устройство для автоматического торможения подвижного состава монорельсовых дорог в аварийной ситуации

Формула изобретения

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.

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, каждый из которых выполнен с двумя зубчатыми упорами, обращенными в противоположные стороны, 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 или 2, отличающееся тем, что ходовые колеса связаны с кулачковым механизмом зубчатой передачей с нечетным количеством колес.

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

5. 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.

Описание изобретения к патенту

Изобретение 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 B60T 15/42, B60T 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.

Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение автоматического экстренного торможения подвижного состава монорельсовых дорог, без участия человека, в случае аварии - при свободном ускоренном движении состава под уклон пути, с помощью устройства, имеющего простую и безопасную конструкцию.

Указанный технический результат достигается за счет того, что 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, 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.

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

Кроме того, ходовые колеса связаны с кулачковым механизмом зубчатой передачей с нечетным количеством колес; 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 экстренного 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 30 50%.

Устройство состоит из двух основных частей: 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. На оси 3 установлены колеса 5. Последние постоянно прижаты пружиной 6 к наружной поверхности «а» нижней полки 7 монорельса 8, представляющего собой двутавровую балку, катятся по нему при движении подвижного состава.

На фиксирующей части 2 устройства в сферических подшипниках скольжения 9 установлен вал 10, расположенный в горизонтальной плоскости параллельно оси 3. На средней части вала 10 жестко закреплены два идентичных эксцентрика 11 с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью «а» нижней полки 7 монорельса 8 при повороте вала 10. На одном конце вала 10 смонтирован центробежный кулачковый механизм 12, а на другом его конце жестко закреплен кулачок 13 с возможностью взаимодействия с концевым выключателем 14. Колеса 5 кинематически связаны с кулачковым механизмом 12, обеспечивая вращение вала 10 и оси 3 в одном направлении, по или против часовой стрелки. В примере конкретного исполнения колеса 5 передают вращение кулачковому механизму 12 через зубчатую передачу 15, состоящую из нечетного количества зубчатых колес, например трех, одно из которых паразитное. На фиксирующей части 2 устройства жестко закреплены упоры 16, охватывающие сверху нижнюю полку 7 монорельса 8.

Кулачковый механизм 12 содержит диск-шестерню 17, установленную на валу 10 в подшипниках качения 18. На диске-шестерне 17 на осях 19 установлены два поворотных кулачка 20, каждый из которых выполнен с двумя зубчатыми упорами 21, направленными в разные стороны. Кулачки 20 стянуты регулируемыми пружинами 22 и удерживаются ими в этом исходном положении. На конце вала 10 жестко закреплен рычаг 23 с консольным упором 24 с кромками 25. Последние направлены навстречу зубчатым упорам 21 на кулачках. Рычаг 23 в нижнем (исходном) положении удерживается пружиной 26 от случайных поворотов, вызванных трением в подшипниках или внешним воздействием. Когда рычаг 23 находится в нижнем положении, то и эксцентрики 11 обращены своим большим радиусом вниз (см. фиг.6). Фиксирующая часть 2 устройства соединена с ходовой частью тягами 27 и пружинами 28, с помощью которых фиксирующая часть 2 установлена, имея в качестве опоры ходовую часть, в положение, при котором нижняя полка 7 двутавра 8 расположена с зазором «б» относительно эксцентриков 11 и с зазором «в» относительно упоров 16. Зазоры «б» и «в» примерно равны по величине.

На ходовой и фиксирующей частях устройства установлены направляющие ролики 29 с вертикальными осями вращения, которые удерживают устройство от смещения относительно монорельса 8 при движении и при действии на устройство усилий от заторможенного состава.

Ходовая часть 1 устройства шарнирно прикреплена к подвижному составу сцепкой 30, обеспечивающей подвижность устройства в горизонтальной и в вертикальной плоскостях. Буфер 31 смягчает удары об упоры на пути. Тяга 32, соединяющая упоры 16, препятствует их расхождению в состоянии заклинивания.

Наличие двух колес 5, двух эксцентриков 11 и двух упоров 16 обеспечивает устойчивость устройства на монорельсе 8 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 12, приводимый во вращение от колес 5 посредством зубчатой передачи 15, свободно вращается на валу 10, поскольку не достигает частоты вращения, необходимой для поворота кулачков 20, удерживаемых пружинами 22, вокруг их осей 19 под действием центробежных сил.

В случае аварии, которая приведет к свободному ускоренному движению подвижного состава под уклон, частота вращения центробежного кулачкового механизма 12 резко возрастает. Кулачки 20, сжимая пружины 22 под действием центробежной силы, начнут раздвигаться, и в какой-то момент один из зубчатых упоров 21 одного из кулачков 20 зацепит одну из кромок упора 24 рычага 23. Рычаг 23 под воздействием кулачка 20 кулачкового механизма 12 повернет вал 10 вместе с эксцентриками 11, которые сначала коснутся монорельса 8 (зазор «б» равен нулю), а поворачиваясь далее за счет эксцентриситета, начнут опускать фиксирующую часть 2 до тех пор, пока нижняя поверхность упоров 16 не коснется верхней поверхности нижней полки 7 двутавра (зазор «в» равен нулю). С этого положения деталей начинается процесс торможения устройства на монорельсе 8. Распорная сила между эксцентриками 11 и упорами 16, которые охватывают полки 7 двутавра 8, создаст за счет трения усилие, направленное вдоль монорельса 8, которое предотвратит дальнейшее свободное движение подвижного состава под уклон.

Одновременно с вращением эксцентриков 11 вместе с валом 10 повернется и кулачок 13, воздействуя на концевой выключатель 14, который даст сигнал о срабатывании устройства экстренного торможения.

Наличие подшипников качения 4 и 18 в конструкции позволяет получить высокий КПД механической передачи от ходовых колес 5 до эксцентриков 11.

Сферические подшипники скольжения 9, обладающие большой несущей способностью, обеспечивают восприятие высоких нагрузок от распорных усилий при заклинивании устройства и позволяют получить легкий поворот вала 10 с эксцентриками 11 под действием рычага 23 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 он присоединен, начнет ускоренное движение, за счет чего устройство сработает.

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

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.