铁路货车制动技术课件.ppt

2015年6月 铁路货车制动技术及制造工艺 制动 人为地使列车减速或使在规定的距离内停车即称为 制动 反之 对已经施行的列车解除或减弱其制动作用 均称之为 缓解 制动装置 为使列车能施行制动和缓解而安装于列车上的由一整套零部件组成的装置 称为 列车制动装置 产生制动原动力并进行操纵和控制的部分叫作 制动机 传送制动原动力并产生制动力的部分称为 基础制动装置 有关制动的概念 一 列车制动基础知识 例如一列牵引重量4000吨 以时速72公里运行的货物列车如果没有制动机 仅靠空气的阻力和车辆运行的阻力 在时速72公里时 每吨的阻力约为3公斤 来停车 则由计算公式得知 需要经过11 3分 运行6803米 才能停车 计算公式S T wt VQ gw S 列车惰性运动的停车距离 米 t 列车惰性运动的停车时间 秒 w 列车所受阻力 公斤 Q 列车重量 公斤 V 列车运行速度 米 秒 g 重力加速度 其值为9 8米 秒2T 列车动能 公斤 米 其值为T QV2 2g 制动装置的几个主要指标 列车制动装置的分类 电空制动机是未来重载列车的发展方向 虽然仍以压力空气为动力 但由于采用电气操控 在长大货物列车上 可缩短制动空走时间和制动距离 极大提高制动 缓解波速 减少冲撞 目前较为常见的是有线ECP系统 在国外应用已较为成熟普遍推广 我国的KM98等大轴重车上也采用电空制动 电空制动 空气制动机的分类 直接作用式 120 120 1 间接作用式 103 104 120AK 基础制动装置的分类 1915年 1956年 1956年 1978年 1978年 1993年 1993年 1865年 1915年 二 我国铁路货车制动装置的发展 制动时 压力空气从机车的总风缸通过列车管直接进入制动缸 直通式制动 缺点 制动波速 缓解波速极低 列车冲动大列车分离后制动失效 1865年 1915年 引进日本的KC KD型三通阀 即我公司前身30年代生产的K1 K2阀 K1 K2三通阀 副风缸 操纵阀 车辆编组20 30辆 总重量500 1000吨 K1阀 6 8 制动缸 单车载重30t以下K2阀 10 12 制动缸 单车载重50t以下 特点 司机一人操纵 制动 缓解 保压 二压力直接作用式 有6个作用位置具有局部减压作用具有紧急制动作用 1915年 1949年 缺点 没有空重车调整 重车制动率仅20 制动力较小 不满足50t以上货车的需要保压位没有制动补风功能 在K1 K2阀基础上改进为GK型三通阀 GK阀 14 制动缸 单车载重50t 副风缸 操纵阀 引进失败 车辆编组50辆以上 总重量2500吨 GK三通阀 1956年 1957年 特点 基本功能和作用位置与K2阀相同配用14 制动缸 制动力增大附带两级手动空重车调整装置 重车制动率提高非常制动时制动缸压力分三段上升 适应较长编组列车 三压力作用阀 与我国当时的两压阀不能混编 引进前苏联MT135阀 副风缸 降压气室 截断塞门 远心集尘器 GK阀 缓解阀 空车安全阀 空重车转换塞门 14 制动缸 以GK阀为核心的空气制动系统 GK阀配套基础制动系统 特点 无闸调器 人工调节拉杆孔棘轮链条式手制动机 棘轮链条手制动机 闸瓦间隙调节孔 结构特点 GK阀系统的结构和生产工艺 金属密封 GK阀涨圈鞲鞴 滑阀 安全阀阀口 折角截断塞门的锥芯等灰铸铁阀体阀盖 制动缸缸体 端盖 GK阀体 塞门体等灰铸铁阀体压装铜套 GK阀滑阀套 安全阀阀套 工艺难点 金属密封件研磨铸铁阀体阀盖的气密性铜套压装部位的气密性性能试验装备生产效率 手工研磨 浸石蜡 手动试验台 701 GK阀加工线 自行设计制造 体套车磨一体加工 103型分配阀 1962年 1965年 提出设计任务 专项试验运用考验罐车机械保温车 1971年 转至眉山厂生产 开始进行局部改进 1978年 正式定型 103阀的结构形式来源于美国ABD阀 特点有 二压力间接作用式采用橡胶膜板代替涨圈结构自带手动空重车调整功能具有单独的紧急阀两段局减 制动波速快 副风缸 组合式集尘器 103阀 缓解阀 14 制动缸 以103阀为核心的空气制动系统 工作风缸 折角塞门 103阀配套基础制动系统 棘轮链条手制动机 ST1 600闸瓦间隙调整器 引进2300 DJ闸调器 自行设计ST1 600闸瓦间隙调整器 副风缸为100L 初充气时间过长小减压量时制动缸压力超出GK阀一倍 