Устройство для автоматического торможения подвижного состава монорельсовых дорог в аварийной ситуации

Полезная модель 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. 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. На фиксирующей части имеются упоры, установленные с зазором относительно наружных поверхностей нижней полки монорельса и с возможностью взаимодействия с ними при экстренном торможении. Колеса кинематически связаны с кулачковым механизмом, обеспечивая вращение вала и оси в одном направлении. Устройство снабжено дополнительным колесом, смонтированным на валу на подшипниках качения между эксцентриками с возможностью взаимодействия с нижней полкой монорельса при движении подвижного состава, при этом радиус дополнительного колеса больше минимального радиуса эксцентриков и меньше максимального их радиуса. Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение эксплуатационной надежности. 3 д.п. ф-лы, 8 ил.

Полезная модель 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.

Известны устройства для экстренного торможения подвижного железнодорожного состава, выполненные в виде стоп-кранов.

Эти устройства срабатывают при повороте стоп-крана вручную.

Известны также тормозные башмаки, устанавливаемые на рельсах и взаимодействующие с колесами подвижного состава для предотвращения несанкционированного перемещения подвижного состава.

Недостатком известных устройств является обязательное участие человека в процессе экстренного торможения подвижного состава.

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 В60Т 15/42, В60Т 13/68, 2004 г.)

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.

Наиболее близким к заявленному устройству является устройство для экстренного автоматического торможения подвижного состава монорельсовых дорог, содержащее 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 (заявка о выдаче патента РФ на полезную модель 2011105510, от 16.02.2011 г., по которой 24.03.2011 г. принято решение о выдаче патента на полезную модель).

Это устройство является наиболее близким предложенному по технической сущности, в связи с чем принято за прототип.

Устройство имеет простую и безопасную конструкцию, обеспечивающую автоматическое экстренное торможение подвижного состава монорельсовых дорог, без участия человека, в случае аварии - при свободном ускоренном движении состава под уклон пути, однако не исключает заклинивание эксцентриков, что снижает эксплуатационную надежность.

Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение эксплуатационной надежности.

Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для автоматического торможения подвижного состава монорельсовых дорог, содержащее 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, снабжено дополнительным колесом, смонтированным на валу на подшипниках качения между эксцентриками с возможностью взаимодействия с нижней полкой монорельса при движении подвижного состава, при этом радиус дополнительного колеса больше минимального радиуса эксцентриков и меньше максимального их радиуса.

При этом центробежный кулачковый механизм содержит установленный на валу в подшипниках качения диск-шестерню с осями на которых шарнирно закреплены два кулачка с зубчатыми упорами, при этом на рычаге имеется консольный упор с кромками, выполненными с возможностью взаимодействия с указанными зубчатыми упорами кулачков, раздвинутых центробежными силами; 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.

Предложенное устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для 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.

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 3050%.

Устройство состоит из 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. Корпусы 5 и 6 соответственно, частей 1 и 2, имеют в плане П-образную форму, а ось 3 проходит через концы боковых стенок. На оси 3 установлены колеса 7, которые катятся по наружной поверхности «а» нижней полки 8 монорельса 9, представляющего собой двутавровую балку. Колеса 7 постоянно прижаты пружиной 6 к двутавровой балке пружиной 10, установленной между прицепным составом и торцевой стенкой корпуса 5 ходовой части 1. Корпус 5 соединен с подвижным составом шарнирной сцепкой 11.

На фиксирующей части 2 устройства в сферических подшипниках скольжения 12 установлен вал 13, расположенный горизонтально и параллельно оси 3. На средней части вала 13 жестко закреплены два идентичных эксцентрика 14, с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью «а» нижней полки 8 монорельса 9 при повороте вала. Между эксцентриками 14 на валу 13 на подшипнике 15 установлено дополнительное колесо 16. Последнее при перемещении подвижного состава катится по нижней полке двутавровой балки и обеспечивает постоянство зазора «б» между эксцентриками 14 и поверхностью «а» нижней полки монорельса. На одном конце вала 13 смонтирован центробежный кулачковый механизм 17. Колеса 7 через зубчатую передачу 18, состоящую из трех зубчатых колес, одно из которых паразитное, передают вращение кулачковому механизму 17.

Кулачковый механизм 17 содержит диск-шестерню 19, установленную на валу 13 в подшипниках качения 20. На диске-шестерне 19 на осях 21 установлены поворотные кулачки 22 с зубчатыми упорами 23, направленными в разные стороны. Кулачки 22 стянуты регулируемыми пружинами 24 и удерживаются ими в этом исходном положении при движении подвижного состава со скоростью, не превышающей номинальную. На том же конце вала 13 закреплен рычаг 25 с консольным выступом 26, который имеет кромки 27, направленные навстречу зубчатым упорам 21 на кулачках 22. Рычаг 25 в нижнем (исходном) положении удерживается пружиной 28 от случайных поворотов, вызванных трением в подшипниках или внешним воздействием. Когда рычаг 25 находится в нижнем положении, эксцентрики 14 обращены своим большим радиусом вниз (см. фиг.6)

На другом конце вала 13 закреплен кулачок 29 с возможностью взаимодействия с концевым выключателем 30, который даст сигнал о срабатывании устройства.

