專利名稱：火車緊急剎車用鐵軌制動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于交通工具的安全系統(tǒng)，是一種可廣泛用于有軌交通工具如火車、地鐵、礦車的制動(dòng)系，特別是一種火車緊急剎車用的鐵軌制動(dòng)器。
目前通常采用車輪制動(dòng)器進(jìn)行剎車，由于受附著條件的影響，往往制動(dòng)距離過長(zhǎng)，甚至眼看著停不住而發(fā)生車禍。本發(fā)明主要是為了保證交通安全，在緊急剎車時(shí)縮短制動(dòng)距離，但也為了改善對(duì)制動(dòng)機(jī)所期待的制動(dòng)效能。
本發(fā)明包括犁式楔和機(jī)械手。固定在車體上的氣缸[17]的活塞桿推動(dòng)犁式楔[18]，其作用方向與鐵軌的上平面的夾角在10-80度之間。比如取30度。氣缸[17]的活塞桿與犁式楔[18]之間最好是鉸鏈，而且最好是用有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的且在微小范圍擺動(dòng)的回轉(zhuǎn)副。氣缸[17]內(nèi)帶有彈簧自復(fù)位機(jī)構(gòu)。犁式楔[18]的側(cè)形略呈犁形，上前部的弧形部位可安裝弧形面摩擦片[20]，凹弧的內(nèi)半徑等于輪箍的外半徑，凹弧的弧長(zhǎng)最好在0.698-1.571弧度，也就是說，犁式楔[18]的弧面摩擦片[20]對(duì)于車輪箍的包角最好為40-90度。犁式楔的下部可安裝與鐵軌上面相接觸的平面摩擦片[19]。犁式楔也可用摩擦片材料如用粉末冶金摩擦材料整體制造。犁式楔[18]的弧面摩擦片[20]與平面摩擦片[19]的相接處即犁式楔[18]的頂部最好不要尖銳，而應(yīng)取一定的圓弧相接，或取相對(duì)于作用方向的某個(gè)截面，而且該頂部的表面最好用摩擦片材料或耐磨材料。分別鉸接在車體上的伸臂[12]和氣缸[2]均通過回轉(zhuǎn)副連接著可制動(dòng)鐵軌[14]的機(jī)械手。伸臂[12]軸向與氣缸[2]的活塞桿軸之間至少要有30度的夾角，也就是說，若各以與機(jī)械手一端相連的回轉(zhuǎn)副為頂點(diǎn)，則伸臂[12]軸向與鐵軌上平面的夾角可在3-30度選取，氣缸[2]的活塞桿軸向與鉛垂線間的夾角可在正負(fù)30度間選取。伸臂[12]上最好有能復(fù)位的大拉簧[13]，大拉簧[13]的拉伸方向最好與氣缸[2]的活塞桿軸向平行。氣缸[2]內(nèi)最好有彈簧自復(fù)位機(jī)構(gòu)，所述的機(jī)械手由斜面壓塊[4]、鉗形指節(jié)[9]和壓式手掌[8]以及伸縮指頭[15]構(gòu)成。斜面壓塊[4]的上面有回轉(zhuǎn)副與氣缸[2]的活塞桿相連，斜面壓塊的下部有突出部位插入壓式手掌[8]的上部。該突出部位的底面通過壓簧[6]可壓在壓式手掌[8]上部的凹部。壓簧[6]可采用板簧、螺旋簧、扭簧或者是其他彈性體如橡皮彈簧。斜面壓塊下部的突出部位的雙側(cè)與壓式掌凹部的雙側(cè)互為滑動(dòng)導(dǎo)軌面。斜面壓塊的上部略呈梯形。斜面壓塊上部的兩側(cè)的對(duì)稱的斜面所成二面角的平面角最好在6-84度。壓式手掌[8]的兩側(cè)各用鎖柱[7]裝著鉗形指節(jié)[9]。鉗形指節(jié)[9]的上部有部位可與斜面壓塊[4]上的斜面相滑配。鉗形指節(jié)[9]的上部至少用一根小拉簧[5]相連，也可以在銷柱[7]上設(shè)置扭簧。鉗形指節(jié)[9]的下部設(shè)有帶伸縮彈簧[16]的伸縮指頭[15]。伸縮指頭[15]的內(nèi)側(cè)面和壓式手掌的下面均裝有摩擦制動(dòng)片[10]，伸縮指頭的內(nèi)側(cè)面的摩擦片可與鐵軌的側(cè)面相接觸，壓式手掌的下面設(shè)有摩擦制動(dòng)片可與鐵軌的上表面相接觸。鉗形指節(jié)[9]的靠鐵路的外側(cè)的一只必須裝帶伸縮彈簧的伸縮指頭[15]，鉗形指節(jié)[9]的靠鐵路內(nèi)側(cè)的一只可以是伸縮的，也可以不用伸縮彈簧而是不可伸縮的。伸縮指頭[15]的兩端為曲線形，最好是拋物線，也可以為斜面。曲線的下部最低點(diǎn)最好在鐵軌上部垂直的側(cè)平面的下緣處，曲線的上端最好高于鐵軌的上平面。伸縮指頭[15]的兩端若用斜面，則該斜面與水平面所成二面角的平面角最好不大于45度。
