Тормозная рычажная передача.

 

    Тормозной рычажной передачей называется система тяг и рычагов, посредством которой усилие человека (при ручном торможении) или усилие, развиваемое сжатым воздухом по штоку ТЦ (при пневматическом торможении) передается на тормозные колодки, которые прижимаются к колесам.

Тормозная рычажная передача предназначена для передачи усилия, развиваемого на штоке тормозного цилиндра, на тормозные колодки. В состав рычажной передачи входят триангели или траверсы с башмаками и тормозными колодками, тяги, рычаги, подвески, предохранительные устройства, соединительные и крепежные детали, а также автоматический регулятор выхода штока тормозного цилиндра.

По действию на колесо различают рычажные передачи с односторонним и двусторонним нажатием колодок. Выбор конструкции рычажной передачи зависит от количества тормозных колодок, которое определяется необходимой величиной тормозного нажатия и допускаемым удельным давлением на колодку.

Тормозная рычажная передача с двусторонним нажатием колодок имеет преимущества по сравнению с односторонним нажатием. При двухстороннем нажатии колодок колесная пара не подвергается выворачивающему действию в буксах в направлении силы нажатия колодок; удельное давление на каждую колодку меньше, следовательно, меньше износ колодок; коэффициент трения между колодкой и колесом больше, однако рычажная передача при двустороннем нажатии значительно сложнее по конструкции и тяжелее, чем при одностороннем, а температура нагрева колодок при торможении выше. С применением композиционных колодок недостатки одностороннего нажатия становятся менее ощутимыми вследствие меньшего нажатия на каждую колодку и более высокого коэффициента трения.

Передаточное число и к. п. д.

Передаточным числом n (отношением) рычажной передачи называется отношение теоретической суммы сил нажатия тормозных колодок вагона или локомотива ∑К к усилию, приложенному тормозильщиком к рукоятке винта ручного тормоза или к силе Р давления сжатого воздуха на поршень тормозного цилиндра,

n= ∑К/p

Действительная сила нажатия (кН) колодок вагонов или локомотива

∑К ==∑К *ŋ, rде ŋ коэффициент полезного действии (к. n д) рычажной передачи.

Для определения силы нажатия тормозных колодок принимаются следующие давления воздуха в тормозных цилиндрах грузовых вагонов:

на порожнем режиме 0,16 МПа, на среднем 0,3 МПа и на груженом 0,4 МПа, для пассажирских вагонов 0,38 МПа.

К. п. д. рычажной передачи определяется опытным путем.

Для рычажных передач четырехосных вагонов с односторонним нажатием колодок =0,95, с двусторонним = 0,90, у электровозов ВЛ80=0,93. Высокий к. п. д. рычажной передачи получается потому, что во время движения шарнирные соединения легко устанавливаются в наиболее благоприятное положение, исключающее вредные сопротивления. На стоянке к. п. д. значительно понижается и eгo можно принимать равным 0,75.

Углы наклона подвешивания тормозной колодки.

Угол а между горизонтальной осью колеса и осью тормозной колодки называется углом наклона. Угол между осью подвески и линией, соединяющей нижний конец подвески с центром оси колесной пары, называется углом подвешивания тормозных колодок.

Угол на вагонов обычно не превышает 10, а на локомотивах 30 градусов и для более точного расчета рычажной передачи ero необходимо учитывать. Для этого силу нажатия К или передаточное число надо умножить на cosx.

 

  23.1 Авторегулятор № 574Б

 

Авторегулятор усл.№ 574Б состоит из: корпуса 18 с головкой 6 и крышкой 19, тягового стакана 14 с тяговым стержнем 20, возвратной пружины 17 и регулирующего винта I.

Головка 6 вворачивается в корте 18 и стопорится болтом 8. В головку вставляется защитная труба 4 и крепится в ней запорным кольцом 7 и резиновым кольцом 5. На конце защитной трубы устанавливается муфта 3 с капроновым кольцом 2, предохраняющим авторегулятор от загрязнения. В корпусе авторегулятора расположен тяговый стакан 14, в котором устанавливается вспомогательная 10 и регулирующая 12 гайки с упорными подшипниками 11 и 13, пружинами 24 и 25. В тяговый стакан ввернута крышка и втулка 16, которые стопорятся винтами 9 и 15. Конусная часть стержня 20 входит в тяговый стакан, а на другом конце стержня навернуто ушко 22, которое стопорится заклепкой. Возвратная пружина 17 опирается на коническую поверхность втулки тягового стакана и крышку корпуса 19. Регулировочная 12 и вспомогательная 10 гайки навернуты на регулировочный винт 1, имеющий трехзаходную несамотормозящуюся резьбу с шагом 30 мм. Регулировочный винт заканчивается предохранительной гайкой 23, закрепленной заклепкой, которая предохраняют винт от полного вывинчивания из механизма.

