机车制动力的产生机车制动力的产生[/M] 一、基础制动装置的组成[/M] 一、基础制动装置的组成基础制动装置由制动缸、制动传动装置、闸瓦装置及闸瓦间隙调整装置组成制动缸俗称闸缸, 是产生制动原力的部件,它受制动缸压力空气压力变化的控制而进行动作制动缸的种类很多,但其构造基本相同,主要由缸体、活塞、活塞杆及缓解弹簧等组成制动传动装置应用杠杆原理,将制动缸产生的制动原力放大一定的倍数后均衡地传递给各个闸瓦闸瓦装置用于安装闸瓦,并调整闸瓦与车轮踏面间的工作角度闸瓦装置包括闸瓦、闸瓦托、闸瓦签及闸瓦定位装置等闸瓦间隙调整装置用于自动调整闸瓦与车轮踏面之间的间隙,使闸瓦间隙保持在规定的范围内,以确保制动作用的可靠性二、基础制动装置的布置形式(一)按闸瓦的布置情况分基础制动装置按照闸瓦的分布情况,可分为单侧制动式和双侧制动式单侧制动式也称单侧闸瓦式,即只在车轮的一侧设有闸瓦,如图2-1、2-2 所示的 SS4改进型和 SS9型电力机车的基础制动装置单侧闸瓦式基础制动装置的构造较为简单,适用于速度不高、 吨位不大的车辆和有其它制动形式的机车但这种制动装置在制动时使轴箱单侧受力,轴瓦易于偏磨;而且闸瓦单位面积上的压力较大,闸瓦磨耗量大,制动效果较差。
双侧制动式也称双侧闸瓦式,即在车轮的两侧都设有闸瓦,如图 2-3 所示的客车209T转向架的基础制动装置双侧闸瓦式基础制动装置结构比较复杂,但由于制动时闸瓦单位面积上所受的压力较小,因而摩擦系数较高,制动效果较好,闸瓦磨耗量也小,因此对缩短制动距离、提高运行速度都是有利的目前我国货车和东风4 型内燃机车、部分电力机车采用单侧制动,客车和部分型号的内燃、电力机车采用双侧制动随着列车运行速度的提高,大吨位货车也有采用双侧式基础制动装置的必要 SS系列电力机车除SS1、SS3 、 SS7型机车采用双侧制动外,其它车型均采用单侧制动图 2-1 SS4 改进型电力机车基础制动装置1—制动器; 2—安装座(一);3—安装座(二)图 2-2 SS9 型电力机车基础制动装置1—JDYZ -4A型单元制动器制动器;2—JDYZ -4B型单元制动器(二)按制动缸的控制对象分基础制动装置按照制动缸的控制对象,可分为组合式和单独式组合式基础制动装置是由一个制动缸为若干个闸瓦装置提供制动原力(如图5-3 所示)其工作原理如下:图 2-3 209T转向架的基础制动装置1—拉杆吊; 2—缓解弹簧; 3—制动梁; 4—移动杠杆拉杆;5—移动杠杆;6—拉环; 7—闸瓦托吊; 8—闸瓦; 9—闸瓦托; 10—闸瓦托弹簧;11—移动杠杆上拉杆当空气制动机起制动作用时,制动缸活塞推动制动缸前的杠杆系统,并通过制动拉杆 (又称上拉杆, 图中未示出) 拉动第一个移动杠杆5 的上端右移, 第一个移动杠杆以中间的圆销为中心产生转动, 并通过下端的圆销和拉环把制动梁推向车轮。
制动梁朝向轮对移动时直接带动闸瓦托和闸瓦移向轮对,直到闸瓦贴靠车轮踏面当制动拉杆继续拉动第一个移动杠杆5的上端右移时, 第一个移动杠杆由于下端相对固定,便以下端的圆销为中心产生转动,通过它的中间圆销拉动移动杠杆拉杆4 和第二个移动杠杆的中间圆销,使第二个移动杠杆绕它的上部圆销转动, 于是第二个闸瓦便贴靠第一个车轮踏面的另一侧此后, 在制动力的继续作用下,第二个移动杠杆又绕下部圆销转动,它的上端圆销拉动移动杠杆上拉杆11 和第三个移动杠杆的上端, 其作用与第一个移动杠杆开始动作时一样,直到第三个和第四个闸瓦贴靠第二个车轮的两侧踏面为止第四个移动杠杆由于上端有固定支点又称为固定杠杆,其上端用圆销固定在转向架构架的固定杠杆支点座上当制动机缓解时,制动装置靠八个缓解弹簧2 的作用恢复原位单独式基础制动装置又称独立式,一个制动缸单独为一个闸瓦装置提供制动原力其作用原理将在第二节作详细的介绍目前,国产SS系列电力机车和大多数内燃机车、装用盘形制动的客车均采用单独式基础制动装置,货车和大多数客车采用组合式基础制动装置二、单元制动器一、概述SS系列电力机车的基础制动装置均采用独立箱式单元制动器,它是以制动器箱体为基础,将制动缸、 制动传动装置和闸瓦间隙调整装置安装于箱体内部,闸瓦装置安装于箱体外侧的一种基础制动装置,因而又称为单缸制动器。