將包括犁式楔和機(jī)械手的鐵軌制動(dòng)器安裝到車體的適當(dāng)部位，將氣缸[2]和氣缸[17]分別接到制動(dòng)系的氣路上?？梢杂迷谕ǔ５目諝庵苿?dòng)系上，也可以用在電動(dòng)空氣制動(dòng)系上。氣缸也可以用氣液增力缸。最好附帶蓄能器及電控閥?？梢栽诓蛔儎?dòng)原有的車輪制動(dòng)器的情況下，來安裝本發(fā)明所述的鐵軌制動(dòng)器;也可以將原有的制動(dòng)器作某些變動(dòng)如僅保留部分摩擦剎車蹄。安裝好的本鐵軌制動(dòng)器平時(shí)在車體上，并不接觸鐵軌，各氣缸均在初始位置。最好車輪制動(dòng)器和鐵軌制動(dòng)器可統(tǒng)一控制也可獨(dú)立控制。各車廂的每組行走車輪即每2只車輪最好裝設(shè)1付本鐵軌制動(dòng)器，則每節(jié)車廂一般最好裝設(shè)4付本鐵軌制動(dòng)器;而且每節(jié)車廂的在同一側(cè)單軌上的2付本鐵軌制動(dòng)器的方向最好相對(duì)，即按犁式楔、機(jī)械手、機(jī)械手、犁式楔的順序魚貫排列，或按機(jī)械手、犁式楔、犁式楔、機(jī)械手的順序魚貫排列。最好犁式楔及機(jī)械手分設(shè)在2只車輪的前后。固定回轉(zhuǎn)副[11]的機(jī)架，固定氣缸[17]的機(jī)架、連接氣缸[2]的主梁鉸都宜牢固地聯(lián)結(jié)在車體底盤的適當(dāng)位置上。伸臂[12]和各氣缸的活塞桿端頭均可以配置長(zhǎng)度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)如用帶正反絲扣的調(diào)節(jié)螺母。
當(dāng)緊急剎車時(shí)，動(dòng)力介質(zhì)如氣體推動(dòng)氣缸活塞桿下移。氣缸17的活塞桿推動(dòng)犁式楔前進(jìn)，犁式楔的頂部在一瞬間先行接觸鐵軌或車輪，無論先接觸那個(gè)，都不影響犁式楔進(jìn)一步向前，緊接著，犁式楔就會(huì)同時(shí)接觸鐵軌和車輪。犁式楔由于氣缸17的不大的推力而在接觸鐵軌時(shí)受到一個(gè)反作用力，這個(gè)犁式楔受到的鐵軌上的反作用力，由于犁式楔的“楔子作用”即由于力的傳遞，在犁式楔相對(duì)于車輪的弧面上產(chǎn)生法向分力而增加對(duì)車輪的摩擦制動(dòng)作用。同樣，車輪對(duì)犁式楔的弧面上的反作用力，又由于力的楔子作用，就傳遞到犁式楔下面而增加對(duì)鐵軌的摩擦制動(dòng)作用。同時(shí)，由于犁式楔是經(jīng)氣缸而連接著車體，相對(duì)于地面是跟著車體隨動(dòng)的，又由于犁式楔弧面的上端較高，犁式楔雖然會(huì)越剎越緊，但不會(huì)發(fā)生被碾壓到車輪下去的現(xiàn)象。這樣，犁式楔在車體前進(jìn)中就會(huì)產(chǎn)生較為理想的阻滯作用。由于每單軌上的含犁式楔和機(jī)械手的鐵軌制動(dòng)器是成雙相對(duì)安裝的，所以無論是倒車順車，至少會(huì)有一付鐵軌制動(dòng)器會(huì)起到良好的剎車作用。氣缸2的活塞桿下移，經(jīng)回轉(zhuǎn)副使斜面壓塊下壓，斜面壓塊的突出部位經(jīng)壓簧6壓著壓式手掌8，直至壓式手掌下面的摩擦制動(dòng)片接觸到鐵軌的上面。與此同時(shí)，壓式手掌是由兩端均帶回轉(zhuǎn)副的伸臂12操持著的。氣缸2繼續(xù)下移，斜面壓塊的突出部位使壓簧6發(fā)生進(jìn)一步壓縮，而深入到壓式手掌8的凹部，斜面壓塊的兩側(cè)的斜面開始推動(dòng)鉗形指節(jié)9的斜面，鉗形指節(jié)9以銷柱7為持支點(diǎn)，根據(jù)杠桿原理，帶動(dòng)伸縮指頭夾住鐵軌兩側(cè)，配合伸臂12的拉或推作用來“拖滑”，從而進(jìn)行制動(dòng)。