механизме имеютс  четырехзвенна  система с противовесами дл  башмака и груз дл  выключени  торможени , которые обладают инерционностью и при сейсмических колебани х мен ют положение составных элементов, поэтому ос- танов не обеспечивает торможение и предохранение ходовой части от удара о рельс в момент приземлени  металлоконструкции .

Наиболее близким по технической сущ- ности и достигаемому эффекту  вл етс  решение , прин тое за прототип, в котором противоугонное устройство крана, содержащее корпус с наклонными в горизонтальной плоскости направл ющими, размещенные в нем клинообразные в горизонтальной плоскости подпружиненные друг относительно друга захваты дл  взаимодействи  с рельсами, установленные с возможностью взаимодействи  их клино- вой поверхности с наклонными направл ющими корпуса, и механизм подъема и опускани  рельсовых захватов, св занный с приводом, корпус выполнен П-образным в поперечном сечении и с наклонной в верти- кальной плоскости направл ющей, а рельсовые захваты выполнены Г-образными в поперечном сечении с направленными навстречу друг другу полками,клинообразными в вертикальной плоскости и установлены с возможностью взаимодействи  их клиновой в вертикальной плоскости поверхности с упом нутой наклонной в вертикальной плоскости направл ющей корпуса (3).

Принцип действи  устройства основан на создании больших усилий на боковых поверхност х клина и с учетом коэффициента трени  скольжени , значительных сил трени  сопротивлени  перемещению крана , но ничего не сообщаетс  об угле наклона поверхностей, а это важно.

Существует эмпирический угол трени , величина которого хорошо согласуетс  с данными практического применени ,напри- мер в страховочных ловител х лифтов.

Рассмотрение всего двух ситуаций показывает , что большой угол наклона клиновой поверхности создает преп тствие дл  наезда на горку рельсового захвата устройства .

Маленький угол наклона клиновой поверхности позвол ет наклонной поверхности корпуса просто скользить с определенной силой трени  не реализу  эффект клина.

Рельсовый захват или останетс  на месте или будет перемещатьс  юзом по головке рельса. Это зависит от коэффициента трени  скольжени  пар: корпус-захват, захват-рельс .

Автор не указывает технического решени  по этому вопросуине прогнозирует, а именно до каких пор будет продолжатьс  скольжение корпуса на горку захвата и чем оно, скольжение, может быть ограничено при практической реализации устройства.

Автором также мне раскрыто или не предусмотрено действие устройства в режиме растормаживани , т.е. надо полагать, обратным ходом крана.

Эмпирически вычислено и подтверждено на практике, например слесарные тиски, что сила разжима или расклинивани  в 1,5- 2 раза больше, чем сила зажима или заклинивани  независимо от наличи  или отсутстви  смазок (смазки выдавливаютс ), шероховатости поверхности (она деформируетс ), а зависит от подобранных пар материалов (коэффициента трени  скольжени ).

Электропривод крана не сможет обратным ходом сн ть кран с рельсового захвата, дл  этого потребуетс  мощность в 2-2,5 раза больше.

С целью повышени  надежности в устройстве предусмотрено выполнение корпуса П-образным в поперечном сечении и с наклонной в вертикальной плоскости направл ющей , а рельсовые захваты выполнены Г-образными в поперечном сечении с направленными навстречу друг другу полками , клинообразными в вертикальной плоскости и установленные с возможностью взаимодействи  их клиновой в вертикальной плоскости поверхности с упом нутой наклонной в вертикальной плоскости направл ющей корпуса.

Таким образом дополнительно вводитс  бокова  клинова  поверхность корпуса и захвата с использованием дл  торможени  одной из боковых поверхностей головки рельса.

Автор не указывает величину необходимого угла наклона клиновых поверхностей, а это необходимо, иначе трудно практически реализовать эффект клина, и не ссылаетс  на существование оптимального угла трени . Следовательно и к этому клиновому соединению относ тс  замечани , приведенные выше о горизонтальном клиновом соединении,

В конструкции устройства с целью повышени  надежности задействованы в процессе торможени  две поверхности головки рельса, а именно: верхн   и бокова .

