铁路大型养路机械司机转岗培训理论-机械车制动系统

授课人： 培训班名称：铁路大型养路机械司机转岗培训课 题机械车制动系统教学目的与教学要求目的：了解手制动及基础制动装置的结构及作用；了解空气制动机的类型、特点、组成及技术参数。要求： 此教案让学员了解手制动及基础制动装置的结构及作用；了解空气制动机的类型、特点、组成及技术参数。教学重点与教学难点重点：基础制动装置的构造及作用原理、基础制动装置的主要零件、YZ-1型制动机组成、 YZ-1型制动机工作原理。难点： 大基础制动装置的构造及作用原理、基础制动装置的主要零件、YZ-1型制动机组成、 YZ-1型制动机工作原理。课型理论课 课时分配讲授270分钟其他合计270分钟教学方法、手段（教具）1、方法：讲授法、示范法。2、手段：多媒体课件教学过程（教学步骤与内容）【一、组织教学】:引导学生进入学习状态。【二、导入新课】:通过大型养路机械引入课题.【三、讲授新课】基础制动装置制动装置包括空气制动和基础制动两大部分。从制动缸鞲鞴杆至闸瓦所包含的各种零件属于基础制动部分。捣固车除空气制动外还有液压制动和手制动，这三种制动方式都要通过基础制动装置制动力作用到车轮上，达到制动的目的。基础制动装置是利用杠杆原理，把制动汽缸或是制动油缸的推力、手制动机所产生的力，经过各杠杆和拉杆的作用，扩大数倍，再传到闸瓦上，使闸瓦压紧车轮，进行制动。一、基础制动装置的构造及作用原理捣固车的前后转向架及拖车上，分别安装三套各自独立的基础制动装置，见图4一24。础制动装置除了与制动汽缸相连接外还与液压制动油缸相连接，在后转向架的基础制动装上连接手制动机。捣固车在高速运行时由空气制动部分来推动基础制动装置，在捣固作业时由液压油缸推动基础制动装置，停车或无动力时用手制机来推动基础制动装置。前后两个转向架采用结构相同的单闸瓦式基础制动装置；后拖车是单轴车，故采用双阐式基础制动装置。1.单闸瓦式基础制动装置由制动缸杠杆2、上拉杆3、移动杠杆9、固定杠杆13、下拉12、制动梁10、闸瓦架14和闸瓦15等组成，见图4一25。制动缸杠杆2水平安装在车架上，中间为铰接支点，左端与上拉杆3和液压制动缸4连接，右端与制动风缸1和手制动机的链条5连接。移动杠杆9的上端与上拉杆3 连接，下端与下拉杆12连接，中间与吊板8和制动梁10铰接，吊板8的上端与转向架连接。固定杠杆13的上端与转向架上的固定吊耳连接，中间与制动梁10铰接，下端与下拉杆12连接。制动梁10的两端安装闸瓦架14，闸瓦通过插销固定在闸瓦架14 上，并对准车轮踏面，闸瓦架用吊架16与转向架上的吊耳连接。当风制动缸鞲鞴伸出时（或者液压制动缸鞲鞴伸出），制动缸杠杆2以支点销轴为中心转动，上拉杆3 拉移动杠杆9以中间销轴为中心转动（如箭头所指方向）项下拉杆12就推动固定杠杆13连同制动梁10使闸瓦15压在车轮上。尔后下拉杆再不能轴向移动，则移动杠杆9的下端变为支点，使移动杠杆开始以下端为中心转动，拉制动梁10克服弹簧11 的作用力使闸瓦压到另一车轮上，实现制动。当进行手制动时，转动手轮，通过齿轮传动机构使丝杆17旋转，则套在丝杆上的螺母移动，带动杠杆6，用链条5拉动制动缸杠杆进行制动，其各杆件的动作同上。当制动缓解时，鞲鞴缩回。杠杆上的作用力消失，杠杆和拉杆恢复原来的位置，闸瓦及制动梁在弹簧的作用下离开车轮，实现缓解。