CN1030552A

CN1030552A - 火车紧急刹车用铁轨制动器

Info

Publication number: CN1030552A
Application number: CN 88102240
Authority: CN
Inventors: 苏克
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-04-20
Filing date: 1988-04-20
Publication date: 1989-01-25

Abstract

本发明属于交通工具的安全***，是一种火车应急用的铁轨制动器。其特征是：在车体上附设有能同时制动铁轨和车轮的犁式楔以及能从铁轨的三个面进行制动的机械手式刹车蹄，可在铁轨面上进行阻滞和拖滑，能有效地缩短制动距离，从而避免某些即将发生的车祸。本发明可以配装到现有列车的制动系中，还可广泛用于有轨交通工具如地铁，矿车的制动系。

Description

本发明属于交通工具的安全***，是一种可广泛用于有轨交通工具如火车、地铁、矿车的制动系，特别是一种火车紧急刹车用的铁轨制动器。

目前通常采用车轮制动器进行刹车，由于受附着条件的影响，往往制动距离过长，甚至眼看着停不住而发生车祸。本发明主要是为了保证交通安全，在紧急刹车时缩短制动距离，但也为了改善对制动机所期待的制动效能。

本发明包括犁式楔和机械手。固定在车体上的气缸[17]的活塞杆推动犁式楔[18]，其作用方向与铁轨的上平面的夹角在10-80度之间。比如取30度。气缸[17]的活塞杆与犁式楔[18]之间最好是铰链，而且最好是用有一个转动自由度的且在微小范围摆动的回转副。气缸[17]内带有弹簧自复位机构。犁式楔[18]的侧形略呈犁形，上前部的弧形部位可安装弧形面摩擦片[20]，凹弧的内半径等于轮箍的外半径，凹弧的弧长最好在0.698-1.571弧度，也就是说，犁式楔[18]的弧面摩擦片[20]对于车轮箍的包角最好为40-90度。犁式楔的下部可安装与铁轨上面相接触的平面摩擦片[19]。犁式楔也可用摩擦片材料如用粉末冶金摩擦材料整体制造。犁式楔[18]的弧面摩擦片[20]与平面摩擦片[19]的相接处即犁式楔[18]的顶部最好不要尖锐，而应取一定的圆弧相接，或取相对于作用方向的某个截面，而且该顶部的表面最好用摩擦片材料或耐磨材料。分别铰接在车体上的伸臂[12]和气缸[2]均通过回转副连接着可制动铁轨[14]的机械手。伸臂[12]轴向与气缸[2]的活塞杆轴之间至少要有30度的夹角，也就是说，若各以与机械手一端相连的回转副为顶点，则伸臂[12]轴向与铁轨上平面的夹角可在3-30度选取，气缸[2]的活塞杆轴向与铅垂线间的夹角可在正负30度间选取。伸臂[12]上最好有能复位的大拉簧[13]，大拉簧[13]的拉伸方向最好与气缸[2]的活塞杆轴向平行。气缸[2]内最好有弹簧自复位机构，所述的机械手由斜面压块[4]、钳形指节[9]和压式手掌[8]以及伸缩指头[15]构成。斜面压块[4]的上面有回转副与气缸[2]的活塞杆相连，斜面压块的下部有突出部位***压式手掌[8]的上部。该突出部位的底面通过压簧[6]可压在压式手掌[8]上部的凹部。压簧[6]可采用板簧、螺旋簧、扭簧或者是其他弹性体如橡皮弹簧。斜面压块下部的突出部位的双侧与压式掌凹部的双侧互为滑动导轨面。斜面压块的上部略呈梯形。斜面压块上部的两侧的对称的斜面所成二面角的平面角最好在6-84度。压式手掌[8]的两侧各用锁柱[7]装着钳形指节[9]。钳形指节[9]的上部有部位可与斜面压块[4]上的斜面相滑配。钳形指节[9]的上部至少用一根小拉簧[5]相连，也可以在销柱[7]上设置扭簧。钳形指节[9]的下部设有带伸缩弹簧[16]的伸缩指头[15]。伸缩指头[15]的内侧面和压式手掌的下面均装有摩擦制动片[10]，伸缩指头的内侧面的摩擦片可与铁轨的侧面相接触，压式手掌的下面设有摩擦制动片可与铁轨的上表面相接触。钳形指节[9]的靠铁路的外侧的一只必须装带伸缩弹簧的伸缩指头[15]，钳形指节[9]的靠铁路内侧的一只可以是伸缩的，也可以不用伸缩弹簧而是不可伸缩的。伸缩指头[15]的两端为曲线形，最好是抛物线，也可以为斜面。曲线的下部最低点最好在铁轨上部垂直的侧平面的下缘处，曲线的上端最好高于铁轨的上平面。伸缩指头[15]的两端若用斜面，则该斜面与水平面所成二面角的平面角最好不大于45度。