Остаетс  свободной еще одна бокова  поверхность головки рельса, почему бы не задействовать и ее, ожида  повышени  надежности .

Дело в том, что практически полноценно может сработать только одна клинова  пара по одной поверхности рельса, т.к. углы наклона невозможно изготовить точно одинаковыми , да и зазоры во врем  движени  крана между боковыми поверхност ми головки рельса и боковыми поверхност ми П- образного корпуса посто нно мен ютс .

При срабатывании устройства нельз  спрогнозировать: котора  из двух клиновых пар первой вступит в соприкосновение и начнет силовое взаимодействие -торможение .

Предполага , что в термины повышение надежности автор вкладывал смысл повышение эффективности торможени  и провод  несложный анализ очевидно, что эффективность торможени  горизонтального клинового соединени  основана на силе т жести крана. Чем больше сила нормального давлени , тем больше сила торможени .

Напрашиваетс  вывод, что это клиновое соединение должно срабатывать всегда и срабатывать первым, иначе боковое клиновое соединение будет создавать помехи, вызванные неточностью взаимной перпендикул рности потолочной наклонной поверхности корпуса и боковой наклонной поверхности П-образного корпуса. Если бы автор разъединил горизонтальное и боковое клиновые соединени , то очевидно, что действие самосто тельных клиньев суммируетс  и повышает эффективность торможени , но в устройстве мы имеем их в лице рельсового захвата, выполненного Г-образ- ным в поперечном сечении.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности тормоза.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что рельсовый тормоз, содержащий смонтированные на раме транспортного средства опорные стойки, кажда  из которых со стороны рельса выполнена с наклонной торцевой поверхностью рельсового башмака, кинематически св занного с вертикальной т гой, расположенной между опорными стойками, нагруженной силовой пружины и св занной с растормаживающим приводом, противодействующим силовой пружине и установленным на горизонтальной плите, расположенной под рамой, отличающийс 

тем, что с целью повышени  эффективности тормоза он выполнен с двум  рельсовыми башмаками, каждый из которых подвижно закреплен на наклонной поверхности соот- 5 ветствующей опорной стойки, выполненной в виде плунжера, установленного на раме с возможностью ограниченного вертикального перемещени  и имеющего на верхнем торце наклонную поверхность, между на0 клонными поверхност ми верхних торцев плунжеров и горизонтальной плитой установлены клинь , взаимодействующие с конусным упором, выполненным на т ге, с нижним концом которой шарнирно соеди5 нены планки, шарнирно св занные с рельсовыми башмаками, причем концы планок, св занные с рельсовыми башмаками выполнены с продольными пазами по оси шарнир- ных соединений, угол наклона

0 поверхностей на верхних торцах плунжеров больше угла трени , а на нижних торцах - меньше.

Снабжение рельсового тормоза (далее по тексту-тормоза) по меньшей мере двум 

5 плунжерами позволило осуществл ть торможение перегрузочной машины независимо от направлени  движени , потому что один из плунжеров по команде о торможении всегда находитс  в состо нии распора

0 между горизонтальной плитой, расположенной под рамой и рельсом, а подвижность плунжеров обеспечивает возможность вертикального перемещени  относительно корпуса, прикрепленного к

5 раме, во врем  наезда на горку башмака

Установка катков и башмаков подвижно на наклонных торцах плунжеров, а также их взаимодействие с силовым механизмом позволило осуществл ть команды привода о

0 включении устройства в режим торможени .

Снабжение силового механизма возвратной пружиной позволило осуществл ть команду о включении торможени .

5 Выполнение торцев плунжеров наклонными с углом наклона поверхностей, взаимодействующих с клинь ми, превышающим угол трени , позволило гарантировать расклинивание и прекращение торможени  пе0 ремещением клиньев под действием составл ющей от силы, обуславливающей массу металлоконструкции, путем изъ ти  одного звена (клина) в цепи: корпус, клин, плунжер, рельс, башмак наход щихс  в со5 сто нии сильного сжати .