混编时冲动大无加速缓解阀 缓解波速较低不适易于压力保持操纵 影响坡道上操纵的可控性工作风缸泄漏产生自然缓解 在下坡道上容易失控 可适用于各种不同尺寸的制动缸制动缸压力与制动缸活塞行程无关制动缸有漏泄可进行自动补风自带空重车调整装置采用橡胶膜板结构 减少了研磨件 优点 缺点 由于上述原因 103阀成为一个过渡产品 大秦运煤专线10000t级长大重载列车C61 120型控制阀 1985年 引进美国ABDW阀100套 在我厂装车试用 1988年 眉山厂 铁科院开始研制120阀 1993年 通过部级鉴定 1995年 转让生产 设计任务书 列车管定压500KPa 600KPa采用直接作用式 配10 或14 制动缸设半自动缓解阀适应环境 50 50 C 110 C解冻库与现有列车 GK阀 无条件8年混编在无风源净化条件下8年一检修 120型控制阀 不同时代制动机性能比较 120阀逐步替代GK阀和103阀 成为我国铁路货车的主型制动机 在此基础上 开始逐步改进和完善空重车装置 制动缸 管系 脱轨阀等配件 形成了新一代空气制动系统 目前货车制动装置的主型配置 空气制动配件的结构特点 结构特点 此类配件特点是结构紧凑 体积小 重量轻 人工即可搬运 结构上分为阀体 阀盖 内部作用部件等 阀体阀盖多为铸铁 不锈钢 铝合金等材质 内部作用件多为铜 橡胶 粉末冶金 不锈钢等材质 零部件加工精度高 怕磕怕碰 表面需经过防腐处理 组装前需逐件进行清洗和打压 组装需在恒温 恒湿 洁净的组装间内进行 空气制动配件制造工艺流程 基础制动配件特点及制造工艺流程 结构特点 基础制动配件零部件以铸锻件和冲压件为主 加工件材质多为黑色金属 且精度要求不高 对组装环境和零件清洁度没有特殊的规定和要求 性能试验较为简单 除闸调器外都采用手动试验台进行最终性能试验 空气制动配件制造工艺特点 技术难度 工艺装备 人员素质 结构复杂精度最高原理性强材质多样 微机控制试验设备机械手清洗数控加工设备精密加工 理论水平操作水平细致手巧认真负责 工艺方法 铸 锻 离心铸造 压铸 液态模压 粉末冶金车 铣 刨 磨 镗 拉 钻 研磨抛光 锡焊 超声波清洗 高压清洗 磷化 阳极氧化 达克罗 现场环境 清洁生产现场照度工业废水油类 120阀由中间体 主阀 半自动缓解阀和紧急阀等四部分组成 如下图所示 120阀通过中间体上部四个突耳上的 22孔 用螺栓和螺母直接吊装在车辆底架上 典型空气制动配件简介 120阀 中间体中间体用QT450 10铸成 有四个垂直面 其中两个相邻的垂直面作为主阀和紧急阀安装座 另外两个作为管子连接座 中间体内还铸有两个空腔 分别为1 5L的紧急室和0 6升的局减室 主阀 缓解阀主阀 包括缓解阀 控制着充气 缓解 制动 保压等作用 是控制阀中最主要的部分 由作用部 减速部 局减阀 加速缓解阀和紧急二段阀等五个部分组成 作用部120阀的作用部主要由主活塞 包括主活塞杆 上下活塞及S型橡胶膜板等 滑阀及其弹簧 节制阀及其弹簧 稳定杆及稳定弹簧等组成 作用部的作用是利用列车管与副风缸的空气压力差来产生充气 局减 制动 保压 缓解等作用 局减阀局减阀主要由局减阀套 局减阀杆 局减膜板 局减阀活塞 局减阀弹簧等组成 局减阀的作用是控制列车制动时列车管第二阶段局部减压量 加速缓解阀加速缓解阀主要由加速缓解阀套 加速缓解活塞 加速缓解阀弹簧 加速缓解阀膜板 顶杆及夹心回阀等组成 加速缓解阀的作用是为了减小长大货物列车在运行中制动以后缓解时的纵向冲动 在列车再充气时 将加速缓解风缸的压力空气引入列车管 对列车管起到局部增压的作用 从而提高缓解波速 紧急二段阀紧急二段阀主要由紧急二段阀套 紧急二段阀杆 缩堵 紧急二段阀簧等组成 紧急二段阀的作用是为了减轻长大货物列车在紧急制动时的纵向冲动 在列车紧急制动时 使制动缸压力空气上升的速度先快后慢 形成两个阶段 半自动缓解阀缓解阀的作用是能半自动排出制动缸的压力空气 使车辆缓解 之所以称为半自动缓解阀 是指拉动位于车体两侧的任一侧缓解阀拉手后 只要制动缸压力空气一开始排出 就可松开拉手 制动缸压力空气会自动地排完 一直拉着缓解阀拉手 使整个制动系统 包括制动缸 副风缸 加速缓解风缸 列车管等 的压力空气全部排出 紧急阀紧急阀主要由活塞部 放风阀部和先导阀部等组成 紧急阀的作用是在紧急制动时加快列车管的排气 使紧急制动的作用可靠 提高紧急制动灵敏度 