секционный электромагнитный рельсовый тормоз

Формула изобретения

Секционный электромагнитный рельсовый тормоз, состоящий из секционного башмака с катушками, полюсами и диамагнитными вставками, подвешенного к раме тележки рельсового транспортного средства с помощью пружинной подвески, отличающийся тем, что полюсы башмака закреплены на упругой пластине криволинейной формы со стороны ее вогнутой поверхности, обращенной к головке рельса железнодорожного пути, причем выпуклая поверхность упомянутой упругой пластины в своей средней по длине части установлена с возможностью контактирования через рычажную передачу со штоком пневмоцилиндра, жестко закрепленного на раме тележки, для ступенчатого перемещения упомянутой упругой пластины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкции локомотивов, вагонов и высокоскоростных поездов.

Известны конструкции рельсовых электромагнитных тормозов. Так, в книге Л.В.Балон Электромагнитные рельсовые тормоза. М.: Транспорт, 1979 г. на стр.6 (третья строка снизу) описана конструкция секционных рельсовых тормозов, у которых в башмаке находится определенное количество секций длиной от 95 до 100 мм при общей длине башмака 800-1420 мм. В поперечном сечении такой тормозной башмак (см. ту же книгу стр.6, рис. 2а) состоит из катушки и полюсов башмака с диамагнитной вставкой стянутых стяжным болтом.

Несмотря на свою эффективность использования такой тормоз обладает существенным недостатком, заключающемся в том, что в процессе торможения башмак моментально (после подачи напряжения на катушку) всей своей поверхностью притягивается к головке рельса, что приводит к динамической перегруженности несущих элементов крепления башмака к тележке рельсового транспортного средства. А это существенно сказывается на его надежности в условиях эксплуатации и возможной потере прочности устройства в момент начала торможения.

Известен также электромагнитный тормоз описанный в книге Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов ВТУЗов, обучающихся по специальности Локомотивостроение / А.А.Камаев и др. под ред. А.А.Камаева - М.: Машиностроение, 1981 г. на стр.112. Конструкция такого тормоза в целом аналогична вышеописанной и поэтому недостатки их подобны.

Поэтому целью изобретения является повышение надежности несущих элементов тормоза в момент подачи напряжения на катушку, когда мгновенно возникает максимальная тормозная сила в зоне трения секций башмака с головкой рельса.

Поставленная цель достигается тем, что полюсы башмака закреплены на упругой пластине криволинейной формы со стороны ее вогнутой поверхности, обращенной к головке рельса железнодорожного пути, причем выпуклая поверхность упомянутой упругой пластины в своей средней по длине части установлена с возможностью контактирования через рычажную передачу со штоком пневмоцилиндра, жестко закрепленного на раме тележки, для ступенчатого перемещения упомянутой упругой пластины.

На фиг.1 показан общий вид расположения секционного электромагнитного рельсового тормоза на тележке рельсового транспортного средства с боку, на фиг.2 - сечение его по АА; на фиг.3 - вид на башмак тормоза с торца по стрелке В.

Секционный электромагнитный рельсовый тормоз состоит из полюсов 1 и 2, связанных между собой стяжным болтом 3 и снабженных диамагнитными вставками 4. Полюса 1 и 2 охвачены катушкой 5 и присоединены с помощью винтов 6 к упругой пластине 7, которая с помощью пружин растяжения 8 связана с тележкой 9 рельсового транспортного средства, снабженного колесами 10, перекатывающимися по рельсам 11. К тележке 9 жестко присоединены упорные кронштейны 12 и пневмоцилиндр 13, шток 14 которого через двуплечий рычаг 15, шарнирно установленный на кронштейнах 16, контактирует с упругой пластиной 7 через диамагнитную прокладку 17.

Работает секционный электромагнитный рельсовый тормоз следующим образом. В движении рельсового транспортного средства пружины растяжения 8 удерживают упругую пластину 7 в таком состоянии, что зазоры между полюсами 1 и 2 и рельсом 11 по ее длине разные (см. фиг.1). Ближе к концам упругой платины 7 эти зазоры, например, минимальные (10-15 мм), а в центре, где двуплечий рычаг 15 контактирует с упругой пластиной 7, - максимальные (150-200 мм). В случае экстренного торможения широко известными в технике способами подают напряжение на катушки 5, в результате чего возникает магнитное поле (см. фиг.2, где магнитное поле показано пунктирными линиями со стрелками) в полюсах 1 и 2, и последние (те, что расположены ближе к концам упругой пластины 7) за счет магнитных сил притягиваются к рельсу 11 по стрелке С, растягивая пружины растяжения 8. Такой контакт полюсов 1 и 2 с рельсом 11 создает тормозную силу, величина которой в этот момент времени незначительна и следовательно нагрузки на упорные кронштейны 12 и другие детали тормоза также небольшие.

Для увеличения тормозной силы в дальнейшем подают давление воздуха в пневмоцилиндр 13, в результате чего его шток 14 перемещается по стрелке Д, поворачивая по стрелке Е двуплечий рычаг 15, который упирается в поверхность упругой пластины 7 и упруго деформирует ее по стрелке F. Такая упругая деформация пластины 7 позволяет уменьшить зазоры между следующими полюсами 1 и 2 с рельсом 11 до такой величины, при которой произойдет контакт их с рельсом 11 по стрелке К, что увеличит тормозную силу до требуемой величины. Далее опять перемещают ступенчато шток 14 по стрелке Д, что подобно тому как это описано выше, обеспечивает прижим следующей пары полюсов 1 и 2 по стрелке L к рельсу 11 и т.д. Этот процесс повторяют до тех пор, когда упругая пластина 7 займет прямолинейное положение, что и создаст условие по реализации максимальной тормозной силы. Как только необходимость в торможении исчезнет питание катушек 5 прекращают и шток 14 пневмоцилиндра 13 перемещают в направлении, обратном стрелке Д. Тогда рычаг 15 двигается в направлении, обратном стрелке Е, и под действием сил упругости упругая пластина 7 занимает исходное положение, как это показано на фиг.1. Пружины растяжения 8 также сжимаются и приподнимают упругую пластину 7 совместно с полюсами 1 и 2 и катушками 5 в положение, показанное на фиг.1. Далее процесс повторяется, причем управление пневмоцилиндром 13 может быть осуществлено в автоматическом режиме.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения очевидно, так как оно направлено на ступенчатое создание тормозных сил в момент экстренного торможения поезда, что обеспечит снижение динамических сил, действующих на несущие элементы тормоза, а значит и повысит его надежность в эксплуатационных условиях.