В собранном авторегуляторе все пружины находятся в сжатом состоянии и создают усилия: возвратная пружина - 180 кг, пружина вспомогательной гайки - 25 кг, пружина регулирующей гайки 30 кг.

Корпус авторегулятора усл.№ 574Б не вращается. Это надежно защищает его механизм от попадания влаги и пыли, дает возможность установить предохранительные устройства, исключающие изгиб регулирующего винта и склонность к самороспуску при больших скоростях движения и вибрации. При ручной регулировке выход штока тормозного цилиндра уменьшается простым вращением корпуса авторегулятора усл.№ 574Б без перенастройки привода. Для нормальной работы авторегулятора необходимо соблюдать расстояние между упором привода и корпусом авторегулятора - размер А (А - это расстояние между упором привода и корпусом авторегулятора).

При размере «А» более нормы регулятор работает как жесткая тяга и по мере износа тормозных колодок не стягивает ТРП, что приводит к увеличению выхода штока тормозного цилиндра.

При размере «А» менее нормы регулятор чрезмерно стягивает ТРП, после отпуска тормоза тормозные колодки могут остаться прижатыми к колесам, что может привести к их заклиниванию.

Второй контролируемый размер - это запас рабочего винта размер а (а - расстояние от торца муфты защитной трубы регулятора ТРП до начала присоединительной резьбы на его винте). При запасе винта менее 150 мм у грузового и 250 мм у пассажирского вагона необходимо заменить тормозные колодки и отрегулировать рычажную передачу. Размер А и запас винта для грузовых, рефрижераторных и пассажирских приведены в таблице.

Параметры регулировки тормозной рычажной передачи вагонов

			Размер «А», мм.		Размер «а» не менее, мм.	Выход штока тормозного цилиндра
			Рычажный привод	Стержневой привод		I-я ст. торможения		ПСТ
Грузовые вагоны с симметричным расположением ТРП (полувагоны, крытые, цистерны, платформы), а так же вагоны бункерного типа (хопперы) с несимметричным расположением ТРП,		Композиционные колодки	35-50	-	150	40-80	50-100
		Чугунные колодки	40-60	-	150	40-100	75-125
Восьмиосные цистерны		Композиционные	30-50	-	-	-	-
Грузовые вагоны со стержневым приводом авторегулятора (думпкар, термос на тележках ЦНИИ-Х3, автономные рефрижераторные вагоны на тележках ЦМВ-Дессау),		Композиционные	-	140-200	150	40-80	50-100
		Чугунные	-	130-150	150	40-100	75-125
Рефрижераторные секции и вагоны термосы на тележках КВЗ-И2 с рычажным приводов авторегулятора, и на тележках ЦМВ-Дессау со стержневым приводом авторегулятора.		Композиционные	25-60	55-145	150	40-80	50-100
		Чугунные	40-75	60-100	150	40-100	75-125
Грузовые вагоны с потележечным торможением с композиционными колодками оборудованные авторегуляторами,		574Б и 675	15-25	-	350	25-50	25-50
		РТРП-300	15-25	-	250-300	25-50	25-50
Пассажирские вагоны	42-47 т	Композиционные	25-45	140-200	250	80-120	130-160
		Чугунные	50-70	130-150	250	80-120	130-160
	48-52 т	Композиционные	25-45	120-160	250	80-120	130-160
		Чугунные	50-70	90-135	250	80-120	130-160
	53-65 т	Композиционные	25-45	100-130	250	80-120	130-160
		Чугунные	50-70	90-110	250	80-120	130-160

При регулировании рычажных передач грузовых вагонов на пунктах технического обслуживания (в парке отправления) и пунктах подготовки к перевозкам выход штока тормозных цилиндров устанавливать по минимально допустимому размеру или на 20—25 мм меньше верхнего предела; на вагонах, оборудованных авторегуляторами рычажной передачи, их привод регулируется на поддержание выхода штока на нижнем пределе установленных нормативов.

