Тормозное оборудование

Места утечек воздуха показаны на Рис. 1.1.

Появление утечек воздуха в процессе эксплуатации объясняется двумя причинами: низким качеством монтажа воздухопроводов (неудовлетворительная резьба труб и соединительных частей, а также плохая подмотка в резьбовых соединениях) и слабым креплением воздухопроводов, арматуры и тормозных приборов, что приводит к расстройству соединений. Утечки сжатого воздуха приводят не только к бесполезному расходу воздуха, но, самое главное, к усиленной работе компрессоров локомотива, к поступлению теплого воздуха в тормозную сеть и выделению влаги, что в зимних условиях может привести к замораживанию магистрали и тормозных приборов.

При больших утечках перепад  давления в магистрали между головным и хвостовым вагонами может доходить до 0,1 МПа и более. При такой утечке в процессе отпуска давление в магистрали в хвосте поезда будет повышаться темпом около 0,0005 МПа в 1с., что может привести к неотпуску воздухораспределителей, имеющих пониженную чувствительность магистрального органа, и как следствие к заклиниванию колесных пар.

Примерно 70% сжатого воздуха, вырабатываемого  компрессорами локомотива в грузовом поезде, расходуется на пополнение утечек, 12% - на торможение и 18% - на прочие нужды.

Свыше 75% всех утечек воздуха в поезде происходит в соединительных головках рукавов, в магистральном воздухопроводе и в отводах от магистрали к воздухораспределителю. Места утечек воздуха легко обнаруживаются тремя способами: на слух, по темным масляным пятнам на трубах и соединительных частях и путем обмыливания мест соединения воздухопроводов, арматуры и пневматических приборов. Утечка воздуха из тормозного цилиндра и запасного резервуара допускается не более 0,01 МПа за 3 мин. после плановых видов ремонта и за 2 мин. после текущего отцепочного ремонта и ревизии.

В зимних условиях перепад давлений в тормозной магистрали между  локомотивом и хвостовым вагоном зависит не только от длины поезда, но и от температуры наружного воздуха. При низкой температуре металл и резиновые уплотнения сжимаются, что приводит к увеличению утечек воздуха из магистрали.

Чтобы не допустить образования  утечек, необходимо помимо высококачественного  монтажа воздухопроводов и арматуры систематически крепить трубы на раме вагона или локомотива, не допуская их тряски, а также следить за плотностью фланцевых соединений приборов. Резиновые уплотнения фланцев в процессе эксплуатации дают усадку, поэтому перед

наступлением морозов  необходимо крепить все фланцевые  соединения приборов.

Для повышения плотности  и надежности тормозных воздухопроводов в настоящее время на грузовых вагонах применяют сварные трубы тормозной магистрали, соединяемые не на резьбе, а газопрессовой сваркой на специальных станках. Неплотности в сварных соединениях, обнаруженные в процессе эксплуатации, устраняют электросваркой без снятия труб с вагонов. При правильной организации ремонта и подготовки поездов в парках прибытия и отправления утечки сжатого воздуха могут быть сведены до минимума.

Правилами технической безопасности запрещается устранять утечки в резьбовых соединениях и вывертывать краны, клапаны и соединительные рукава при наличии давления в воздухопроводе. Ремонтные работы разрешается производить только после выпуска воздуха из воздухопровода, камер и резервуаров. При этом воздухораспределитель должен быть выключен.

   1.2 Тормозная рычажная передача (ТРП)

1.2.1 Назначение  и принцип действия ТРП вагона,

рекомендуемые значения основных

характеристик.

    Рычажной тормозной передачей называется система тяг и рычагов, посредством которых усилие человека (при ручном торможении) или усилие, развиваемое сжатым воздухом, по штоку тормозного цилиндра (при пневматическом и электропневматическом торможениях) передается на тормозные колодки, которые прижимаются к колесам.

В основном все грузовые вагоны имеют одностороннее нажатие  колодок. Поэтому на грузовых вагонах применяются триангели, а на пассажирских вагонах – балки (траверсы).

Тормозные рычажные передачи состоят из следующих основных частей: горизонтальных и вертикальных рычагов, тяг, затяжек, тяги ручного тормоза, подвесок, башмаков и колодок. В поперечном направлении башмаки укреплены на триангелях. Для предохранения от падения на путь частей рычажной передачи применяют предохранительные устройства (подвески, кронштейны, цепи и др.).