图4-25单闸瓦式基础制动装置I一制动风缸；2制动缸杠杆；3上拉杆；4一液压制动缸；5链条： 16手制动杠杆；7手制动机；8吊板；9一移动杠杆；10制动梁：II一弹簧；12下拉杆；13固定杠杆；14 一 瓦架；15闸瓦；16 吊架；17丝杆；18丝母车轮上的左右两个闸瓦托与移动杆10和固定杠杆2连接，左侧制动梁4的两端连接左右两个车轮的左侧固定杠杆2。右侧制动梁6的两端连接车轮右侧的移动杠杆10，拉杆3连接左右两根制动梁。风制动缸鞲鞴直接作用在右侧制动梁6的中间，吊杆9的上端与支架支点连接，中间与右制动梁6铰接，下端与液压制动紅鞲鞴连接。图4-26双闸瓦基础制动装置1-吊耳.2-固定杠杆.3-拉杆4.-左侧制动梁.5-闸瓦.6-右侧制动梁.7-制动油缸.8-制动风缸.9-吊杆.10-移动杠杆.11-横拉杆.12-闸瓦托当风制动缸鞲鞴伸出时，推动制动梁6和移动杠杆10带动拉杆3向右移动（箭头方向），则拉动固定杠杆2使左侧闸瓦压到车轮踏面上。尔后拉杆再不能移动，故拉杆与移动杠杆10的钐接点变为支点，此时移动杠杆就以该支点为中心转动,使右侧闸瓦压向车轮的踏面进行制动。当风制动缸鞲鞴伸出时，吊杆9也同制动梁而转动，吊杆9的下端连接点在液压制动缸鞲鞴上的槽内滑动，因此，液压制动缸不影响风制动缸的动作。当制动缓解时，制动力消失，各杆件回到原来的位置，闸瓦离开车轮。拉杆3的中间有调整螺母。转动螺母可以改变拉杆的长度，即可调整闸瓦间隙。液压制动缸鞲鞴在无制动作用时伸出来，当进行液压制动时，鞲鞴缩回，拉动吊杆转动，使右侧制动梁向右移动，其他杆件的动作同风制动。二、基础制动装置的主要零件主要介绍单闸瓦基础制动装置的主要零件的结构形式及作用，双阀瓦基础制动装置的零件基本与单闹瓦基础制动装置相同。1.杠 杆杠杆是基础制动装置中用以传递和改变制动力的大小和方向的零件。在基础制动装置中利用杠杆原理，扩大制动缸的作用力，其扩大的倍数称为制动倍率。杠杆承受较大的弯矩，故其断面为矩形，中间尺寸较大，两端稍窄成鱼腹形。杠杆根据安装部位不同，有不同的作用和名称，如与制动缸相连的杠杆叫做制动缸杠杆， 一端固定不动的称为固定杠杆。2.拉 杆拉杆是连接两杠杆的零件，仅起力传递作用，而不能改变力的大小和方向。拉杆的结构见图4一27。拉杆由叉形连接头、调整螺母、锁紧螺母组成。图4 一27 拉 杆1 一叉形头;2调整螺杆;3锁紧螺母;4 一调整螺母两端叉形头焊接在螺杆上，一端螺杆为正螺纹，另一个螺杆为反螺纹。装在长形的调整螺母内，转动调整螺母即可改变拉杆的长度，达到调整鞲鞴行程的目的（即调整闸瓦与车轮踏面间的间隙），当闸瓦间隙调整好后再把锁紧螺母拧紧。拉杆的叉形头与杠杆连接。上拉杆与杠杆采用关节轴承连接，见图4一28。销轴用槽形螺母固定，端部安装油嘴，给关节轴承加注润滑油脂。叉形头上的销轴孔内压装磨耗衬套，以便磨损后更换，这样可以延长拉杆的使用寿命。下拉杆与杠杆采用销轴连接。3.制动梁制动梁将杠杆扩大后的制动力传递到闸瓦托上，把闸瓦压向车轮踏面进行制动。制动梁断面为矩形，两端安装闸瓦托，中间与杠杆连接。两个制动梁相背安装，用四个弹簧相连， 当制动力消失后，在弹簧拉力的作用下，使闸瓦离开车轮，制动缓解。4.闸 瓦制动时闸瓦与车轮踏面接触，把制动力施加到车轮上。