當(dāng)遇有道叉時(shí)，伸縮指頭在障礙物的推動(dòng)下，由于兩端的曲線或斜面的分力作用，就會(huì)使伸縮彈簧16壓入而上升，越過障礙物后又會(huì)復(fù)位，當(dāng)解除剎車時(shí)，氣缸上部的壓力氣體去除后，在缸內(nèi)彈簧自復(fù)位機(jī)構(gòu)或在缸下部氣體的作用下，犁式楔及機(jī)械手即可復(fù)位。在伸臂上還有大拉簧，可保證復(fù)位，小拉簧5可使鉗形指節(jié)復(fù)位。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附

圖1和附圖2給出。
圖1是根據(jù)本發(fā)明提出的鐵軌制動(dòng)器的機(jī)械手的軸測(cè)示意圖。
下面結(jié)合圖1詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明提出的鐵軌制動(dòng)器的機(jī)械手的細(xì)節(jié)及工作情況。在車身的適當(dāng)部位通過回轉(zhuǎn)副[1]鉸接著氣缸[2]，氣缸[2]的另一端通過回轉(zhuǎn)副[3]連接著斜面壓塊[4]。斜面壓塊[4]、鉗形指節(jié)[9]和壓式手掌[8]以及伸縮指頭[15]是機(jī)械手的主要構(gòu)成部件。斜面壓塊[4]通過壓簧[6]壓在壓式手掌[8]上，壓式手掌[8]的兩側(cè)各用銷柱[7]裝著鉗形指節(jié)[9]，鉗形指節(jié)[9]的上部互用小拉簧[5]相連;鉗形指節(jié)[9]的上部與斜面壓塊[4]的斜面相接觸;鉗形指節(jié)[9]的下部最好設(shè)有帶伸縮彈簧[16]的伸縮指頭[15]，伸縮指頭[15]的內(nèi)側(cè)面和壓式手掌的下面均最好裝有摩擦制動(dòng)片[10]可分別與鐵軌[14]的上部位的三個(gè)面相接觸。伸縮指頭[15]的兩端最好為曲線形如拋物線或者為斜面。斜面壓塊[4]兩側(cè)對(duì)稱的斜面所成二面角的平面角最好為6至84度。通過回轉(zhuǎn)副[11]鉸接在車體上的伸臂[12]又通過另一回轉(zhuǎn)副(圖中未標(biāo)出)與機(jī)械手的構(gòu)成部件壓式手掌[8]相連。在伸臂[12]的適當(dāng)部位裝有能復(fù)位的大拉簧[13]。
圖2是根據(jù)本發(fā)明提出的鐵軌制動(dòng)器的犁式楔的側(cè)視圖。
下面結(jié)合圖2詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明提出的鐵軌制動(dòng)器的犁式楔的細(xì)節(jié)及工作情況。固定在車體上的氣缸[17]連接著裝設(shè)有可與鐵軌相接觸的平面摩擦片[19]和可與車輪相接觸的弧面摩擦片[20]的犁式楔[18]。氣缸[17]的活塞桿推動(dòng)犁式楔[18]的作用方向與鐵軌上平面的夾角最好在10-80度，而且建議活塞桿與犁式楔之間用一擺動(dòng)幅度不大的回轉(zhuǎn)副來鉸連。氣缸[17]和[2]最好帶有彈簧自復(fù)位機(jī)構(gòu)或者其它自復(fù)位機(jī)構(gòu)。犁式楔[18]的弧面摩擦片[20]的包角最好為40-90度。
本發(fā)明的特別是在車體上附設(shè)有能同時(shí)制動(dòng)鐵軌和車輪的犁式楔以及能從鐵軌的三個(gè)面進(jìn)行制動(dòng)的機(jī)械手式剎車蹄，可在鐵軌面上進(jìn)行阻滯和拖滑，能有效地縮短制動(dòng)距離，從而避免某些即將發(fā)生的車禍，可改善制動(dòng)性能，為在坡道停車創(chuàng)造了條件，可方便地統(tǒng)一操縱，可較經(jīng)濟(jì)地接入原有的制動(dòng)系中，折裝及維修也較方便。各部件在通常機(jī)器工廠制造并不困難。裝配和調(diào)試都較簡(jiǎn)易。所用的彈簧均可用彈簧鋼如用65Mn或是其他彈性體如橡皮彈簧。各摩擦材料最好選用抗熱衰退性能較好的材料特別是金屬材料例如粉末冶金材料。除摩擦片和彈簧外，各部件均可用金屬材料如鋼材特別是鍛打制造。