从而提高紧急制动波速 120阀的主要特点二压力机构阀其主控机构均由两个压力控制 即由副风缸的压力空气和列车管的压力空气的压差来控制动作 直接作用方式增压时 主控机构直接连通制动管与副风缸以及制动缸与大气的通路 同样 减压时 主控机构直接连通副风缸与制动缸的通路 主控机构采用橡胶膜板和金属滑阀结构 采用常用制动与紧急制动分部作用两阶段局减作用紧急制动时二段跃升加速缓解作用 2020 1 30 41 可编辑 120阀的作用原理 120阀生产工艺流程 120阀的工艺核心 气密性 铸造阀体本身 体套配合部位 阀口部位 研磨部 清洁度 铸造 加工 组装 运输 腐蚀 加工精度 尺寸公差 位置度 粗糙度 性能试验 120阀中间体组成 制造工艺 加工后逐个腔室进行打压 打压压力高于使用压力 提高铸造密实度 120阀主阀体组成 加工后的阀体和阀套质量 主阀体锥孔车磨工艺 120阀紧急阀体组成 成型刀具加工 此类阀口一般采用成型刀具加工 工序间防护 加工后阀口部位要重点防护 防止磕伤 逐个气密性试验 组装前逐件进行打压 确保密封可靠 滑阀套剥离 清洁度 铸造 加工 组装 运输 腐蚀 清洁度 铸造 加工 组装 运输 腐蚀 改进铸造工艺 内腔逐个进行手工淸砂 加工后逐个进行毛刺清理 内腔采用高压射流清洗 封闭组装间 保持室内 装备清洁 控制落尘量 用专用器具运输 避免磕碰 磷化 煮蜡 但效果一般 改进方向 铝合金化 气相渗锌 加工精度 尺寸公差 形位公差 粗糙度 工件较小 尺寸公差基本在IT7 8级 小孔加工较多 最小孔为0 2mm 各作用孔位置度直接影响作用 圆柱度 平面度要求0 4 m 活塞杆 阀套粗糙度一般为Ra1 6 滑阀底面等研磨面粗糙度Ra0 4 数控加工 高速钻 电火花 加工中心 研磨机研磨 铅板抛光 机械滚压 性能试验 120阀专用试验台适用于120阀和120 1阀 主阀缓解阀一起试验 紧急阀单独试验 微机控制自动检测 也可手动 压力传感器 流量计 压差计打印结果 可联HMIS 旋压密封式制动缸按缸体内径大小可分为14 12 10 8 有4种规格 活塞杆全行程均为254mm 其中 12 C D型旋压密封式制动缸采用加装推杆复原装置的技术 在车辆缓解时 驱使闸瓦脱离车轮踏面 降低车轮与闸瓦之间的磨耗 其他制动配件 旋压密封式制动缸 1 缸座组成2 缸体组成3 前盖组成4 前盖滤尘套组成5 滤尘器组成11 螺堵12 Y型密封圈13 缓解弹簧14 活塞杆15 前衬垫16 弹簧座17 活塞18 润滑套19 T型螺栓 305X254A型旋压密封式制动缸 采用冲压活塞与活塞杆座焊接 缸体内径305mm 采用305活塞膜片 305X254B型旋压密封式制动缸 12 采用铸铁活塞带推赶复原装置 缸体内径305mm 带推杆复原装置的制动缸作用是在车辆缓解时 能使闸瓦脱离车轮踏面 305X254C型旋压密封式制动缸 305X254D型旋压密封式制动缸 采用冲压活塞与活塞杆座焊接 采用305活塞膜片 带推杆复原装置 缸体内径305mm 目前尚未装车使用 带推杆复原装置的制动缸作用是在车辆缓解时 能使闸瓦脱离车轮踏面 其他制动配件 KZW A空重车自动调整装置 其他制动配件 KZW A空重车自动调整装置 其他制动配件 脱轨自动制动装置 脱轨自动制动阀三维爆炸图 其他制动配件 脱轨自动制动装置 扭簧 内五角螺栓 其他制动配件 A型不锈钢折角塞门 2008年 为了节约成本 提高零件的防盗性能 球芯折角 直端 塞门手把 套口采用B级钢材质 手把采用防盗结构 原折角塞门手把 防盗手把 其他制动配件 A型不锈钢折角塞门 其他制动配件 不锈钢直端塞门 其他制动配件 不锈钢组合式集尘器 ST2 250型双向闸瓦间隙调整器是齐齐哈尔车辆工厂自行开发的一项闸瓦间隙调整器新产品 是ST1 600型的系列产品 与ST1 600型闸瓦间隙调整器一样 闸瓦间隙调整器的长度在制动过程中能随着闸瓦的磨耗或更换而自动的缩短或伸长 以保持恒定的闸瓦间隙和制动缸活塞行程 其他制动配件 闸调器 双向闸瓦间隙调整器内部结构 最大调整范围250mm最大允许拉力78 4kN最大安装长度1420mm缩至最短长度1170mm一次最大缩短量约60mm一次最大伸长量30mm闸调器本体质量28kg 其他制动配件 NSW手制动机 四 新型制动配件 Wabtec公司叠加式ECP系统 Wabtec公司生产的TMX型单元制动装置 我国集成制