Тормозные рычажные передачи ТРП локомотивов и вагонов

/ Литература / Автоматические тормоза подвижного состава / Тормозные рычажные передачи ТРП локомотивов и вагонов

Механическая часть тормоза предназначена для передачи усилия, развиваемого на штоке ТЦ (или штурвале ручного тормоза), к тормозным колодкам или накладкам дискового тормоза. Она включает тормозную рычажную передачу, автоматический регулятор и тормозные башмаки с колодками. ТРП состоит из системы рычагов, тяг, валиков, подвесок, кронштейнов, серег и других элементов.

Механическая часть тормоза должна удовлетворять следующим основным требованиям:

передавать усилие на тормозные колодки равномерно и с минимальными потерями;

сохранять такую силу нажатия на тормозные колодки, которая практически не зависит от выхода штока ТЦ и наклона рычагов;

удерживать выход штока ТЦ и зазор между колесами и тормозными колодками в установленных пределах, несмотря на износ последних;

иметь по возможности меньший удельный вес, приходящийся на одну колодку;

обеспечивать отвод тормозных колодок от колес на расстояние 5-8 мм при отпуске;

не изменять своих параметров и не требовать частых регулировок в течение длительного времени;

позволять легко переходить с одного типа тормозных колодок на другой.

Для предотвращения падений массивных частей рычажной передачи на путь предусматриваются предохранительные и поддерживающие скобы и угольники. Нормальный выход штока ТЦ по мере износа колодок обеспечивают автоматические регуляторы рычажных передач.

Так как по условиям продольно-динамических усилий и неистощимости тормоз пассажирских вагонов по сравнению с грузовыми действует в несколько раз быстрее (скорость изменения давления в ТЦ и длительность непрерывного торможения), то для первых, с учетом вероятности получения недопустимого по величине ползуна при заклинивании колес, применяют почти вдвое большее нажатие колодок, чем для вторых. В связи с этим на пассажирских вагонах используют более сложные рычажные передачи с двухсторонним нажатием тормозных колодок на колесо, а на грузовых - с односторонним. К достоинствам последних можно отнести простоту и, значит, снижение силовых потерь, менее напряженные тепловые режимы. В то же время при одностороннем нажатии повышается износ тормозных колодок, снижается их коэффициент трения из-за повышенных тормозных сил, возникает несимметричное усилие на буксовый узел.

При двухстороннем нажатии, наоборот, уменьшается износ тормозных колодок, повышается их коэффициент трения, обеспечивается более равномерное воздействие на буксовый подшипник. К недостаткам этого способа размещения колодок относятся интенсивные тепловые режимы, повышенный коэффициент силовых потерь и сложность рычажной передачи. Поскольку рычажные передачи грузовых четырех- и восьмиосных вагонов имеют много общего, целесообразно дать описание более сложной из них - последней.

Рычажная передача восьмиосных грузовых вагонов (рис. 3.1) состоит из главных 1 и промежуточных 2 тяг, вертикальных рычагов 3, распорок 4, триангелей 5, башмаков 6 на подвесках 7, с тормозными колодками 8, закрепленными чеками 9, и серег 10. К деталям триангеля относятся закладка 12, наконечник 13, гайка 14 и шплинт 75.

Особенностью механической части тормоза таких вагонов является применение параллельной передачи усилия на тележки через балансир 11. Для равномерного износа тормозных колодок используются устройства, выполненные по проекту ПКБ ЦВ или чертежу УВЗ.

К основным неисправностям рычажной передачи грузовых вагонов относятся изгибы, изломы и трещины триангелей, рычагов, тяг, подвесок, серег и других элементов, перекос деталей передачи, трещины и потертости резиновых втулок, использование нетиповых чек, шайб и шплинтов, появление «заваров» на тормозных башмаках, неправильная установка валиков или тормозных Рис. 3.1. Рычажная тормозная передача восьмиосных грузовых вагонов колодок, а также их сползание с поверхности катания колес и ряд других неисправностей. Указанные неисправности должны выявляться при осмотре и устраняться путем замены исправными, типовыми деталями и узлами, а также правильной установкой и регулировкой имеющихся.

Особенностью рычажных передач пассажирских вагонов (рис. 3.2, 3.3) является то, что в отличие от грузовых, они обеспечивают двухстороннее нажатие тормозных колодок; вместо одного имеют два ряда вертикальных рычагов 7, расположенных с внутренней стороны колесных пар, и оборудованы ручным приводом тормоза 2.