主要由制动缸、杠杆传动系统、闸瓦间隙自动调整器和闸瓦装置组成其特点是将制动单元各部件分别安装于箱体内外,对精密部件实行全密封,以提高可靠性不论采用单侧制动,还是双侧制动,组装好的制动器作为一个独立单元吊装在转向架构架的制动器安装座上,用螺栓连接,此外还采用了其它的稳定措施SS系列各型电力机车所使用的单缸制动器主要参数如表2-1 所示表 2-1 SS 系列电力机车制动器的主要参数制动器技术参数SS3B SS4改进SS7 SS8 SS9 制动缸直径(mm )178 178 190 203 190 缓解弹簧反力(N)347 347 307 制动倍率2.85 2.85 4 3.5 4 传动效率0.95 0.85 0.8 0.85 0.85 闸瓦压力(紧制)(N)32650 25560 21850 46600 43000 每台转向架制动缸数6 4 12 4 6 闸瓦间隙( mm )6~ 9 6~ 9 8±16~ 9 5~ 8 闸瓦材料高摩合成高摩合成中磷铸铁粉末冶金粉末冶金注:制动缸直径203mm 相当于 8英寸, 178mm 相当于 7 英寸SS系列各型电力机车基础制动装置的结构原理基本相同,只是SS7 、SS9型机车的闸瓦自动调整器与其它车型不同。
下面分别以SS4改和 SS9型电力机车单元制动器为例,介绍其构造和作用原理二、 SS4改进型电力机车单元制动器(一)构造SS4改进型电力机车单元制动器的结构如图5-4 所示它主要由箱体、制动缸、制动杠杆、闸瓦间隙调整器和闸瓦装置等组成1.箱体箱体 2 为钢板电焊结构,将制动各单元件分别安装于箱体内外箱体内安装制动杠杆14 和闸瓦间隙自动调整器;箱体外安装制动缸11、闸瓦托20 及闸瓦 222.制动缸制动缸为产生制动原力的部分,它采用活塞式结构,其上安装有制动缸管,为压力空气进出制动缸的管路缸内装有带橡皮碗的活塞及活塞杆,活塞与箱体之间装有圆锥缓解弹簧15,活塞杆的一端连在制动杠杆的下端3.制动杠杆制动杠杆用于传递、放大制动缸产生的制动原力制动杠杆为两片,用销子吊装在箱体内上方的支点座上 杠杆中部孔吊装闸瓦间隙自动调整器在外片制动杠杆的上端侧面焊装一个关节肘销, 吊装棘钩 在外片制动杠杆上卡着的条簧将棘钩紧压在闸瓦间隙自动调整器的棘轮齿槽内,此条簧为┛形4.闸瓦装置闸瓦装置是基础制动装置中的最后一部分,它主要由闸瓦22、闸瓦托 20、闸瓦托杆19 等组成闸瓦托杆下端以销装在箱体下方的支点座上,上端安装闸瓦与托,并与传动螺杆28 相连。
闸瓦托上装两块闸瓦,以闸瓦签21 串定1—闸瓦定位弹簧;2—箱体; 3—棘钩; 4—压环; 5—密封套; 6—门组装(左);7—门组装(右); 8—油杯; 9—护罩; 10—滤尘网; 11—制动缸; 12—杠杆; 13—隔套; 14—杠杆;15—圆锥弹簧;16—扭簧卡; 17—扭簧止板;18—扭转弹簧; 19—闸瓦托杆;20—闸瓦托;21—闸瓦签; 22—闸瓦; 23—脱钩杆; 24—开口销; 25—手轮; 26—螺盖; 27—棘轮; 28—传动螺杆; 29—传动螺母; 30—滑套; 31—条簧; 32—密封罩; 33—螺母; 34—闸瓦签圆销图 2-4 SS4 改进型电力机车单元制动器5.闸瓦间隙自动调整器闸瓦间隙自动调整器为使闸瓦与车轮踏面保持一定间隙而设SS系列电力机车除SS7、SS9型外, 均采用单向自动式闸瓦间隙调整器,即自动减小过大的闸瓦间隙,而增大闸瓦间隙则需人工调整 它吊装在制动杠杆上部,两端伸出箱体孔部分设密封装置防止灰尘进入箱体内伸出箱体一端是调整手轮,一端是传动螺杆,连在闸瓦托与闸瓦托杆上闸瓦间隙自动调整器由传动螺杆28 与传动螺母29(左旋螺纹结合)、滑套30、棘轮 27、棘钩 3 及调整手轮25 等组成。