将包括犁式楔和机械手的铁轨制动器安装到车体的适当部位，将气缸[2]和气缸[17]分别接到制动系的气路上。可以用在通常的空气制动系上，也可以用在电动空气制动系上。气缸也可以用气液增力缸。最好附带蓄能器及电控阀。可以在不变动原有的车轮制动器的情况下，来安装本发明所述的铁轨制动器;也可以将原有的制动器作某些变动如仅保留部分摩擦刹车蹄。安装好的本铁轨制动器平时在车体上，并不接触铁轨，各气缸均在初始位置。最好车轮制动器和铁轨制动器可统一控制也可独立控制。各车厢的每组行走车轮即每2只车轮最好装设1付本铁轨制动器，则每节车厢一般最好装设4付本铁轨制动器;而且每节车厢的在同一侧单轨上的2付本铁轨制动器的方向最好相对，即按犁式楔、机械手、机械手、犁式楔的顺序鱼贯排列，或按机械手、犁式楔、犁式楔、机械手的顺序鱼贯排列。最好犁式楔及机械手分设在2只车轮的前后。固定回转副[11]的机架，固定气缸[17]的机架、连接气缸[2]的主梁铰都宜牢固地联结在车体底盘的适当位置上。伸臂[12]和各气缸的活塞杆端头均可以配置长度调节机构如用带正反丝扣的调节螺母。

当紧急刹车时，动力介质如气体推动气缸活塞杆下移。气缸17的活塞杆推动犁式楔前进，犁式楔的顶部在一瞬间先行接触铁轨或车轮，无论先接触那个，都不影响犁式楔进一步向前，紧接着，犁式楔就会同时接触铁轨和车轮。犁式楔由于气缸17的不大的推力而在接触铁轨时受到一个反作用力，这个犁式楔受到的铁轨上的反作用力，由于犁式楔的“楔子作用”即由于力的传递，在犁式楔相对于车轮的弧面上产生法向分力而增加对车轮的摩擦制动作用。同样，车轮对犁式楔的弧面上的反作用力，又由于力的楔子作用，就传递到犁式楔下面而增加对铁轨的摩擦制动作用。同时，由于犁式楔是经气缸而连接着车体，相对于地面是跟着车体随动的，又由于犁式楔弧面的上端较高，犁式楔虽然会越刹越紧，但不会发生被碾压到车轮下去的现象。这样，犁式楔在车体前进中就会产生较为理想的阻滞作用。由于每单轨上的含犁式楔和机械手的铁轨制动器是成双相对安装的，所以无论是倒车顺车，至少会有一付铁轨制动器会起到良好的刹车作用。气缸2的活塞杆下移，经回转副使斜面压块下压，斜面压块的突出部位经压簧6压着压式手掌8，直至压式手掌下面的摩擦制动片接触到铁轨的上面。与此同时，压式手掌是由两端均带回转副的伸臂12操持着的。气缸2继续下移，斜面压块的突出部位使压簧6发生进一步压缩，而深入到压式手掌8的凹部，斜面压块的两侧的斜面开始推动钳形指节9的斜面，钳形指节9以销柱7为持支点，根据杠杆原理，带动伸缩指头夹住铁轨两侧，配合伸臂12的拉或推作用来“拖滑”，从而进行制动。当遇有道叉时，伸缩指头在障碍物的推动下，由于两端的曲线或斜面的分力作用，就会使伸缩弹簧16压入而上升，越过障碍物后又会复位，当解除刹车时，气缸上部的压力气体去除后，在缸内弹簧自复位机构或在缸下部气体的作用下，犁式楔及机械手即可复位。在伸臂上还有大拉簧，可保证复位，小拉簧5可使钳形指节复位。

本发明的具体结构由以下的实施例及其附图1和附图2给出。

图1 是根据本发明提出的铁轨制动器的机械手的轴测示意图。

下面结合图1详细说明依据本发明提出的铁轨制动器的机械手的细节及工作情况。在车身的适当部位通过回转副[1]铰接着气缸[2]，气缸[2]的另一端通过回转副[3]连接着斜面压块[4]。斜面压块[4]、钳形指节[9]和压式手掌[8]以及伸缩指头[15]是机械手的主要构成部件。斜面压块[4]通过压簧[6]压在压式手掌[8]上，压式手掌[8]的两侧各用销柱[7]装着钳形指节[9]，钳形指节[9]的上部互用小拉簧[5]相连;钳形指节[9]的上部与斜面压块[4]的斜面相接触;钳形指节[9]的下部最好设有带伸缩弹簧[16]的伸缩指头[15]，伸缩指头[15]的内侧面和压式手掌的下面均最好装有摩擦制动片[10]可分别与铁轨[14]的上部位的三个面相接触。伸缩指头[15]的两端最好为曲线形如抛物线或者为斜面。斜面压块[4]两侧对称的斜面所成二面角的平面角最好为6至84度。通过回转副[11]铰接在车体上的伸臂[12]又通过另一回转副（图中未标出）与机械手的构成部件压式手掌[8]相连。在伸臂[12]的适当部位装有能复位的大拉簧[13]。

