Циліндр електромеханічного пристрою типу “рольганг” системи примусової зупинки автотранспортних засобів

Реферат: Циліндр електромеханічного пристрою типу "Рольганг" системи примусової зупинки автотранспортних засобів являє собою сталевий стрижень з півосями на кінцях, через які він спирається на підшипники кочення (ковзання) та з'єднаний з електромагнітними гальмівними муфтами, а в прольоті спирається на роликоопори. На правій половині його довжини відносно напряму руху автотранспортних засобів, зовнішній діаметр якої D1 на 10 мм менший зовнішнього діаметра лівої половини D2, в напрямі від геометричної середини загальної довжини циліндра до правого кінця, встановлено гвинтоподібне ребро лівого виконання прямокутної форми поперечного перерізу розміром b'h=510 мм, що має змінний крок гвинта, починаючи від l1=πD1, поступово зменшуючись на величину 0,125πD1, та чотири рівномірно розміщені по поверхні циліндра гвинтоподібні ребра правого виконання квадратної форми поперечного перерізу розміром bh=55 мм з такими ж характеристиками гвинтової лінії, як і гвинтоподібне ребро лівого виконання. В місцях спирання циліндра на роликоопору гвинтоподібні ребра відсутні на довжині поверхні циліндра, що на min 10 мм перевищує ширину поверхні кочення роликоопори. UA 110676 U (54) ЦИЛІНДР ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОГО ПРИСТРОЮ ТИПУ "РОЛЬГАНГ" СИСТЕМИ ПРИМУСОВОЇ ЗУПИНКИ АВТОТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ UA 110676 U UA 110676 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до споруд транспорту і може бути використана як робочий орган стаціонарного електромеханічного пристрою типу "Рольганг" системи примусової зупинки автотранспортних засобів на під'їздах до залізничних переїздів [1]. Необхідність розробки даної корисної моделі викликана тим, що незважаючи на значну кількість технічних розробок, запропонованих для унеможливлення переїзду залізничної колії при забороняючих сигналах переїзної сигналізації і закритих шлагбаумах, порушення правил переїзду продовжуються. Вони супроводжуються людськими жертвами і значними економічними збитками. Такі наслідки, як правило, є результатом несправності транспортних засобів, погіршення стану здоров'я водія, а в більшості випадків - грубого порушення правил дорожнього руху. Уникнення наслідків аварій на залізничних переїздах незалежно від їх причин можливе розведенням автомобільного і залізничного транспорту в просторі і часі - зведенням транспортних розв'язок, але в сучасних умовах це досить складно в першу чергу з економічних міркувань, але можливе при будівництві нових переїздів. У зв'язку з цим виникає необхідність звести до мінімуму аварійність на залізничних переїздах при мінімальних капітальних вкладеннях без відведення додаткових земельних ділянок, що важливо для умов вже забудованих територій з розвиненою інфраструктурою і при реконструкції та капітальних ремонтах переїздів. Надійне перекриття і унеможливлення переїзду залізничної колії при забороняючому сигналі переїзної сигналізації може бути забезпечене впровадженням "Системи примусової зупинки автотранспортних засобів на під'їздах до залізничних переїздів" [1], коли водії автотранспортних засобів вимушені зменшувати швидкість до мінімально можливої при в'їзді на криволінійну ділянку, маневрувати, виїжджаючи на прямолінійну з поздовжнім ухилом ділянку, на якій установлений пристрій типу "Рольганг", який перешкоджає подальшому проїзду автотранспортного засобу через відсутність тертя приводних коліс з нерухомою поверхнею. Енергія, витрачена на обертання приводних коліс, поглинається енергією обертання циліндрів електромеханічного пристрою типу "Рольганг", поступальний рух автотранспортного засобу зменшується до нуля і технічно справний автомобіль залишається на місці, а автотранспортний засіб з несправною гальмівною системою може скочуватися назад. В обох випадках виїзд на залізничну колію неможливий. Але ця система має недолік, який пов'язаний з тим, що ширина проїзної частини під'їзду і радіус скруглення криволінійної ділянки розраховуються з урахуванням максимально можливих габаритних розмірів автотранспортних засобів - автопоїздів, а легкові швидкісні малогабаритні автомобілі можуть виїжджати на прямолінійну з поздовжнім ухилом ділянку зі швидкістю, що перевищує 8 км/год, і