Литература / Тормозные системы ЖД транспорта - Э.И. Галай, Е.Э. Галай

280 7 СИЛОВЫЕ УСТРОЙСТВА ТОРМОЗОВ И АРМАТУРА

хода поршня, имеющего ограниченную длину. В частности, увеличение зазора между колодкой и колесом на величину l0 ведет к возрастанию выхо-

да штока на величину lш = l0 i . Фактически увеличение будет еще боль-

ше из-за деформаций рычажной передачи и выбора зазоров в шарнирных соединениях при действии тормоза.

В заторможенном состоянии горизонтальные рычаги ТРП должны быть перпендикулярны штоку тормозного цилиндра и тягам. Вертикальные рычаги должны иметь одинаковый наклон, а угол между подвеской тормозного башмака и направлением колеса, проходящим через центр нижнего шарнира подвески, – угол подвешивания β ≈ 90°. Значение угла β для новой колодки, как правило, меньше 90°, а для изношенной – значительно больше.

Для того чтобы обеспечить надежное прижатие колодки или накладки к поверхности контртела, необходимо сокращать расстояние между ними по мере износа в результате трения.

На тягах тормозных рычажных передач имеются дополнительные отверстия, перестановкой валиков в которых вручную удается сокращать передачу, уменьшая длину тяг и приближая колодку к фрикционной поверхности колеса. Ручное регулирование можно производить на большинстве рычажных передач и пассажирских вагонов. Обычно ручная регулировка ТРП производится путем перестановки валиков в резервные отверстия или с помощью стяжных муфт (на локомотивах).

Автоматические или полуавтоматические устройства, которые позволяют поддерживать постоянную величину выхода штока тормозного цилиндра и зазоры между тормозной колодкой и фрикционной поверхностью колеса, называются регуляторами тормозных рычажных передач.

В описываемых конструкциях регуляторов выхода штока использованы свойства несамотормозящейся резьбы (рисунок 7.28). Если растягивающая сила действует через корпус 1 и упорный подшипник 2 на гайку 3 несамотормозящейся резьбы на винте 4, то длина регулятора будет увеличиваться, пока движение не прекратится в результате упора тормозных колодок в поверхность катания или пока гайка заблокируется упором 5. Если колодки будут сильно изношены и ТРП разрегулирована, то при торможении выход авторегулятора будет ограничен гайкой 3, и колодки останутся неприжатыми.

На грузовом и пассажирском подвижном составе наибольшее распространение получили авторегуляторы одностороннего действия, которые работают на сокращение длины рычажной передачи и уменьшение зазора между колодкой и колесом по мере износа колодки.

Регуляторы одностороннего действия осуществляют автоматическое стягивание рычажной передачи по мере износа тормозных колодок. Роспуск передачи при замене тормозных колодок производится вручную вращением корпуса против часовой стрелки до отказа. При этом происходит увеличение зазора между колодкой и колесом и хода поршня. После постановки новых колодок зазор l0 между колодкой и колесом должен быть 5–8 мм.

L0

Lmax

Рисунок 7.28 – Схема действия автоматического регулятора ТРП:

L0 – минимальная длина регулятора; Lmax – максимальная длина регулятора при изношенных колодках

Внастоящее время применяются авторегуляторы № 574Б, РТРП 675М,

№706 и РТРП-300 с механическим приводом, имеющие одинаковую конструкцию и отличающиеся величиной рабочего хода винта. Эти авторегуляторы поддерживают установленную величину зазора между колодками и колесами в заданных пределах. При необходимости уменьшить или увеличить зазор следует вручную при помощи газового ключа вращать корпус регулятора. Если вращение осуществляется легко без ключа, то это свидетельствует об изломе пружины 6 (рисунок 7.29). Сила трения между торцами регулирующей гайки 4 и полого стержня 10 в этом случае будет невелика, так как их раздвигает пружина 14. При торможении по мере износа тормозных колодок за одно торможение происходит автоматическое стягивание рычажной передачи на величину до 10 мм с приближением колодок к колесам.