闸瓦采用铸铁制造。闸瓦通过插销装在闸瓦托上，磨损后更换方便。闸瓦的最大磨耗量为25 mm。三、基础制动装置的常见故障与分析 基础制动装置的常见故障为裂损和磨耗。由于组成零、部件的裂损和磨耗，将引起制动梁脱落、拉杆或推杆折损、间瓦偏磨、闸瓦托裂技等事故。1.制动梁脱落制动梁脱落是严重危及行车安全的故障，引起制动梁脱落的主要原因有：(1)制动梁两端闸瓦托安装轴焊接处产生裂纹，在制动与缓解过程中随交变应力的作用易发生折断，故当发现该处裂纹时应立即予以更换，不再使用。(2)两端闸瓦托安装轴不在一条直线上，或两端闸瓦厚度差超过规定，造成制动梁的一靖负荷局部加大，导致安装轴根部裂损。(3)轴头材质不良或磨耗过限，发生裂纹折损。(4)闸瓦托吊圆销及开E1销的裂损与脱落，造成制动梁脱落。2.拉杆及推杆折断拉杆及推杆折断脱落的形式表现为圆销磨损后的折断脱落和拉杆头裂损脱落。造成拉杓及推杆折断脱落的主要原因是：(1)拉杆头与拉杆焊接部因焊接质量不良，发生裂损。(2)若拉杆头开度不对，外宽内窄，或拉杆头两圆销孔的加工偏差过大等造成圆销受偏心力，使圆销磨损和折损。(3)开口销开度过小、材质疲劳折损，使圆销窜出脱落。3.闸瓦偏磨闸瓦偏磨是一种较常见的故障。闸瓦在使用过程中要发生正常的磨耗，但闸瓦偏磨，不仅影响闸瓦压力，而且也影响闸瓦使用寿命，造成浪费。引起闹瓦偏磨的主要原因是：(1)闸瓦托的弧度与车轮踏面的弧度不一致，两个面的各点不是等距离。(2)由于传动杠杆装置不合适，制动时制动梁不正位，一端闸瓦磨轮缘，另一端则磨车轮踏面外侧，有时甚至半块闸瓦挂在踏面外，不与车轮踏面发生摩擦。（3）闸瓦托仰头或低头，闸瓦上、下两端与车轮踏面不等距，造成闸瓦上、下头部偏磨。当闸瓦发生内、外偏磨的情况不严重时，左、右两块问瓦可调换使用；而上、下偏磨时，可调头使用，但必须注意用在直径相同的车轮上。4.闸瓦托裂损由于闸瓦托在运用过程中，承受高温、高压的作用，易于发生磨耗和折损。产生闹瓦托裂损的主要原因是：(1)闸瓦承受的压力过大，在制动时冲击力大，使闸瓦托产生裂损。(2)由于分配阀作用不正常，发生缓解不良，或在长大下坡道运行，由于长时间抱闹，产生高温，易使闸瓦托发生裂损。(3)材质及铸造质量不良。空气制动系统YZ-1空气制动机是专门为大型养路机械设计制造的。捣固车的制动系统由风源、制动机和基础制动三个分系统组成。其中风源和基础制部分与引进的样机基本相同。一、YZ-1型制动机组成制动机主要由大闸、小闸、均衡风缸、列车管、制动缸、分配阀、中继阀等主要部件组成。(一）自动制动性能（列车管压力500kPa)1.均衡风缸压力自零充至480kPa的时间为57s。2.均衡风缸压力自500kPa减压至360kPa的时间为5 8S。3.常用全制动时制动缸最高压力为340 380 kPa。4.常用全制动时制动缸升压时间为6 9s。5.常用全制动后制动缸压力由最高值缓解至35 kPa的时间为58s。6.紧急制动时列车管压力由定值排至零的时间小于3 s。7.紧急制动时制动缸最高压力450kPa10kPa。8.紧急制动时制动缸升至最高压力的时间为6 9s。图9一2 YZ-1制动机控制过程示意图1 一单独制动阀；2自动制动阀；3均衡风缸;4列车管；5制动缸；6分配阀； 7中继阅(二）单独制动性能1.