Так как на пассажирских вагонах рычажная передача размещена на подрессорной части и тормозные колодки 3 могут перемещаться от воздействия вертикальных колебаний относительно поверхности колес, то они установлены в поворотных башмаках 4, насаженных на цилиндрические цапфы траверс 5. Подвески 6 верхним концом устанавливаются в кронштейн 7 рамы тележки 8 на валиках 9, закрепленных шайбами и шплинтами. Тормозные колодки удерживаются на необходимом расстоянии от поверхности катания колес при отпущенном тормозе фиксирующими устройствами.

Усилие от тормозного цилиндра 10 передается через автоматический регулятор 77, муфту 23 и балансир 13, промежуточные тяги 14, серьги 15, траверсы 5 на тормозные башмаки 4 и колодки 3. Вертикальные рычаги 7 и затяжки 16 поддерживаются серьгами 75, шарнирно установленными на раме тележки.

Привод ручного тормоза состоит из штурвала 77, конических шестерен 18, рычагов 79,20 и тяг 27, передающих усилие, развиваемое вручную, на горизонтальный рычаг 22. За счет овальной прорези в головке тяги, связанной с этим рычагом, он может свободно перемещаться при действии автоматического тормоза.

К основным неисправностям рычажных передач пассажирских вагонов относятся: трещины, изгибы и изломы траверс башмаков, тяг, подвесок, нарушения креплений шарнирных соединений, поворот башмака на 180°, отсутствие шплинта над головкой чеки крепления тормозной колодки, отрыв пружины оттягивающего устройства башмака ряд и других, требующих своевременного выявления и устранения.

Основными деталями ТРП пассажирских вагонов являются (рис. 3.3): траверсы 1 (балки), подвески 2, поворотные башмаки 3, тормозные колодки 4, а также рычаги, тяги, балансиры и серьги. Последние имеют простую конструкцию и показаны на рис. 3.2 в рычажной передаче пассажирского вагона.

Траверса 1 выполнена в виде пустотелой сварной балки, на обоих концах которой имеются цилиндрические цапфы 5 для установки поворотных башмаков 3 из стального литья, закрепляемых шайбами 6 и шплинтами 7. Подвески 2 верхним концом устанавливаются в планки 8 кронштейнов рамы тележки с помощью валиков, закрепленных шайбами и шплинтами. Между планками 8 и подвеской устанавливаются резиновые шайбы 9, предназначенные для амортизации и предохраняющие от излома узел крепления при боковых отклонениях траверсы с тормозными колодками.

Для удержания башмака 3 с тормозной колодкой 4 на определенном расстоянии от поверхности колеса предусмотрены фиксирующие устройства из пружины 10, поводка 1/, пальца 12, гаек 13 и шплинтов 14. Тормозная колодка 4 крепится в башмаке 3, посаженном на втулке 16, закрепленном с помощью чеки 15, зафиксированной шплинтом 14, и может перемещаться по отношению к колесу при вертикальных колебаниях подрессоренной рамы тележки.

На пассажирских вагонах могут применяться как чугунные, так и композиционные тормозные колодки, взаимозаменяемые при установке в башмаке. Вагон и, как правило, весь состав должны оборудоваться одним типом тормозных колодок.

Эффективность композиционных колодок выше, чем чугунных, и поэтому передаточное число рычажной передачи вагона при их установке должно быть уменьшено более, чем в 2 раза путем перестановки затяжки в другие отверстия горизонтальных рычагов ТЦ. Износостойкость композиционных колодок также выше, чем чугунных, в 3-5 раз, особенно это заметно на крутых затяжных спусках, однако композиционные колодки плохо отводят тепло, что в некоторых случаях при неправильном управлении тормозами может привести к повреждению поверхности колес.

ТРП локомотивов весьма разнообразны, что обусловлено, в основном, проблемами размещения на колесных парах одновременно тяговой и тормозной аппаратуры. Поскольку на локомотивах из-за наличия двигателей зачастую не удается отцентрировать тормозные колодки по отношению к колесной паре так, как на грузовых (с помощью триангелей) или пассажирских вагонах (посредством тормозных балок), то на них применяют фигурные (гребневые) тормозные колодки с несимметричной рычажной передачей, действующей с одной стороны тягового средства от отдельных ТЦ. Следует отметить, что на старых локомотивах применялись ТРП одностороннего, а на современных, для получения повышенной тормозной эффективности устанавливаются ТРП двухстороннего действия.

Рычажные тормозные передачи тележек электровозов ВЛ10 (рис. 3.4) ВЛ11, ВЛ80 и ВЛ82 аналогичны. На каждой стороне тележки установлен один ТЦ 1 диаметром 0,254 м, связанный через рычажную передачу с четырьмя тормозными колодками 2, действующими на два колеса.