Регулятор № 574Б изображен на рисунке 7.29 и представляет собой винтовую тягу 9 с несамотормозящейся трехзаходной трапецеидальной резь-

бой и систему, управляющую перемещением по тяге вспомогательной 3 и регулирующей 5 гаек. С горизонтальным рычагом ТРП шарнирно связано ушко 11, закрепленное на полом стержне 10. Таким образом, удлинение или сокращение тяги рычажной передачи происходит при относительном перемещении винтовой тяги 9 и полого стержня 10 в зависимости от вращения и перемещения по тяге гаек 3 и 5. Пружина 15 управляет движением вспомогательной гайки 3 и имеет усилие предварительного сжатия 300 Н (30 кгс), а пружина 14 – движением регулирующей гайки 5. Усилие предварительного сжатия этой пружины – 800 Н (80 кгс). Пружина 6 имеет усилие 1600 Н (160 кгс) и в свободном состоянии авторегулятора прижимает втулку 13 к конической части полого тягового стержня 10, торец которого давит на гайку 5. С противоположной стороны защитная труба 1 жестко упирается в головку 2 и гайку 3, не допуская ее перемещения влево. В результате происходит фрикционное соединение гаек 3 и 5, что препятствует их вращению и сокращению или удлинению авторегулятора, то есть превращает его в жесткую тягу.

Рисунок 7.29 – Регулятор тормозной рычажной передачи № 574Б

При торможении горизонтальные рычаги у тормозного цилиндра поворачиваются и ушко 11 вместе с тяговым стержнем 10 движутся вправо. В этом направлении перемещается и упор 12. Однако его перемещение будет меньше (см. рисунок 7.28) и зазор А будет уменьшаться. Если выход штока тормозного цилиндра меньше нормы, то упор 12 не доходит до крышки 8 корпуса 7 регулятора, зазор А уменьшается, но контакта упора и корпуса не происходит, поэтому регулятор действует как жесткая тяга, пока тормозные колодки не износятся или не будет произведено увеличение зазоров между колодкой и колесом вращением корпуса 7 регулятора вручную.

При нормальном выходе штока зазор А выбирается полностью и упор 12 касается крышки 8. Усилие от штока тормозного цилиндра передается на ушко 11, далее на стержень 9, который, перемещаясь вправо, втулкой 13 сжимает пружину 6, увлекая за собой тяговый стакан 4. Конусная поверхность стакана

Рычажный привод авторегулятора обеспечивает сокращение потерь эффективности по сравнению со стержневым приводом, однако уменьшает быстродействие по стягиванию ТРП, особенно при увеличенных зазорах между колодками и колесами. Эти параметры зависят от величины расстояния (см. рисунок 7.10) между шарнирами затяжки на горизонтальном рычаге. При одинаковой конструкции рычажной передачи расстояние b больше при композиционных колодках, и потери эффективности, зависящие от усилия возвращающей пружины, будут меньше.

Авторегулятор № 536М по месту установки взаимозаменяем с авторегулятором № 574Б и РТРП 675М, диаметр которого 100 мм, что на 10 мм больше, чем регулятора № 574Б.

Полуавтоматический регулятор РВЗ. Устанавливается на тележках моторных вагонов электропоездов ЭР2 и ЭР9 различных серий на месте кронштейна мертвой точки. Схема ТРП моторного вагона показана на рисунке 7.2, б. Регуляторы 4 устанавливаются по одному к каждому тормозному цилиндру 3. При повышении давления в тормозном цилиндре до 0,15– 0,2 МПа (1,5–2,0 кгс/см2) и выходе штока 60 мм и более воздух поступает в регулятор перед манжетой 12 (рисунок 7.31), перемещая поршень 2 вниз (по рисунку) до упора хвостовиком в стакан 7. При этом пружина 8 сжимается до отказа. Собачка 10, поджатая пружиной 9, при перемещении вниз вместе с поршнем 2 проскакивает на два зуба храпового колеса 5, не поворачивая его.

При отпуске тормоза, когда давление в ТЦ и выше поршня 2 уменьшается, пружина 8 возвращает поршень 2 в исходное положение, одновременно собачка 10 поворачивает храповое колесо и связанный с ним шпиндель 15 по часовой стрелке. Гайка навинчивается на резьбу тяги 14. Таким образом, уменьшается выход штока тормозного цилиндра, поскольку колодки приближаются к бандажам. Выход штока за один цикл действия регулятора уменьшается на 2,5 мм, так как собачка 10, поджатая пружиной 9, проскакивает на два зуба.

Регулятор смонтирован в стальном корпусе 1. К крышке корпуса через отверстие ТЦ подводится воздух из тормозного цилиндра. На хвостовике поршневого устройства на оси закреплена подпружиненная собачка 10 в кожухе 11, взаимодействующая с храповым колесом 5 стопорного механизма. Вторая собачка 4 с пружиной препятствует повороту храпового колеса в обратном направлении. Из зацепления с храповым колесом 5 она может быть выведена нажатием кнопки 3, что производится при смене тормозных колодок вагона, когда выключают механизм стопорения шпинделя 14 и производят роспуск ТРП, вращая вручную стакан 16 с рукоятками против часовой стрелки.

