Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2475393

(19)

RU

(11)

2475393

(13)

C1

(51) МПК B61H5/00 (2006.01)

F16D55/224 (2006.01)

F16D65/14 (2006.01)

F16D65/56 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 18.02.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011128425/11, 08.07.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

08.07.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 08.07.2011

(45) Опубликовано: 20.02.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: Асадченко В.Р. Автоматические тормоза подвижного состава, Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. - М.: Маршрут, 2006, с.211-212. Александров М.П. и др. Тормозные устройства, Справочник. - М.: Машиностроение, 1985, с.147-150. ЕР 0524867 A1, 27.01.1993. RU 2390449 C2, 27.05.2010. DE 2607348 A1, 25.08.1977. US 5813499 A, 29.09.1998.

Адрес для переписки:

620034, г.Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66, УрГУПС, ОНТИ, Л.Б. Никулиной

(72) Автор(ы):

Глушко Марат Иванович (RU),

Федоров Евгений Валерьевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) (RU)

(54) ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

(57) Реферат:

Изобретение относится к тормозным системам подвижного состава железнодорожного транспорта. Дисковый тормоз содержит фрикционный блок. Фрикционный блок выполнен в виде радиального двухрядного упорного подшипника, среднее кольцо которого служит тормозным диском и жестко закреплено на оси колесной пары, а два опорных кольца подшипника - накладками. Накладки прижимаются к среднему кольцу рычагами, связанными с тормозным цилиндром. На внешней поверхности среднего кольца и на внутренних поверхностях опорных колец выполнены канавки с конусообразным профилем для размещения шариков. Достигается снижение тепловой нагруженности, а также изнашиваемости фрикционной пары дискового тормоза за счет использования шариков, размещенных между накладками и тормозным диском и обеспечивающих контакт в четырех точках, а не поверхностями. 4 ил.

Изобретение относится к тормозным системам подвижного состава железнодорожного транспорта.

Известны дисковые тормоза пассажирских вагонов Pioneer III (П.С.Анисимов. Тормозное оборудование высокоскоростных поездов. - М.: Железнодорожный транспорт, 2. 2011. - С.72-77.), включающий тормозные диски, тормозные накладки, тормозные цилиндры, башмаки.

Недостатками известного дискового тормоза являются выделение значительного тепла при торможении и интенсивное изнашивание фрикционных пар.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является дисковый тормоз пассажирских вагонов (В.И.Крылов, В.В.Крылов. Автоматические тормоза подвижного состава. - М.: Транспорт, 1983. - С.217-219.), включающий тормозные диски, тормозные цилиндры, тормозные накладки, башмаки.

Недостатками данного устройства являются выделение значительного количества тепла при торможении и интенсивное изнашивание фрикционных пар.

Целью изобретения является снижение тепловой нагруженности, а также изнашиваемости фрикционной пары дискового тормоза.

Указанная цель достигается тем, что фрикционный блок дискового тормоза выполнен в виде радиального упорного подшипника.

Сущность изобретения заключается в том, что фрикционный блок выполнен в виде радиального двухрядного упорного подшипника, среднее кольцо которого служит тормозным диском и жестко закреплено на оси колесной пары, а два опорных кольца подшипника - накладками, прижимаемыми к среднему кольцу через рычаги тормозным цилиндром, на внешней поверхности среднего кольца и на внутренних поверхностях опорных колец выполнены канавки с конусообразным профилем для размещения шариков.

На фиг.1, 2 представлена схема дискового тормоза в сборке и сечение фрикционного блока, на фиг.3, 4 - схема реализации тормозных сил в предлагаемом устройстве.

На фиг.1 представлена схема колесной пары с предлагаемым тормозным устройством, включающая рельс 10, колесную пару 9, ось колесной пары 4, накладки 2 в виде опорного кольца, соединенные с тормозным цилиндром 6 через рычаги 5, опорные шарниры 7, передаточные шарниры 8.

