противоюзное устройство рельсового экипажа

Формула изобретения

Противоюзное устройство рельсового экипажа, содержащее осевые датчики, установленные на колесных парах рельсового экипажа, состоящих из осей с напрессованными на них колесными центрами с бандажами, катушки электрических вентилей, связанные со сбрасывающими давление клапанами, подключенные к тормозным цилиндрам, отличающееся тем, что бандажи колесных пар содержат кольцевые полости круглого сечения с подвижными телами качения сферической формы, каждая из полостей сопряжена с каналом, расположенным перпендикулярно ей, в котором размещен подпружиненный толкатель нормально открытого контактного устройства, взаимодействующий с телами качения и связанный с источником тока рельсового экипажа через катушку электрического вентиля с помощью кольцевого токосъемника, установленного на оси колесной пары.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях магистральных локомотивах и вагонов.

Известны противоюзные устройства рельсовых экипажей. Так в книге Фокин М.Д., Лоскутов А.А. и Второв А.К. Противоюзные устройства подвижного состава, изд-во: Транспорт, 1970 г. на стр. 36-38 рис.14 описано и показано противоюзное устройство тепловоза ТЭП 60, которое состоит из осевых датчиков и двух срабатывающих клапанов на каждой из тележек, управляемых катушками вентиля, питаемых от источника тока, расположенного на локомотиве. Катушки вентиля соединены последовательно с контактами осевых датчиков, что в случае юза колесной пары в режиме торможения тепловоза приводит к снижению тормозного усилия, создаваемого тормозными цилиндрами. Сам осевой датчик (см. ту же книгу стр. 56-60, рис.20 и рис.22) представляет собой сложную конструкцию, включающую в себя две фрикционные шайбы, взаимодействующие с одной стороны с инерционным маховиком, расположенным на подшипниках вращающейся оси датчика, и с другой с шариками механизма преобразования вращательного движения маховика в поступательное движение шайб, необходимое для линейного перемещения толкателя управления контактами датчика. Наличие большого числа деталей, а также влияние динамических нагрузок, действующих на осевой датчик при переходе колесной пары, особенно с большими скоростями движения тепловоза через стыки рельсов и детали стрелочных переводов, существенно снижают надежность работы противоюзного устройства в эксплуатационных условиях.

Известна также конструкция противоюзного устройства (противоюзного регулятора) описанного в книге Железнодорожный транспорт. Энциклопедия /гл.ред. Конарев Н.С. - М.: Большая Российская Энциклопедия, 1994 г. на стр. 339. Такая конструкция регулятора в целом аналогична вышеописанной и поэтому недостатки их подобны.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности осевых датчиков противоюзных устройств локомотивов и вагонов.

Поставленная цель достигается тем, что бандажи колесных пар содержат кольцевые полости круглого сечения с подвижными телами качения сферической формы, каждая из полостей сопряжена с каналом, расположенным перпендикулярно ей, в котором размещен подпружиненный толкатель нормально открытого контактного устройства, взаимодействующий с телами качения и связанный с источником тока рельсового экипажа через катушку электрического вентиля с помощью кольцевого токосъемника, установленного на оси колесной пары.

На фиг.1 показана часть рельсового экипажа с размещенными на нем деталями противоюзного устройства, на фиг.2 - колесо колесной пары с частичным поперечным разрезом и основными деталями противоюзного устройства, на фиг.3 - разрез колеса колесной пары по А-А и на фиг.4 - часть сечения колеса колесной пары по В-В.