全制动时的制动缸最高压力为360 kPa。2.制动缸压力自零升至340 kPa的时间不大于4 s。3.制动缸压力自360 kPa降至35 kPa的时间不大于5 s。二、YZ-1制动机作用原理YZ-1制动机在自动制动作用时，自动制动阀实施均衡风缸的压力控制；中继阀根据均衡风缸的压力变化，使列车管的压力产生相应变化；分配阀响应列车管的压力变化，产生制动和缓解的控制。YZ-1制动机的制动控制路线见图9一2。(一）YZ-1制动机控制动作1.自动制动控制路线：自动制动阀2均衡风缸3中继阀7 列车管4分配阀6制动缸5 。自动制动的特点：通过大闸控制列车管减压制动，列车管压力从5 bar降到3.6 bar，制动缸压力从0升到3. 6 bar。四个作用位置即制动位、缓解位、保压位和运转位。（1)缓解位：均衡和列车管压力升到5 bar ，制动缸制动压力缓解到零。(2)常制动位：均衡和列车管压力从5 bar开始降低到3. 6 bar ，制动压力从0到最大3.6 bar。(3)保压位：各通路均被切断，阀处于保压位；微动开关处于闭合，电控阀得电，遮断中继阀总风。（4）运转为：各通路均被切断，无电气联锁信号输出，制动保压后的列车管泄漏能自动补偿。2.单独制动控制路线：单独制动阀1分配阀6均衡部膜板下侧制动缸5。单独制动的特点：总风压力经减压闽减压到3. 6 bar后，进人作用管，作用管压力直接作用于分配阀均衡阀部下侧，制动速度较快，能达到最高制动压力为3. 6 bar(单独制动闽直接控制制动缸的压力）。四个作用位置即制动位、缓解位、保压位和运转位。(1)制动位：总风减压到3. 6 bar后打开分配阀均衡阀，总风向制动缸充风。(2)缓解位：缓解小闹制动。(3)保压位及运转位：因小闸不用内部微动开关，故两个位置的功能完全一样，各管路切断，起保压作用。(二）辅助制动（包括紧急制动和作业安全制动）(1)紧急制动列车管压力瞬间经紧急放风阀从5bar降到0,总风压力经增压阀充入容积室，受容积室上的安全阀控制。最高制动压力，最高制动压力4. 2 4. 5 bar。(2)作业安全制动作业电，ZF钥匙开关未打开时，安全制动产生。作用路线为：总风减压阀风控电磁阀制动风缸。制动最高压力为3. 6 bar,经减压阀调定。三、制动机的综合作用制动机的综合作用是协调制动与缓解。本制动机为双端操纵，两端的操纵方法完全一样。为防止两端的同时操纵，每台车仅一组手把，手把只能在运转位取出。在操纵端，作为自动制动阀使用的空气制动阀的转换拨& 置于空气位，作为单独制动阀使用的空气制动阀的转换拨杆应置于电空位自动制动和单独制动的综合作用 (一）单独制动阀在运转位，自动制动阀在各作用位置的作用1.缓解位减压阀管与均衡风缸管连通，使减压后的压力为500 kPa的总风经自动制动阀的作用柱塞、转换柱塞充入均衡风缸。(1)中继阀。因均衡风缸增压，中继阀处于充气缓解位，总风经开启的供风阀充入列车管，直至与均衡风缸压力一致后中继阀回复到保压位。(2)分配阀。列车管的增压使主阀部处于充气缓解位。列车管压力充人工作风缸月室压力由主阀排气口排出；均衡部均衡鞲鞴下侧压力经外部的单缓管进人容积室，再由一气口排出；制动缸压力由均衡部排气口排出。全车呈缓解状态，增压阀处于关闭状态。(3)紧急放风阀。该阀处于充气缓解位。