图2 是根据本发明提出的铁轨制动器的犁式楔的侧视图。

下面结合图2详细说明依据本发明提出的铁轨制动器的犁式楔的细节及工作情况。固定在车体上的气缸[17]连接着装设有可与铁轨相接触的平面摩擦片[19]和可与车轮相接触的弧面摩擦片[20]的犁式楔[18]。气缸[17]的活塞杆推动犁式楔[18]的作用方向与铁轨上平面的夹角最好在10-80度，而且建议活塞杆与犁式楔之间用一摆动幅度不大的回转副来铰连。气缸[17]和[2]最好带有弹簧自复位机构或者其它自复位机构。犁式楔[18]的弧面摩擦片[20]的包角最好为40-90度。

本发明的特别是在车体上附设有能同时制动铁轨和车轮的犁式楔以及能从铁轨的三个面进行制动的机械手式刹车蹄，可在铁轨面上进行阻滞和拖滑，能有效地缩短制动距离，从而避免某些即将发生的车祸，可改善制动性能，为在坡道停车创造了条件，可方便地统一操纵，可较经济地接入原有的制动系中，折装及维修也较方便。各部件在通常机器工厂制造并不困难。装配和调试都较简易。所用的弹簧均可用弹簧钢如用65Mn或是其他弹性体如橡皮弹簧。各摩擦材料最好选用抗热衰退性能较好的材料特别是金属材料例如粉末冶金材料。除摩擦片和弹簧外，各部件均可用金属材料如钢材特别是锻打制造。

本发明可以配装到现有列车的制动系中，还可广泛用于有轨交通工具如地铁，矿车的制动系及其他场合。

Claims

1、一种有轨交通工具的制动系，尤其是一种火车应急用的铁轨制动器。所说的铁轨制动器包括犁式楔和机械手。本发明的特征是车体的气缸[17]连接着装设有可与铁轨相接触的平面摩擦片[19]和可与车轮相接触的弧面摩擦片[20]的犁式楔[18]，分别铰接在车体上的伸臂[12]和气缸[2]均通过回转副连接着制动铁轨[14]的机械手，所述的机械手由斜面压块[4]，钳形指节[9]和压式手掌[8]以及伸缩指头[15]构成，斜面压块[4]通过压簧[6]压在压式手掌[8]上，压式手掌[8]的两侧各用销柱[7]装着钳形指节[9]，钳形指节[9]的上部互用小拉簧[5]相连，钳形指节[9]的上部与斜面压块[4]的斜面相接触，钳形指节[9]的下部设有带伸缩弹簧[16]的伸缩指头[15]，伸缩指头[15]的内侧面和压式手掌的下面均装有摩擦制动片[10]可分别与铁轨[14]相接触。

2、根据权利要求1，本发明的特征是气缸[17]的活塞杆推动犁式杆[18]的作用方向与铁轨上平面的夹角在10-80度。

3、根据权利要求1，本发明的特征是犁式楔[18]用钢材制成，再装摩擦片[19]和[20]，或整体用摩擦片材料如用粉末冶金摩擦材料。

4、根据权利要求1，本发明的特征是犁式楔[18]的弧面摩擦片[20]的包角为40-90度。

5、根据权利要求1，本发明的特征是伸缩指头[15]的两端为曲线形如抛物线或者为斜面。

6、根据权利要求1，本发明的特征是伸缩弹簧[16]和压簧[6]是用弹簧钢如用65Mn制成的螺旋弹簧或板簧或是其他弹性体如橡皮弹簧。

7、根据权利要求1，本发明的特征是气缸[17]和气缸[2]带有弹簧自复位机构。

8、根据权利要求1，本发明的特征是固定在车体上的气缸[17]与犁式楔[18]是铰连的。

9、根据权利要求1，本发明的特征是除摩擦片和弹簧外，各部件均用金属材料如钢材特别是锻打钢制成。

10、根据权利要求1，本发明的特征是斜面压块[4]两侧对称的斜面所成二面角的平面角为6-84度。