本發(fā)明可以配裝到現(xiàn)有列車的制動(dòng)系中，還可廣泛用于有軌交通工具如地鐵，礦車的制動(dòng)系及其他場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1.一種有軌交通工具的制動(dòng)系，尤其是一種火車應(yīng)急用的鐵軌制動(dòng)器。所說的鐵軌制動(dòng)器包括犁式楔和機(jī)械手。本發(fā)明的特征是車體的氣缸[17]連接著裝設(shè)有可與鐵軌相接觸的平面摩擦片[19]和可與車輪相接觸的弧面摩擦片[20]的犁式楔[18]，分別鉸接在車體上的伸臂[12]和氣缸[2]均通過回轉(zhuǎn)副連接著制動(dòng)鐵軌[14]的機(jī)械手，所述的機(jī)械手由斜面壓塊[4]，鉗形指節(jié)[9]和壓式手掌[8]以及伸縮指頭[15]構(gòu)成，斜面壓塊[4]通過壓簧[6]壓在壓式手掌[8]上，壓式手掌[8]的兩側(cè)各用銷柱[7]裝著鉗形指節(jié)[9]，鉗形指節(jié)[9]的上部互用小拉簧[5]相連，鉗形指節(jié)[9]的上部與斜面壓塊[4]的斜面相接觸，鉗形指節(jié)[9]的下部設(shè)有帶伸縮彈簧[16]的伸縮指頭[15]，伸縮指頭[15]的內(nèi)側(cè)面和壓式手掌的下面均裝有摩擦制動(dòng)片[10]可分別與鐵軌[14]相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明的特征是氣缸[17]的活塞桿推動(dòng)犁式桿[18]的作用方向與鐵軌上平面的夾角在10-80度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明的特征是犁式楔[18]用鋼材制成，再裝摩擦片[19]和[20]，或整體用摩擦片材料如用粉末冶金摩擦材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明的特征是犁式楔[18]的弧面摩擦片[20]的包角為40-90度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明的特征是伸縮指頭[15]的兩端為曲線形如拋物線或者為斜面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明的特征是伸縮彈簧[16]和壓簧[6]是用彈簧鋼如用65Mn制成的螺旋彈簧或板簧或是其他彈性體如橡皮彈簧。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明的特征是氣缸[17]和氣缸[2]帶有彈簧自復(fù)位機(jī)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明的特征是固定在車體上的氣缸[17]與犁式楔[18]是鉸連的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明的特征是除摩擦片和彈簧外，各部件均用金屬材料如鋼材特別是鍛打鋼制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明的特征是斜面壓塊[4]兩側(cè)對(duì)稱的斜面所成二面角的平面角為6-84度。
全文摘要
本發(fā)明屬于交通工具的安全系統(tǒng)，是一種火車應(yīng)急用的鐵軌制動(dòng)器。其特征是在車體上附設(shè)有能同時(shí)制動(dòng)鐵軌和車輪的犁式楔以及能從鐵軌的三個(gè)面進(jìn)行制動(dòng)的機(jī)械手式剎車蹄，可在鐵軌面上進(jìn)行阻滯和拖滑，能有效地縮短制動(dòng)距離，從而避免某些即將發(fā)生的車禍。本發(fā)明可以配裝到現(xiàn)有列車的制動(dòng)系中，還可廣泛用于有軌交通工具如地鐵，礦車的制動(dòng)系。
文檔編號(hào)B61H11/14GK1030552SQ88102240
公開日1989年1月25日 申請(qǐng)日期1988年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月20日
發(fā)明者蘇克 申請(qǐng)人:蘇克