Противоюзное устройство рельсового экипажа расположено на раме тележки 1 рельсового экипажа (тепловоза) 2, снабженного колесными парами, состоящими из осей 3 с колесными центрами 4 и бандажами 5. В бандажах 5 выполнены кольцевые пустотелые полости 6, имеющие круглое сечение, и в них подвижно размещены тела качения (шарики) 7. Бандажи 5 также снабжены каналами 8, в которых подвижно установлены толкатели 9, подпружиненные пружинами сжатия 10 относительно неподвижных пробок 11. Толкатели 9 и пробки 11 снабжены контактами 12. Контакты 12 пробок 11 с помощью кабеля 13 соединены с кольцами токосъемников 14, которые также при помощи кабеля 15 и щеток 16 связаны с электрическим вентилем 17, и он в свою очередь соединен с источником тока, расположенным на тепловозе. Электрический вентиль 17 механически связан с корпусом сбрасывающего клапана 18 и его внутренние полости при помощи трубопроводов 19 соединены с тормозными цилиндрами 20 и через реле давления 21 с запасным резервуаром 22 пневматической тормозной системы тепловоза. Колесные пары тепловоза 2 перемещаются по рельсам 23.

Работает противоюзное устройство рельсового экипажа следующим образом. В момент времени, когда тепловоз находится в состоянии покоя, тела качения 7, расположенные в кольцевых полостях 6, выполненных в бандажах 5, находятся под действием сил тяжести в нижней части колес так, как это показано на фиг.3, при этом контакты 12 толкателей 9 и пробок 11 не замкнуты и следовательно ток в электрической цепи 13, 14, 15 и 16 отсутствует и подача напряжения в электрический вентиль не происходит (детали устройства 17, 18 и 21 конструктивно не описаны, так как устройство их и работа подробно охарактеризованы в книге, представленной в качестве аналога). При наборе тепловозом скорости и определенной частоты вращения колесных пар тела качения 7 занимают определенное положение и находятся в той зоне кольцевых пустотелых полостях 6, центр тяжести которой расположен относительно точки, где сосредоточена неуравновешенная масса, вызывающая дисбаланс колес. Этой точкой является продольная ось канала 8, в котором расположены толкатели 9, пружины 10 и пробки 11. Следовательно, на всех скоростных режимах вращения колесных пар тела качения 7 устраняют дисбаланс колес. (Такое явление широко используется в технике, когда балансировка вращающихся деталей производится в автоматическом режиме за счет наличия в них шариков). При переходе к режимам торможения экипажа 2, также широко известными в технике способами, подают давление сжатого воздуха из запасного резервуара 22 в тормозные цилиндры 20, которые приводят в движение тормозные колодки, прижимая их с определенным усилием к поверхности качения бандажей 5 (на чертежах система воздействия усилий на тормозные колодки и сами колодки не показаны). В этом случае по ряду причин (замасливание, заинивание, покрытие влагой, пылью и т.д. поверхности головок рельс 23) происходит юз колес, которые из режима качения переходят в режим скольжения по рельсам 23. Но в данном устройстве этого не происходит, так как только колесная пара тепловоза мгновенно прекратит вращение, тела качения 7 под действием сил инерции (в зависимости от направления вращения колеса) перемещаются, например, по стрелке С (фиг.3 и фиг.4) и такое окружное перемещение приводит их к контакту с значительным окружным усилием с толкателем 9, который перемещается по стрелке Д, сжимает пружину 10 и замыкает тем самым контакты 12. Как только контакты 12 замкнутся, ток через кабель 13, токосъемные кольца 14, щетки 16 и кабель 15 поступит в электрический вентиль 17. Совместная же работа в этом случае вентиля 17 со сбрасывающим клапаном 18 и реле давления 21 приведет к снижению давления воздуха в тормозных цилиндрах 20, что и соответствует отпуску тормоза, а следовательно, и ликвидации юза колес. (Работа деталей 17, 18 и 21 в этот момент времени подробно описана в книге, которая представлена в виде аналога на стр. 36-38 и в данном случае широко известна практике). Как только колесные пары снова начнут вращение, тела качения 7 вновь займут положение, находясь в стороне от толкателя 9, который переместится в направлении, обратном стрелке Д, и разомкнет контакты 12, и тогда подача напряжения на электрический вентиль 17 прекратится, а узел срабатывающего клапана 18 опять поднимает давление сжатого воздуха в тормозных цилиндрах 20. Далее процесс исключения юза колес неоднократно повторяется.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно более просто по конструкции и за счет этого является более надежным в эксплуатационных условиях.