《机车总体及走行部》课件 项目三 任务5 基础制动装置

任务5

基础制动装置项目三机车转向架01【知识目标】【知识目标】1.掌握机车基础制动装置的构造。2.掌握机车基础制动装置的工作原理。3.掌握HXD3型电力机车基础制动装置的构造和工作原理。4.掌握HXD1型电力机车基础制动装置的构造和工作原理。5.熟悉SS4G型电力机车基础制动装置的构造和工作原理。6.了解HXN3B型内燃机车基础制动装置的构造和工作原理。7.了解DF4B型内燃机车基础制动装置的构造和工作原理。02基础制动装置介绍基础制动装置介绍基础制动装置的任务如下：（1）传递制动原力（也叫制动缸活塞杆的推力）至各闸瓦；（2）将制动原力放大一定倍数；（3）保证各闸瓦有较一致的制动力；（4）与手制动机或停车制动装置配合产生停车制动作用。基础制动装置分为闸瓦制动和盘形制动两大类，盘形制动（摩擦式圆盘制动）是在车轴上或在车轮辐板侧面装上制动盘，一般为铸铁圆盘，用制动夹钳使合成材料制成的两个闸片紧压制动盘侧面，通过摩擦产生制动力，把列车动能转变为热能消散于大气。盘形制动属于黏着制动。闸瓦制动基础制动装置由制动缸活塞推杆以后至闸瓦及其间一系列传动部分所组成。它的作用是把制动原力放大若干倍后均匀地传递到各个闸瓦，使之压紧车轮产生制动作用。基础制动装置介绍轮盘制动和踏面（闸瓦）制动同属于摩擦制动方式，但轮盘制动相对于踏面制动有如下优点：（1）传统的踏面（闸瓦）制动方式大部分热能由车轮和闸瓦来承担。随着机车速度的提高和载重的增大，车轮的制动热负荷也相应增加。轮盘制动代替了闸瓦对车轮踏面的摩擦，增大了摩擦接触面积，改善了热负荷传递条件，也减少了车轮的磨耗，延长了车轮的使用寿命和改善了运行品质，保证了行车安全。（2）在轮盘制动装置中，作为摩擦副的制动盘和闸片的材质及结构，可根据制动的要求进行多种方案的选择，可以获得较高的摩擦系数，并且比较稳定，受速度的影响小。因此可以减小制动压力，制动缸及杠杆的尺寸都可以缩小，减轻了制动装置的重量。基础制动装置介绍（3）轮盘制动装置的散热性能比较好，摩擦系数稳定，能得到较恒定的制动力。它的热容量允许它采用较高的制动率，可以在更高的速度下制动，获得较高的减速度，从而也就缩短了制动距离。（4）轮盘制动装置结构紧凑，制动效率高，便于装拆和维护。停车制动装置是机车车辆在无压缩空气时，用以代替空气制动机的作用，带动基础制动装置，使闸瓦压紧车轮的一种制动装置。停车制动装置一般包括手制动机和蓄能制动器（弹簧止轮器）。手制动机靠人力操纵并产生制动原力，而蓄能制动器则是靠蓄能弹簧产生制动原力。03基础制动装置组成基础制动装置组成基础制动装置由制动缸、制动传动装置、闸瓦装置及闸瓦间隙调整装置组成。制动缸俗称闸缸，是产生制动原力的部件，它受制动缸压力空气压力变化的控制而进行动作。制动缸的种类很多，但其构造基本相同，主要由缸体、活塞、活塞杆及缓解弹簧等组成。制动传动装置应用杠杆原理，将制动缸产生的制动原力放大一定的倍数后均衡地传递给各个闸瓦。闸瓦装置用于安装闸瓦，并调整闸瓦与车轮踏面间的工作角度。闸瓦装置包括闸瓦、闸瓦托、闸瓦签及闸瓦定位装置等。闸瓦间隙调整装置用于自动调整闸瓦与车轮踏面之间的间隙，使闸瓦间隙保持在规定的范围内，以确保制动作用的可靠性。04基础制动原理基础制动原理基础制动装置的作用原理（如图3-69所示）如下：当施行制动时，压缩空气由总风缸进人制动缸，推动活塞，压缩缓解弹簧，使横杆AB以C点为支点逆时针旋转。因为AC：CB=3.3，所以B点的作用力为A点作用力的3.3倍。通过叉杆BD，将作用力传到竖杆DF上,使DF以E点为支点逆时针旋转。因为DF:EF=3.72，所以在F点处作用力又增大3.72倍。最后通过闸瓦间隙自动调节器FG，把F点的力通过闸瓦压到车轮上，从而产生制动作用。活塞推力经过杠杆系统得到放大，放大倍数为（AC：CB）×(DF：EF)=3.3×3.72=12.3，这个倍数被称为制动倍率。图3-69基础制动装置作用原理AB-横杆；BD-叉杆；DF-竖杆；FG-闸瓦间隙自动调节器；G-吊杆05基础制动装置分类基础制动装置分类基础制动装置分为单侧制动和双侧制动两种。单侧制动仅在车轮的一侧对车轮施加制动力；双侧制动在车轮的两侧同时对车轮施加制动力。