виникає небезпека "перельоту" стаціонарного пристрою типу "Рольганг" за інерцією, так як в цьому випадку сила тертя коліс з гладкою поверхнею циліндрів буде незначною. Недолік відсутності або незначного тертя коліс з циліндрами електромеханічного пристрою типу "Рольганг" можна суттєво зменшити, виконавши зовнішню поверхню циліндрів шорсткою, але цього недостатньо для зупинки автотранспортного засобу, який рухається рівномірно прямолінійно за інерцією зі значною кінематичною енергією. Якщо розглядати циліндр як елемент технічної системи (типу "Рольганг"), враховуючи неможливість безумовної зупинки автотранспортного засобу в межах цієї системи і керуючись одним з правил винахідництва - коли недолік неможливо усунути повністю, необхідно усунути його частково, але в максимальному обсязі [2], то задачею заявленої корисної моделі є вдосконалення конструктивного виконання циліндра електромеханічного пристрою типу "Рольганг", яке б дозволило змінити напрям руху автотранспортного засобу, що рухається за інерцією, і унеможливило його виїзд на залізничну колію. Поставлена задача вирішується тим, що автотранспортний засіб, який виїхав на електромеханічний пристрій типу "Рольганг" за інерцією, буде спрямований рухатись до зіткнення з бар'єрною огорожею, що розташована з правої сторони проїзної частини, так як ця сторона найбільш безпечна для інших учасників руху. Для цього циліндр електромеханічного пристрою типу "Рольганг", що має на кінцях півосі 1, через які він спирається на підшипники кочення (ковзання) 2 і з'єднаний з фрикційними гальмівними муфтами 3, а в прольоті спирається на роликоопори 4 і має ліву половину 5 (відносно напряму руху автотранспортних засобів) з діаметром D2 і праву половину 6, діаметр зовнішньої поверхні якої D1 на 10 мм менший за D2. На поверхні правої половини 6, починаючи з геометричної половини загальної довжини циліндра (місця переходу діаметра з D 1 до D2) в напрямі його правого кінця, встановлено гвинтоподібне ребро 7 лівого виконання прямокутної форми поперечного перерізу розміром bh=510 мм, що має змінний крок гвинта l, починаючи 1 UA 110676 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 від l1=πD1, поступово зменшуючись з кожним наступним кроком на величину 0,125πD 1, та гвинтоподібні ребра 8 квадратної форми поперечного перерізу розміром bh-510 мм правого виконання, що рівномірно розміщені на зовнішній поверхні правої половини 6. В місцях спирання 9 правої половини циліндра 6 на роликоопору 4 гвинтоподібні ребра 7 та 8 відсутні на довжині поверхні 6, що на min 10 мм перевищує ширину поверхні кочення роликоопори 4. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показано загальний вигляд циліндра пристрою типу "Рольганг" з елементами його спирання на опорах та в прольоті, а також розміщення лівої 5 та правої 6 (ребристої) половини циліндра відносно напряму руху автотранспортних засобів. На фіг. 2 надана схема напрямів дії сил тертя колеса автомобіля з гвинтоподібними ребрами 7 і 8 та можливого напряму дії доцентрової сили. Циліндр працює так. При відкритому положенні шлагбаума на залізничному переїзді гальмівні муфти 3 знаходяться в положенні "закрито", циліндри пристрою "Рольганг" не обертаються навколо своєї поздовжньої осі і автотранспортні засоби вільно переїжджають по ним завдяки наявності сил тертя між приводними колесами та поверхнею циліндра (циліндрів). Нерівномірність тертя коліс по гладкій лівій половині циліндра 5 та ребристій правій половині 6 не впливає на рівномірний прямолінійний рух автотранспорту, так як практично не відрізняється від переміщення по проїзній частині дороги з покриттям, що має незначні дефекти поверхні чи нерівності. При наїзді коліс автотранспортного засобу на циліндр (циліндри) в момент положення шлагбауму "закрито", що можливо як при несправній гальмівній системі автомобіля, так і при порушенні правил дорожнього руху, гальмівні муфти 3 знаходяться в положенні "відкрито", циліндр (циліндри) вільно обертаються навколо поздовжньої осі. В момент контакту коліс автомобіля з поверхнями 5 та 6 циліндра виникають сили тертя (ковзання), при цьому їх величина при контакті з поверхнею, на якій встановлені гвинтоподібні ребра 7 і 8, буде більша, ніж з гладкою поверхнею (ліва половина 5 циліндра). В результаті цього виникає доцентрова сила, що