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任务三 按中修要求检修单元制动器 为保证机车减速运行和停车安全，SS系列电力机车在车轮踏面处设置了单侧闸瓦单元制动器和停车制动装置，HXD3型电力机车设置了轮盘式制动系统。通过对SS9G型和HXD3型电力机车基础制动装置功能与结构的学习，对电力机车转向架总成有进一步掌握，为今后的机车走行部整备检查与维护保养奠定基础。 车轮踏面单侧闸瓦制动器，通过在制动器箱体内安装制动杠杆和闸瓦间隙自动调整机构，在箱体外安装制动缸、闸瓦及闸瓦托，整体组装好后可作为一个独立部件直接用螺栓连接到构架的制动器安装座上。这种单元制动方式具有结构紧凑、制动效率高、制动性能可靠等优点。当机车停在较大坡道或较长时间停留在轨道上，由停车制动装置对机车进行制动，防!卜机车发生溜逸引起事故。5.3.1 SS9c型机车单元制动器 SSA型机车基础制动装置(如图5-12所示)为每台转向架装有6套具有自动调整闸瓦间隙功能的踏面单元制动器，单元制动器有JDYZA(如图5-13所示)和JDYZB型两种结构形式，其区别在于后者能与停车制动装置相连，在每套单元制动器上均配置2块粉末冶金合成闸瓦。5.3.1.1主要技术参数 制动缸直径 190 mm、制动倍率4,紧急制动时制动缸压力450 kPa,侮个闸瓦托上的闸瓦压力43kN、制动效率85、闸瓦间隙58 mm、一次最大闸瓦磨耗补偿量7mm、单个重量80 kg 制动器型号:制动缸直径X制动倍率 制动倍率=闸瓦压力/制动原力(如图5-14所示) 机车制动率=机车闸瓦总压力/(机车重量X 9.81)制动效率=实际闸瓦压力/理论计算压力 当机车施行制动时，压缩空气由总风缸经减压阀进入制动缸推动活塞，压缩缓解弹簧，使斜杆AB以C为支点反时针转动。通过叉杆BD将作用力传至竖杆DF。使DF以E为支点反时针转动。最后通过闸瓦间隙调整器FG，将F点的作用力经闸瓦压到车轮踏面上，从而产生制动作用。所以活塞的推力经斜杆和竖杆放大了(AC x DECB EF)倍，此倍数称为制动倍率。5.3.1.2制动与缓解工作原理 当司机实施制动时，制动缸9内充入压力空气，精辅(活塞杆)11推动杠杆12，杠杆12推动间隙调整机构4，间隙调整机构4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。当司机实施缓解时，制动缸内压力空气排出，精精在复原弹簧10的推动下，分别带动杠杆12、间隙调整机构4、传动螺杆7、闸瓦托17一起向相反方向运动，闸瓦离开车轮踏面，从而执行机车缓解。 为了使闸瓦上下端与车轮踏面间隙均匀，可用设在闸瓦托上的调整螺栓调整闸瓦托的位置，以实现调整闸瓦间隙均匀的目的。用调整螺栓调整好扎瓦间隙后，一定要把设在调整螺栓上的锁紧螺母锁紧，以防机车运行后调整螺栓松动，导致闸瓦间隙不均或闸瓦贴靠车轮踏面。5.3.1.3闸瓦间隙自动调整原理 机车在运用过程中，由于闸瓦和轮箍踏面的磨耗，闸瓦间隙会越来越大，为了消除增大的间隙，该制动器具有自动补偿闸瓦磨耗间隙的功能(如图5-I S所示)。 当单元制动器执行制动时，传动螺杆16的左移带动导向螺母8、导向螺母套9、调隙挡11左移。如果制动前闸瓦与踏面间隙小于调隙挡11与压圈10之间的间隙X，则在制动全过程中，导向螺母、导向螺母套、调隙挡与传动螺杆左移量相等。如果制动前和制动中闸瓦间隙大于X设为X+a，则当传动螺杆带动导向螺母、导向螺母套、调隙挡左移X后，由于调隙挡被压圈挡住，不能继续左移，导向螺母套也不能继续左移，这时传动螺杆和导向螺母的左移压缩调整弹簧3，导向螺母与导向螺母套间的锥形齿啮合脱开。