Регулятор соединяется с тяговой ТРП винтовой тягой и защищен от загрязнения резиновым чехлом 13.

7.4 Регулирование ТРП западноевропейских вагонов и локомотивов 285

13

Рисунок 7.31 – Регулятор пневмомеханического действия конструкции РВЗ

Для защиты попадания пыли в рабочее пространство при обратном ходе поршня 2 установлен фильтр 6.

Регулятор РВЗ – одностороннего действия и стягивает рычажную передачу при износе тормозных колодок.

7.4 Регулирование рычажных передач западноевропейских вагонов и локомотивов

Автоматические регуляторы выхода штока (зазоров между тормозными колодками и колесами) используются на вагонах как части ТРП, уменьшающие чрезмерно большие и увеличивающие малые расстояния между тормозными колодками и поверхностями трения колес и тем самым сохраняющие в допускаемых пределах выход штока тормозного цилиндра. Регулятор компенсирует износ колодок, однако не компенсирует деформации рычажной передачи.

Сохранение выхода штока обеспечивает постоянную величину времени наполнения тормозных цилиндров и отпуска тормоза.

На железных дорогах Западной Европы применяются различные типы регуляторов выхода штока, в которых использовано свойство несамотормозящейся резьбы. Наибольшее распространение получили автоматические регуляторы типов DA и DRV шведской фирмы SAB.

Регулятор типа DA имеет более простую конструкцию, однако в ТРП должно быть встроено управляющее устройство, что усложняет работу и уменьшает надежность регулятора.

На железных дорогах Чехии и Словакии на двухосных грузовых вагонах применяют регуляторы типа SZ-6, рассчитанные на передачу в ТРП усилия 60 кН. Этот регулятор применяется с длиной регулируемой части 400 или 600 мм. Для 4-осных грузовых, пассажирских и скоростных вагонов применяется регулятор типа SZ-10, который передает максимальную силу 100 кН, а для тяжелых грузовых вагонов – авторегулятор SZ-12, предназначенный для передачи усилия 120 кН.

До 1979 г. в тяжелых скоростных вагонах чехословацких железных дорог применялись шведские регуляторы типа SAB DA4-450, DRV-3S-450, DRV-3A-450. В настоящее время авторегуляторы SAB в новых вагонах Чехии и Словакии заменяют на укороченные регуляторы, которые должны устанавливаться на тележке, а регуляторы DRV-3A-450 остались для некоторых пассажирских вагонов.

На рисунке 7.32 представлена схема регулятора выхода штока типа DA. Принцип действия этого регулятора аналогичен работе регулятора № 276, который ранее устанавливался на пассажирских вагонах постройки

СССР.

Механизм регулятора содержит кулису 1 с фасонным отверстием, через которое пропущен валик 2. Противоположный конец кулисы шарнирно связан с рамой вагона. В нижнем конце валика 2 насажен перекидной рычаг 3, выполненный в виде кулачкового механизма, ведущая ветвь которого опирается на роликовый болт 4 с хвостовиком, закрепленным в кулисе 1 с помощью зажимной гайки. Расстояние А от оси роликового болта до края кулисы пропорционально выходу штока тормозного цилиндра. Для перекидного рычага 3 роликовый болт 4 является точкой опоры во время работы механизма, который, будучи насажен на штоке поршня, благодаря перекидному рычагу 3 соединен жесткой тягой (поводком) 5 с кривошипом исполнительного механизма, встроенного в тягу рычажной передачи. Устройство исполнительного механизма обеспечивает поворот кривошипа при перемещении поводка 5 вместе с перекидным рычагом 3. Таким образом, действие регулятора основано на превращении возвратно-поступательного движения поршня тормозного цилиндра во вращательное движение кривошипа, размещенного на головке 8 исполнительного устройства.

7.4 Регулирование ТРП западноевропейских вагонов и локомотивов 287

2

A 1

4

c b

a 3 5

Рисунок 7.32 – Автоматический регулятор выхода штока SAB DA

Регулятор увеличивает ход поршня тормозного цилиндра до нормы за одно торможение, а уменьшает – за несколько торможений. При отпуске тормоза регулятор укорачивается за счет перемещения тяги 6 при повороте кривошипа и завертывания по трапецеидальной резьбе гайки 7. В его действии можно отметить три характерных случая, когда ход поршня L равен А, меньше А и больше А. В первом случае колодки будут прижаты к бандажам, когда шток поршня имеет выход, равный А. Кривошип будет заблокирован и, хотя в исполнительном устройстве появится растягивающее усилие, оно будет работать как обыкновенная тяга.