На кронштейнах 3 рамы тележки шарнирно укреплены подвески 4 с башмаками 5. Главные балансиры 6 соединены с верхними концами подвесок 4 через серьги 7. Тормозные балки 8, соединяющие рычажные передачи каждой стороны тележки, попарно связаны тягами 9, имеющими регулировочные муфты 10. Нижние концы главных балансиров 6 соединены тягой П. Передаточное число рычажной передачи составляет 5,76, а общее нажатие тормозных колодок тележки - 334,06 кН, что позволяет реализовать коэффициент нажатия 0,73.

В рычажных передачах электровозов серии ЧС (рис. 3.5) использованы общие принципы построения, независимо от конструкции тележек. Каждая колесная пара этих локомотивов имеет индивидуальную тормозную систему с четырьмя тормозными колодками 1, усилия на которые передаются от тормозного цилиндра 2 диаметром 12" (кроме ЧС4). Шток ТЦ действует на двуплечный рычаг 5 с наружной пружиной 4, связанный через тяги 5 с траверсой и наклонными рычагами 6, шарнирно соединенными с башмаками 7, которые с помощью подвесок 8 укреплены на раме тележки. Усилия на тормозные колодки 1 с другой стороны колес передаются через тяги 9 регуляторов и рычаги 6. Регулировка рычажной передачи по мере износа тормозных колодок осуществляется полуавтоматически за счет винта 10 (ЧС7) или зубчатой рейки с защелкой (ЧС2).

Передаточное число рычажной передачи электровозов ЧС7, ЧС8 составляет 7,62, а расчетное нажатие колодок на ось - 156,8 кН (при скоростном режиме).

На моторных вагонах электропоездов, локомотивах, а также вагонах с дисковым тормозом применяют многоцилиндровые тормозные системы (рис. 3.6), обеспечивающие минимальное число промежуточных узлов при передаче усилия от ТЦ к колодкам. Это повышает эффективность механической части тормоза за счет снижения деформаций и потерь на трение, уменьшения выхода штока ТЦ и углов наклона рычагов, одновременности прижатия колодок к колесам с минимальными задержками из-за люфтов и зазоров, а также по ряду других причин. В то же время в подобных рычажных передачах необходимо использовать большее число автоматических регуляторов, в них усложняется привод ручного тормоза и увеличивается число гибких соединений.

Как правило, при многоцилиндровых тормозных системах применяется двухстороннее нажатие тормозных колодок на колесо. В этом случае по сравнению с односторонним нажатием снижается износ колодок и отрицательное влияние их усилий на буксовый узел, повышается коэффициент трения колодок и возрастает тепловая нагруженность пары трения. Рычажная передача при двухстороннем нажатии сложнее, а коэффициент ее полезного действия меньше. Однако в случаях значительных нагрузок на оси, оборудованные тяговым приводом, и имеющихся ограничениях по удельным давлениям на колодки обеспечить требуемый коэффициент силы нажатия при их одностороннем действии на колесо затруднительно.

Когда с ТЦ связаны две тормозные колодки, как у некоторых моторных вагонах электропоездов, необходимость в автоматическом регулировании рычажной передачи практически отпадает, однако при этом увеличивается число ТЦ. С целью их уменьшения на моторных вагонах применяют пневматические регуляторы рычажной передачи одностороннего действия 1, которые устанавливают на каждой стороне тележки и сообщают трубопроводами 2 с ТЦ 3. Усилие от штоков ТЦ передается через наклонные рычаги 4, крайние тяги 5, горизонтальные 6 и вертикальные 7 рычаги, тяги 6* к башмакам 9 и тормозным колодкам 10. Башмаки 9 закреплены на подвесках 11 и попарно соединены по обе стороны тележки траверсами 12 (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Рычажная тормозная передача моторных вагонов с авторегулятором

Пневматический регулятор 1 РВЗ № 102-40-10-000 (рис. 3.6) сокращает рычажную передачу при отпуске всякий раз, когда поршень ТЦ 3, перемещаясь при торможении на 70-75 мм и давлении 0,15-0,20 МПа, открывает канал для пропуска сжатого воздуха в трубопровод 2. За одно торможение происходит стягивание передачи на 2,5 мм при общем рабочем ходе регулятора 250 мм. Общее расчетное нажатие колодок тележки моторного вагона составляет 196,2 кН, обеспечивая, расчетный коэффициент нажатия 0,67 в его порожнем состоянии.

⇐ | Классификация тормозов железнодорожного подвижного состава | | Автоматические тормоза подвижного состава | | Основные характеристики ТРП и расчетная система нажатий | ⇒