由于导向螺母与传动螺杆之间是通过不自锁螺纹连接的，故此时导向螺母在调整弹簧的力作用下，绕传动螺杆旋转后退而不再随之左移。在制动过程中，传动螺杆左移了X+a，而导向螺母、向螺母套和调隙挡只左移了Xo 元制动器执行缓解时，杠杆推动复位挡圈14带动调整螺母套、导向套、调整弹簧、调整螺母、动螺杆、导向螺母、导向螺母套、调隙挡右移，当右移行程达到X后，调隙挡被端盖12挡住，传动杆、导向螺母、导向螺母套也不能继续右移。由于此时传动螺杆不能右移，调整螺母7也不能右移。调整螺母套6的继续右移便与调整螺母的锥形齿啮合脱开。由于调整螺母与传动螺杆之间也是通过不锁螺纹连接的，所以调整螺母在调整弹簧的弹力作用下绕螺杆旋转后退，直到调整螺母套被导向螺母住，调整螺母套与调整螺母的锥齿重新啮合，此时缓解到位。在这过程中，间隙a被消除，闸瓦与踏间的间隙仍保持X盖，即闸瓦间隙得到了自动调整。5.3.2 蓄能制动器SSA型机车停车制动装置采用蓄能制动器，在每台转向架第三位轮对处设置2套停车制动装置，套装置由蓄能制动器、调整螺母、拉杆、水平杠杆、连杆、竖杠杆等组成(如图5-16所示)，蓄能栩动器通过螺栓直接安装在转向架构架上，机车停车后其所产生的制动力依次通过拉杆、水平杠杆、竖滋杆和连杆传递到制动器闸瓦上，以实现车轮踏面制动。5.3.2.2功能与作用原理 蓄能制动器有运行缓解、停车制动、手动缓解二种状态，分别用来对机车进行制动，。缓解。 (1)运行缓解状态 机车正常运行时，声能制动器应处在缓解位。当总风缸的压缩空气(600 kPa)向蓄能制自器的制动缸内充气时，空气推动猜辅，压缩制动弹簧，与此同时螺母在丝杆上旋转，并带动棘轮套同时旋转，而ff杆没有伸长或缩_sW保持原有状态。因此蓄能制动器仍保持缓解位，不起制动作用。 (2)停车制动状态 当制动缸排气到压缩空气低于300 kPa时，压缩弹簧开始推动精辅向后移动，此时棘轮机构有反锁作用，锁住棘轮套和螺母不能在丝杆上转动，在错鞘往后移动时丝杆只能一起往后移动，使之处于制动位。(3)手动缓解状态机车在停车时要移动而又无司机操纵时，只需拉动蓄能制动器上的手动拉环就可进行缓解。蓄能制动器在制动时主压缩弹簧没有全部伸长，拉动拉环后棘爪提起，棘轮和螺母可在丝杆上自由旋转，山丁主压缩弹簧的伸张，推动错辅向后移动直至尽头。另一方面在复原弹簧的作用卜，丝杆伸长达到了缓解制动器的日的。蓄能制动装置处于完全缓解状态要实行制动时，必须先对制动缸充气，使之恢复运行缓解状态，然后放气就能转入制动状态。一口充气压力卜降到300 kPa以卜，蓄能制动器就会白动进行作。随着充气压力的减小，加在闸瓦上的压力也就会越来越人。所以，在运行时一定要注意风压。在无气的情况卜移动机车一定要检卉蓄能制动器是否处于缓解位。若处于制动位，可拉动蓄能制动器上的拉环，使机车处于缓解位方能移动机车，以防发生轮缘踏而擦伤等事故。 带停放单元的制动单元是由常用单元制动作用部与弹簧停放作用部组成的一个独立制动单元。当用于正常的制动时，弹簧停放缸得到压缩空气，弹簧停放缸缓解。然后缸内一直保持420450 kPa的当用于停车制动时，弹簧停放制动缸排气，弹簧停放缸实施制动。通过停放弹簧的弹力带动楔块杆机构，带动常用制动缸的活塞部分，推动夹钳，使闸片抱紧制动盘，实现停车制动或坡道停车制动。停车制动或坡道停车制动后，拉动手动缓解拉柄，可对弹簧停放缸进行手动缓解。 制动盘材料采用高强度合金铸铁，结构为带散热筋的环状结构。通过均布的6个 25圆键和18个MI2的10.9级高强度螺栓、全金属锁紧螺母安装在机车车轮辐板上(如图5-21所示)。制动盘抗热温度不小于月阅;闸片为合成材料，它采用标准的燕尾插装式安装在闸片托上。制动盘与闸片的平均摩攘系数为0.35 5.3.4段修技术要求及土要限度53 4.1单元制动器中修技术要求 (1)制动器各零部件须齐全完好，各销、套的磨耗量、销与套的间隙须符合限度表规定。