спрямована до точки контакту колеса з більшою силою тертя. Обертання коліс за годинниковою стрілкою спричиняє обертання циліндра проти годинникової стрілки. В цей момент поверхня кочення колеса автомобіля контактує своєю горизонтальною частиною з ребрами 8, а частиною бічної поверхні - з ребром 7. Сила тиску колеса у точці контакту з ребром 7 спрямована у напрямі руху автомобіля, а сила тертя - у напрямі гвинтової лінії, і відповідно рівнодіюча цих сил в цілому орієнтована в напрямі дії доцентрової сили. Так як гвинтоподібні ребра 8 спрямовані фактично перпендикулярно ребрам 7, то сила тертя їх з колесами співпадає з рівнодіючою сил тиску та тертя ребра 7 і доцентрової сили. Так як крок гвинтових ліній ребер 7 і 8 поступово зменшується відносно початкового значення на величину 0,125πD1, то кут нахилу α доцентрової сили відносно поздовжньої осі циліндра (фіг. 2) збільшується, як і сили тертя правої половини циліндра з колесами за рахунок збільшення поверхонь контакту. Автотранспортний засіб поступово розвертається відносно напряму дії доцентрової сили, і при незмінній швидкості обертання приводних коліс автомобіль зіткнеться з бар'єрною огорожею проїзної частини. Виїзд на залізничну колію стає неможливим. Виготовлення заявленого циліндра не складне і може бути реалізоване в механічних цехах при наявності токарного та зварного обладнання. Циліндр збирається з двох відрізків прокатних сталевих труб, зовнішні діаметри яких відрізняються на 10 мм. Зовнішні діаметри труб циліндра, товщина стінок, кількість і розміри внутрішніх ребер жорсткості визначаються розрахунком як для багатопрогінної балки з рухомими опорами на стадіях виготовлення, транспортування, монтажу та експлуатації. Загальна довжина циліндра встановлюється проектом з врахуванням ширини проїзної частини під'їзду, габаритних розмірів гальмівних муфт 3 та корпусів підшипників кочення (ковзання) 2 і відповідно півосей 1. Після з'єднання відрізків труб на половині з меншим зовнішнім діаметром встановлюється (за допомогою зварювання) гвинтоподібне ребро 7, яке виготовляється з полосового металу товщиною 5 мм і шириною 10 мм. Для утворення гвинтової лінії полоса по мірі закріплення на поверхні циліндра підігрівається і вигинається. У проміжках між витками ребра 7 аналогічно встановлюються по чотири ребра 8. Рівномірність їх розміщення на поверхні циліндра забезпечується тим, що гвинтова лінія кожного з ребер починається з точки, яка рівновіддалена від двох суміжних точок на величину πD1/4. Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель № 91697, МПК Е01F 13/00. Система примусової зупинки автотранспортних засобів на під'їздах до залізничних переїздів, опубл. 10.07.2014, Бюл. № 13. 2. Дикарев В.И. Справочник изобретателя: серия "Учебники для вузов. Специальная литература" / Дикарев В.И. - СПБ.: Изд-во "Лань", 2001. - 352 с. 2 UA 110676 U 3. Справочник для изобретателя и рационализатора. Изд. третье, исп. и доп. / Н.А. Аникин, Н.И. Дробышевская, В.А. Дудинов и др. - М., Гостехиздат, 1963. - 784 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 Циліндр електромеханічного пристрою типу "Рольганг" системи примусової зупинки автотранспортних засобів, що являє собою сталевий стрижень з півосями на кінцях, через які він спирається на підшипники кочення (ковзання) та з'єднаний з фрикційними гальмівними муфтами, а в прольоті спирається на роликоопори, який відрізняється тим, що на правій половині його довжини відносно напряму руху автотранспортних засобів, зовнішній діаметр якої D1 на 10 мм менший зовнішнього діаметра лівої половини D2, в напрямі від геометричної середини загальної довжини циліндра до правого кінця, встановлено гвинтоподібне ребро лівого виконання прямокутної форми поперечного перерізу розміром bh=510 мм, що має змінний крок гвинта, починаючи від l1=πD1, поступово зменшуючись на величину 0,125πD 1, та чотири рівномірно розміщені по поверхні циліндра гвинтоподібні ребра правого виконання квадратної форми поперечного перерізу розміром bh=55 мм з такими ж характеристиками гвинтової лінії, як і гвинтоподібне ребро лівого виконання, а в місцях спирання циліндра на роликоопору гвинтоподібні ребра відсутні на довжині поверхні циліндра, що на min 10 мм перевищує ширину поверхні кочення роликоопори. Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3