Автoры: Батенкoв Владимир Алекcандрoвич, Авдеев Алекcандр Владимирoвич, Мoшкoв Алекcей Алекcандрoвич, Кocарев Павел Иванoвич, Сипягин Евгений Сергеевич
Диcкoвый тoрмoз транcпортного cредcтва подвижного cоcтава железных дорог Изобретение отноcитcя к облаcти железнодорожного транcпорта, а именно к тормозному оборудованию железнодорожных транcпортных средств, в частности к дисковым тормозам. Дисковый тормоз состоит из корпуса, башмаков, фрикционных накладок и тормозного диска. Корпус расположен на подрессоренной раме транспортного средства с клещевым параллелограммным механизмом. Тормозной диск расположен на оси колесной пары транспортного средства. Подвеска тормозного цилиндра установлена на корпусе тормоза с возможностью поступательно-вращательного движения и выполнена в виде четырех элементов. Цапфа, шток и пружина соединены с корпусом и тормозным цилиндром шарнирными осями. Подвижный суппорт выполнен в виде каркаса из двух пластин, двух стоек, двух осей и четырех пружин и имеет возможность перемещения вдоль направляющих отверстий корпуса дискового тормоза. Через отверстия суппорта проходят шарнирные оси, соединяющие его с рычагами клещевого параллелограммного механизма и являющиеся точками опоры рычагов. Клещевой параллелограммный механизм образован подвижным суппортом, короткими плечами рычагов клещевого параллелограммного механизма, коромыслами и тягами и в своих вершинах скреплен шарнирными осями. К каждому коромыслу винтом крепится U-образная пластинчатая пружина, которая упругими концами опирается на соответствующий башмак. Достигается повышение надежности и долговечности работы дискового тормоза, повышение эффективности торможения и повышение срока эксплуатации фрикционных накладок, а также упрощение процесса замены накладок при эксплуатации дискового тормоза. 6 ил.
Известен дисковый тормоз железнодорожного транспортного средства [1] с тормозным диском, прикрепленным к колесной паре, фрикционными накладками, взаимодействующими с тормозным диском посредством приводного устройства (клещевой механизм) и тормозного цилиндра.
Недостатками представленного аналога являются следующие особенности: рабочая нагрузка от тормозного цилиндра поступает на один из рычагов клещевого механизма, затем через тягу часть нагрузки передается на другой рычаг, при этом шарнирные оси поворота рычагов расположены не симметрично, следовательно, и на рабочих поверхностях она распределена не симметрично; узел крепления башмака с фрикционными накладками к клещевому механизму позволяет хаотично перемещаться трущимся поверхностям накладок относительно рабочей поверхности тормозного диска - все это приводит к неравномерному износу трущихся поверхностей накладок, следовательно, к снижению эффективности торможения и срока их эксплуатации. Конструкция установки накладок на башмаки клещевого механизма заставляет процесс их замены при обслуживании дискового тормоза транспортного средства во время эксплуатации быть достаточно трудоемким из-за большого количества операций.
В качестве прототипа был выбран дисковый тормоз железнодорожного транспортного средства [2] с тормозным диском, расположенным на колесе, фрикционными накладками, взаимодействующими с тормозным диском посредством приводного устройства (клещевой механизм) и тормозного цилиндра. В данном дисковом тормозе попыткой равномерности износа фрикционных накладок является размещение их на раме с помощью жестких звеньев и параллельных шарнирных пальцев, пропущенных через вилкообразные концы жестких звеньев.
Недостатками прототипа являются: возможность хаотичного перемещения трущихся поверхностей фрикционных накладок относительно рабочей поверхности тормозного диска; отсутствие отслеживания перемещения тормозного диска в направлении крена транспортного средства. Это приводит к снижению эффективности торможения и срока эксплуатации дискового тормоза.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение надежности и долговечности работы дискового тормоза, повышение эффективности торможения, повышение срока эксплуатации фрикционных накладок, сокращение времени и упрощение процесса замены накладок при эксплуатации дискового тормоза.