弹簧不许有锈蚀、断裂，其自由高、工作高度须符合限度表规定。 (2)间隙调整机构的传动螺杆、调整螺母、缥母套、导向套不许有锈蚀，调整螺母、导向螺母与传动螺杆配合后的轴向间隙须符合限度表规定;伞齿面无断齿及裂纹，齿高磨耗量须不大于1/3的齿高 (3)杠杆及连杆不许裂损、弯曲。制动缸、活塞及活塞杆在行程内不许有拉伤，皮碗不许有裂损、变形，密封作用良好。 (4)箱体不许有裂损变形，护罩及防尘罩须完好。检查盖及紧固件齐全。 (5)制动器各部油润须良好，锁紧机构作用灵活可靠，并进行以下试验: 气密性试验:用450 kPa风压进行气密性试验，保压3后其压力下降不大于10 kPa o 最小风压及制动缓解试验:向制动缸内充入50 kPa压缩空气，观察制动器须有出闸动作。手动调整闸瓦间隙为5-8，向制动缸充入450 kPa压缩空气，制动器在制动缓解过程中须动作快速平稳，不得卡滞。 (6)制动器安装须牢固，上下闸瓦与车轮踏面间隙须均匀，闸瓦间隙、闸瓦厚度符合限度表规定。制动时闸瓦边缘不许超出车轮外侧面。5.3.5.1单元制动器中修范围 解体检杳，更换弹簧及不良零件:分解、清洗制动缸，更新皮碗，进行气密性试验;检杳闸瓦间隙调核器调节功能，各运动部位是否有卡滞现象:检杳单元制动器闸瓦与闸瓦托间隙、制动缸圆锥弹簧自由高、闸瓦厚度;格体组装后须进行试验。5.3.5.2专用_L:装设备 压缩空气装置、单元制动器试验装置、测力计5.3.5.3中修:I.艺要点 (1)拆卸顺序 从构架上卸下制动器取下闸瓦托及闸瓦托杆取下压环及防尘罩一取下盖板、密封垫，并退出杠杆上部销轴一从箱体顶部抽出杠杆一取出端盖及间隙调整机构一从端盖上取下锁紧机构一分离调整螺母套与导向螺母套一分别从端盖、导向螺母套、调整螺母套内取出轴承、弹簧拆除制动缸、弹簧及勾贝。 (2)部件组装 锁紧机构组装:将拉簧放入螺帽内，穿上销轴，装拉环，将垫圈套在螺帽上。 端盖组装:将轴承、挡套螺母外圈及端面、“O”型圈、锁紧机构销轴涂适量89D润滑脂。将“O型圈装入端盖凹梢内，挡套螺母六方朝里装入后盖，放入锁紧弹簧。 间隙调整器组装 将导向螺母放在导向螺母套内，齿部相啮合，放入挡圈、弹簧和轴承，注意轴承小圈在外，在手动压力机上用专用套筒压住轴承，缓缓压入，然后装上卡环。将调隙挡旋入导向螺母套，旋到位为!卜，然后装沉头螺钉，螺钉头部不应高于进给螺母外圆面，否则适当锉修。将调整螺母放入调节螺母套内，齿部相啮合，装上轴承(小圈朝里)、弹簧和导向套。在手动压力机上用专用套筒压住导向套，缓缓压入，然后装上卡环。在调隙挡外圆及端盖孔周边涂适量89D润滑脂。将调隙挡装石垢盖孔内，装上压圈，并检查调隙挡能否左右灵活转动。在调整螺母套与导向螺母套的配合面上、键两侧涂上润滑脂，将键放在导向螺母套的键槽内，推入调整螺母套内，推动应灵活无卡滞。 勾贝组装:在皮碗处均匀涂一层乐泰587密封胶。在油压机上使用_装将皮碗缓缓压入勾贝，压到位为止。用手稍微册开导向环，唇边较浅的一边朝向皮碗一侧，卡入勾贝。 (3)总体组装 在箱体螺销安装孔、调整螺母套与杠杆的两个接触面上涂适量89D润滑脂。 在端盖安装面上涂一层乐泰587密封胶，然后将其(己安装了间隙调整器)装在箱体上，注意锁紧机构应朝卜，装上弹垫和内六角螺钉。 各种销轴的外圆面，与之相配合的孔内分别涂上润滑脂。 在杠杆销孔周边、凸轮面上(小69.7圆弧面)涂上适量89D润滑脂，从箱体顶部插入杠杆(注意不要装反)，杠杆应卡在调整机构槽内，然后装上杠杆销，杠杆销两侧装上密封垫和盖板。 在箱体顶部装上盖板和密封垫。 将防尘罩卡在传动螺杆槽内，在螺杆丝扣部位涂上适量89D润滑脂，旋入间隙调整器内，装上防尘罩、卡环和卡箍。 