01单侧制动装置结构简单，重量较轻，检查和维修方便，它的缺点是制动时车轴上.有附加弯矩作用，增大了车轴应力。此外闸瓦单位面积压力大，发热严重，导致摩擦系数下降，加快闸瓦磨耗。02双侧制动装置在制动时车轴上没有附加弯矩，闸瓦单位面积压力小，所以摩擦系数高,闸瓦寿命长，但它的结构复杂，检查和维修困难。0306HXD3型机车基础制动装置HXD3型机车基础制动装置基础制动装置是对运行中的机车执行减速和停车的一种装置。本车采用的是轮盘式制动，每个车轮安装一套独立的单元制动器，每个转向架还装有二套带有弹簧停车储能制动的单元制动器，安装在第一、六轴车轮上。当机车制动时制动单元得到压缩空气，通过制动缸情輔推动卡钳和闸片，压力作用到安装在车轮辐板上的摩擦盘上，使闸片与摩擦盘产生摩擦，消耗功率，将动能转变为热能散发掉，从而使机车达到减速或停车的目的。图3-70单元制动装置1-制动单元（右）；2-制动单元（左）；3-制动单元（弹簧停车左）；４-制动单元（弹簧停车右）；５-螺栓M16×70；６-螺母M16；７-弹簧垫圈M16HXD3型机车基础制动装置轮盘制动装置包括单元制动缸（常用单元制动缸和带停放单元制动缸）、制动盘、闸片及夹钳组成，如图3-71、图3-72所示。图3-71盘式制动单元图3-72带停放单元盘式制动单元HXD3型机车基础制动装置常用制动单元是由制动缸作用部与闸片间隙调整器组成的一个独立的制动单元结构。闸片间隙调整器可以使闸片和制动盘磨耗过大后使盘片间隙得到自动的调整，使间隙始终保持在正常的数值范围内。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420~450kPa的压力空气。其常用制动缸作用与不带停放单元制动缸相同。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拉杆机构,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φ25圆键和18个M12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。制动盘抗热温度不小于400C;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擦系数为0.35。07HXD1型机车基础制动装置基础制动装置主要参数紧急制动距离轴重为23t时≤800m轴重为25t时≤900m制动率40.5%制动空走时间≤6s停车制动30%坡道能制停制动率16%滑移安全系数1.4制动盘尺寸740X1090mm,厚度24mm,制动盘最大不平衡量16g.m制动倍率2.41闸片厚度21mm基础制动装置结构HXD1型机车轮装制动盘的结构及安装方式如图7所示，轮装制动盘采用铸钢整体结构,在制动盘靠轮辐一侧设计有散热筋。每两个轮盘为一组,用18个M12螺栓、膨胀套及防松螺母和6个定位键安装在车轮轮辐两侧,每个螺栓的预紧力矩为60N.M在18个M12螺栓达到预紧力矩后两个制动盘的摩擦面基本上呈平行状态,其端面轴向跳动量不大于0.5mm。单元制动器由单元制动缸和夹钳机构组成。其安装如图3-73所示。HXDI型机车每轮对有两套轮盘制动装置,其中一个带有蓄能制动装置。图3-73HXD1型机车单元制动器安装结构图3-74HXD1型机车轮盘结构08SS4G型机车基础制动装置基础制动装置组成SS4改进型电力机车的基础制动装置均采用独立箱式单元制动器，它是以制动器箱体为基础，将制动缸、制动传动装置和闸瓦间隙调整装置安装于箱体内部，闸瓦装置安装于箱体外侧的一种基础制动装置，因而又称为单缸制动器。主要由制动缸、杠杆传动系统、闸瓦间隙自动调整器和闸瓦装置组成。图3-75SS4G机车单元制动器基础制动装置组成1-闸瓦定位弹簧；2-箱体；3-棘钩；4-压环；5-密封套；6-门组装(左)；7-门组装(右)；8-油杯；9-护罩；10-滤尘网；11-制动缸；12-杠杆；13-隔套；14-杠杆；15-圆锥弹簧；16-扭簧卡；17-扭簧止板；18-扭转弹簧；19-闸瓦托杆；20-闸瓦托；21-闸瓦签；22-闸瓦；23-脱钩杆；24-开口销；25-手轮；26-螺盖；27-棘轮；28-传动螺杆；29-传动螺母；30-滑套；31-条簧；32-密封罩；33-螺母；34-闸瓦签圆销图3-75SS4G机车单元制动器基础制动装置组成1.