Решение поставленной задачи достигается:
- расположением тормозного цилиндра на подвеске, обладающей свободой поступательно-вращательного движения и обеспечивающей перемещение тормозного цилиндра в плоскости, перпендикулярной рабочей поверхности тормозного диска, что, в свою очередь, позволяет симметрично распределить рабочую нагрузку от тормозного цилиндра на каждый рычаг клещевого механизма;
- обеспечением подвижности суппорта в направлении, перпендикулярном рабочей поверхности тормозного диска, чтобы отслеживать колебательное перемещение колесной пары с тормозным диском в данном направлении;
- применением конструкции параллелограмма в клещевом механизме, чтобы обеспечить постоянное положение трущихся поверхностей фрикционных накладок, параллельное рабочей поверхности тормозного диска;
- обеспечением свободы поворота фрикционных накладок в направлении крена транспортного средства, чтобы отслеживать перемещение тормозного диска в данном направлении;
- обеспечением конструкции установки фрикционных накладок на башмаки дискового тормоза, облегчающей и сокращающей процесс замены накладок при эксплуатации дискового тормоза.
На фиг.1, фиг.2, фиг.3 схематически изображен предлагаемый дисковый тормоз в плане, вид слева и вид сверху соответственно. На фиг.4 изображен башмак. На фиг.5 изображена фрикционная накладка. На фиг.6 показана схема установки фрикционной накладки на башмак.
Дисковый тормоз содержит: корпус 1, который крепится на подрессоренной раме транспортного средства; тормозной цилиндр 2 со встроенным авторегулятором зазора между тормозным диском и фрикционными накладками; подвеску тормозного цилиндра 2 на корпусе 1, состоящую из цапф 3, штоков 4, пружин 5 для сбалансированного положения тормозного цилиндра 2 относительно корпуса 1, осей 6 и осей 7; рычаги клещевого механизма 8; подвижный суппорт 9, который с помощью осей 10 может перемещаться в направляющих отверстиях корпуса 1, а с помощью пружин 11 находится в сбалансированном положении относительно корпуса 1; оси 12, которые соединяют суппорт 9 с рычагами 8 и являются осями вращения рычагов 8; коромысла 13; оси 14, которые соединяют рычаги 8 и коромысла 13 и являются их осями вращения соответственно; тяги 15 - с их помощью образуется конструкция параллелограмма клещевого механизма; оси 16, которые соединяют тяги 15 с суппортом 9 и коромыслами 13 и являются их осями вращения соответственно; башмаки 17; пластинчатые пружины 21, которые балансируют положение башмаков 17 относительно корпуса 1; винты 22 - крепят пружины 21 к коромыслам 13; оси 23, которые соединяют коромысла 13 и башмаки 17 и являются их осями вращения соответственно; фрикционные накладки 24; прижимные планки 28, которые фиксируют положение фрикционных накладок 24; винты 29 для крепления планок 28 к башмакам 17; тормозной диск 30, расположенный между фрикционными накладками 24 на оси колесной пары транспортного средства.
При подаче давления сжатым воздухом в тормозной цилиндр 2 он по закону сохранения импульса создает рабочую нагрузку симметрично на рычаги 8, те, в свою очередь, симметрично прижимают фрикционные накладки 24 к тормозному диску 30. При снятии давления в тормозном цилиндре 2 встроенная в него пружина возвращает конструкцию дискового тормоза в исходное ненагруженное состояние. Неизбежные колебания колесной пары с тормозным диском 30 в направлении, перпендикулярном рабочей поверхности тормозного диска 30, отслеживаются с помощью подвижного суппорта 9. Возникновение крена транспортного средства компенсируется возможностью поворота башмаков 17 относительно коромысел 13. Равномерность износа фрикционных накладок 24 обеспечивается постоянством положения трущихся поверхностей фрикционных накладок 24 параллельно рабочей поверхности тормозного диска 30 с помощью конструкций параллелограмма, образованных между суппортом 9, рычагами 8, коромыслами 13 и тягами 15.
Способ замены фрикционных накладок 24 схематично показан на фиг.6. После заведения фрикционной накладки 24 выступом 25 по пазам 18 башмака 17, зацепления ребрами 26 с ребрами 19 в замок типа «ласточкин хвост» и доведения ребер 27 до ребер 20, образующих клиновидный упор, фрикционная накладка фиксируется с помощью планки 28 и винта 29.
Источники информации
1. Патент - Регистрационный номер заявки
2004109531/11, 2004.03.31, номер публикации 2264940, индекс МПК - B61H 5/00.
2. Патент - Регистрационный номер заявки
1269760/27-11, 1968.09.13, номер публикации 383259, индекс МПК - B61H 5/00. 