Выполнение торцев плунжеров наклонными с углом наклона поверхностей, взаимодействующих с башмаками, меньше угла трени , позволило гарантировать перемещение торца плунжера по башмаку с потерей скорости вследствие трени , в то же врем  башмаку остаетс  на месте, удерживаемый силами трени  о поверхность головки рельса, т.к. коэффициент трени  башмака о рельс больше, чем коэффициент трени  башмака и торец плунжера. Длина направл ющей наклонного торца плунжера достаточна дл  того, чтобы поднима сь на горку башмака, плунжер переместилс  вертикально вверх, выбран зазор, уперс  в клин, приподн л раму и освободил ходовые колеса машины от контакта с рельсом. Движение башмака вдоль торца плунжера огра- ничено упором плунжера, поэтому дальнейшее движение машины по инерции и гашение скорости происходит от трени  поверхности башмака о рабочую поверхность рельса при максимальной силе нормального давлени , равной массе машины.

Выполнение по меньшей мере одной из поверхностей клиньев наклонной позвол ет получать составл ющую силу от силы веса машины, выталкивающую клин в нужном направлении, гарантировать расклинивание .

Выполнение по меньшей мере одной из поверхностей башмаков наклонной позвол ет приподн ть раму на высоту, необходимую дл  того, чтобы ходовые колеса машины зависли над рельсом.

Взаимодействие силового механизма с клинь ми посредством конусного упора позволило осуществл ть включение и выключение устройства в режим торможени  посредством перемещени  конусного упора вверх или вниз. Это достигаетс  тем, что конусный упор раздвигает клинь  в противоположных направлени х или разрешает им сблизитьс .

Взаимодействие силового механизма с башмаками, например посредством планок, позволило осуществл ть включение и выключение устройства в режим торможени . Включению соответствует обесточивание электромагнита. Силова  пружина поднимает конусный упор силового механизма, раздвигает клинь  в стороны и т нет планками башмаки в зазор между нижним наклонным торцем плунжеров до соприкосновени  с поверхностью головки рельса и момента, когда наступит самозат гивание башмака, а второй башмак будет тащить на поводу втора  планка. Отключению соответствует срабатывание привода силового механизма, опускание конусного упора вниз, расклинивание и сближение клиньев, Одновременно перемещаютс  планки, упира сь в башмаки, но вытолкнуть- их сразу не могут, поэтому на планках предусмотрены пазы. Длина пазов достаточна,

чтобы клинь  успели сблизитьс  и сн ть силу давлени  веса машины, переложив ее на ходовые колеса машины. Опережени  движени  клиньев, по сравнению с началом

движени  башмаков при прекращении торможени  позвол ет расклинить т желонагруженную цепь: металлоконструкци , клин, плунжер, башмак, рельс.

За вителю не известен тормоз, обеспе0 чивающий эффективное торможение путем использовани  веса затормаживаемого объекта и без креплени  объекта на головке рельса.

На фиг.1 изображен рельсовый тормоз,

5 который состоит из корпуса 1, плиты 2, ст жных болтов 3. На плите размещены скоба 4, электромагнит 5 и силова  пружина 6, Внутри корпуса имеютс  плунжеры 7, установленные с возможностью вертикального

0 перемещени .

На фиг.2 изображено устройство, которое имеет на наклонных торцах плунжеров клинь  8,опорные ролики 9 и башмаки 10. Т га 11 установлена между направл ющими

5 роликами 12, имеет выполненные симметрично клиновые поверхности, сопр женные с направл ющими роликами клиньев и взаимодействует с башмаками 10 посредством планок 13 с пазами. На башмаках выполне0 ны направл ющие типа ласточкин хвост под углом к плоскости рельса 14, не превышающим угол трени .

Работа устройства заключаетс  в следующем .

5 Неподвижна  перегрузочна  машина находитс  в заторможенном состо нии. Это означает, что электромагнит 5 обесточен, силова  пружина 6 распр милась, башмаки 10 устройства опущены на рельсы 14 и вес

0 машины приходитс  на башмаки, ходовые колеса зависли над рельсами иди ненагру- женно касаютс  их.