列车管向紧急室充风，直至两者压力相等，放风阀关闭；同时，放风阀下部的柱塞阀复原，使中继阀的遮断阀管通大气，从而使中继阀的总风遮断阀处于开启状态，可保证中继阀供风源的开通。2.中立位列车管减压后手把放于中立位，各通路均被切断，阀处于保压状态，且微动开关被的定位凸轮压缩，输出电联锁信号。（1）电空阀。电联锁信号使电空阀得电，总风经电空阀到中继阀的总风遮断阀，使中继阀的总风被切断。(2)中继阀。该阀主鞲鞴呈保压状态。当列车管压力漏泄后，主鞲鞴又转为充气缓解位，但因中继阀的总风已被切断，列车管的漏泄无法得到补偿，防止长时间制动保压后的自然缓(3)分配阀。该阀的主阀部处于保压状态，工作风缸停止向容积室充风而保压。与容积室连通的均衡鞲鞴下侧也保压。当制动缸压力与容积室压力一致时，均衡部处于保压状态，制动缸压力漏泄时能自动得到补偿，增压阀仍处于关闭状态。(4)紧急放风阀。该阀处于制动后的充气缓解位。紧急放风阀和其下部的柱塞阀状态同上述的缓解位。3.运转位运转位与中立位的气路状态完全一样，各通路被切断，不同之处是微动开关被定位凸轮压缩，故无电联锁信号输出，电空阀失电，中继阀遮断阀通大气，总风被接通，因此制动保压后的列车管漏泄能自动补偿。中继阀、分配闽、紧急阀的状态位置与中立位完全一样。由此可见，制动保压操纵时，当需要有列车管漏泄的自动补风功能时，自动制动阀手柄置运转位；反之，当不需要列车管漏泄的自动补风功能时，自动制动阀手柄须置中立位。4.、制动位均衡风缸经作用柱塞、转换柱塞和排气缩堵以常用制动排风速率排至大气，微动开关仍被定位凸轮压缩，输出电联锁信号。(1)电空阀。电空阀与中立位状态相同。(2)中继阀。因均衡风缸的减压，中继阀的排风阀开启，列车管压力经排风阀排至大气， 直至与均衡风缸压力一致，中继阀呈制动中立位。(3)分配阀。分配阀的主阀部处于制动位，使容积室压力增高，均衡部处于制动位，开放总风与制动缸通路，制动缸增压，直至手柄转为中立位后，列车管压力与工作风缸压力平衡时，主阀部转为制动保压位；容积室压力与制动缸压力平衡时，均衡部转为制动保压位。增压阀仍处于关闭位。(4)紧急放风阀。紧急放风阀处于制动位。紧急室压力以接近列车管的减压速率排至列车管。当手柄转至中立位后，列车管压力与紧急室压力平衡时，转为制动后充风状态。紧急放风阀仍关闭，其下部的柱塞阀处于复原状态。(二)自动制动阀在緩解位，单独制动阀在各作用位置的作用自动制动阀在缓解位时，分配阀处于充气缓解状态，容积室压力经主阀排气口排大气，但容积室与均衡鞲鞴下侧的连通被梭阀所切断，而单独制动阀的作用管通过梭阀与均衡鞲鞴下侧连通，达到单独制动和缓解的目的。1.缓解位作用管经单独制动阀的作用柱塞、转换柱塞排大气，而均衡鞲鞴下侧的压力空气又经外接的单缓管和梭阀与作用管连通，于是均衡鞲鞴下移。制动缸压力经鞲鞴杆中心孔排人大气，达到单独缓解的目的。2.中立位各通路均被切断，作用管保压达到单独制动保压的目的。3，制动位 经减压阀调整后的360 kPa总风压力，由减压阀管经单独制动阀的作用柱塞、转换柱塞通作用管，并再经梭阀和单缓管通均衡鞲鞴的下侧，使均衡鞲鞴上移，顶开均衡阀，总风经均衡阀口向制动缸充风，达到单独制动的目的。(三）自动制动后的单独緩解自动制动后，容积室压力空气经梭阀和单独缓解管直分配阀得均衡鞲鞴下侧，由于梭阀的作用切断了单独制动阀作用管与