Если колодки будут прижаты к бандажам и растягивающее усилие появится прежде чем шток преодолеет расстояние А, это вызовет сжатие пружины 5 (см. рисунок 7.32) и отход нажимного кольца 4 от соединительного диска 3. Гайка 2 на винте 1 может свободно вращаться благодаря упорному подшипнику и приводить к удлинению тяги. Кривошип 6 находится в области угла аb (заштрихованная часть на рисунке 7.32).

Третий случай, когда выход штока окажется больше величины А из-за большого расстояния между колодками и бандажом. Ввиду появления зазора между диском сцепления 3 (рисунок 7.33) и нажимным кольцом 4 кривошип регулятора будет разблокирован и повернется в направлении с (см. рисунок 7.32). При отпуске тормоза и выпуске сжатого воздуха из тормозного цилиндра кривошип будет возвращаться по часовой стрелке в начальное по-

ложение. Когда колодки выйдут из контакта с колесами, и сила, действующая на пружину 5 (см. рисунок 7.33), исчезнет, а кривошип, вращаясь по часовой стрелке, вызовет оборот диска сцепления 3 и гайки 2 на винте 1 и, как следствие, укорачивание тяги и приближение колодок к поверхности трения. При каждом отпуске тормоза происходит укорачивание тяги максимум на 3,5 мм и уменьшение выхода штока в соответствии с размерами плеч горизонтального рычага. Если выход штока больше, чем задано размером А (см. рисунок 7.32), то получение требуемой величины наступает после нескольких торможений. Чересчур малый выход штока регулируется полностью за одно включение тормозов.

1 2 3 4 5

Рисунок 7.33 – Головка авторегулятора SAB DA

Автоматический регулятор фирмы SAB типа DRVA. По принципу действия и по конструкции он подобен бескулисному регулятору № 536М. Характерно, что на вагонах США и Западной Европы, где широко распространены регуляторы DRV различных модификаций, в основном применяется стержневой привод регуляторов, который значительно уменьшает силу нажатия тормозных колодок, особенно при малых ступенях торможения. Однако, учитывая, что применяются, главным образом, чугунные колодки, эффект от снижения силы нажатия большого значения не имеет.

Регулятор DRV (рисунок 7.34) состоит из устанавливающего устройства (корпус регулятора) 1 и приводного устройства 2 с шарниром 3. Расстояние А устанавливают таким образом, чтобы при касании тормозных колодок с бандажами корпус регулятора 1 соприкасался с упором 4.

Перемещение упора 4 стержневого привода относительно устанавливающего устройства 1 равно сумме перемещений концов горизонтальных рычагов. Расстояние А зависит от среднего перемещения тормозных колодок и передаточного числа ТРП между колодками и корпусом регулятора.

Авторегулятор двухстороннего действия с механическим приводом показан на рисунке 7.35.

7.4 Регулирование ТРП западноевропейских вагонов и локомотивов 289

Y

X

1 4

2 3

Рисунок 7.34 – Схема установки авторегулятора DRV в рычажной передаче

Основными конструктивными элементами регулятора являются: регулирующая гайка 6, винт регулирующий с несамотормозящейся четырехзаходной резьбой 1, гайка вспомогательная 4 с диском сцепным 2, пружина сцепная 3 и втулка 5 – ансамбль этих элементов, связанных с тягой тормозной рычажной передачи, образует ведомый узел регулятора (сцепление Х); тяговый стержень 12, втулка 7 и втулка 8, взаимодействующая со сцепным диском 9 (сцепление Y), – связаны с горизонтальным рычагом и штоком поршня тормозного цилиндра и образуют ведущий узел; сцепная пружина 15, а также пружина роспуска 14 и возвратная пружина 11 связывают между собой ведомый и ведущий узлы. Вся конструкция регулятора находится в корпусе 10.

Рисунок 7.35 – Конструкция авторегулятора SAB типа DRV двухстороннего действия

Для увеличения силы сцепления конусных поверхностей деталей регулятора на них делается специальная насечка. Длина регулируемой тяги определяет положение гайки 6 на винте 1. Когда ход штока превышает норму, гайка 6 вращается по часовой стрелке (глядя со стороны ТЦ) и укорачивает тягу. В случае, если выход штока меньше нормы, гайка 6, вращаясь против часовой стрелки, удлиняет тягу ТРП. Вспомогательная гайка 4 устанавливает положение регулирующей гайки 6 на винте 1 в соответствии с разницей между заданным расстоянием и фактическим Arz (рисунок 7.36). Если дви-