传动螺母套装在滑套中可转动,传动螺母尾部露出滑套部分有右旋螺纹,其上拧装棘轮与调整手轮滑套上有两耳轴销,是为吊装在制动杠杆之间而设箱体上部有脱钩机构,主要由脱钩杠杆23 及棘钩 3 组成撬起脱钩杠杆的长臂,压迫脱钩销可使棘钩绕关节肘销转动离开棘轮齿槽,以便反向旋转调整手轮使闸瓦离开车轮踏面,进行闸瓦更换二)工作原理如图 2- 4所示, 当制动缸充气时,活塞带动活塞杆左移(活塞同时压缩了圆锥缓解弹簧),推制动杠杆下端并以上螺销为支点向左摆动,制动杠杆带动与它相连的滑套,使传动螺母与传动螺杆推动闸瓦托,使闸瓦压在车轮踏面上实现制动作用当制动缸排气时,活塞和活塞杆在缓解弹簧的推动下,使上述各传动零件作反方向运动,闸瓦即离开踏面而缓解三)闸瓦间隙的自动调整在运行过程中, 由于闸瓦磨耗等原因,闸瓦与车轮踏面之间的间隙越来越大为了消除增大的间隙, 保证制动力的正常发挥,在基础制动装置中设置了闸瓦间隙自动调整器当闸瓦间隙过大时,闸瓦间隙调整器将自动减小过大的闸瓦间隙当施行制动, 制动杠杆绕上轴销摆动时,通过焊在制动杠杆上端的关节肘销使棘钩也随之摆动相同角度 棘钩在水平方向移动时,其钩尖不会落到棘轮齿槽外边,棘钩向下移动量之大小与杠杆摆角有关,摆角越大, 向下移动量也越大。
杠杆的摆角随闸瓦之间隙而变若闸瓦间隙大于正常值时,杠杆的摆动幅度将使钩尖下移动的距离等于或大于棘轮齿的一个齿距待缓解时, 棘钩随杠杆回摆上移,同时钩住新达到位置的一个棘轮齿,使棘轮转动一个角度,与棘轮紧固在一起的传动螺母随着转动传动螺母的转动使具有左旋螺纹的传动螺杆作直线移动而外伸,由此即可达到调整闸瓦间隙的目的设计时,使传动螺母转动一圈,传动螺杆外伸6mm SS1、SS3和 SS4改进型电力机车的棘轮齿数为 30 个,而 SS3B 、SS8型电力机车的棘轮齿数为27 个, 因此其单齿调整量分别为6/27=0.22 mm 和 6/ 30=0.2 mm四)闸瓦间隙的人工调整在需要手动调整闸瓦间隙或更换闸瓦时,可拧动手轮 右旋为调小闸瓦间隙,不需脱钩手续;而左旋为调大闸瓦间隙,必须拉动(或推动)设置在箱体上的脱钩杠杆,使棘钩离开棘轮后方能转动手轮更换闸瓦或落车时,应先使闸瓦退到最大间隙位置待更换闸瓦或落车后,顺时针方向转动手轮, 使闸瓦紧贴车轮踏面,然后再向相反方向旋动手轮一周,此时,闸瓦间隙即为要求的正常间隙6mm 为了使闸瓦上、 下端与车轮踏面之间保持均匀的间隙,可通过调整闸瓦定位装置的调整螺栓来实现。
在调整好闸瓦间隙后,一定要将调整螺栓上的锁紧螺母锁紧,以防机车运行过程中因调整螺栓松动,而导致闸瓦上、下端间隙不均三、 SS9型电力机车单元制动器SS9型电力机车基础制动装置采用JDYZ -4A型和 JDYZ -4B型两种结构形式的单元制动器,其结构示意图分别如图2-5、图 2-6 所示它们的区别只是后者能与停车制动装置相连该单元制动器具有结构紧凑、制动效率高、 制动性能可靠等特点组装好的制动器可作为一个独立部件直接用螺栓连接在构架的制动器安装座上一)单元制动器的基本工作原理如图 2- 5所示,当制动缸 9 内充气时, 活塞 11 推动杠杆12, 杠杆推动闸瓦间隙调整机构4,调整机构带动传动螺杆7 及闸瓦托17 一起向车轮踏面方向移动,从而实现机车制动当制动缸排气时,活塞在弹簧10 的推动下,分别带动杠杆、闸瓦间隙调整机构、传动螺杆、闸瓦托一起向相反方向运动,闸瓦离开车轮踏面而实行缓解二)闸瓦间隙的自动调整SS7 、SS9电力机车闸瓦间隙自动调整装置与其它机型不同,它取消了棘轮机构,采用调整螺母调整,使一次制动闸瓦间隙的调整量大为增加其结构如图2-7 所示图 2-5 JDYZ - 4A型单元制动器图 2-6 JD。