装闸瓦托杆，穿螺销，装上防松螺母;装闸瓦托和闸瓦，穿螺销，防松螺母稍为带紧。 将制动缸弹簧放在箱体止口上，穿上勾贝，在勾贝销孔两侧各放上一个隔套，然后穿上螺销，加垫圈和开口销。 在皮碗外侧、勾贝外圆、制动缸内壁涂上适量89D润滑脂。在制动缸安装面上涂乐泰587密封胶，根据铭牌标记分左右安装制动缸(注意进气口的方向)，制动缸螺栓的紧固力矩为70Nm，装好后在螺栓尾部配合面上用油漆划线做防松标记。 (4)试验 试验前准备:在试验台上安装好制动器，保证闸瓦托前方85 100 mm左右的地方有“车轮”。接好风管，保证风路畅通。 间隙调整试验:调整制动器传动螺杆(端盖上的M42六角螺栓)，收回闸瓦托，然后用450 KPa风压连续多次制动缓解，测量闸瓦托向前的补偿量不小于5 mm,并要求各零部件的移动和传动必须平稳，不得卡滞，间隙调整机构的作用正常无异音。 保压试验:大于10 Kpa0用600 KPa风压充入制动缸，切断风路，观察制动缸里风压卜降值，要求3 min内不 制动缓解试验:用450 Kpa风压连续多次制动缓解，制动后，不小于43 KN。并要求各零部件的移动和传动必须平稳，不得卡滞， (5)调整闸瓦与“车轮踏面”之间的压力值间隙调整机构的作用正常无异音。缓解制动器，确保制动缸无风压。用手拉出锁紧机构的销轴并转动900。用扳手转动挡套螺母使闸瓦与车轮踏面相贴合;再反向转动挡套约1200，使闸瓦间隙在68mm范围内。再将拉环转动900使销轴退回。右.颐、呀遥了户裘洲斌醉睡巨吐盯犷巴睦百r.卜卜;调整闸瓦托上的六角螺栓，使闸瓦圆弧与车轮踏面上下间隙均匀。然后拧紧锁紧螺母(要求锁紧螺母与闸瓦托螺栓孔端面贴合后再旋紧1/3圈)，以防止松动。按(6)的方法调整闸瓦间隙.拓展与延伸零部件疲劳损伤 裂纹与折损是机车零部件常见的损伤现象之一。实践证明，裂损往往足引起零部件繁亚修理或报废的原因，而某些重要零件的裂损甚至招致严重的事故。随着机车向大功率、高速T=载、轻? f七方而发展，裂损问题更显突出。零件折损有的是受一次渐增载荷或冲击载荷作川所造成的，有的是在不太人的载荷长期作用下造成的。其原因大多是设计制造和修理不良或运用不当的结果。如材料有缺陷、焊缝不良、热处理或组装不正确、操纵不当等。而人多数机车零件，则是受多次交变载荷作用卜产生裂纹和折损的，这种形式的损坏叫做疲劳破坏。 疲劳破坏机理 疲劳是材料在交变载荷作用下的一种破坏现象。疲劳破坏的发生决定于交变载荷所引起应力的人小、交变载荷的循环次数以及材料的抗疲劳强度二个因素。交变载荷所引起的应力小于一定数值时，材料可以承受无限多次循环载荷而不致破坏，这个数值叫做疲劳强度极限。如果应力人于疲劳强度极限时，材料所承受的循环次数就有限度，达到这个循环次数时，材料就会破坏。 金相分析结果表明，材料的疲劳破坏是由于材料在交变载荷的作用卜，首先产生了微观裂纹，然后逐渐加深和扩展，形成宏观裂纹。随着循环次数的增加，裂纹不断扩展，即有效面积不断缩小，当有效面积缩小到某一尺寸不能承受外加载荷时，即发生断裂。整个破坏过程大致可分为五个阶段:局部地区出现滑移;裂纹成核大于0. 05 mm);断裂。(产生)微观裂纹扩展(裂纹长度小于005 mm);宏观裂纹扩展(裂纹长度 在常规的“无限寿命”设计中，用过程中仍然过早地发生意外破坏都是根据疲劳强度极限曲线和安全系数进行设计的。可是零件在运，这是由于用来确定材料疲劳特性的试样与实际零件存在着很大的差异。疲劳强度极限曲线，是用表面经过精心抛光的光滑试样通过试验获得的，但实际上，零件在制造、检修和运用过程中，往往由于各种原因，使零件表面存在着各种缺陷。当带着这类裂纹的零件，承受交变载荷时，即使其交变载荷所引起的应力小于疲劳强度极限，表面上存在的裂纹可能不断扩展，最终导致零件的