Рычажная передача четырехосного  вагона (рис. 2 и рис. 3) имеет следующее устройство. Шток поршня тормозного цилиндра 10 и кронштейн мертвой точки 11 соединены валиками с горизонтальными рычагами 15, которые в средней части связаны между собой затяжкой 16, а с противоположных концов сочленены валиками с тягами 6.

 

Рис. 1.2. Конструкция рычажной передачи тележки и тормозного цилиндра

Верхние концы вертикальных рычагов 19 обеих тележек соединены с тягами 6, а нижние концы рычагов 3 и 19 соединены между собой распоркой 24. Верхние концы крайних вертикальных рычагов 3 закреплены на рамах тележек с помощью серег 4 и кронштейнов. Триангели 5, на которых установлены башмаки 2 с тормозными колодками 1, соединены валиками 18 с вертикальными рычагами 3 и 19.

Отверстия 13 рычагов 15 предназначены для установки валиков затяжки 16 при установке чугунных колодок.

Для предохранения от паления на путь триангелей и распорок в случае их разъединения или обрыва предусмотрены предохранительные угольники 22 и скобы 23. Башмаки 2 и триангели 5 подвешены к раме тележки на подвесках 21 и валиках 20.

 

 

Рис. 1.3. Схема рычажной передачи четырехосного грузового вагона

 

Тяги и горизонтальные рычаги около тормозного цилиндра снабжены предохранительными и поддерживающими скобами.

Горизонтальные 15 и вертикальные 3, 19 рычаги состоят из двух полос, между которыми располагаются головки тяг 6 и 14, затяжек 16, распорок 24, серьга 4 и кронштейн мертвой точки 11.

Тяговый стержень регулятора 17 соединен с нижним концом левого горизонтального рычага 15, а регулирующий винт– с тягой 6.

При торможении корпус регулятора 17 упирается в рычаг 8, соединенный с горизонтальным рычагом 15 затяжкой 9. Винт 7 служит для регулировки размера А.

При торможении шток с  горизонтальным рычагом 15 и затяжкой 16 перемещается влево (по рисунку). Одновременно другой конец рычага 15, имеющего точкой опоры валик, вставленный в отверстие 13, перемещается вместе с регулятором 17, тягой 6 и верхним концом вертикального рычага 19 вправо. Вертикальный рычаг 19, имея опору в месте соединения нижнего конца с затяжкой 24, прижмет тормозную колодку к колесу и точкой опоры стонет колодка, а затяжка 24 переместится влево, прижимая колодку второй оси.

После прижатия колодок  левой тележки вагона затяжка 16, имея точку опора в кронштейне 11, переместит горизонтальный рычаг 15, тягу 14 и верхний конец вертикального рычага правой тележки влево, прижимая колодку к колесу третьей оси, а затем и к четвертой.

Для ручного регулирования рычажной передачи в тягах 6, 14 и затяжках 24 имеются запасные отверстия.

 

1.2.2. Расчет передаточного числа ТРП

Т. к. усилие тормозного цилиндра не достаточно для торможения, то используются рычаги, которые увеличивают силу нажатия тормозных колодок по отношению к усилию на штоке поршня тормозного цилиндра.

Передаточным числом называется отношение суммы фактических  сил нажатия тормозных колодок  к усилию по штоку поршня тягового цилиндра.

 

 

 

Рис. 1.4. Схема  рычажной передачи четырехосного грузового вагона

(для расчета  передаточного числа)

                       (1.1)

При проектировании тормозной  рычажной передачи передаточное число каждой колодки идентично. Тогда общее передаточное число

,                      (1.2)

где m – количество колодок на тележке вагона.

Расчетное передаточное число совпадает с табличным  данным, n_общ=5,87

1.2.3. Привод авторегулятора, его расчет,

регулирование ТРП

Регулятор рычажной передачи № 574Б (Рис. 1.5.) состоит из регулирующего механизма (регулятора) и привода (стержня с упором). Расстояние А устанавливают так, чтобы при касании упора корпуса регулятора колодки соприкасались с колесами, т. е. был выбран зазор т_с. Размер а определяет запас рабочего хода винта.

Для нормальной работы авторегулятора необходимо соблюдать размеры А и а. Размер А (расстояние между упором привода и корпуса авторегулятора) определяет ход штока тормозного цилиндра, а размер а (расстояние от контрольной риски на стержне регулирующего винта до торца защитной трубы) — запас рабочего хода винта (максимальный рабочий ход 550 мм). При размере а менее 100 мм необходимо отрегулировать рычажную передачу перестановкой валиков в тормозных тягах или заменить тормозные   колодки   в   случае   их   износа.