Действие авторегулятора усл.№ 574Б.

В исходном положении тормоз находится в отпущенном состоянии. Расстояние «А» между упором привода 21 и торцом крышки 19 корпуса регулятора соответствует нормальной величине зазоров между колесом и колодкой. Возвратная пружина 25 прижимает втулку 6 к вспомогательной гайке 10. Между торцом тягового стержня 20 и регулирующей гайкой 12 имеется зазор «Г», между крышкой стакана 14 и вспомогательной гайкой 10 - зазор «В».

Торможение. При нормальных зазорах между колесом и колодкой упор привода 21 и корпус регулятора 18 движутся навстречу друг другу, уменьшая размер «А». В момент появления на тяговом стержне 20 тормозного усилия более 180 кгс возвратная пружина 17 сжимается, уменьшая зазор «В», конус тягового стакана 14 входит в зацепление с конусом регулирующей гайки 12. Свинчивания гаек 10 и 12 при этом не происходит. Регулятор работает как жесткая тяга. Тормозное усилие передается через  тяговый стержень 20 на тяговый стакан 14, через регулирующую гайку 12 на винт I и далее на тормозную тягу. Если выход штока тормозного цилиндра соответствует норме, то при любом давлении в тормозном цилиндре сохраняется зазор между корпусом регулятора и упором привода 21. Регулятор работает как жесткая тяга.

При зазоре между колодками и колесом больше нормы выход штока тормозного цилиндра увеличивается. Соприкосновение крышки 19 корпуса регулятора с упором привода 21 происходит раньше, чем соприкосновение тормозных колодок с поверхностью катания колес. Под действием возрастающих усилий в тормозном цилиндре стержень 20 вместе с тяговым стаканом 14 перемещается вправо относительно корпуса, гаек, винта и сжимает пружину 17. Между корпусом регулятора и вспомогательной гайкой образуется зазор. Под действием пружины усилием 25 кгс вспомогательная гайка перемещается по винту влево до конуса крышки 19. при отпуске тормозов сжатый воздух выходит из ТЦ и усилие на тяговом стержне уменьшается. Под действием пружины усилием 180 кгс корпус регулятора возвращается в исходное положение. При этом появляется зазор между конусами стакана и регулирующей гайки. Под действием пружины усилием 30 кгс гайка перемещается до упора в вспомогательную гайку. Максимальная величина навинчивания вспомогательной гайки за одно торможение 8...10 мм, что соответствует износу тормозных колодок на 1,0 – 1,5 мм для пассажирских и 0,5 - 0,7 мм для грузовых вагонов.

Если выход штока тормозного цилиндра превышает норму, то окончательная регулировка тормозной рычажной передачи производится при последующих торможениях.

 

23.2Тормозные колодки.

    На подвижном составе железных дорог наиболее распространены следующие конструкции тормозных колодок: с креплением к башмаку чекой на всех грузовых и пассажирских вагонах; гребневые и безгребневые на локомотивах;

Площадь трения чугунных вaгoнных тормозных колодок 305 см 2, секционных 205 см 2, гребневых с твердыми вставками 442 см 2 и композиционных 170 - 290 см 2. От качества тормозных колодок зависит сокращение тормозных путей, повышение скоростей и безопасность движения. Тормозные колодки должны иметь высокий коэффициент трения, малозависящий от скорости, высокую износостойкость и стабильно работать в разных климатических условиях.

Чугунные колодки твердостью в пределах НВ от 197 до 255 изготовляют из чугуна по ГOCT 6921-74 и 1205- 73, обеспечивающего износостойкость и повышенный коэффициент трения. Композиционные колодки изготовляют из асбокаучуковoro материала 8-1 66 и 328- 303 методом напрессования ero на металлический или сетчатопроволочный каркас. На тыльной стороне колодки выпрессовывают год выпуска и краской наносят штамп номера партии и месяц изготовления.

Химический состав композиционных колодок 8 1-66 (в %): асбест 15; каучук 20; барид 47,5; сажа 15 и вулканизирующий состав (сера и др.) 2,5.