На фиг.2 представлена схема дискового тормоза, реализующего тормозную силу в режиме сцепления, который содержит тормозной диск 1, накладки 2, шарики 3, тормозной диск 1 закреплен на оси 4 колесной пары 9, накладки 2 соединены передаточными шарнирами 8 с рычагами 5, на которые воздействует тормозной цилиндр 6 через опорные шарниры 7, тормозной диск 1, две накладки 2 и шарики 3 в сборе образуют фрикционный блок в виде упорного подшипника.

На фиг.3 представлена схема размещения шариков между средним кольцом и опорными кольцами, содержащая тормозной диск 1, накладки 2, шарики 3, размещенные в канавки 11 с конусообразным профилем.

На фиг.4 представлена схема реализации тормозных сил дискового тормоза в режиме сцепления.

Предлагаемое изобретение работает следующим образом.

При отсутствии сжатого воздуха в тормозном цилиндре 6 накладки 2 не прижаты к тормозному диску 1 и шарики 3 находятся в свободном состоянии.

При подаче сжатого воздуха в тормозной цилиндр 6 рычаги 5 передают усилие на подшипник, и при движении экипажа шарики 3 вращаются с проскальзыванием под воздействием радиальных нагрузок.

Прижатие накладки 2 к тормозному диску 1 нормальной силой F уравновешивается радиальными реакциями N в точках k контакта шариков с канавками 11 (фиг.3), центр O 1 шарика, расположенный от центра оси колесной пары O 2 на расстоянии R, вращается со скоростью V (фиг.4), верхняя контактная точка k 0 располагается в зоне вращения накладки со скоростью V 0 , а нижняя точка k 0 - в зоне вращения со скоростью V 0 . Вращение точек по одному кругу катания диаметром d с разными скоростями невозможно, поэтому в точках k 0 и k 0 происходит проскальзывание при скорости V=V 0 -V 0 , при этом величина относительного проскальзывания определится из выражения = V/V=d/R.

Проскальзывание шариков в зонах контакта сопровождается трением, которое образует тормозную силу в режиме сцепления, вызывающую внешнюю реакцию F сц между колесом 9 и рельсом 10 (фигура 1).

Параметры конструктивного исполнения предлагаемого дискового тормоза задаются радиусом R и показателем конусности канавки, диаметром и количеством шариков. Габаритные размеры дискового тормоза в виде двухрядного упорного подшипника и достаточного числа шариков с двойным контактом их с каждой стороны обеспечат необходимую тормозную силу и регулирование ее величиной давления в тормозном цилиндре. Выбор величины относительного проскальзывания производится из расчета интенсивности изнашиваемости фрикционных деталей.

Особенностью предлагаемого дискового тормоза является незначительный ход штока тормозного цилиндра, величина которого определяется только упругими деформациями, в результате чего резко снижается расход сжатого воздуха, а также устраняется необходимость специальных отводящих устройств.

Таким образом, предлагаемый дисковый тормоз подвижного состава позволяет снизить тепловую нагруженность и изнашиваемость фрикционной пары за счет использования шариков, размещенных между накладками и тормозным диском и обеспечивающих контакт в четырех точках, а не поверхностями.

Формула изобретения

Дисковый тормоз подвижного состава, содержащий фрикционный блок в виде тормозного диска, закрепленного на оси колесной пары и тормозных накладок, прижимаемых к диску через рычаги тормозным цилиндром, отличающийся тем, что фрикционный блок выполнен в виде радиального двухрядного упорного подшипника, среднее кольцо которого служит тормозным диском и жестко закреплено на оси колесной пары, а два опорных кольца подшипника - накладками, прижимаемыми к среднему кольцу через рычаги тормозным цилиндром, на внешней поверхности среднего кольца и на внутренних поверхностях опорных колец выполнены канавки с конусообразным профилем для размещения шариков.

РИСУНКИ