Размер А на четырехосных грузовых вагонах с рычажным приводом должен быть 60-100 мм при композиционных колодках.

 

 

Рис. 1.5. Расположение регулятора № 574Б на вагоне

(с  рычажным приводом)

 

Усилие пружины регулятора, переданное на шток тормозного цилиндра, зависит от типа его привода. В данном случае – это рычажный привод, значит

              ,                (1.3)

где   – сила предыдущего напряжения пружины авторегулятора, ;

- жесткость пружины авторегулятора, ;

  - величина сжатия пружины авторегулятора при торможении,      ;

- размеры плеч горизонтального рычага и рычажного привода безкулисного регулятора,  .  (справ.)

 

Для компенсации  износа тормозных колодок рычажная передача регулируется вручную, полуавтоматически или автоматически. Ежегодно в процессе эксплуатации грузового вагона производится около 60 ручных регулировок рычажной передачи. Тормозная рычажная передача должна быть отрегулирована так, чтобы в заторможенном состоянии горизонтальные рычаги занимали положение, близкое к перпендикулярному штоку тормозного цилиндра и тягам; вертикальные рычаги у каждой колесной пары имели примерно одинаковый наклон; подвески и колодки образовывали примерно прямой угол между осью подвески и направлением радиуса колеса, проходящего через центр нижнего шарнира подвески.

Ручную регулировку  производят перестановкой валиков в запасные отверстия в головках тяг, затяжек, распорок, рычагов и стягиванием муфт, винтовых концевых тяг и стопорных болтов.

Автоматическая  регулировка осуществляется специальным регулятором по мере износа тормозных колодок. В зависимости от привода регуляторы делятся на механические и пневматические.

Выход штока  тормозного цилиндра должен быть в пределах норм, предусмотренных инструкциями УЗ. Увеличение выхода штока сверх установленной нормы приводит к понижению-эффективности действия тормоза, так как давление в тормозном цилиндре будет ниже расчетной величины. Малые выходы штоков при непрямодействующих тормозах вызывают завышение давления в тормозных цилиндрах и заклинивание колес.

Величина  деформации рычажной передачи при торможении составляет около 10 мм на 0,1 МПа давления в тормозном цилиндре.

1.3. Выводы с раздела

В этом разделе было выбрано  оптимальное пневматическое оборудование для четырехосного грузового вагона – платформы, а именно:

• воздухораспределитель № 483-000;
• авторежим № 265А-000;
• тормозной цилиндр № 188Б;

• запасной резервуар типоразмером Р7-78, который был выбран после определения наименьшего объема равного 75,5 л.

Определены возможные места утечек воздуха, способы их определения и устранения.

Используя таблицу плеч рычагов,  сделан расчет передаточного числа n_общ=5,87 который совпадает с его нормативным значением.

Был выбран и рассчитан авторегулятор № 574Б, со следующими характерными значениями:

размер А (расстояние между упором привода и корпуса авторегулятора)  - определяет ход штока тормозного цилиндра, А=60-100 мм;

размер а (расстояние от контрольной риски на стержне регулирующего винта до торца защитной трубы) — запас рабочего хода винта (максимальный рабочий ход 550 мм).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ  ХАРАКТЕРИСТИК ТРП

 

2.1 Усилие  на штоке тормозного цилиндра

Усилие  на штоке поршня тормозного цилиндра определяем по формуле:

                     ,              (2.1)

где - расчетное давление в тормозном цилиндре,

- при среднем режиме;

  - при порожнем режиме;

- коэффициент потерь при трении  в тормозном цилиндре, ;

- приведенные к штоку тормозного  цилиндра усилия отпускных пружин  соответственно цилиндра и авторегулятора, (см. п. 1.2.3.).

Усилие отпускной пружины  тормозного цилиндра определяется

                    ,                (2.2)

где - усилие предыдущего сжимания отпускной пружины тормозного цилиндра, ;

- жесткость отпускающей пружины  тормозного цилиндра, ;

- расчетный выход штока тормозного  цилиндра, ,.

,

.

 

2.2 Действительная  сила нажатия на одну

тормозную колодку

Действительная сила нажатия на одну колодку определяется по формуле

,                     (2.3)

где - количество тормозных колодок, обслуживаемых одним тормозным цилиндром, ;