На корпусе 6 фиксирующей части 2 устройства жестко закреплены упоры 31, охватывающие сверху нижнюю полку 8 монорельса 9.

Корпус 6 фиксирующей части устройства, опирается на корпус 5 ходовой части 1 через ось 3 и подшипники 4, а на монорельс 9 - колесом 16, и удерживается в этом положении пружинами 32. При этом нижняя полка 8 монорельса 9 расположена с зазором «б» относительно эксцентриков 14, обращенных малым радиусом вверх, и с зазором «в» относительно упоров 31. Зазоры «б» и «в» постоянны по величине благодаря наличию колеса 16 и примерно равны.

На торцевых стенках корпусов ходовой и фиксирующей частей устройства установлены направляющие ролики 33 с вертикальными осями вращения, которые удерживают устройство от смещения относительно монорельса 9 при движении и при действии на устройство усилий от заторможенного состава. Буфер 34 смягчает удары о концевые упоры. Тяга 35 препятствует расхождению упоров 31, когда устройство находится в состоянии заклинивания.

Наличие двух колес 7, двух эксцентриков 14 и двух упоров 31 обеспечивает устойчивость устройства на монорельсе 9 как в процессе рабочего передвижения подвижного состава, так и при экстренном торможении на монорельсовом пути.

Устройство работает следующим образом.

При движении подвижного состава по уклону в любую сторону с номинальной скоростью, центробежный кулачковый механизм 17, приводимый во вращение от ходовых колес 7 посредством зубчатой передачи 18, свободно вращается на валу 13, на подшипниках 12, поскольку не достигает частоты вращения, необходимой для поворота кулачков 22, удерживаемых пружинами 24, вокруг их осей 21, под действием центробежных сил.

В случае аварии, которая приведет к ускоренному движению подвижного состава под уклон, частота вращения центробежного кулачкового механизма 17 резко возрастает. Кулачки 22, сжимая пружины 24, под действием центробежной силы, начнут раздвигаться и в какой-то момент, один из зубчатых упоров 23 одного из кулачков 22, в зависимости от направления ускоренного движения состава, зацепит консольный выступ 26 рычага 25 за одну из его кромок 27. Рычаг 25 под воздействием кулачка 22 кулачкового механизма 17 повернет вал 13 вместе с эксцентриками 14, которые сначала коснутся монорельса 9 (зазор «б» равен нулю), а поворачиваясь далее (движение состава способствует этому), за счет эксцентриситета, начнут опускать корпус 6 фиксирующей части 2 (вместе с колесом 15), поворачивая его относительно оси 3, до тех пор, пока нижняя поверхность упоров 31 не коснется верхней поверхности «г» нижней полки 8 двутавра (зазор «в» равен нулю). С этого положения деталей начинается процесс торможения устройства на двутавре 9, так как эксцентрики 14 за счет трения в точке контакта с двутавром 9 заклиниваются. Создается распорная сила между эксцентриками 14 и упорами 31, которые охватывают полки 8 двутавра 9. Распорная сила достаточно велика, чтобы за счет трения создать усилие, направленное вдоль двутавра 9, которое предотвратит дальнейшее движение подвижного состава под уклон.

Одновременно с поворотом эксцентриков 14, вместе с валом 13 повернется и кулачок 29, воздействуя на концевой выключатель 30, который даст сигнал о срабатывании устройства экстренного торможения.

Наличие подшипников качения 4 и 20 в конструкции позволяет получить высокий КПД механической передачи от ходовых колес 7 до эксцентриков 14. Сферические подшипники скольжения 12, обладающие большой несущей способностью, обеспечивают восприятие нагрузок от распорных усилий при заклинивании устройства, и позволяют получить легкий поворот вала 13 с эксцентриками 14 под действием рычага 25 и работоспособность устройства даже при наличии возможных перекосов конструкции.

Устройство может работать на вертикальных и горизонтальных путях при условии, что в случае аварии состав, к которому оно присоединено, начнет ускоренное движение за счет чего устройство сработает.

Наличие шарнирных связей между частями устройства, позволяет ему перемещаться вслед за составом по монорельсу с вертикальными перегибами и с поворотами на горизонтальных участках пути.

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.

1. Устройство для автоматического торможения подвижного состава монорельсовых дорог, содержащее 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, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным колесом, смонтированным на валу на подшипниках качения между эксцентриками с возможностью взаимодействия с нижней полкой монорельса при движении подвижного состава, при этом радиус дополнительного колеса больше минимального радиуса эксцентриков и меньше максимального их радиуса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центробежный кулачковый механизм содержит установленный на валу в подшипниках качения диск-шестерню с осями, на которых шарнирно закреплены два кулачка с зубчатыми упорами, при этом на рычаге имеется консольный упор с кромками, выполненными с возможностью взаимодействия с указанными зубчатыми упорами кулачков, раздвинутых центробежными силами.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что колеса ходовой части постоянно поджаты пружинами к монорельсу с возможностью свободного качения по нему.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на валу с кулачками закреплен дополнительный эксцентрик с возможностью взаимодействия с концевым выключателем, который установлен на фиксирующей части.