Чтобы обеспечить перемещение машины , необходимо подать ток на катушку элек5 тромагнита 5 устройства тормозного. Якорь электромагнита, сжима  силовую пружи 6, толкает т гу 11 вниз. Клинь  скатываютс  на опорных роликах по наклонным поверхност м торцев плунжеров 7, упира сь на0 правл ющими роликами 12 в КЛИНОВЫЕ поверхности т ги 11, Опускание т ги 11 становитс  возможным только при наличии пазов в планках 13, выполненных по ОС1/ шарнирных соединений, потому что башма-

5 ки 10 нагружены т жестью машины и вытол кнуть их невозможно. Только после выкатывани  клиньев 8 образуетс  зазор между опорными роликами 9 и плитой 2 освобождаютс  плунжеры 7 и башмаки 10 от веса машины, который принимают на себ$

ходовые колеса. Двига сь вниз, т га 11 выталкивает планками 13 башмаки 10 из-под плунжеров 7 по наклонным направл ющим плунжеров, образу  зазор между башмаками и рельсом. Длина пазов планок 13 доста- точна, чтобы т га 11 могла без преп тствий со стороны неподвижного башмака 10 опуститьс  и дать возможность клину 8 выкатитьс , а потом, опуска сь ниже, вытолкнуть башмак.

Дл  остановки перегрузочной машины или в момент подачи сигнала приборов о сейсмических колебани х, электромагнит 5 обесточиваетс , силова  пружина 6 т нет т гу 11 вверх. Конусный упор т ги раздвига- ет клинь  8 в противоположные стороны, а планки 13 т нут башмаки 10 в зазоры между наклонными нижними торцами плунжеров 7 и поверхностью рельса 14 до соприкосновени . В зависимости от направлени  движе- ни  машины силы трени  зат гивают правый или левый башмак. Машина как бы наезжает на башмак, причем коэффициент трени  наклонной поверхности башмака 10 о торцевую поверхность плунжера 7 мень- ше, чем коэффициент трени  поверхности башмака 10 о поверхность рельса 14, а угол наклона поверхностей башмаков 10 создает условие самоторможени . Сила т жести машины переноситс  с ходовых колес на баш- маки 10, создава  максимально возможные силы трени  о рельс, что позвол ет решить задачу эффективного торможени  с использованием массы машины.

Конструкци  тормоза позвол ет решить еще одну задачу: предохранени  ходовой части машины от удара о рельсы в момент приземлени  во врем  больших сейсмических колебаний за счет того, что в режиме торможени  все элементы устройства нахо-

д тс  в своих крайних положени х и поджаты силовой пружиной. Это дает гарантию готовности тормоза к режиму торможени  и удар в момент приземлени .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Рельсовый тормоз, содержащий смонтированные на раме транспортного средства опорные стойки, кажда  из которых со стороны рельса выполнена с наклонной торцевой поверхностью, взаимодействующей с верхней наклонной поверхностью рельсового башмака, кинематически св занного с вертикальной т гой, расположенной между опорными стойками, нагруженной силовой пружиной и св занной с растормаживающим приводом, противодействующим силовой пружине и установленным на горизонтальной плите, расположенной под рамой,отл ича ющийс  тем, что,с целью повышени  эффективности тормоза, он выполнен с двум  рельсовыми башмаками, каждый из которых подвижно закреплен на наклонной поверхности соответствующей опорной стойки, выполненной в виде плунжера , установленного на раме с возможностью ограниченноТо вертикального перемещени  и имеющего на верхнем торце наклонную поверхность, между наклонными поверхност ми верхних торцев плунжеров и горизонтальной плитой установлены клинь , взаимодействующие с конусным упором, выполненным на т ге, с нижним концом которой шарнирно соединены планки , шарнирно св занные с рельсовыми башмаками , причем концы планок, св занные с рельсовыми башмаками, выполнены с продольными пазами по оси шарнирных соединений , угол наклона поверхностей на верхних торцах плунжеров больше угла трени , а на нижних торцах - меньше.

   #

   Фил. 4

   FV

   Фиг 2.