В настоящее время выпускают тормозные колодки из массы 8 1 66 с сетчато-проволочным каркасом, которые имеют большую вибрационную прочность, чем с металлическим каркасом, меньшую массу (примерно на 1 кг) и допускают износ до 10 мм вместо 14 мм.

Применяемые в настоящее время композиционные колодки, несмотря

на значительные преимущества их по сравнению с чугунными, имеют ряд недостатков: при скоростях 15 км/ч и ниже и при малой ступени торможения тормозная сила при композиционных колодках в 2 раза меньше, чем при чугунных; в зимних ycловиях вследствие малой теплопроводности они подвергаются обледенению, что снижает коэффициент трения и эффективность тормозов может снижаться до 30%; температура нагрева колес при торможении по сравнению с чугунными колодками повышается примерно в 1,5 раза

 

    23.3 Требования к тормозным колодкам в эксплуатации.

Локомотивы.

 Толщина чугунных тормозных колодок в эксплуатации допускается не менее: безгребневых на тендерах - 12 мм, гребневых и секционных на локомотивах (в том числе и тендерах) - 15 мм, на маневровых и вывозных локомотивах - 10 мм. Выход тормозных колодок за наружную грань поверхности катания бандажа (обода колеса) в эксплуатации допускается не более 10 мм. Колодки заменять при достижении предельной толщины, наличии по всей ширине колодки трещин, распространяющихся до стального каркаса, при клиновидном износе, если наименьшая допускаемая толщина находится от тонкого торца колодки на расстоянии 50 мм и более.

 

Вагоны.

 

Не допускается оставлять на грузовых вагонах тормозные колодки, если они выходят с поверхности катания за наружную грань колеса более чем на 10 мм. На пассажирских и

рефрижераторных вагонах выход колодок с поверхности катания за наружную грань колеса не допускается. Толщина чугунных тормозных колодок устанавливается приказом

начальника дороги на основе опытных данных с учетом обеспечения нормальной их работы между пунктами технического обслуживания.

Минимальная толщина чугунных колодок не менее 12 мм, композиционных тормозных колодок с металлической спинкой - 14 мм, с сетчатопроволочным каркасом - 10мм (колодки с сетчато-проволочным каркасом определяют по заполненному фрикционной массой ушку). Толщину тормозной колодки проверять с наружной стороны, а при клиновидном износе - на расстоянии 50 мм от тонкого торца. В случае явного износа тормозной колодки с внутренней стороны (со стороны гребня колеса) колодку надлежит заменить, если этот износ может вызвать повреждение башмака.

    При обнаружении в пути следования у пассажирского или грузового вагона (кроме моторного вагона моторвагонного подвижной состава (МВПС) или тендера с буксами с роликовыми подшипниками) ползуна (выбоины) глубиной более 1 мм, но не более 2 мм разрешается довести такой вагон (тендер) без отцепки от поезда до ближайшего пункта технического обслуживания, имеющего средства для замены колесных пар, со скоростью не свыше 100 км/ч в пассажирском поезде и не свыше 70 км/ч в грузовом поезде. При глубине ползуна от 2 до 6 мм у вагонов, кроме моторного вагона МВПС и от 1 до 2 мм у локомотива и моторного вагона МВПС допускается следование поезда до ближайшей станции со скоростью 15 км/ч, при величине ползуна соответственно свыше 6 до 12 мм и свыше 2 до 4 мм - со скоростью 10 км/ч. На ближайшей станции колесная пара должна быть заменена. При глубине ползуна свыше 12 мм у вагона и тендера, свыше 4 мм у локомотива и моторного вагона МВПС

разрешается следование со скоростью 10 км/ч при условии вывешивания или исключения возможности вращения колесной пары. Локомотив при этом должен быть отцеплен от поезда, тормозные цилиндры и тяговый электродвигатель (группа двигателей) поврежденной колесной пары отключены. Глубину ползуна измерять абсолютным шаблоном. При отсутствии шаблона допускается на остановках в пути следования глубину ползуна определять по его длине.

 

 

Глубина ползуна, мм	Длина ползуна, мм, при диаметре колесной пары мм.
	1250	1050	950
0,7	60	55	50
1	71	65	60
2	100	92	85
4	141	129	120
6	173	158	150
12	244	223	210