箱体箱体2为钢板电焊结构,将制动各单元件分别安装于箱体内外。箱体内安装制动杠杆14和闸瓦间隙自动调整器；箱体外安装制动缸11、闸瓦托20及闸瓦22。2.制动缸制动缸为产生制动原力的部分，它采用活塞式结构，其上安装有制动缸管，为压力空气进出制动缸的管路。缸内装有带橡皮碗的活塞及活塞杆，活塞与箱体之间装有圆锥缓解弹簧15，活塞杆的一端连在制动杠杆的下端。3.制动杠杆制动杠杆用于传递、放大制动缸产生的制动原力。制动杠杆为两片，用销子吊装在箱体内上方的支点座上。杠杆中部孔吊装闸瓦间隙自动调整器。在外片制动杠杆的上端侧面焊装一个关节肘销，吊装棘钩。在外片制动杠杆上卡着的条簧将棘钩紧压在闸瓦间隙自动调整器的棘轮齿槽内,此条簧为Γ形。4.闸瓦装置闸瓦装置是基础制动装置中的最后一部分，它主要由闸瓦22，闸瓦托20，闸瓦托杆19等组成。闸瓦托杆下端以销装在箱体下方的支点座上，上端安装闸瓦与托,并与传动螺杆28相连。闸瓦托上装两块闸瓦，以闸瓦签21串定。基础制动装置组成5.闸瓦间隙自动调整器闸瓦间隙自动调整器是为使闸瓦与车轮踏面保持一定间隙而设。SS系列电力机车除SS7、SS9型外，均采用单向自动式闸瓦间隙调整器，即自动减小过大的闸瓦间隙，而增大闸瓦间隙则需人工调整。它吊装在制动杠杆上部，两端伸出箱体孔部分设密封装置，防止灰尘进入箱体内。伸出箱体一端是调整手轮，另一端是传动螺杆，连在闸瓦托与闸瓦托杆上。闸瓦间隙自动调整器由传动螺杆28与传动螺母29(左旋螺纹结合)、滑套30、棘轮27、棘钩3及调整手轮25等组成。传动螺母套装在滑套中可转动，传动螺母尾部露出滑套部分有右旋螺纹,其上拧装棘轮与调整手轮。滑套上有两耳轴销，是为吊装在制动杠杆之间而设。箱体上部有脱钩机构，主要由脱钩杠杆23及棘钩3组成。撬起脱钩杠杆的长臂，压迫脱钩销可使棘钩绕关节肘销转动离开棘轮齿槽,以便反向旋转调整手轮使闸瓦离开车轮踏面,进行闸瓦更换。工作原理：当制动缸充气时，活塞带动活塞杆左移(活塞同时压缩了圆锥缓解弹簧)，推制动杠杆下端并以螺销为支点向左摆动，制动杠杆带动与它相连的滑套，使传动螺母与传动螺杆推动闸瓦托，使闸瓦压在车轮踏面上实现制动作用。当制动缸排气时，活塞和活塞杆在缓解弹簧的推动下,使上述各传动零件作反方向运动,闸瓦即离开踏面而缓解。基础制动装置组成09HXN3B型机车基础制动装置HXN3B型机车基础制动装置HXN3B基础制动装置采用单侧的踏面单元制动器,每轮一套单侧单闸瓦制动装置,采用高磨合成闸瓦，带有闸瓦间隙自动调整器,具有弹簧停放功能，弹簧停车制动安装在每个转向架的一轴、三轴，弹簧停车制动保证机车在30‰坡道上停车。图3-76踏面制动单元示意图HXN3B型机车基础制动装置常用制动单元设计包括以下部件：制动缸和活塞。为适应闸瓦和车轮踏面磨损提供自动调整的间隙调整机构。一次制动后，用于自动补偿磨耗而增大的间隙的独立作用的间隙调整器。图3-77弹簧停车制动单元示意图HXN3B型机车基础制动装置在闸瓦更换以后，六角头复位机构。既用于常用制动又用于弹簧停车制动的制动单元还装有弹簧作用器。当应用弹簧停车制动时，弹簧力通过锥形连接器、螺母、心轴作用在制动单元制动缸内的活塞上。弹簧作用器还装有手动缓解，用于在没有压缩空气的情况下缓解车轮上弹簧停车制动。为缓解制动，操作者须通过把手拔出推杆。闸瓦采用高磨合成闸瓦（见图3-78），符合AARRP-599《机车用高摩合成闸瓦》及TB/T3196-2008《机车用合成闸瓦》，主要性能参数如下：（1）静摩擦系数：≥0.38（2）磨耗量：≤1.0cm³/MJ（3）允许闸瓦温度：最高500℃、持续300℃HXN3B型机车基础制动装置日常维护保养：1.每日检查闸瓦是否有裂纹；检查螺纹连接件的紧固性。2.每半年检查闸瓦的磨损情况注意：施行停放制动后，拉动手动缓解拉手，应能完全缓解。图3-78合成闸瓦外形图10DF4B型机车基础制动装置DF4B型机车基础制动装置东风4B型内燃机车采用单侧单闸瓦、带闸瓦间隙自动调节器的制动装置，每个车轮有--套独立.的制动装置（如图3-79所示)。它由制动缸、横杆、闸瓦间隙自动调节器、竖杆、吊杆、瓦托和闸瓦等组成。