Тормоз железнодорожного транспортного средства
Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу и касается тормозных устройств с двухсторонним нажатием колодок на колесо. Тормоз железнодорожного транспортного средства содержит колесную пару с колесами, осью и буксами, тормозные колодки, рычажный механизм с силовым элементом из сплава с памятью формы. Рычажный механизм выполнен в виде двух рычагов, которые одним концом соединены шарнирно с рамой тележки подвижной единицы, другим - с тормозными колодками и установлен во внутреннем объеме обода колеса колесной пары, а между рычагами шарнирно установлен силовой элемент из сплава с памятью формы ТН-1. Предложенный тормоз железнодорожного транспортного средства позволяет существенно повысить надежность колесной пары за счет исключения износа оси и поверхности катания колеса колесной пары, исключения из конструкции набора громоздких и ненадежных элементов управления тормозами: рычаги, подвески, гидравлические и пневматические тормозные цилиндры, насосы, резервуары, клапаны и магистрали и т.д. Кроме того, надежность тормоза существенно повышается в результате улучшения условий осмотра, технического обслуживания и ремонта тормозного механизма за счет перемещения последнего из под вагона во внутренний объем обода колеса со стороны буксового узла, тем самым повышается качество технического обслуживания и сокращаются затраты.
Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу и касается тормозных устройств с двухсторонним нажатием колодок на колесо.
Известен тормоз железнодорожного транспортного средства, содержащий колесную пару с колесами, осью и буксами, тормозные колодки, тормозные цилиндры, рычажные механизмы, подвески и стежки, установленные на буксе или раме тележки под буксой, причем тормозная поверхность выполнена на внутренней стороне колеса колесной пары (Патент РФ №2202488. МПК В61Н 3/00 "Тормоз железнодорожного транспортного средства", авторы Никифоров Н.И. и др., опубл. 20.04.2003 г. БИ №11).
Недостатком такой конструкции является низкая надежность из-за большого количества различного рода рычагов и подвесок, тормозных цилиндров, насосов, резервуаров, клапанов и магистралей.
Известен тормоз железнодорожного транспортного средства, содержащий колесную пару с колесами, осью и буксами, тормозные колодки, параллелограмный рычажный механизм, шарнирно соединенный одним концом с тормозной колодкой, взаимодействующей с осью колесной пары, другим концом шарнирно соединенный с рамой тележки, а в середине параллелограмного рычажного механизма шарнирно установлен силовой элемент из сплава с памятью формы (Патент РФ №50952. МПК В61Н 3/00 "Тормоз железнодорожного транспортного средства", автор Феоктистов B.C., опубл. 27.01.2006 г. БИ №3).
Недостатком такой конструкции является износ оси колесной пары, что для пассажирских и высокоскоростных транспортных средств крайне нежелательно или даже недопустимо из-за повышенных требований к
безопасности движения (ось колесной пары при движении испытывает большие изгибающие усилия).
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности колесной пары, за счет существенного упрощения конструкции тормоза железнодорожного транспортного средства.
Технический результат достигается тем, что рычажный механизм тормоза выполнен в виде двух рычагов, которые одним концом соединены шарнирно с рамой тележки подвижной единицы, другим - с тормозными колодками и установлен во внутреннем объеме обода колеса колесной пары, а между рычагами шарнирно установлен силовой элемент из сплава с памятью формы ТН-1.
На фиг.1 изображен общий вид тормоза железнодорожного транспортного средства, на фиг.2 - сечение А-А фиг.1, на фиг.3 - силовой элемент из сплава с памятью формы.
Тормоз железнодорожного транспортного средства состоит из колеса колесной пары 1, рамы тележки 2, кронштейнов 3, рычагов 4, тормозных колодок 5, силового элемента из сплава с памятью формы 6, возвратной пружины 7, нагревателя 8.
Тормоз железнодорожного транспортного средства работает следующим образом. По команде машиниста на силовой элемент 6 подается напряжение 12, 28 или 36В и силовой элемент начинает нагреваться. При достижении температуры начала обратного мартенситного превращения сплава ТН-1 (А н=95°С) элемент 6 удлиняется, перемещая рычаги 4, закрепленные шарнирно к кронштейнам 3, а те, в свою очередь, перемещаются к раме 2, что приводит к перемещению тормозных колодок 5 к внутренней стороне обода колеса 1 колесной пары. Удлиняясь, силовой элемент 6 одновременно растягивает
возвратную пружину 7. При сопротивлении колодок 5 с колесом 1 силовой элемент 6 продолжает сжиматься, создавая в месте контакта усилие и тормозной момент. Элемент 6 заканчивает деформацию при температуре конца обратного мартенситного превращения Ак=105÷120°С. Точное значение температуры Ак зависит от величины развиваемого элементом 6 рабочего напряжения. Рабочие напряжения, развиваемые сплавом ТН-1 (предварительно термоциклированного), могут достигать 500÷600 МПа, а деформация составлять на холостом ходу 8÷10% от рабочей длины элемента 6. При напряжении 200 МПа перемещение элемента 6, выполненного из сплава с памятью формы ТН-1, составляет 5÷6% от его рабочей длины (Барвинок В.А., Богданович В.И., Феоктистов B.C. Физические основы моделирования и проектирования реверсивных силовых приводов из материала с эффектом памяти формы / Международный центр научной и технической информации, М., 1997, 72 с.). Время деформации силового элемента 6 зависит от скорости нагрева, может быть отрегулирована мощностью нагревателя 8 и составлять 6÷12 секунд, что исключает вариант стопорного торможения.
Для вывода колесной пары из состояния торможения отключается нагреватель 8 и элемент 6 начинает охлаждаться за счет естественного теплообмена. Температура начала возвращения в первоначальное положение Мн=65°С - температура начала прямого мартенситного превращения. При охлаждении полностью и точно вернуться в исходное положение элементу 6 "помогает" оттарированная по отношению к нему пружина 7. Время охлаждения зависит от температуры окружающей среды, открытости рабочей поверхности элемента 6 и может составлять от 30 секунд до 2 минут.
Следует отметить, что подвижной состав может начать движение в момент еще не полного возвращения элемента 6 в первоначальное положение.
Предложенный тормоз железнодорожного транспортного средства позволяет существенно повысить надежность колесной пары за счет исключения износа оси и поверхности катания колеса колесной пары, исключения из конструкции набора громоздких и ненадежных элементов управления тормозами: рычаги, подвески, гидравлические и пневматические тормозные цилиндры, насосы, резервуары, клапаны и магистрали и т.д. Кроме того, надежность тормоза существенно повышается в результате улучшения условий осмотра, технического обслуживания и ремонта тормозного механизма за счет перемещения последнего из под вагона во внутренний объем обода колеса со стороны буксового узла, тем самым повышается качество технического обслуживания и сокращаются затраты.
Тормоз железнодорожного транспортного средства, содержащий колесную пару с колесами, осью и буксами, тормозные колодки, рычажный механизм с силовым элементом из сплава с памятью формы, отличающийся тем, что рычажный механизм выполнен в виде двух рычагов, которые одним концом соединены шарнирно с рамой тележки подвижной единицы, другим - с тормозными колодками и установлен во внутреннем объеме обода колеса колесной пары, а между рычагами шарнирно установлен силовой элемент из сплава с памятью формы ТН-1.
